霧霾入侵大腦:英國科學家發現大腦的鐵磁納米粒子來自空氣污染

【博聞社】霧霾越來越成為中國大陸冬季的「常客」,這也讓人們對霧霾的危害愈發敏感。科學家仍在不斷探究空氣污染對健康威脅幾何。最近,一篇2016年7月發表在《美國科學院院報》期刊的論文再次引發媒體及公眾的關注。

所謂「進腦」,指的是該論文的研究團隊找到了令人信服的證據,證明大腦中大量的磁鐵礦納米粒子來自外部環境,也就是空氣污染,而非人體自身機制所產生。 據論文介紹,汽車尾氣(尤其是柴油車)、工業生產、廚房明火或是使用不密封的火爐,都可能成為大腦中磁鐵礦納米粒子的來源。

研 究人員檢測了37名(3歲-92歲)生活在墨西哥城(29名)和英國曼切斯特(8名)的參試者大腦額葉皮質,檢測結果顯示每克額葉皮質中含有數百萬個磁鐵 礦納米粒子。更為重要的是,這些磁性納米粒子呈現兩種不同的外形,一種外形有稜角,一種則是圓狀,而圓狀的粒子佔了絕大多數,和有稜角的粒子比例是 100:1。

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形狀能說明什麼問題嗎?恰恰如此。粒子的外形呈圓狀,這說明粒子經過高溫的燃燒,而人體的溫度並不足以改變粒子的形狀。這指向一個結論:這些粒子的來源是外部環境(如圖)。經過對比,研究人員發現這些粒子和城市空氣中經過燃燒的磁鐵礦納米粒子高度相似。

此外,他們還在大腦中發現了其他含金屬粒子,比如鉑、鈷和鎳。鉑來自人體內部的可能性很低,而可能是來自汽車排氣系統中的機外凈化裝置——催化轉換器。當汽 車廢氣通過催化轉換器時,鉑作為催化劑之一,用來控制CO的排放。這樣一來,鉑在大腦中被探測到,又為磁鐵礦納米粒子來源於外部環境增添佐證。

大腦中含有磁鐵礦納米粒子並不是新事,早在26年前,美國加州理工學院教授Joe Kirschvink就發現大腦中有磁鐵礦納米粒子的存在,但當時,這沒有引起太大重視,因為認為這可能來自人體生命活動。《美國科學院院報》這項研究打破了這個認知。

如果來源是外部環境,那麼這些磁性粒子是如何進入大腦的?論文給出了解釋,由於這些粒子大多十分微小,直徑小於200納米(相當於PM0.2,PM2.5為 空氣中直徑小於等於2.5微米的顆粒物,1微米=1000納米),可以通過嗅覺神經進入,而又因為鼻腔和大腦之間沒有血腦屏障的阻礙,粒子可以直達大腦。 顆粒物越小,越容易被吸入。

這些磁鐵礦納米粒子在大腦中會帶來什麼影響?論文的第一作者英國蘭卡斯特大學的Barbara Maher教授透露,這些粒子可能和阿爾茨海默氏病(也可理解為老年痴呆症)有所關聯。

這些被發現的磁鐵礦納米粒子為何會和阿爾茨海默病搭上關係?在接受英國《衛報》採訪時,Maher解釋,大腦中的磁鐵礦是有毒性的,因為它具有還原性,可以生成活性氧類物質(處於自由基狀態的氧),而細胞氧化損傷是阿爾茨海默病的標誌性特徵。

「一旦納米顆粒通過鼻子直接進入大腦,他們可以擴散到大腦的其他區域,包括海馬體和大腦皮層,而這些地方和阿爾茨海默氏病息息相關。」 蘭卡斯特大學的阿爾茨海默病專家David Allsop教授說,值得注意的是,受損的嗅覺是阿爾茨海默病的前兆。

也要科學家對此次發現的磁鐵礦粒子是否與阿爾茨海默病有關抱有謹慎態度。

倫 敦大學學院神經學家Jennifer Pocock對《科學》雜誌表示,該研究提供的證據的確指向大腦中的磁鐵礦納米粒子來自外部空氣污染,但它和阿爾茨海默病的關聯需要進一步的研究來敲實, 比如對比來自空氣污染區和來自空氣相對清潔地區的患者,分析阿爾茨海默病的病理與磁鐵礦濃度之間的關係。

Maher也承認,他們的研究結論尚未證實這些粒子與阿爾茨海默病之間的因果聯繫,「但考慮到已在阿爾茨海默病患者的大腦中發現高濃度的磁鐵礦,這說明磁鐵礦是對大腦有害的。有磁鐵礦從污染源通過嗅球,進入你的額葉皮質,這並不是一件好事。」Maher說。

對於普通人而言,保持車內的空氣在循環、與繁忙的街道保持距離、烹飪時注意空氣流通,這些都可以在一定程度上避免吸入過多的納米顆粒物。澎湃新聞

題圖:左圖A、B為圓形磁鐵礦納米粒子,右圖C、D為有稜角的磁鐵礦納米粒子。

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