자동차 배기 가스와 알츠하이머 병이 연결되어 있습니까?

자동차 배기 가스와 알츠하이머 병이 연결되어 있습니까?

철분은 뇌 세포에 독성을 띠는 것으로 알려져 있으며, 자성 철 입자 (magnetite)는 신경 장애의 발달에 관여한다고 여겨집니다. 이제, 처음으로, 우리는 확인 인간의 두뇌에서 이러한 고도의 반응성 입자가 풍부하게 존재합니다.

이전의 연구 제안 알츠하이머 병으로 영향을받는 두뇌에 마그네타이트의 양이 증가하고 이들 입자가이 질병의 발달과 관련 될 수 있다는 사실을 알게되었습니다. 우리는이 증가 된 뇌 자철광이 오염 된 공기를 흡입 할 수 있는지 궁금해했습니다.

마그네타이트 (magnetite nanosphere)라고 불리는 매우 작고 둥근 입자는 도시 대기 오염에 풍부합니다. 그들은 고온에서 형성되고 차갑게 철분이 많은 물방울로 응축됩니다. 이 입자의 직경은 5nm (나노 미터) 미만에서 100nm 이상 (직경이 120nm 인 비교를 위해)이며, 다른 금속으로 만들어진 오염 입자와 함께 종종 발견됩니다.

차량은 이러한 자철광 나노 스피어의 주원인입니다. 그들은 연료 연소 (특히 디젤), 엔진 블록에서의 철 마모 및 브레이크 패드로부터의 마찰 가열에 의해 생성됩니다. 일부 직업 설정 외에도, 고농도의 자철광 오염 나노 입자는 조리 또는 가열에 사용되는 열악한 열악한 밀봉 스토브로 실내에서 생산 될 수 있습니다.

보다 큰 자철광 입자는 직경이 약 10 마이크로 미터 (구름 물방울 크기 정도) 일 수 있으며 발전소와 같은 산업 분야에서 발생하지만 200nm보다 작은 자철광 입자 만이 호흡을 통해 직접 뇌에 들어갈 수 있습니다 에서 코를 통해. 그들은 후각 망막의 신경 세포를 통과 할 수 있습니다 (그림 참조).

혈액 뇌 장벽을 우회합니다. Patrick J. Lynch, CC BY혈액 뇌 장벽을 우회합니다. Patrick J. Lynch, CC BY혈액 뇌 장벽 - 유해한 물질이 뇌로 들어오는 것을 막아주는 보호 세포벽 -이 유형의 비강 유입을 막지 못하기 때문에이 작은 입자는 뇌가 비교적 방해받지 않게 들어갈 수 있습니다. 나노 입자가이 후각 영역에 들어가면 알츠하이머 병의 영향을받는 영역 인 해마 및 대뇌 피질을 비롯하여 뇌의 다른 부위로 퍼질 수 있습니다.

마그네타이트가 뇌에 존재하면 신경 퇴행성 질환을 유발할 수 있습니다. 자철석은 철과 철의 두 가지 유형의 철분이 혼합되어 있습니다. 일철 철은 "반응성 산소 종 (reactive oxygen species)"이라고 불리는 매우 반응성이 높고 손상되는 분자를 생산하는 데 효과적인 촉매제로 알려져 있습니다. 이러한 유형의 분자로 인한 뇌 손상은 아주 일찍 일어난다. 알츠하이머 병의 과정에서.


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이 질병에서 뇌의 중요한 변화는 "노년 플라크", 이는 신경 세포들 사이에서 발견되는 비정상적인 단백질의 덩어리들이다. 자철광 입자는 이들과 직접적으로 연관되어있는 것으로 밝혀졌습니다 노년 플라크, 그리고 각각의 중심에있는 단백질의 독성을 향상시킬 수 있습니다.

사람의 두뇌에 외부 자극으로부터 마그네타이트가 존재 하는지를 알아보기 위해 자성, 전자 현미경 및 기타 기술을 사용하여 멕시코 시티 또는 맨체스터에 살았던 37 시체 (사망 3 세 ~ 92 년) 영국. 우리는 많은 양의 뇌 자기장 샘플이 멕시코 시티의 40 시대에 대기 오염이 심했던 사람과 중증의 알츠하이머 병이있는 오래된 맨체스터 경우 (65 년 사망) .

뇌 시료의 대부분의 마그네타이트 입자는 사람과 동물에서 자연적으로 발생하는 마그네타이트 입자와 구형이 다르며 크기와 모양이 다릅니다. 그들은 5nm에서 150nm까지 직경을 가지며 두뇌에서 자연적으로 발생하지 않는 백금, 니켈 및 코발트와 같은 다른 금속을 함유 한 나노 입자와 함께 발견되었습니다. 우리는 또한 효소를 사용하여 뇌에서 마그네타이트 입자를 추출했습니다. 효소는 뇌 조직을 용해시키고 마그네타이트 입자를 그대로 남겼습니다. 그런 다음 자석을 사용하여 이들 입자를 추출 하였다. 입자는 대기 오염에서 발견되는 마그네타이트 나노 구체에 대한 놀라운 일치였다.

알츠하이머 병의 5 % 미만이 직접 유전되므로 환경이이 질병에 중요한 역할을 할 가능성이 있습니다. 매우 작고 뇌에 독성을 가지며 대기 오염에서 흔히 볼 수있는 물질이기 때문에 마그네타이트 오염 나노 입자는 알츠하이머 병을 포함한 뇌 질환의 위험 가능성을 조사해야합니다. 인체 건강에 대한 연계가 발견되면 이러한 유형의 대기 오염에 대한 노출을 제한하는 법률에 중요한 영향을 미칩니다.

저자 정보

Barbara Maher, Lancaster University의 환경 과학 교수. 랭커스터 (Lancaster)의 세계적인 환경 자기장 및 고 자기 (磁 磁性) 센터 공동 책임자

David Allso, 랭카스터 대학의 신경 과학 교수

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