PNAS：大脑进“霾”易患老年痴呆，是有科学依据的

梦缘徽州

生物探索 编者按英国兰卡斯特大学Barbara Maher教授及其团队于2016年9月发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的研究写道，首次在人脑中发现空气污染中的微小磁性粒子（直径小于200纳米），它们可以进入人脑中枢神经系统，或是导致阿尔茨海默症的原因之一。

　　

                               
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　　雾霾会进入大脑，有了科学依据

　　

                               
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　　近日，各大媒体、网站等平台都在传播“BBC、CNN相继报道，最新研究发现：雾霾会进入大脑”一文，看了之后，小编确实受到了惊讶。本着严谨的态度，小编找到了外媒的相关报道以及相关论文。

　　BBC以“Pollution particles 'get into brain'”为题进行了报道，开篇就指出：英国每年大约有50000人死于空气污染，并引入了对论文“Magnetite pollution nanoparticles in the human brain”的介绍。

　　

                               
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　　这项研究由英国兰卡斯特大学（Lancaster University）Barbara Maher及其团队于2016年9月发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。文章写道，首次在人脑中发现空气污染中的微小磁性粒子，它们可以进入人脑中枢神经系统，或是导致阿尔茨海默症的原因之一。

　　磁铁矿颗粒（magnetite）很小很小，以纳米级衡量

　　众所周知，环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米（μm）的颗粒物被称作PM2.5，它可以进入人体呼吸系统，长期暴露可引发心血管病和呼吸道疾病以及肺癌。

　　然而，研究者此次在大脑中发现的粒子直径不到200纳米（nm），即不到0.2微米，它们可以进入人体的神经系统，长期暴露或可引发阿尔茨海默症（老年痴呆）。

　　研究者采用测磁学、高分辨透射电镜（HRTEM）、电子能量损失谱（EELS）以及能量色散X射线（EDX）分析方法来检测37例人脑标本的额叶皮质中磁性纳米粒子的形态、组成及矿物学性质。

　　

                               
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　　图1：不同人群大脑样本磁性颗粒含量的聚类

　　据悉，这37例人脑标本种包括29例年龄在3岁到85岁（2名女性）生活且死亡在墨西哥城的居民，8例年龄在62岁到92岁（5名女性）生活且死亡在英国曼彻斯特的居民。这些大脑样本中发现的磁铁矿与由燃烧的磁铁矿纳米颗粒具有引人注目的相似性，后者是无处不在的，尤其是在一些空气中的颗粒物（PM）在15–19之间的工业化城市。

　　

                               
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　　图2：在一次交通事故中丧生的32岁墨西哥男子大脑中磁性颗粒物含量最高

　　为量化大脑脑中的磁含量，研究者采用低温磁力仪在室温和低温（77 K）测定额叶组织样本（新鲜、冷冻和冻干）饱和剩磁（SIRM）含量。尽管在室温下颗粒具有磁不稳定性（超顺磁性），在低温（77 K）时SIRM 亚铁磁性颗粒的直径也很小（<?20 nm）。而后通过TEM和EDX分析超薄切片和用蛋白水解酶（木瓜蛋白酶）组织消化后提取的磁粒子，对脑磁颗粒直接进行检查。

　　脑磁分析识别所有的强磁性样品发现：容易磁化的纳米粒子浓度范围在0.2到12μ克/克干组织之间，最高的脑磁铁矿粒子含量是在墨西哥城一名32岁的居民大脑样本中发现。

　　

                               
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　　研究报告的主要作者Barbara Maher教授发现：在人脑组织中的磁铁矿纳米粒子与电站附近空气的磁铁矿颗粒的形态、组成及矿物学性质极为相似（颗粒拥有独特的球形形状且表面几乎没有微晶与来自催化转化器的铂等金属类似），进一步研究发现人脑中的颗粒主要是来源于外部，而不是内源性存在的。

　　增加阿尔茨海默氏症的风险

　　

                               
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　　Barbara Maher教授表示，这是科学家首次在人脑中发现污染颗粒，而通过每一个天然磁铁矿颗粒的识别发现它们来自约100多种污染源。

　　据悉，该项研究具有极重要的意义，磁铁矿颗粒是否引起或加速神经退行性疾病（阿尔茨海默氏症等）可以作为一个全新的领域来研究。

　　作者把发现的颗粒物称作“纳米颗粒”（nanospheres），即直径小于200纳米，是人的头发直径的五万分之一。

　　如前文所述，当大量的污染微粒（如煤烟）被困在鼻子内时，较小的类型可以进入肺部，更小的也能进入血液。而最最小的颗粒从鼻子到嗅觉神经，然后通过神经系统进入大脑额叶皮质。

　　这项研究的共同作者David Allsop教授是阿尔茨海默氏症和其他神经退行性疾病的专家。他表示，这些颗粒是由铁等金属粒子组成的，肯定会对大脑造成一定的损害。虽然他们尚未完全证实这些极小颗粒与阿尔茨海默症存在直接联系，但有许多暗示性的观察发现阿尔茨海默氏病患者大脑斑块中大量集聚了这些污染颗粒，所以污染颗粒很可能是斑块形成的贡献者之一。

　　国际阿尔茨海默氏症协会主席Clare Walton博士说，暂时没有强有力的证据表明磁铁矿颗粒导致阿尔茨海默氏症或使病情恶化。但这项研究提供了令人信服的证据表明，空气污染的磁铁矿可以进入大脑。至于这对大脑健康或阿尔茨海默氏症等疾病有什么影响仍然需要进一步的研究。

　　参考资料：

　　Air pollution particles found inside human brains

　　Toxic air pollution nanoparticles discovered in the human brain

　　Pollution particles 'get into brain'

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