Cząstki metalu z endoprotez trafiają do mózgu. Czy mają związek z Alzheimerem?

Mikroskopijne cząstki metalu z endoprotez mogą docierać do mózgu - sugeruje badanie 701 mózgów. Fot. Lena Gulenko, Wikimedia Commons, CC BY 4.0

Mikroskopijne cząstki metalu z endoprotez stawów mogą przedostawać się do mózgu - wynika z badania opublikowanego w Acta Biomaterialia. Naukowcy z Rush University Medical Center w Chicago przeanalizowali tkanki mózgowe 701 osób i znaleźli niepokojący związek między protezami biodrowymi a poziomem kobaltu w czterech kluczowych obszarach mózgu.

Jak metal z implantu trafia do mózgu?

→ Czytaj też: Przemoc w dzieciństwie zostawia bliznę w mózgu. Badanie UCLA pokazuje, jak głęboką

Długotrwałe tarcie i korozja sztucznych powierzchni stawowych uwalniają submikronowe drobiny metali, takich jak kobalt i tytan. Wcześniej wiedziano, że gromadzą się one w tkankach wokół stawu, ale badacze z Rush University jako pierwsi sprawdzili, czy cząstki docierają aż do mózgu.

Kluczem okazała się analiza składu chemicznego nanometrycznych ziaren. „Implanty mają bardzo specyficzną kombinację metali, na przykład kobaltu, a gdy te same metale pojawiają się razem w jednej cząstce w mózgu w dokładnie takim samym składzie jak w implancie, wiemy, że nie mogą pochodzić z żadnego innego źródła” - tłumaczy inżynier mechanik Robin Pourzal, główny autor pracy.

Dokładny mechanizm przechodzenia przez barierę krew-mózg pozostaje niejasny. Jedna z hipotez zakłada, że w wyniku przewlekłego stanu zapalnego lub starzenia się organizmu bariera staje się nieszczelna. Inna sugeruje, że metalowe drobiny są transportowane przez obwodowe komórki odpornościowe.

Co wykazała analiza 701 mózgów?

→ Czytaj też: Naukowcy naprawili naczynia krwionośne w mózgu. Myszy z autyzmem cofnęły objawy

Zespół Pourzala zbadał tkanki pobrane z czterech obszarów mózgu od 701 zmarłych uczestników, z których 229 miało wcześniej wszczepioną endoprotezę stawu. Brzegi hipokampa, kora skroniowa dolna i inne regiony sprawdzono pod kątem stężenia kobaltu, tytanu oraz obecności patologicznych białek - amyloidu-beta i tau - charakterystycznych dla choroby Alzheimera.

Najwyraźniejszy sygnał dotyczył kobaltu u osób po wymianie stawu biodrowego: w ich mózgach średnie stężenie tego metalu było o 8,9 proc. wyższe niż u pozostałych. Większe nagromadzenie kobaltu w korze skroniowej dolnej korelowało z nasilonymi zmianami alzheimerowskimi, jednak - co ważne - nie wiązało się z gorszymi wynikami testów poznawczych za życia.

Podwyższony poziom tytanu również częściej występował u pacjentów z protezami, ale tytan może trafiać do mózgu także z pożywienia czy leków, więc nie jest tak jednoznaczny. „Widzimy związek, ale nie dowód przyczynowy” - podkreśla Pourzal.

Ryzyko czy korzyść? Kontekst kliniczny

Endoprotezoplastyka uśmierza przewlekły ból, przywraca mobilność i umożliwia interakcje społeczne - czynniki, które obniżają ryzyko demencji. Dlatego badacze studzą emocje: obecność metalowych drobin w mózgu nie oznacza automatycznie pogorszenia funkcji poznawczych.

Wyniki pochodzą z jednorazowego pomiaru po śmierci, podczas gdy sprawność umysłową oceniano corocznie przez lata. Nie można wykluczyć, że inne zmienne, takie jak ogólny stan zdrowia czy dieta, wpłynęły na zaobserwowane zależności.

Mimo to autorzy zalecają dalsze monitorowanie wpływu odpadów pochodzących z implantów na mózg, zwłaszcza u osób z protezami biodrowymi ulegającymi przyspieszonemu zużyciu. Czy w przyszłości standardowe kontrolne badania obrazowe będą obejmowały śledzenie metalicznych nanocząstek w ośrodkowym układzie nerwowym? Na to pytanie odpowiedzą dopiero kolejne, prospektywne analizy.