clean_air_filter_aLa inhalación crónica de aire contaminado parece activar una proteína que desencadena la liberación de las células blancas de la sangre, lo que desencadenó los eventos que conducen a la inflamación generalizada, según un nuevo estudio en un modelo animal.

Este hallazgo estrecha la brecha en la comprensión de los investigadores sobre cómo la exposición prolongada a la contaminación puede aumentar el riesgo de problemas cardiovasculares y otras enfermedades.

El grupo de investigación, dirigido por científicos de la Universidad Estatal de Ohio, ha descrito los estudios en ratones sugieren que la exposición crónica a las partículas muy finas cuestión desencadena eventos que permiten a las células blancas de la sangre para escapar de la médula ósea y se abren camino en el torrente sanguíneo. Su presencia dentro y alrededor de los vasos sanguíneos altera la integridad de las paredes de los vasos y también se acumulan en el tejido adiposo, donde liberan sustancias químicas que causan la inflamación.

La actividad celular se asemeja a una respuesta inmune que se ha disparado fuera de control. Una respuesta inmune normal a un patógeno o un cuerpo extraño otros requiere un poco de inflamación, pero cuando la inflamación es excesivo y no tiene ninguna función de protección o la curación, la condición puede conducir a un mayor riesgo de enfermedades cardiovasculares, la diabetes y la obesidad, así como otros trastornos.

Aunque muchas preguntas sobre el inicio de este proceso siguen sin respuesta, los científicos predicen que el daño puede tener su origen en el líquido que recubre el pulmón. moléculas diminutas en esta estructura cambia de líquido después de haber sido expuestos a la contaminación del aire, y el cambio que parece poner en marcha esta cascada de dañar el comportamiento de células blancas de sangre mediante la activación de un receptor llamado " ­como los receptores de peaje 4 . "

El trabajo de los receptores tipo Toll 4, o TLR4, es reconocer las características específicas de los agentes patógenos y luego envían señales para activar a otros jugadores en el sistema inmunológico. Los ratones que carecen de esta molécula no producen la inflamación mucho después de la exposición a la contaminación al igual que los ratones normales, lo que sugiere que TLR4 tiene un papel destacado en la respuesta del cuerpo a la exposición crónica a las partículas.

"Nuestra hipótesis principal es que las partículas estimula la inflamación en el pulmón, y los productos de que derrame la inflamación más en el cuerpo de la circulación, que viajan hacia el tejido graso para promover la inflamación y causando la disfunción vascular", dijo Sanjay Rajagopalan , profesor de medicina cardiovascular de la Ohio State y autor principal del estudio. "No hemos identificado el mecanismo entero, pero ahora tenemos pruebas de que la activación de TLR4 influye en esta respuesta."

Muchos de estos investigadores ya han documentado la relación entre la exposición crónica a la contaminación del aire y la presión arterial alta, la diabetes y la obesidad. Ahora tienen por objeto determinar cómo y dónde se produce los primeros daños.

Para este estudio, los científicos expusieron los diferentes grupos de ratones a cualquiera de aire filtrado o aire que contiene entre ocho y 10 veces más partículas finas que las del aire ambiente en un entorno urbano -un promedio de aproximadamente 111 microgramos por metro cúbico. Los ratones fueron expuestos durante seis horas por día durante cinco días a la semana durante al menos 20 semanas.

El aire contaminado contiene partículas finas que son tan pequeños - 2,5 micrómetros o menos de diámetro, o aproximadamente 1/30th de la anchura media de un cabello humano -que pueden llegar a las zonas profundas de los pulmones y otros órganos del cuerpo.

Para la mayoría de los experimentos, los efectos de la exposición a la contaminación se compararon con ratones normales y ratones deficientes en TLR4.

Después de la exposición al aire contaminado, los ratones normales mostraron niveles más altos de células blancas de la sangre conocida como inflamatoria monocitos en el bazo y
que circulan en su torrente sanguíneo que los ratones respirar aire filtrado. La deficiencia de TLR4 disminuido este efecto en ratones que respiraron aire sucio. Eso sugiere que si el receptor no está activo, los monocitos, no se dará a conocer.

Otros hallazgos implicado otro compuesto que pueda existir en el daño. El aumento de los monocitos se acompañó de un aumento de superóxidos en los vasos sanguíneos. Estos compuestos están diseñados para matar a los patógenos, pero que son tóxicos si no tienen errores para luchar.
Se producen por una enzima llamada oxidasa NADPH - oxidasa NADPH y se encuentra dentro de los monocitos.

En un experimento que compara los ratones normales y ratones que carecían de un componente de la enzima NADPH oxidasa, los ratones sin la enzima producen menos radicales libres de oxígeno en respuesta a la contaminación del aire que los ratones normales.
"Los radicales libres pueden tener un alto impacto en la función vascular", explicó Thomas Kampfrath, un investigador postdoctoral en el Estado de Ohio Davis de Corazón y Pulmón del Instituto de Investigación y primer autor del estudio. En efecto, el examen de las aortas de estos ratones mostraron que los buques en los animales expuestos a aire contaminado mostraron la capacidad de respuesta exagerada al estrés - un signo de hipertensión incipiente, o presión arterial alta.

Sin embargo, otro modelo de ratones alterados genéticamente para que sus monocitos expresan la proteína fluorescente amarilla permitió a los investigadores a observar exactamente donde los monocitos viajó en los segmentos de los músculos del ratón y tejido graso. En ratones que respiraron aire contaminado, los monocitos empezó a pegarse a las paredes de los vasos sanguíneos y las células de grasa.

"Esta es una señal de que los monocitos están respondiendo a estímulos inflamatorios -que en nuestro caso es el material particulado -y, a continuación, a su vez pueden causar más inflamación, ya que liberan factores inflamatorios"

Estos factores incluyen lo que se llaman citoquinas proinflamatorias, como TNF (factor de necrosis tumoral alfa) , MCP-1 (proteína quimiotáctica de monocitos) y la IL-12 (IL-12) . Estos son mensajeros químicos que causan la inflamación, más a menudo para combatir las infecciones
o lesiones de reparación. Al circular sin una infección de la lucha, el cuerpo experimenta el exceso de inflamación.

Ratones que respiraron aire contaminado mostraron niveles más altos de estas citoquinas en la sangre de los ratones para respirar aire filtrado. Y los ratones deficientes en el receptor TLR4 mostraron niveles mucho menores de las citocinas.

"La mayoría de nuestros experimentos inicialmente evaluados inflamación mundial. Los monocitos son prácticamente en todo el cuerpo ", dijo Rajagopalan. "Y luego hicimos la pregunta, ¿cómo sucede esto, y ¿de dónde vienen?"

Kampfrath, en particular, se centra en la función del pulmón en este proceso. Los citoquinas mismo también fueron significativamente elevados en los pulmones de los ratones que habían sufrido una exposición prolongada al aire contaminado, y la falta de activación de TLR4 bajado este efecto.

El líquido de protección en el pulmón contiene moléculas llamadas fosfolípidos , y esta investigación muestra que esas moléculas se oxidan -lo que significa una reacción de los cambios químicos de su forma y función -después de haber sido expuestos al aire contaminado. Eso está determinado.
Y una serie de experimentos en diferentes tipos de células blancas de la sangre demostró que cuando las células se tratan con los fosfolípidos oxidados, se dará a conocer las citocinas proinflamatorias. La falta de TLR4 en las células disminuye estos efectos.

Estos experimentos confirmaron que estas actividades en el pulmón pueden desencadenar la inflamación visto en el resto del cuerpo en ratones expuestos a la contaminación del aire. La pregunta que permanece sin respuesta, sin embargo, es el proceso mediante el cual se fosfolípidos oxidados después de la exposición crónica de los pulmones de aire sucio, Kampfrath.

"Después de la exposición, hay un aumento en los fosfolípidos oxidados en el líquido del pulmón.

En un editorial en el mismo número de Circulation Research, Daniel Conklin de la Universidad de Louisville escribió: "¿Está resuelto el misterio sobre el mecanismo de cómo se inhala [las partículas finas] la exposición estimula la inflamación vascular y la lesión? Bueno, probablemente no por completo, pero el escenario actual trazado ... conecta las conclusiones de su estudio con muchos estudios epidemiológicos dispares humanos y animales o la exposición en una historia plausible ".