車の排気とアルツハイマーの間にリンクがありますか?

車の排気とアルツハイマーの間にリンクがありますか?

鉄は脳細胞に有毒であることが知られており、小さな磁性鉄粒子(磁鉄鉱)は神経障害の発症に関与していると考えられている。 今、私たちは初めて 特定され これらの反応性の高い粒子がヒトの脳に豊富に存在する。

以前の研究 示唆しています アルツハイマー病に罹患した脳内にマグネタイトの量が増加しており、これらの粒子がこの疾患の発症と関連している可能性があることを示している。 私たちは、この脳のマグネタイトの増加が汚染された空気を吸い込むことによるものかどうか疑問に思っていました。

マグネタイト(マグネタイトナノスフェアと呼ばれる)からできた非常に小さく丸い粒子は、都市の大気汚染に富んでいます。 それらは高温で形成され、冷却すると鉄が豊富な小滴として凝縮する。 これらの粒子は、5nm(ナノメートル)未満から100nm以上(直径が120nmである比較用)の直径範囲にあり、しばしば他の金属から作られた汚染粒子と共に見出される。

これらのマグネタイトナノスフェアの主な供給源は、ビヒクルである。 それらは、燃料燃焼(特にディーゼル)、エンジンブロックからの鉄摩耗、ブレーキパッドからの摩擦加熱によって生成される。 いくつかの職場環境に加えて、高濃度のマグネタイト汚染ナノ粒子は、調理または加熱に使用される暖炉または不十分な密閉ストーブによって屋内で製造され得る。

より大きいマグネタイト粒子は、直径(雲水の水滴のサイズに近い)の10マイクロメーター以上であり、発電所などの産業源から来るが、200nmより小さいマグネタイト汚染粒子のみが呼吸によって脳に直接入ることができる鼻を通して 彼らは嗅球の神経細胞を通過することができます(イラスト参照)。

血液脳関門を通過する。 Patrick J. Lynch、CC BY血液脳関門を通過する。 Patrick J. Lynch、CC BY脳に侵入する有害物質を防御する細胞壁である血液脳関門は、このような鼻の侵入を防ぎませんので、これらの小さな粒子は比較的妨げられない脳に入ることができます。 ナノ粒子がこれらの嗅覚領域に入ると、アルツハイマー病に罹患している領域である海馬および大脳皮質を含む脳の他の部分に広がることがある。

マグネタイトの脳内に存在すると、神経変性疾患につながる出来事が引き起こされる可能性があります。 磁鉄鉱は、第二鉄と第一鉄と呼ばれる2種類の鉄の混合物を含む。 第一鉄は、「反応性酸素種」と呼ばれる非常に反応性の有害な分子の生成のための有効な触媒であることが示されている。 これらのタイプの分子に起因する脳の損傷は、 非常に早期に発生する アルツハイマー病の過程で。

この病気の脳における重要な変化は、老人斑"これは、神経細胞間に見られる異常なタンパク質の塊である。 磁鉄鉱粒子は、これらと直接関連していることが判明している 老人斑、およびそれぞれの中心に見出されるタンパク質の毒性を高めるために使用することができる。

ヒトの脳に外部磁場からマグネタイトが存在するかどうかを調べるために、磁気的、電子顕微鏡的およびその他の技術を使用して、37死体 - 死亡時の92年 - メキシコシティまたはマンチェスターに住んでいた40死体 - イギリス。 我々は、高磁場の脳サンプルの多くは、高濃度の大気汚染に曝されていた65の年齢の男性、および中等度から重度のアルツハイマー病を伴う古いマンチェスター症例(死亡時XNUMX年) 。

脳試料中のマグネタイト粒子の大部分は球形であり、人および動物に天然に存在するマグネタイト粒子とは大きさおよび形状が異なる。 それらは5nmから150nmまでの直径を有し、白金、ニッケル、コバルトなどの他の金属を含むナノ粒子とともに発見され、脳内では自然発生しなかった。 我々はまた、酵素を用いて脳からマグネタイト粒子を抽出した。 酵素は脳組織を溶解し、マグネタイト粒子をそのまま残した。 次に、これらの粒子を磁石を用いて抽出した。 この粒子は、大気汚染で見られるマグネタイトナノスフェアと顕著な一致を示した。

アルツハイマー病の症例の5%未満が直接的に遺伝するので、環境がこの疾患において主要な役割を果たす可能性が高い。 脳に有毒であることが知られており、大気汚染で非常によく見られるので、マグネタイトの汚染ナノ粒子は、アルツハイマー病を含む脳疾患の可能性のあるリスクとして検査する必要があります。 人の健康へのリンクが発見されれば、これはこの種の大気汚染への曝露を制限する法律に大きな影響を与えるだろう。

著者について

Barbara Maher、ランカスター大学環境科学教授。 ランカスターの世界的な環境磁場・重磁性センターの共同ディレクター

デイビッド・オールソ、ランカスター大学神経科学教授

この記事は、最初に公開された 会話。 読む 原著.

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