城市居民心脏细胞“发电站”中发现有毒空气污

- 编辑:大众自然网 -

城市居民心脏细胞“发电站”中发现有毒空气污

一项新的研究证实,有毒金属空气污染纳米颗粒正在进入生活在污染城市的人们心脏中关键的、产生能量的结构,造成心脏压力。

利用最先进的电子显微镜技术,科学家们现在已经证明,微小的金属纳米颗粒正在进入心脏组织的线粒体,破坏这些为心脏提供能量的关键能量源。

教授领导的研究小组,卡尔德隆·加西杜埃尼亚斯兰开斯特大学的芭芭拉·马赫和利利安·蒙大拿大学和大学del Valle de墨西哥发现的金属纳米颗粒,其中包括富含铁纳米颗粒和其他pollution-derived金属如钛、受损的心脏细胞内部的26岁,甚至一个三岁的小孩。

心脏被从死于事故和生活在高度污染的墨西哥城的人身上移除。

这些发现为空气污染如何导致心脏病的发展提供了新的线索,因为富含铁的颗粒与细胞损伤和心脏氧化应激增加有关,甚至在这些非常年轻的心脏。

反复吸入这些富含铁的纳米颗粒以及它们通过血液循环进入心脏,可能说明暴露于空气微粒污染与心血管疾病(包括心脏病发作)增加之间的确凿关联。这项研究表明,心脏病可能在很小的时候就开始了,然后发展成成年后的心血管疾病。因此,这种类型的空气污染可能是心脏病在国际上“无声流行”的原因。在空气微粒污染严重的地区,COVID-19导致的死亡率增加,部分原因可能是它导致了此前存在的心脏疾病。

马赫尔教授说:“长期以来,人们都知道,大量暴露在空气微粒污染中的人患心脏病的程度和严重程度会增加。我们的新研究表明,来自空气污染的富铁纳米颗粒可以直接进入数百万心脏线粒体,这些结构产生我们心脏正常跳动所需的能量。我们甚至在三岁的儿童心脏内发现这些金属颗粒,这表明心脏病可能在生命早期就开始了,只是揭示了它在生命后期的全部临床影响。在我们给下一代人带来心脏病之前,减少来自汽车和工业的超细颗粒排放真的很紧迫。”

研究人员使用高分辨率透射电子显微镜和能量分散x射线分析,发现含有富铁纳米颗粒的线粒体似乎受到了损伤,一些细胞出现了畸形,另一些细胞的细胞膜破裂。卡尔德隆·加西杜埃尼亚斯教授指出,心脏氧化应激标志物水平的增加存在于被检查的非常年轻的病例中。

在心脏细胞内发现的富含铁的纳米颗粒在大小、形状和组成上与从车辆的废气、轮胎和刹车等来源释放出来的纳米颗粒相同。工业污染源以及家庭明火也会释放这些空气污染纳米颗粒。

一些富含铁的纳米颗粒也具有很强的磁性。这引发了人们的担忧:当心脏中含有数百万纳米颗粒的人使用带有相关磁场的电器时,可能会发生什么,比如吹风机和手机。那些在需要接触磁场的行业工作的人,比如焊工和电线工程师,也可能面临风险。这种暴露可能会潜在地导致心电功能障碍和细胞损伤。

这项研究建立在研究人员之前的发现的基础上。此前的研究表明,城市居民的心脏含有数十亿种纳米颗粒,其受污染程度可能是生活在污染较轻地区的人心脏受污染程度的10倍。

研究人员表示,他们的研究强调了世界各国政府应对其城市中超细颗粒物污染的必要性。

卡尔德隆·加西杜埃尼亚斯教授说,“暴露在这样的空气污染是一种可改变的危险因素对心血管疾病在全球范围内,加强个人和政府行动的紧迫性不仅减少PM2.5监控,规范并减少这些特定的排放,城市空气污染的超细组件鸡尾酒。”

《环境研究》杂志在线发表的论文《富铁空气污染纳米颗粒:心肌线粒体功能障碍和心脏氧化应激的未知环境风险因素》详细介绍了这项研究。