Все сходятся во мнении, что загрязнение воздуха может вызывать неврологические заболевания, такие как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, но вопрос о том, насколько мелкие частицы сажи вызывают проблемы в мозге, все еще остается без ответа. Теперь команда исследователей из Пенсильванского университета, используя мышей, нашла возможный способ, но все еще необходимы дополнительные исследования.
Исследователи изучили, как спинномозговая жидкость, жидкость, которая течет вокруг головного и спинного мозга, вытекает через нос, и что происходит, когда поток жидкости останавливается.
"За последние 5 лет наблюдается большой интерес к пониманию движения спинномозговой жидкости," сказал Патрик Дрю, заслуженный доцент кафедры инженерных наук и механики, нейрохирургии и биомедицинской инженерии. "Все больше и больше осознается, что он не только смягчает мозг, но также может переносить вещества из области мозга и позвоночника."
Вопрос, однако, заключается в том, как спинномозговая жидкость – или спинномозговая жидкость – покидает замкнутую область головного и спинного мозга и куда она уходит? Исследования старых научных работ показали, что некоторые ученые предполагали, что один из путей выхода – через нос.
"Я пытался пометить спинномозговую жидкость красителем для другого эксперимента," сказал Джордан N. Норвуд, аспирант в области клеточной биологии и биологии развития и студент Дрю. "Мы начали наблюдать, как окрашенная спинномозговая жидкость вытекает через нос."
Дальнейшие исследования старых научных работ показали, что не только другие авторы предполагали, что спинномозговая жидкость выходит через нос, но и что существует связь с обонянием. Исследователи также обнаружили, что существует давняя связь между потерей обоняния и ранним началом таких неврологических заболеваний, как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона.
Используя химическую абляцию, исследователи разрушили обонятельные сенсорные нервы, которые проходят через твердое небо мыши. Разрушение этих нервов вызывает потерю обоняния, но также вызывает остановку потока спинномозговой жидкости.
"Мыши кажутся нормальными после того, как мы использовали сульфат цинка для удаления нервов в носу," сказал Дрю.
Поскольку поток жидкости из носа остановился, исследователи проверили, увеличилось ли давление вокруг головного и спинного мозга.
"Животные и люди постоянно производят спинномозговую жидкость, поэтому, если она не выходит, давление возрастет," сказал Дрю. "Но мы обнаружили, что после прекращения потока из носа давление не увеличивалось."
Исследователи полагают, что какой-то другой путь может увеличить его кровоток или спинномозговую жидкость, чтобы компенсировать то, что обычно выходит через нос. Эти другие пути могут включать в себя те, которые окружают мозг, которые уходят в лимфатическую систему.
Другая возможность заключается в том, что производство спинномозговой жидкости снижается в ответ на прекращение потока спинномозговой жидкости через нос.
Исследователи предлагают в недавнем выпуске eLife, "что повреждение обонятельных сенсорных нейронов (например, из-за загрязнения воздуха) может способствовать изменению оборота и потока спинномозговой жидкости, обеспечивая потенциальный механизм неврологического заболевания." Они также заявляют, что "снижение оборота спинномозговой жидкости может быть фактором, способствующим накоплению токсичных метаболитов и белков, вызывающих нейродегенеративные расстройства."
И эффекты загрязнения, и эффекты снижения оборота спинномозговой жидкости могут объяснить происхождение некоторых из этих заболеваний.
"Удалив нейроны, мы смогли нарушить и отключить кровоток в носу," сказал Норвуд. "Люди в районах с сильным загрязнением воздуха могут дышать чем-то, что делает то же самое, что и наши эксперименты.
"Затем мы хотели бы сотрудничать с лабораторией в Институте исследования материалов, которая работает с частицами сажи или реактивного топлива, чтобы увидеть, получим ли мы такой же эффект," она добавила.