Araştırma: Zehirli maddeler, doğrudan beyne gidebiliyor

Carly Cassella

Hava kirliliği, yalnızca akciğer ve kalp sağlığını etkilemiyor. Gerçekleştirilen son araştırmalar, ince partiküller halindeki maddelerin beyinde de hasara yol açabileceğini ortaya çıkardı ve bilim insanları nihayet bunun nasıl olduğunu anladıklarını düşünüyorlar. Fare denekler üzerinde, havada gezinen aşırı ince parçacıkların akciğerlere girebileceği, kan dolaşımına sızabileceği ve en sonunda beyni dahi istila edebileceği gözlemlendi.

Toksinler nörolojik dokuya nüfuz ettiğinde, bağışıklık sisteminin temizlenmesi çok daha güçtür. Aslında, araştırmacılar, havada gezen parçacıkların beyinde, fare vücudundaki diğer organlara kıyasla daha uzun süre tutulduğunu keşfettiler. İnsanlarda aynı metabolik yolların mevcut olup olmadığı henüz belli değil; fakat elde edilen bulgular, eğer parçacıklar yeterince küçükse, genelde tehlikeli çözünmüş maddelerin ve kanda bulunan diğer zararlı bileşenlerin merkezi sinir sistemine erişmesini önleyen bir kontrol noktası olan kan-beyin bariyerini geçebileceklerini ortaya koyuyor.

Daha önce, sızıntı olan bir kan-beyin bariyerinin bilişsel hasarlarla bağlantılı olduğu anlaşılmıştı; buna karşın, son araştırma, beynin sınır güvenliğinden sızan hava kirleticileri gözler önüne seren ilk çalışmalardan biri. Bilim insanları daha önce ince parçacıklar halindeki maddenin kan-beyin bariyerini aşamayacağını düşünüyorlardı. Bundan ziyade, parçacıkların doğrudan merkezi sinir sistemine bağlı olan burun ya da bağırsaktaki sinir hücreleri yoluyla beyne ulaştığına inanılıyordu.

SIZINTININ KAYNAĞI KAN-BEYİN BARİYERİ

İngiltere’de bulunan Birmingham Üniversitesi’nden çevre nanobilimci Iseult Lynch, “Bu araştırma, havadaki parçacıklar ile solunma sonrasında bedende nasıl hareket ettikleri arasındaki ilişkiye yeni bir ışık tutuyor” diye izah ediyor. Şu anda, hava kirliliğinin merkezi sinir sistemine kıyasla kardiyovasküler sistemi nasıl etkilediğine dair çok daha fazla şey biliniyor. Bununla beraber, son yıllarda, büyük şehirlerde sürekli biçimde hava kirliliğine maruz kalmak, gençlerde dahi nöroinflamasyon* ve bilişsel gerilemeyle ilişkilendirildi. Oluşan hasar kısmen, ürkütücü bir şekilde sızıntı olan bir kan-beyin bariyeri ile de ilişkili olan Alzheimer hastalığını andırıyor.

Araştırmacılar, sürekli biçimde hava kirliliğine maruz kalan 25 kişinin beyin omurilik sıvısını incelerken, grubun yaklaşık üçte birinde demir, kalsiyum, malayait ve anataz titanyum dioksit de dahil olmak üzere, tehlikeli hava kirleticiler olan parçacıkların kanıtlarına rastladılar. Ulaşılan bulgular, zehirli havanın beynimizi yıkayan sıvıyı bir şekilde istila ettiğini ortaya koyuyor.

SOLUNUM VE KAN ARACILIĞIYLA BEYNE TAŞINIYOR

Araştırmacılar bu fikri daha fazla sınamak amacıyla farelere yöneldiler. Makalenin yazarları, burnu tamamen atlayarak siyah karbon parçacıkları ve titanyum dioksit parçacıklarının doğrudan akciğerlere enjekte edildiği bir durumda, toksinlerin dolaşımdaki kan aracılığıyla farelerin beynini işgal ettiğine tanık oldular. Yazarlar, dikkat çekici bir şekilde, (kan-beyin bariyeri) yapısının zarar gördüğünü ve bu durumun yaklaşık yüzde 20 oranında daha fazla sızıntıya yol açtığını aktarıyorlar. Birkaç farenin beyin dokusu diliminde, kan-beyin bariyerinin çevresindeki kan damarlarının içinde ve dışında toksik parçacıklar bulundu ve bu bulgu güvenlik ihlali ihtimalini daha fazla destekledi.

Bunun yanı sıra araştırmacılar, bir petri kabında, kan-beyin bariyerini oluşturan hücreler yoluyla aşırı ince parçacıkların doğrudan yer değiştirdiğini de gösterdi. Bu arada, havadaki kirleticilere maruz kalmayan fareler, beyin dokularında toksin bulunduğuna dair hiçbir kanıt barındırmıyordu. Araştırmacılar, enfekte olanlarda, yaklaşık bir gün sonra, farelerin vücudundaki tüm organlarında görülen hava kirleticilerinde üstel bir azalma olduğunu fark ettiler; buna karşın, toksinlerin atılması söz konusu olduğunda beyin diğerlerinden daha yavaştı.

DAHA FAZLA ARAŞTIRMAYA İHTİYAÇ VAR

Yazarlar, “Bu bulgular, parçacık kirliliğinin merkezi sinir sistemine varıncaya kadar yarattığı tehlikeleri ispatlamak ve beynin solunum aracılığıyla eksojen** parçacıklara maruz kalma yollarını açığa çıkarmak doğrultusunda bir dizi kanıt sunuyor” diyorlar: “Bununla birlikte, ortamda bulunan ince parçacıkların kan dolaşımı vasıtasıyla alınmasını (kan-beyin bariyerinin) beyinde yarattığı hasarı ve taşınma yollarını ortaya koyan ve daha doğrudan olan bu kanıt, gelecekte yapılacak epidemiyolojik çalışmalar da dahil olmak üzere, daha ayrıntılı araştırmalar gerektiriyor.”

Araştırma, ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’ adlı dergide yayınlandı.

*Nöroinflamasyon; mikroglia, astrositler ve kan-beyin bariyerine katılan endotel hücrelerinin aktivasyonunu, plasma proteinlerinin ve immün sistem hücrelerinin beyin dokusuna infiltrasyonunu ve inflamasyon ilişkili mediatörlerin beyin dokusuyla etkileşimini içeren karmaşık bir olaydır.

**Bedenin dışından, dış çevreden kaynaklanan. Dış çevrede bulunan etkenleri belirtmede kullanılır. 

Yazının orijinali Science Alert sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)