Besi diketahui beracun bagi sel otak, dan partikel besi magnetik kecil (magnetit) dianggap terlibat dalam perkembangan kelainan neurologis. Sekarang, untuk pertama kalinya, kita punya diidentifikasi Kehadiran partikel ini sangat reaktif dalam otak manusia.

Pelajaran sebelumnya telah menyarankan bahwa ada peningkatan jumlah magnetit pada otak yang terkena Alzheimer, dan partikel-partikel ini mungkin terkait dengan perkembangan penyakit ini. Kami bertanya-tanya apakah magnetit otak yang meningkat ini mungkin berasal dari menghirup udara yang tercemar.

Partikel bulat yang sangat kecil yang terbuat dari magnetit (disebut magnetite nanospheres) berlimpah di polusi udara kota. Mereka terbentuk pada suhu tinggi dan mengembun sebagai butiran kaya zat besi saat mereka dingin. Partikel ini berdiameter kurang dari 5nm (nanometer) hingga lebih dari 100nm (untuk perbandingan HIV berdimensi 120nm) dan sering ditemukan bersamaan dengan partikel polusi yang terbuat dari logam lain.

Kendaraan adalah sumber utama nanospheres magnetite ini. Mereka diciptakan oleh pembakaran bahan bakar (terutama diesel), pemakaian besi dari blok mesin dan pemanasan gesekan dari bantalan rem. Selain beberapa pengaturan pekerjaan, konsentrasi tinggi polusi magnetik nanopartikel dapat diproduksi di dalam ruangan dengan api terbuka atau kompor yang disegel dengan buruk yang digunakan untuk memasak atau memanaskan.

Partikel magnetit yang lebih besar bisa lebih dari 10 mikrometer dengan diameter (kira-kira seukuran tetesan air awan) dan berasal dari sumber industri, seperti pembangkit listrik, namun hanya partikel pencemar magnetit yang lebih kecil dari 200nm yang bisa masuk langsung ke otak dengan cara bernafas. masuk melalui hidung Mereka kemudian dapat melakukan perjalanan melalui sel saraf dari bola pencium (lihat ilustrasi).

Dengan melewati rintangan otak-darah. Patrick J. Lynch, CC BYHambatan darah-otak - dinding sel pelindung yang mencegah zat berbahaya memasuki otak - tidak melindungi dari jenis nasal entry ini, jadi partikel kecil ini bisa masuk ke otak yang relatif tidak tergoyahkan. Setelah nanopartikel memasuki daerah penciuman ini, mereka dapat menyebar ke bagian otak yang lain, termasuk hippocampus dan korteks serebral, yang merupakan daerah yang terkena penyakit Alzheimer.

Kehadiran di otak magnetit bisa memicu kejadian yang menyebabkan penyakit neurodegenerative. Magnetite mengandung campuran dua jenis besi, yang disebut besi dan besi besi. Besi besi telah terbukti menjadi katalis efektif untuk produksi molekul yang sangat reaktif dan merusak yang disebut "spesies oksigen reaktif". Kerusakan otak akibat jenis molekul ini diketahui terjadi sangat dini dalam perjalanan penyakit Alzheimer.

Perubahan kunci otak dalam penyakit ini adalah pembentukan "plak pikun", Yang merupakan kumpulan protein abnormal yang ditemukan di antara sel saraf. Partikel Magnetit telah ditemukan berhubungan langsung dengan ini plak pikun, dan untuk meningkatkan toksisitas protein yang ditemukan di pusat masing-masing.

Untuk memeriksa apakah magnetit dari sumber eksternal mungkin ada di otak manusia, kami menggunakan teknik magnetik, mikroskop elektron dan teknik lainnya untuk memeriksa sampel otak dari mayat 37 - berusia tiga sampai 92 tahun pada saat kematian - yang pernah tinggal di Mexico City atau di Manchester, Inggris. Kami menemukan bahwa banyak sampel otak yang sangat magnetik berasal dari orang-orang di bawah usia 40 dari Mexico City yang telah terpapar polusi udara tingkat tinggi, dan pada kasus-kasus di Manchester yang lebih tua (lebih dari 65 tahun saat kematian) dengan penyakit Alzheimer sedang sampai berat .

Sebagian besar partikel magnetit di sampel otak berbentuk bulat dan berbeda ukuran dan bentuk dari partikel magnetit yang terjadi secara alami pada manusia dan hewan. Mereka berdiameter diameter dari 5nm sampai 150nm dan ditemukan bersamaan dengan nanopartikel yang mengandung logam lain, seperti platina, nikel dan kobalt, yang tidak akan terjadi secara alami di otak. Kami juga mengekstraksi partikel magnetit dari otak menggunakan enzim. Enzim tersebut membubarkan jaringan otak dan membiarkan partikel magnetite utuh. Partikel ini kemudian diekstraksi menggunakan magnet. Partikel itu merupakan pertandingan mencolok untuk nanospher magnetit yang ditemukan dalam polusi udara.

Karena kurang dari 5% kasus penyakit Alzheimer secara langsung diwarisi, kemungkinan lingkungan memainkan peran utama dalam penyakit ini. Karena kombinasi mereka sangat kecil, diketahui beracun bagi otak, dan sangat umum ditemukan pada polusi udara, polusi magnetik nanotube perlu diperiksa sebagai kemungkinan risiko penyakit otak, termasuk Alzheimer. Jika link ke kesehatan manusia ditemukan, ini akan memiliki implikasi besar bagi undang-undang yang membatasi paparan terhadap jenis polusi udara ini.

Tentang Penulis

Barbara Maher, Profesor, Ilmu Lingkungan, Universitas Lancaster. Wakil Direktur Pusat Magnetisme Lingkungan & Palaeomagnetisme Lancaster yang terkemuka di dunia

David Allso, Profesor Neuroscience, Universitas Lancaster

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

at Pasar InnerSelf dan Amazon