Накопление в мозге частиц магнетита связали с загрязнением воздуха

Частицы магнетита, которые накапливаются в мозге, попадают в организм с загрязенным воздухом и могут приводить к опасным последствиям. Об этом рассказывает статья, опубликованная журналом Proceedings of the National Academy of Science (PNAS).

Еще в 1992 году исследователи Калифорнийского технологического института обнаружили в тканях головного мозга частицы магнетита (Fe₃O₄). Этот ферромагнитный материал синтезируется клетками ряда бактерий, протист и животных, используясь в органах магниторецепции. Его происхождение и роль в человеческом организме остаются неясными до сих пор, хотя структура и размеры кристаллов указывали на биогенную природу этого магнетита.

Британские и мексиканские ученые во главе с Барбарой Мэйхер (Barbara Maher) из Ланкастерского университета провели новый анализ частиц магнетита, которые были выделены из образцов тканей мозга 29 жителей Мехико и восьми жителей Манчестера. Авторы лиофилизировали их при низкой температуре, после чего исследовали тонкие срезы с помощью трансмиссионной электронной микроскопии и рентгеновской спектроскопии.

Некоторые из частиц магнетита, действительно, имели кубооктаэдрическую форму и размеры, характерные для биогенных кристаллов магнетита. Однако куда чаще ученые обнаруживали их в форме более крупных, неровных наносфер диаметром от 10 до 150 нанометров. Насколько известно, такие частицы магнетита появляются лишь при высокой температуре и являются обычным побочным продуктом сгорания ископаемого топлива. Это позволяет предположить, что основным источником магнетита в мозге служит загрязненный воздух.

В самом деле, авторы отмечают, что, за некоторыми исключениями, наибольшее количество этих частиц наблюдается в образцах, полученных у людей пожилого возраста. Помимо магнетита, в исследованных тканях обнаруживаются частицы других металлов, включая платину, никель, кобальт и, возможно, медь. По мнению ученых, нанометровые размеры позволяют им проникать из загрязненной атмосферы через слизистую носа и попадать в обонятельный нерв, а затем по нему мигрировать в клетки мозга.

Стоит заметить, что такое накопление магнетита может быть опасным. На его частицах образуются активные формы кислорода, способные нанести повреждения различным внутриклеточным структурам. Несколько лет назад было показано, что у пациентов с болезнью Альцгеймера содержание магнетита в мозге повышено, и существует даже гипотеза об особой роли металлических ионов в гибели клеток при этой нейродегенеративной болезни.

Несмотря на все усилия, проблема загрязнения воздуха с каждым годом становится все серьезнее. По оценке Всемирной организации здравоохранения, связанные с ним заболевания ответственны за 6,7 процента смертей во всем мире.

Роман Фишман