Is er een verband tussen auto-uitlaten en de ziekte van Alzheimer?

Van ijzer is bekend dat het giftig is voor hersencellen en er wordt gedacht dat kleine magnetische ijzerdeeltjes (magnetiet) betrokken zijn bij de ontwikkeling van neurologische aandoeningen. Nu, voor de eerste keer hebben we dat gedaan geïdentificeerd de overvloedige aanwezigheid van deze zeer reactieve deeltjes in menselijke hersenen.

Vorige studies hebben gesuggereerd dat er verhoogde hoeveelheden magnetiet zijn in door Alzheimer aangetaste hersenen en dat deze deeltjes in verband kunnen worden gebracht met de ontwikkeling van de ziekte. We vroegen ons af of dit toegenomen magnetiet in de hersenen zou kunnen komen door het inademen van vervuilde lucht.

Zeer kleine, ronde deeltjes gemaakt van magnetiet (magnetiet nanosferen genaamd) zijn overvloedig aanwezig in luchtvervuiling in de stad. Ze worden gevormd bij hoge temperaturen en condenseren als ijzerrijke druppels terwijl ze afkoelen. Deze deeltjes variëren in diameter van minder dan 5nm (nanometers) tot meer dan 100nm (ter vergelijking is een HIV 120nm in diameter) en worden vaak aangetroffen samen met verontreinigingsdeeltjes gemaakt van andere metalen.

Voertuigen zijn een belangrijke bron van deze magnetiet nanosferen. Ze worden gecreëerd door brandstofverbranding (vooral diesel), ijzerslijtage van het motorblok en wrijvingsverwarming van remblokken. Naast enkele beroepsmatige instellingen kunnen hoge concentraties van magnetietvervuilende nanodeeltjes binnenshuis worden geproduceerd door open vuur of slecht afgesloten kachels die worden gebruikt voor koken of verwarmen.

Grotere magnetietdeeltjes kunnen groter zijn dan 10 micrometers in diameter (ongeveer de grootte van een wolkvormige waterdruppel) en zijn afkomstig van industriële bronnen, zoals energiecentrales, maar alleen magnetietvervuilingsdeeltjes die kleiner zijn dan 200nm kunnen rechtstreeks in de hersenen binnendringen door te ademen door de neus. Ze kunnen dan door de zenuwcellen van de bulbus reuma reizen (zie afbeelding).


innerlijk abonneren grafisch


Omzeilen van de bloed-hersenbarrière. Patrick J. Lynch, CC BYOmzeilen van de bloed-hersenbarrière. Patrick J. Lynch, CC BYDe bloed-hersenbarrière - de beschermende celwand die voorkomt dat schadelijke stoffen de hersenen binnendringen - biedt geen bescherming tegen dit type neusholte, zodat deze kleine deeltjes relatief ongehinderd de hersenen kunnen binnendringen. Nadat nanodeeltjes deze olfactorische gebieden hebben bereikt, kunnen ze zich uitbreiden naar andere delen van de hersenen, waaronder de hippocampus en de hersenschors, gebieden die worden aangetast door de ziekte van Alzheimer.

De aanwezigheid in de hersenen van magnetiet kan gebeurtenissen veroorzaken die leiden tot neurodegeneratieve aandoeningen. Magnetiet bevat een mix van twee soorten ijzer, ferri en ferro-ijzer. Van ferro-ijzer is aangetoond dat het een effectieve katalysator is voor de productie van zeer reactieve en schadelijke moleculen die "reactieve zuurstofspecies" worden genoemd. Hersenschade als gevolg van dit soort moleculen is bekend komen heel vroeg in de loop van de ziekte van Alzheimer.

Een belangrijke verandering in de hersenen bij deze ziekte is de vorming vanseniele plaques", Die klonten van abnormaal eiwit zijn die worden gevonden tussen zenuwcellen. Magnetietdeeltjes zijn hier direct mee geassocieerd seniele plaquesen om de toxiciteit van het eiwit dat zich in het centrum van elk eiwit bevindt te verhogen.

Om te onderzoeken of magnetiet uit externe bronnen mogelijk voorkomt in menselijke hersenen, hebben we magnetische, elektronenmicroscopische en andere technieken gebruikt om hersenmonsters van 37-kadavers - drie jaar oud tot 92-jaren ten tijde van overlijden - die in Mexico City of in Manchester hadden geleefd, te onderzoeken, UK. We ontdekten dat veel van de zeer magnetische hersenstalen afkomstig waren van mensen onder de leeftijd van 40 uit Mexico City die waren blootgesteld aan hoge niveaus van luchtverontreiniging, en in oudere gevallen in Manchester (meer dan 65 jaar na overlijden) met een matige tot ernstige vorm van de ziekte van Alzheimer .

De meeste magnetietdeeltjes in de hersenmonsters waren bolvormig en in grootte en vorm verschillend van de magnetietdeeltjes die van nature voorkomen bij mensen en dieren. Ze varieerden in diameter van 5nm tot 150nm en werden gevonden samen met nanodeeltjes die andere metalen bevatten, zoals platina, nikkel en kobalt, die van nature niet in de hersenen zouden voorkomen. We hebben ook de magnetietdeeltjes uit de hersenen geëxtraheerd met behulp van een enzym. Het enzym loste het hersenweefsel op en liet de magnetietdeeltjes intact. Deze deeltjes werden vervolgens geëxtraheerd met behulp van een magneet. De deeltjes waren een opvallende match voor de magnetiet nanosferen in luchtverontreiniging.

Aangezien minder dan 5% van de gevallen van de ziekte van Alzheimer direct wordt geërfd, is het waarschijnlijk dat het milieu een belangrijke rol speelt in de ziekte. Vanwege hun combinatie van zeer klein, bekend als giftig voor de hersenen en zeer vaak aangetroffen in luchtverontreiniging, moeten nanodeeltjes van magnetietverontreiniging worden onderzocht als een mogelijk risico voor hersenziekte, waaronder Alzheimer. Als een verband met de menselijke gezondheid wordt ontdekt, zou dit grote gevolgen hebben voor de wetgeving die de blootstelling aan dit soort luchtverontreiniging beperkt.

Over de Auteurs

Barbara Maher, professor, Milieuwetenschappen, Lancaster University. Co-directeur van Lancaster's wereldleidende Centrum voor Milieumagnetisme & Palaeomagnetisme

David Allso, hoogleraar neurowetenschappen, Lancaster University

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon