Maschinelles Lernen entdeckt bisher unbekannte Gene in neuer UNM-geführter Studie
Von Michael Häderle
Partikelgefahr
UNM-Forscher finden heraus, dass Rauch von Waldbränden neurologische Gefahren darstellt
Holzrauch von massiven Waldbränden Verbrennungen in Kalifornien hüllten letzten Sommer einen Großteil des Westens ein und erschwerten Menschen mit Atemwegserkrankungen das Atmen.
Diese Folgen der Atemwege können gefährlich sein – sogar lebensbedrohlich – aber Matthew Campen, PhD, Professor am College of Pharmacy der University of New Mexico, sieht im Rauch eine weitere Gefahr.
In einer Studie, die diese Woche online in der Zeitschrift veröffentlicht wurde toxikologischen Wissenschaften, Campen und seine Kollegen berichten, dass eingeatmete mikroskopisch kleine Partikel aus Holzrauch in den Blutkreislauf gelangen und das Gehirn erreichen und die Menschen einem Risiko für neurologische Probleme aussetzen können, die von vorzeitigem Altern und verschiedenen Formen von Demenz bis hin zu Depressionen und sogar Psychosen reichen können.
„Das sind Brände, die durch kleine Städte ziehen und Autos und Häuser verbrennen“, sagt Campen. Mikroplastik und metallische Partikel aus Eisen, Aluminium und Magnesium werden in den Himmel geschleudert und reisen manchmal Tausende von Kilometern zurück.
In der Forschungsstudie, die letztes Jahr in Laguna Pueblo, 41 Kilometer westlich von Albuquerque und etwa 600 Kilometer von der Quelle von Waldbränden entfernt, durchgeführt wurde, stellten Campen und sein Team fest, dass Mäuse, die unter streng überwachten Bedingungen fast drei Wochen lang rauchhaltiger Luft ausgesetzt waren, ein Alter zeigten -bedingte Veränderungen in ihrem Hirngewebe.
Die Ergebnisse unterstreichen die versteckten Gefahren von Holzrauch, der möglicherweise nicht dicht genug ist, um Atemwegssymptome auszulösen, sagt Campen.
Die kleinen Partikel dringen tiefer in Ihre Lunge ein und Ihre Lunge hat es dadurch schwerer, sie zu entfernen
Wenn Rauch höher in der Atmosphäre aufsteigt, fallen schwerere Partikel heraus, sagt er. „Nur diese wirklich kleinen ultrafeinen Teilchen reisen tausend Meilen zu unserem Standort. Sie sind gefährlicher, weil die kleinen Partikel tiefer in Ihre Lunge gelangen und Ihre Lunge es dadurch schwerer hat, sie zu entfernen.“
Wenn sich die Partikel in Lungengewebe eingraben, löst dies die Freisetzung von entzündlichen Immunmolekülen in den Blutkreislauf aus, die sie ins Gehirn transportieren, wo sie beginnen, die Blut-Hirn-Schranke abzubauen, sagt Campen. Dadurch wird der hirneigene Immunschutz aktiviert.
„Es sieht so aus, als ob die Blut-Hirn-Schranke leicht durchbrochen ist, aber es löst immer noch eine Reaktion der schützenden Zellen im Gehirn – Astrozyten und Mikroglia – aus, um sie abzuschirmen und den Rest des Gehirns vor den Faktoren in der Blut“, sagt er.
„Normalerweise sollen die Mikroglia andere Dinge tun, wie zum Beispiel beim Lernen und Gedächtnis helfen“, fügt Campen hinzu. Die Forscher fanden heraus, dass Neuronen metabolische Veränderungen zeigten, was darauf hindeutet, dass die Belastung durch Waldbrandrauch die Belastung altersbedingter Beeinträchtigungen erhöhen kann.
Das Forschungsteam umfasste Kollegen des College of Pharmacy und der UNM Departments of Neurosciences, Geography & Environmental Studies und Earth and Planetary Sciences sowie Forscher der Arizona State University, der Michigan State University und der Virginia Commonwealth University.