一项研究提示，体内一种对健康和大脑功能至关重要的矿物质水平过高，可能会增加患帕金森病和痴呆症的风险。铁是一种必需矿物质，有助于生成血红蛋白——红细胞中负责将氧气从肺部输送到全身重要组织的蛋白质。人体无法自行产生铁，必须从动物蛋白（如瘦红肉、蛤蜊和牡蛎）以及植物性食物（如菠菜、扁豆、豆腐和白豆）中获取。铁缺乏症影响着七分之一的美国人，即3600万人，也与发育问题和认知能力下降有关，因为这种矿物质还支持能量和神经递质的产生。
但加利福尼亚州索尔克研究所的研究人员发现，过量铁会缓慢在神经元内积累。虽然这在生命早期影响不大，但对于老年人来说，可能导致神经细胞死亡。他们认为，这是因为过量铁降低了细胞的防御能力，使其更容易受到应激源的影响。大脑中负责记忆和认知功能的区域（如海马体和大脑皮层）的细胞死亡可能导致痴呆症，该病影响约700万美国人。而帕金森病影响约100万美国人，由负责产生多巴胺（协调运动的神经递质）的神经元丧失引起，因此这些细胞的死亡可能加剧该疾病。
研究人员指出，评估铁水平可能是预防痴呆症和帕金森病等神经退行性疾病的关键工具。索尔克研究所资深共同通讯作者、研究教授帕姆·马赫博士表示：“在面对导致神经退行性病变的应激源时，如何让大脑更具韧性，已成为阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病讨论中的热门话题。我们的研究揭示了当铁达到一定水平时，细胞会失去韧性，使神经元更容易受到应激源的损伤甚至死亡。”
这一发现正值痴呆症和帕金森病在美国发病率上升之际。专家估计，到2050年，痴呆症诊断人数将翻倍。帕金森病基金会估计，到2030年将有120万美国人被诊断出帕金森病，每年新增9万例，而十年前这一数字约为6万。近期研究表明，环境污染和农药等暴露因素，以及肥胖和糖尿病等慢性病发病率上升可能是原因，但科学家仍在探究其根源。
这项新研究发表在《细胞死亡发现》期刊上，研究人员利用来自神经系统癌症神经母细胞瘤的人类神经细胞，比较了急性和慢性铁暴露的影响。急性暴露持续6到8小时，而慢性暴露约为9天。慢性暴露旨在模拟衰老过程中铁的缓慢积累。通过细胞模型，研究人员提出了新的通路“慢性铁死亡”。铁死亡是一种研究较为充分的现象，指由脂质过氧化过程引起的细胞死亡——有害分子（自由基）从细胞膜脂质中夺取电子，导致细胞损伤。然而在慢性铁死亡中，这一通路并不会立即导致细胞死亡。相反，慢性暴露于铁的神经元会出现长期的功能变化，而非立即死亡。急性暴露的神经元能够应对应激，但慢性暴露的神经元则变得易患神经退行性疾病。
共同通讯作者、马赫实验室的博士后研究员纳瓦布·约翰·达尔博士表示：“我们认为，铁处理蛋白和抗氧化防御蛋白的这些协调性改变，使慢性暴露的神经元易受神经退行性病理的影响。进入这种慢性铁死亡状态，可能为神经元随年龄增长而功能衰退埋下伏笔。”达尔指出，通过使用渐进模型，研究团队发现“决定这些细胞命运的不是铁的总量，而是它们处于应激状态的时间”。他补充说：“铁是体内最重要的矿物质之一。因此，问题不在于铁本身随着年龄增长而出现，而是铁随时间的积累才是问题所在。”
研究人员能够用Ferrostatin-1（一种合成抗氧化剂）治疗铁毒性，该药物抑制慢性铁死亡并阻断细胞应激和死亡。该研究存在若干局限性，包括未指明导致慢性铁死亡的确切铁含量，以及仅使用细胞模型而非人类进行研究。
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