Souvislost mezi znečištěním ovzduší a rozvojem Alzheimerovy choroby - analýza EEA

Podle analýzy EEA představuje znečištění ovzduší v Evropě i nadále značná zdravotní rizika a způsobuje chronická onemocnění a předčasná úmrtí spojená především s kardiovaskulárními, respiračními a nádorovými onemocněními. V roce 2020 bylo 96 % městského obyvatelstva EU vystaveno koncentracím jemných částic (PM_2,5) nad úrovní směrnic WHO 5 µg/m³ vzduchu. Množí se důkazy o tom, že expozice znečištěnému ovzduší by mohla přispívat i ke vzniku Alzheimerovy choroby nebo demence (Evropská agentura pro životní prostředí, EEA).

Napadlo vás někdy, jak je možné, že se např. mořské želvy vyrážející na plavby dlouhé tisíce kilometrů, aby se nakonec vrátily naklást vejce na stejnou pláž, kde se samy vylíhly, cestou neztratí? Využívají ke své orientaci mikroskopické částečky magnetitu Fe₃O₄ (oxidu železnato-železitého), které v jejich těle fungují jako střelka kompasu. Podobné magnetorecepce využívají i lososi nebo tažní ptáci. Velice zajímavé je, že podobnými schopnostmi orientovat se v magnetickém poli Země disponují pravděpodobně například i kapři (Hart et al., 2012).

Nabízí se tedy otázka, zda se částice magnetitu nevyskytují i v lidském těle. Odpověď je kladná, v lidském těle, konkrétně mozku, se skutečně nanokrystalky magnetitu nachází. Tým kolem docenta Kletetschky se zabýval možnou souvislostí mezi výskytem magnetitu v lidském mozku a vznikem neurodegenerativních onemocnění (Kletetschka et al., 2021).

Bylo zjištěno, že mozky postižené Alzheimerovou poruchou mají vyšší míru tzv. magnetické remanence. V těchto mozcích se vyskytovala zrna magnetitu přesahující velikost 15 nm. Tyto částice jsou již schopné reagovat na všudypřítomné magnetické pole Země. Větší krystaly mohou dle výzkumu poměrně zásadně ovlivňovat tok elektrochemického proudu v mozku a tím narušovat mechanismus přenosu informací mezi neurony, a to hlavně v té fázi růstu krystalu, kdy částice emitují elektromagnetické pole o frekvenci přibližně 10 Hz. Dle jedné z hypotéz by tedy mohlo pole těchto částic interferovat s elektromagnetickými ději na buněčných membránách a přispívat tak k úpadku kognitivních schopností – paměti, myšlení a pozornosti.

A jak se magnetit do lidského těla dostane? Železo se v lidském těle přirozeně vyskytuje jako součást bílkovinné molekuly ferritinu. Obsah železa v této látce se mění v závislosti na momentální potřebě biochemických procesů. Výzkumy posledních let naznačují, že železo může začít v mozkové tkáni spontánně biomineralizovat.

Do mozku se ovšem částice magnetitu mohou dostat i ze znečištěného ovzduší. Částice bohaté na železo pocházejí např. ze spalování, ale také se uvolňují z brzdových destiček jako otěrové částice. Částice magnetitu, které mají průměr menší než 200 nm, mohou vstoupit do mozku přímo přes čichový bulbus. Tyto částice vedou ke tvorbě volných kyslíkových radikálů, které jsou samy o sobě pro mozek destruktivní, a navíc mohou vytvářet komplexy s b-amyloidem, který se zvýšenou měrou hromadí v mozku lidí postižených Alzheimerovou chorobou. S vazbou na magnetit narůstá toxicita b-amyloidu pro neurony. Proto je znečištěné ovzduší považováno za potenciálně rizikový faktor pro vznik a rozvoj Alzheimerovy choroby (Mahed et al., 2016).

I když prozatím získané informace nejsou příliš pozitivní, dosavadní zjištění by dle docenta Kletetschky mohla vést k vývoji terapie Alzheimerovy choroby. Mozky pacientů by bylo možné ovlivnit vnějším střídavým elektromagnetickým polem, které by ovlivnilo oscilace magnetických nanočástic v mozku a tím zamezilo generování elektrického šumu, který negativně ovlivňuje funkčnost nervových synapsí.

Literatura

Zdraví a životní prostředí – znečištění ovzduší a hlukové znečištění – zaměřeno na činnost EEA — Evropská agentura pro životní prostředí (europa.eu)

Hart, V., Kušta, T., Němec, P., Bláhová, V., Ježek, M., Nováková, P., … & Burda, H. (2012). Magnetic alignment in carps: evidence from the Czech Christmas fish market. PloS one, 7(12), e51100. from the Czech Christmas Fish Market. PLoS ONE 7(12): e51100. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0051100.

Kletetschka, G., Bazala, R., Takáč, M. et al. Magnetic domains oscillation in the brain with neurodegenerative disease. Sci Rep 11, 714 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-020-80212-5.

Maher, B. A., Ahmed, I. A., Karloukovski, V., MacLaren, D. A., Foulds, P. G., Allsop, D., … & Calderon-Garciduenas, L. (2016). Magnetite pollution nanoparticles in the human brain. Proceedings of the National Academy of Sciences, 113(39), 10797-10801.