Gehirn-Schädigung durch Magnetit-Verschmutzung begünstigt Alzheimer

Die epidemiologischen Verbindungen zwischen Alzheimer und Luftverschmutzung sind schon lange bekannt. Menschen die in besonders verschmutzten städtischen Gebieten leben neigen zu etwas höheren Raten von neurodegenerativen Erkrankungen.

Cindy Gunawan ist leitende Forscherin einer neuen Studie die die Mechanismen hinter der Verbindung von Luftverschmutzung und Neurodegeneration untersucht. Sie sagt: Die meisten Fälle von spätem Alzheimer sind stark von Umwelt- oder Lebensstilfaktoren beeinflusst. Und ein bestimmtes Element in der Luftverschmutzung interessiert Gunawan besonders.

"Frühere Studien haben darauf hingewiesen, dass Menschen, die in Gebieten mit hohen Luftverschmutzungswerten leben, ein erhöhtes Risiko haben, an Alzheimer zu erkranken", sagte Gunawan. "Magnetit, ein magnetisches Eisenoxid-Verbindung, wurde auch in größeren Mengen in den Gehirnen von Menschen mit Alzheimer gefunden. Allerdings ist dies die erste Studie die untersucht ob das Vorhandensein von Magnetitpartikeln im Gehirn tatsächlich zu Anzeichen von Alzheimer führen kann."

Seit mehreren Jahrzehnten wissen wir, dass Magnetitpartikel natürlich im menschlichen Gehirn entstehen können. Man dachte, dass diese winzigen magnetischen Partikel ein natürlicher Nebenprodukt des Eisenstoffwechsels im Gehirn sind.

Aber 2016 präsentierte eine wegweisende Studie eine neue drastische Hypothese. Diese Forschung untersuchte genau Gehirngewebsproben von 37 verstorbenen Personen. Es wurden viele Magnetitpartikel im Frontalkortexgewebe gefunden, die Mehrheit schien aus Umweltverschmutzung zu stammen. Laut der Studie von 2016 haben endogen gebildete Magnetitpartikel eine völlig andere Form als Partikel, die aus Luftverschmutzung stammen - und diese Luftverschmutzungspartikel überwiegen in den meisten menschlichen Gehirnen die natürlichen Partikel um das 100-fache.



Eine Arbeits-These entstand welche besagt, dass es der Magnetit in der Luftverschmutzung sein könnte welcher das Risiko für Alzheimer besonders erhöht.

"Magnetit ist ein ziemlich häufiger Luftschadstoff", erklärte Kristine McGrath, eine Mitautorin der neuen Studie von der Universität von Technologie Sydney. "Er stammt aus Hochtemperatur-Verbrennungsprozessen wie Fahrzeugabgasen, Holzfeuern und Kohlekraftwerken sowie aus Bremsbelagreibung und Motorenverschleiß. Wenn wir Luftschadstoffe einatmen, können diese Magnetitpartikel durch die Nasenpassage in das Gehirn gelangen, und von dort aus über den Riechkolben, einer kleinen Struktur am Boden des Gehirns, die für die Verarbeitung von Gerüchen verantwortlich ist, die Blut-Hirn-Schranke umgehen."


Mithilfe von genetisch veränderten Mäusen die anfällig für Alzheimer sind untersuchten die Forscher die Auswirkungen einer lang anhaltenden Exposition gegenüber Magnetitluftverschmutzung sowie Eisen- und Dieselschadstoffen. Obwohl keine der Schadstoffbelastungen zu guten Ergebnissen bei den Tieren führte, fanden die Forscher heraus, dass insbesondere der Magnetit "Angst und Stress, neuronalen Zellverlust sowie Entzündungen und oxidativen Stress" erhöhte. Alles Schlüsselanzeichen für Alzheimer.

Letztendlich sind die Ergebnisse ein weiterer Beleg dafür, dass Luftverschmutzung wahrscheinlich schädlich für unser Gehirn ist. Und die Forscher schlagen vor, dass die Magnetitwerte in neue Luftqualitätsstandards aufgenommen werden sollten. Für die meisten von uns können wir jedoch die poor urban air pollution immer noch als einheitliche schädliche Entität betrachten. Es mag sein, dass Magnetit den größten Schaden in Bezug auf neurodegenerative Erkrankungen anrichtet, aber all diese problematischen Schadstoffe stammen aus den gleichen Quellen - Fahrzeugemissionen und Emissionen aus Kohlekraftwerken.

Quelle: DOI: https://doi.org/10.1016/j.envint.2024.108512