• 氧化鐵和銅對人體許多酶的作用是至關重要的。
• 研究表明，在神經退行性疾病(包括阿爾茨海默病)中，這些金屬離子和其他帶電金屬離子的調控受到干擾。
• 研究人員驚訝地發現，在阿爾茨海默氏症患者的屍檢腦樣本中，元素鐵和銅的活性極強。
• 這些金屬似乎穩定在β澱粉樣斑塊內，而β澱粉樣斑塊是這種疾病的標誌。
• 這一發現可以提供對疾病進展的深入瞭解，並可能導致診斷和治療疾病的新方法。

科學家們首次在人體組織中發現了元素、未帶電的鐵和銅的微小沉積物。

一個國際研究小組在兩名患有阿爾茨海默氏症的人死後腦樣本中發現了這些金屬。

金屬離子是在失去一個或多個電子後具有淨正電荷的金屬原子，是許多催化細胞化學反應的酶的重要組成部分。

這些正離子可以將電子從其他分子中剝離出來，氧化這些分子。

然而，科學家們在阿爾茨海默氏症患者大腦組織中發現的銅和鐵的沉積是元素的，沒有電荷的。

這些是高度活性的金屬原子，在正常情況下，它們會迅速氧化形成更穩定的化學離子。

在此之前，科學家們只確定了諸如微生物、病毒和植物中的元素金屬。

研究人員發現，β澱粉樣斑塊中的金屬是一堆蛋白質，是阿爾茨海默病的標誌。

前期研究已將腦組織中銅和鐵代謝的變化與神經退行性疾病，包括澱粉樣斑塊的形成聯繫在一起。阿爾茨海默病.

這個小組在新的研究中發現的微量元素鐵是磁性的，所以原則上，醫生可以用它們來診斷或者作爲疾病進展的標誌。

這項研究發表在雜誌上。科學進步.

強X射線

這項研究是來自英國基爾大學和沃裏克大學的科學家與美國聖安東尼奧德克薩斯大學的科學家之間的合作。

這個研究小組使用了來自英國國家同步加速器的非常強大的X光。金剛石光源而先進光源在加州對大腦組織進行成像。

同步髮色子將電子加速到幾乎光速，產生能探測物質原子結構的明亮光束。

科學家們發現的元素鐵和銅的沉積在納米級這意味着它們比針頭小大約10,000倍。

“這是一個引人入勝和意想不到的發現，通過同步加速器技術的靈敏度和精確性，我們已經用於研究這些人腦衍生樣本，”合著者說。喬安娜·科林伍德博士。他是華威大學醫學實驗室微量金屬實驗室的負責人。

她補充說：“我們知道某些生物系統可以產生元素形式的金屬，因此，重要的是要發現它們是由人類中類似但以前未被發現的途徑產生的，還是由於疾病的直接後果而產生的。”

由於元素金屬具有如此的反應性，它們會損傷神經組織，因此大腦可能會將它們鎖在斑塊中以避免這一點。

“β澱粉樣蛋白完全可以阻止元素鐵和銅的氧化，”合著者說。尼爾·特林博士。，基爾大學生物醫學納米物理學教授。

他補充說：“這些元素相對氧的反應非常劇烈，所以要想能夠用X射線顯微鏡來測量它們，就必須意味着它們的氧化狀態在某種程度上已經穩定下來了。”

他告訴今日醫學新聞有證據表明，可溶性β-澱粉樣蛋白可能在阿爾茨海默病患者的大腦中聚集成不溶性斑塊，以防止反應性金屬原子損傷附近的腦細胞。

排除污染

大腦樣本中的金屬沉積物是否只是污染物，可能是空氣中的顆粒物？

特林教授解釋說，來自環境的元素鐵和銅納米粒子會氧化。

他和他的同事對這些粒子進行了進一步的控制測試，發現它們在樣品製備和檢驗過程中被氧化。

“事實上，我們無法阻止這些金屬標準的氧化，這使得我們對澱粉樣斑塊中元素鐵和銅的觀察更加引人注目，”泰爾教授說。

接下來，他說，研究小組計劃在大腦的其他地方尋找金屬納米粒子。

如果他們只與澱粉樣斑塊有關，這將有助於神經科學家們弄清楚他們在那裏做什麼，以及他們在阿爾茨海默氏症中扮演了什麼角色。

“這一系列的研究最終可能會導致針對金屬的新治療方法，以及目前正在考慮的澱粉樣蛋白，”教授說。

“在斑塊中存在微小的磁性鐵顆粒也有助於診斷和監測疾病的進展，原則上也是如此。被磁共振成像