Existe-t-il un lien entre les échappements de voitures et la maladie d'Alzheimer?

Existe-t-il un lien entre les échappements de voitures et la maladie d'Alzheimer?

Le fer est connu pour être toxique pour les cellules du cerveau, et on pense que de minuscules particules de fer magnétique (magnétite) sont impliquées dans le développement de troubles neurologiques. Maintenant, pour la première fois, nous avons identifié la présence abondante de ces particules hautement réactives dans le cerveau humain.

Études précédentes ont suggéré qu'il y a des quantités accrues de magnétite dans les cerveaux atteints d'Alzheimer, et que ces particules peuvent être liées au développement de la maladie. Nous nous sommes demandé si cette augmentation de la magnétite cérébrale pouvait provenir de l'inhalation d'air pollué.

De très petites particules rondes en magnétite (appelées nanosphères de magnétite) sont abondantes dans la pollution de l'air de la ville. Ils se forment à des températures élevées et se condensent en gouttelettes riches en fer lorsqu'ils refroidissent. Ces particules ont un diamètre allant de moins de 5nm (nanomètres) à plus de 100nm (à titre de comparaison, un VIH est de diamètre 120nm) et se retrouvent souvent avec des particules de pollution constituées d'autres métaux.

Les véhicules sont une source majeure de ces nanosphères de magnétite. Ils sont créés par la combustion du carburant (en particulier le diesel), l'usure du fer du bloc moteur et le chauffage par friction des plaquettes de frein. En plus de certains milieux de travail, des concentrations élevées de nanoparticules de pollution de magnétite peuvent être produites à l'intérieur par des feux ouverts ou des poêles mal scellés utilisés pour la cuisson ou le chauffage.

Les particules de magnétite plus grandes peuvent avoir un diamètre supérieur à 10 (environ la taille d'une gouttelette d'eau de nuage) et provenir de sources industrielles, comme les centrales électriques, mais seules les particules de pollution de magnétite plus petites que 200nm peuvent pénétrer directement dans le cerveau. par le nez. Ils peuvent ensuite voyager à travers les cellules nerveuses du bulbe olfactif (voir illustration).

En contournant la barrière hémato-encéphalique. Patrick J. Lynch, CC BYEn contournant la barrière hémato-encéphalique. Patrick J. Lynch, CC BYLa barrière hémato-encéphalique - la paroi cellulaire protectrice qui empêche les substances nocives d'entrer dans le cerveau - ne protège pas contre ce type d'entrée nasale, de sorte que ces petites particules peuvent entrer dans le cerveau relativement sans entrave. Une fois que les nanoparticules sont entrées dans ces zones olfactives, elles peuvent se propager à d'autres parties du cerveau, y compris l'hippocampe et le cortex cérébral, qui sont des régions touchées par la maladie d'Alzheimer.

La présence dans le cerveau de la magnétite pourrait déclencher des événements menant à une maladie neurodégénérative. La magnétite contient un mélange de deux types de fer, appelés fer ferrique et ferreux. Le fer ferreux s'est avéré être un catalyseur efficace pour la production de molécules très réactives et dommageables appelées «espèces réactives de l'oxygène». Les lésions cérébrales dues à ces types de molécules sont connues se produire très tôt au cours de la maladie d'Alzheimer.

Un changement clé dans le cerveau de cette maladie est la formation de "plaques séniles", Qui sont des bouquets de protéines anormales trouvées entre les cellules nerveuses. Des particules de magnétite ont été trouvées pour être directement associées à ces plaques sénileset pour augmenter la toxicité de la protéine qui se trouve au centre de chacun.

Pour examiner si la magnétite provenant de sources externes pourrait exister dans les cerveaux humains, nous avons utilisé des techniques magnétiques, microscopiques électroniques et autres pour examiner des échantillons de cerveau de cadavres 37 - âgés de trois à 92 au moment du décès - qui avaient vécu à Mexico ou à Manchester. ROYAUME-UNI. Nous avons trouvé que beaucoup des échantillons de cerveau hautement magnétique provenaient de personnes de moins de 40 de Mexico qui avaient été exposées à des niveaux élevés de pollution atmosphérique, et dans des cas plus anciens de Manchester (plus de 65 au décès) avec une maladie d'Alzheimer modérée à sévère. .

La plupart des particules de magnétite dans les échantillons du cerveau étaient sphériques et de taille et de forme différentes des particules de magnétite qui se produisent naturellement chez les humains et les animaux. Ils ont varié en diamètre de 5nm à 150nm et ont été trouvés ensemble avec des nanoparticules contenant d'autres métaux, tels que le platine, le nickel et le cobalt, qui ne se produiraient pas naturellement dans le cerveau. Nous avons également extrait les particules de magnétite des cerveaux en utilisant une enzyme. L'enzyme a dissous le tissu cérébral et laissé les particules de magnétite intactes. Ces particules ont ensuite été extraites à l'aide d'un aimant. Les particules étaient un match frappant pour les nanosphères de magnétite trouvées dans la pollution de l'air.

Puisque moins de 5% des cas de maladie d'Alzheimer sont directement hérités, il est probable que l'environnement joue un rôle majeur dans la maladie. En raison de leur combinaison d'être très minuscule, connu pour être toxique pour les cerveaux, et très communément trouvé dans la pollution de l'air, nanoparticules de pollution de magnétite doivent être examinées comme un risque possible de maladie du cerveau, y compris la maladie d'Alzheimer. Si un lien avec la santé humaine est découvert, cela aurait des implications majeures pour les lois limitant l'exposition à ce type de pollution de l'air.

À propos des auteurs

Barbara Maher, professeur, sciences de l'environnement, Université de Lancaster. Codirecteur du Centre de magnétisme environnemental et de paléomagnétisme de Lancaster, chef de file mondial

David Allso, professeur de neuroscience, Université de Lancaster

Cet article a été publié initialement le La Conversation. Lis le article original.

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