Sắt được biết là độc hại đối với các tế bào não và các hạt sắt từ tính nhỏ (từ tính) được cho là có liên quan đến sự phát triển của các rối loạn thần kinh. Bây giờ, lần đầu tiên, chúng ta có xác định sự hiện diện phong phú của các hạt phản ứng cao này trong não người.

Các nghiên cứu trước đã gợi ý rằng có sự gia tăng lượng từ tính trong não bị ảnh hưởng của Alzheimer và những hạt này có thể liên quan đến sự phát triển của bệnh. Chúng tôi tự hỏi liệu từ trường não tăng này có thể đến từ việc hít phải không khí ô nhiễm.

Các hạt rất nhỏ, tròn làm từ nam châm (được gọi là nanospheres) có nhiều trong ô nhiễm không khí thành phố. Chúng được hình thành ở nhiệt độ cao và ngưng tụ dưới dạng những giọt giàu sắt khi chúng nguội. Những hạt này có đường kính từ nhỏ hơn 5nm (nanomet) đến hơn 100nm (để so sánh HIV có đường kính 120nm) và thường được tìm thấy cùng với các hạt ô nhiễm được tạo ra từ các kim loại khác.

Xe là một nguồn chính của các ống nano từ tính. Chúng được tạo ra bởi quá trình đốt cháy nhiên liệu (đặc biệt là động cơ diesel), hao mòn sắt từ khối động cơ và gia nhiệt ma sát từ má phanh. Ngoài một số cài đặt nghề nghiệp, các hạt nano ô nhiễm từ tính có thể được sản xuất trong nhà bằng các đám cháy mở hoặc bếp lò kín được sử dụng để nấu ăn hoặc sưởi ấm.

Các hạt từ tính lớn hơn có thể có đường kính lớn hơn 10 (có kích thước bằng một giọt nước đám mây) và đến từ các nguồn công nghiệp, như các nhà máy điện, nhưng chỉ các hạt ô nhiễm từ tính nhỏ hơn 200nm mới có thể xâm nhập trực tiếp vào não bằng cách hít vào trong qua mũi. Sau đó, họ có thể đi qua các tế bào thần kinh của khứu giác (xem hình minh họa).

Bằng cách vượt qua hàng rào máu não. Patrick J. Lynch, CC BỞIHàng rào máu não - thành tế bào bảo vệ ngăn chặn các chất có hại xâm nhập vào não - không bảo vệ chống lại loại mũi này, vì vậy những hạt nhỏ này có thể xâm nhập vào não tương đối không bị cản trở. Sau khi các hạt nano xâm nhập vào các vùng khứu giác này, chúng có thể lan sang các phần khác của não, bao gồm đồi hải mã và vỏ não, những vùng bị ảnh hưởng trong bệnh Alzheimer.

Sự hiện diện trong não của từ tính có thể kích hoạt các sự kiện dẫn đến bệnh thoái hóa thần kinh. Magnetite chứa hỗn hợp của hai loại sắt, được gọi là sắt và sắt. Sắt sắt đã được chứng minh là một chất xúc tác hiệu quả để sản xuất các phân tử rất dễ phản ứng và gây tổn hại được gọi là các loài oxy phản ứng hồi giáo. Tổn thương não do các loại phân tử này được biết đến xảy ra rất sớm trong quá trình bệnh Alzheimer.

Một thay đổi quan trọng trong não trong căn bệnh này là sự hình thành củaVùng hoại tử não tuổi giaMột loại protein bất thường được tìm thấy giữa các tế bào thần kinh. Các hạt Magnetite đã được tìm thấy có liên quan trực tiếp đến chúng Vùng hoại tử não tuổi giavà để tăng cường độc tính của protein được tìm thấy ở trung tâm của mỗi loại.

Để kiểm tra xem từ tính từ các nguồn bên ngoài có thể tồn tại trong não người hay không, chúng tôi đã sử dụng từ tính, kính hiển vi điện tử và các kỹ thuật khác để kiểm tra các mẫu não từ xác chết 37 - từ ba đến tuổi 92 khi chết - người sống ở Mexico City hoặc ở Manchester, Anh Chúng tôi thấy rằng nhiều mẫu não có từ tính cao là từ những người dưới độ tuổi 40 từ Mexico City đã bị ô nhiễm không khí ở mức độ cao, và trong các trường hợp cũ ở Manchester (hơn 65 khi chết) bị bệnh Alzheimer từ trung bình đến nặng .

Hầu hết các hạt từ tính trong các mẫu não có hình cầu và kích thước và hình dạng khác nhau từ các hạt từ tính xuất hiện tự nhiên ở người và động vật. Chúng có đường kính từ 5nm đến 150nm và được tìm thấy cùng với các hạt nano có chứa các kim loại khác, chẳng hạn như bạch kim, niken và coban, sẽ không xuất hiện tự nhiên trong não. Chúng tôi cũng trích xuất các hạt từ tính từ não bằng cách sử dụng enzyme. Enzym hòa tan mô não và giữ nguyên các hạt từ tính. Những hạt này sau đó được chiết xuất bằng nam châm. Các hạt này là một trận đấu nổi bật đối với các hạt nano từ tính được tìm thấy trong ô nhiễm không khí.

Vì ít hơn 5% các trường hợp mắc bệnh Alzheimer được di truyền trực tiếp, nên có khả năng môi trường đóng vai trò chính trong căn bệnh này. Do sự kết hợp của chúng rất nhỏ, được biết là độc hại đối với não bộ và rất thường thấy trong ô nhiễm không khí, các hạt nano ô nhiễm từ tính cần phải được xem xét là có nguy cơ mắc bệnh não, bao gồm cả bệnh Alzheimer. Nếu một liên kết đến sức khỏe con người được phát hiện, điều này sẽ có ý nghĩa lớn đối với các luật hạn chế tiếp xúc với loại ô nhiễm không khí này.

Giới thiệu về tác giả

Barbara Maher, Giáo sư, Khoa học môi trường, Đại học Lancaster. Đồng Giám đốc Trung tâm Từ trường Môi trường & Từ tính Palaeomagne hàng đầu thế giới của Lancaster

David Allso, Giáo sư Khoa học thần kinh, Đại học Lancaster

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

at Thị trường InnerSelf và Amazon