PNAS：大腦進「霾」易患老年痴呆，是有科學依據的

生物探索

編者按

英國蘭卡斯特大學Barbara Maher教授及其團隊於2016年9月發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上的研究寫道，首次在人腦中發現空氣污染中的微小磁性粒子（直徑小於200納米），它們可以進入人腦中樞神經系統，或是導致阿爾茨海默症的原因之一。

霧霾會進入大腦，有了科學依據

近日，各大媒體、網站等平台都在傳播「BBC、CNN相繼報道，最新研究發現：霧霾會進入大腦」一文，看了之後，小編確實受到了驚訝。本著嚴謹的態度，小編找到了外媒的相關報道以及相關論文。

BBC以「Pollution particles get into brain 」為題進行了報道，開篇就指出：英國每年大約有50000人死於空氣污染，並引入了對論文「Magnetite pollution nanoparticles in the human brain」的介紹。

這項研究由英國蘭卡斯特大學（Lancaster University）Barbara Maher及其團隊於2016年9月發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。文章寫道，首次在人腦中發現空氣污染中的微小磁性粒子，它們可以進入人腦中樞神經系統，或是導致阿爾茨海默症的原因之一。

磁鐵礦顆粒（magnetite）很小很小，以納米級衡量

眾所周知，環境空氣中空氣動力學當量直徑小於等於 2.5 微米（μm）的顆粒物被稱作PM2.5，它可以進入人體呼吸系統，長期暴露可引發心血管病和呼吸道疾病以及肺癌。

然而，研究者此次在大腦中發現的粒子直徑不到200納米（nm），即不到0.2微米，它們可以進入人體的神經系統，長期暴露或可引發阿爾茨海默症（老年痴呆）。

研究者採用測磁學、高分辨透射電鏡（HRTEM）、電子能量損失譜（EELS）以及能量色散X射線（EDX）分析方法來檢測37例人腦標本的額葉皮質中磁性納米粒子的形態、組成及礦物學性質。

圖1：不同人群大腦樣本磁性顆粒含量的聚類

據悉，這37例人腦標本種包括29例年齡在3歲到85歲（2名女性）生活且死亡在墨西哥城的居民，8例年齡在62歲到92歲（5名女性）生活且死亡在英國曼徹斯特的居民。這些大腦樣本中發現的磁鐵礦與由燃燒的磁鐵礦納米顆粒具有引人注目的相似性，後者是無處不在的，尤其是在一些空氣中的顆粒物（PM）在15–19之間的工業化城市。

圖2：在一次交通事故中喪生的32歲墨西哥男子大腦中磁性顆粒物含量最高

為量化大腦腦中的磁含量，研究者採用低溫磁力儀在室溫和低溫（77 K）測定額葉組織樣本（新鮮、冷凍和凍干）飽和剩磁（SIRM）含量。儘管在室溫下顆粒具有磁不穩定性（超順磁性），在低溫（77 K）時SIRM 亞鐵磁性顆粒的直徑也很小（

腦磁分析識別所有的強磁性樣品發現：容易磁化的納米粒子濃度範圍在0.2到12μ克/克干組織之間，最高的腦磁鐵礦粒子含量是在墨西哥城一名32歲的居民大腦樣本中發現。

研究報告的主要作者Barbara Maher教授發現：在人腦組織中的磁鐵礦納米粒子與電站附近空氣的磁鐵礦顆粒的形態、組成及礦物學性質極為相似（顆粒擁有獨特的球形形狀且表面幾乎沒有微晶與來自催化轉化器的鉑等金屬類似），進一步研究發現人腦中的顆粒主要是來源於外部，而不是內源性存在的。

增加阿爾茨海默氏症的風險

Barbara Maher教授表示，這是科學家首次在人腦中發現污染顆粒，而通過每一個天然磁鐵礦顆粒的識別發現它們來自約100多種污染源。

據悉，該項研究具有極重要的意義，磁鐵礦顆粒是否引起或加速神經退行性疾病（阿爾茨海默氏症等）可以作為一個全新的領域來研究。

作者把發現的顆粒物稱作「納米顆粒」（nanospheres），即直徑小於200納米，是人的頭髮直徑的五萬分之一。

如前文所述，當大量的污染微粒（如煤煙）被困在鼻子內時，較小的類型可以進入肺部，更小的也能進入血液。而最最小的顆粒從鼻子到嗅覺神經，然後通過神經系統進入大腦額葉皮質。

這項研究的共同作者David Allsop教授是阿爾茨海默氏症和其他神經退行性疾病的專家。他表示，這些顆粒是由鐵等金屬粒子組成的，肯定會對大腦造成一定的損害。雖然他們尚未完全證實這些極小顆粒與阿爾茨海默症存在直接聯繫，但有許多暗示性的觀察發現阿爾茨海默氏病患者大腦斑塊中大量集聚了這些污染顆粒，所以污染顆粒很可能是斑塊形成的貢獻者之一。

國際阿爾茨海默氏症協會主席Clare Walton博士說，暫時沒有強有力的證據表明磁鐵礦顆粒導致阿爾茨海默氏症或使病情惡化。但這項研究提供了令人信服的證據表明，空氣污染的磁鐵礦可以進入大腦。至於這對大腦健康或阿爾茨海默氏症等疾病有什麼影響仍然需要進一步的研究。

參考資料：

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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