آهن به سلول های مغزی سمی شناخته شده است و ذرات آهن مغناطیسی کوچک (مغناطیسی) درگیر در توسعه اختلالات عصبی هستند. حالا، برای اولین بار، ما داریم شناسایی حضور فراوان این ذرات بسیار واکنشی در مغز انسان.
مطالات گذشته پیشنهاد کرده اند افزایش مقادیر مگنتیت در مغز مبتلا به آلزایمر وجود دارد و این ذرات ممکن است با توسعه بیماری مرتبط باشند. ما بدانیم که آیا این افزایش مگنتیت مغز ممکن است ناشی از استنشاق هوای آلوده باشد.
ذرات گرد بسیار کوچک از مگنتیت (به نام نانوسفرهای مگنتیت) در آلودگی هوا شهر بسیار زیادند. آنها در دماهای بالا تشکیل می شوند و به عنوان قطره های غنی از آهن به عنوان آنها سرد می شود. این ذرات در قطر کمتر از 5nm (نانومتر) به بیش از 100nm (برای مقایسه اچ آی وی 120nm در قطر) هستند و اغلب همراه با ذرات آلودگی ساخته شده از دیگر فلزات یافت می شود.
وسایل نقلیه منبع اصلی این نانوسپیرهای مگنتیت هستند. آنها توسط احتراق سوخت (به خصوص دیزل)، آهن از بلوک موتور و گرمای اصطکاکی از لنت ترمز ایجاد می شود. علاوه بر برخی از تنظیمات شغلی، غلظت های بالا از نانوذرات آلودگی مگنتیت ممکن است در فضای باز بوسیله آتش سوزی باز یا اجاق های ملایم که برای پخت و پز یا گرمایش استفاده می شوند، تولید شوند.
ذرات بزرگتر مگنتیت می توانند بیش از قطر میکرومتر 10 باشند (در حدود قطر آب ابر) و از منابع صنعتی مانند نیروگاه ها می آیند، اما فقط ذرات آلودگی مگنتیت که کوچکتر از 200nm می باشند می توانند به طور مستقیم با نفس وارد مغز شوند از طریق بینی. سپس آنها می توانند از طریق سلول های عصبی لامپ بویایی سفر کنند (نگاه کنید به تصویر).
با کنار گذاشتن مانع خون مغزی. پاتریک جین لینچ، CC BYمانع خون مغزی - دیوار محافظ سلولی که مانع ورود مواد مضر به مغز می شود - در برابر این نوع ورود بینی ها محافظت نمی کند، بنابراین این ذرات کوچک می توانند به طور موثری وارد مغز شوند. پس از آن که نانوذرات به این مناطق بویایی وارد می شوند، می توانند به سایر قسمت های مغز، از جمله هیپوکامپ و قشر مغزی گسترش پیدا کنند که مناطق آلوده به بیماری آلزایمر هستند.
وجود مغناطیس مگنتیت ممکن است منجر به حوادثی شود که منجر به بیماری عصبی می شود. مگنتیت حاوی ترکیبی از دو نوع آهن است که به نام آهن آهن و آهن است. آهن آهن به عنوان یک کاتالیزور موثر برای تولید مولکول های بسیار واکنشی و مضر به نام "گونه های اکسیژن واکنشی" نشان داده شده است. آسیب مغزی به علت این نوع مولکول ها شناخته شده است خیلی زود رخ می دهد در طول بیماری آلزایمر.
یک تغییر کلیدی در مغز در این بیماری تشکیل "پلاک های سالخورده"، که توده پروتئین غیر طبیعی بین سلول های عصبی یافت می شود. ذرات مگنتیت به طور مستقیم با این ترکیب شده اند پلاک های سالخوردهو افزایش سمیت پروتئین که در مرکز هر یک یافت می شود.
برای بررسی اینکه آیا مگنتیت از منابع خارجی ممکن است در مغز انسان وجود داشته باشد، ما از میکروسکوپ الکترونی و دیگر تکنیک های مورد استفاده برای بررسی نمونه های مغز از بیماران 37 - سال های 3 تا 92 در زمان مرگ - که در مکزیکو سیتی یا منچستر زندگی می کردند، انگلستان. ما دریافتیم که بسیاری از نمونه های مغناطیسی مغناطیسی از افراد زیر سن 40 از مکزیکو سیتی بودند که در معرض آلودگی هوا قرار داشتند و در موارد مسن تر از منچستر (بیش از 65 ساله) با بیماری آلزایمر متوسط تا شدید .
بیشتر ذرات مگنتیت در نمونه های مغز کروی بوده و در اندازه و شکل آنها از ذرات مگنتیت که به طور طبیعی در انسان ها و حیوانات اتفاق می افتد متفاوت است. آنها از قطر 5nm تا 150nm قطر داشتند و همراه با نانوذرات حاوی فلزات دیگر مانند پلاتین، نیکل و کبالت یافت می شوند که به طور طبیعی در مغز رخ نمی دهد. ما همچنین با استفاده از آنزیم ذرات مگنتیت را از مغز استخراج کردیم. این آنزیم بافت مغزی را حل کرده و ذرات مگنیتیت را دست نخورده باقی مانده است. سپس این ذرات با استفاده از یک آهنربا استخراج شدند. ذرات یک بازی قابل توجه برای نانوسفرهای مگنتیت در آلودگی هوا یافتند.
از آنجایی که کمتر از 5٪ موارد بیماری آلزایمر به طور مستقیم به ارث برده می شوند، احتمال دارد که محیط در این بیماری نقش مهمی داشته باشد. از آنجا که ترکیبی از بسیار کوچک بودن آن، شناخته شده است که به مغز سمی است و معمولا در آلودگی هوا یافت می شود، نانوذرات آلودگی مگنتیت باید به عنوان یک خطر احتمالی برای بیماری های مغزی، از جمله آلزایمر بررسی شود. اگر یک پیوند به سلامت انسان کشف شود، این امر پیامدهای عمده ای برای قوانین محدود کننده مواجهه با این نوع آلودگی هوا خواهد داشت.
درباره نویسنده
باربارا ماهر ، استاد ، علوم محیطی ، دانشگاه لنکستر. مدیر مشترک مرکز پیشرو جهانی مغناطیسی و دیرینه سازی لنکستر در لنکستر
دیوید آلسو، استاد علوم اعصاب، دانشگاه لنکستر
این مقاله در اصل در تاریخ منتشر شد گفتگو. دفعات بازدید: مقاله.
کتاب های مرتبط
at InnerSelf Market و آمازون
