Effetti dei motori diesel sui linfociti: i gas di scarico alterno la funzione del sistema immunitario

Posted by: | Posted on: gennaio 16, 2015

Il gas emesso dai tubi di scarico dei motori diesel contiene, fra l’altro, particelle fini, cioè materiale particolato con un diametro inferiore ai 2,5 micron, comprese un grande numero di particelle ultra fini (<0,1 micron di diametro). Tutti questi composti sono costituiti da un nucleo centrale di carbonio elementare (80%) e da composti organici assorbiti, compresi idrocarburi policiclici aromatici, idrocarburi policiclici aromatici azotati, piccole quantità di solfati, nitrati, metalli pesanti ed altri elementi in tracce. Queste particelle hanno tutte una notevole importanza tossicologica. Le loro dimensioni infinitesimali le rendono respirabili, cioè hanno la capacità di raggiungere gli alveoli polmonari e di penetrare direttamente nella circolazione sanguigna attraverso l’endotelio o indirettamente attraverso i vasi linfatici.Pertanto l’eventuale danno del sistema linfatico ed immunitario ha spinto molti ricercatori a studiare gli effetti dei gasi di scarico dei motori diesel sui linfociti.

Numerosi studi in vivo hanno dimostrato che l’esposizione ai gas di scarico dei motori diesel produce importanti effetti sul sistema immunitario: l’esposizione di animali prima e dopo la nascita al gas di scarico riduce il peso del timo e della milza, aumenta la produzione di immunoglobuline E anti-pollini, aumenta la predisposizione alle allergie, induce uno stato infiammatorio nei polmoni ed aumenta la reattività bronchiale. I risultati di questi modelli animali sono stati in parte confermati in vitro e in vivo negli uomini, soprattutto per quanto riguarda la correlazione fra i gas di scarico e malattie allergiche. Infatti, è stato dimostrato che i gas di scarico

diesel e linfociti umani

I gas di scarico dei motori diesel alterno la funzione dei linfociti umani

aumentano la frequenza delle riacutizzazione dell’asma e causano altre allergie stimolando la produzione di citochine tipo Th2 (12-24). I meccanismi mediante i quali il particolato causa risposte allergiche non sono conosciuti nei dettagli, sebbene l’attività ossidante degli idrocarburi policiclici assorbiti, e non le proprietà specifiche del nucleo centrale di carbone, svolgerebbe il ruolo più importante. L’osservazione che inquinanti atmosferici possono modulare la funzione e il fenotipo dei linfociti potrebbe avere un’importanza fondamentale nella patogenesi di malattie caratterizzate da alterazioni dell’omeostasi linfocitaria, per esempio malattie autoimmuni e neoplastiche. In uno studio, l’esposizione cronica in vitro dei linfociti T al particolato dei gas di scarico dei motori diesel provocava un aumento dell’attivazione dei linfociti T e la loro proliferazione soltanto nei soggetti asmatici, ma non nei controlli. Recentemente, è stato dimostrato che specie reattive di ossigeno possono essere generate, con conseguente danno ossidativo del DNA, dai gas di scarico dei motori diesel sia nei linfoblasti che nelle cellule polmonari, suggerendo che i linfociti potrebbero essere utilizzati come marcatori surrogati, anche perché più facilmente disponibili, per valutare le risposte indotte dal particolato atmosferico nei polmoni. Altri studi hanno dimostrato che le nanoparticelle di carbone emesse anche da motori diesel “ecologici” tipo quelli appartenenti alle categoria euro 4, sono più tossiche per i macrofagi umani e per le cellule cutanee rispetto alla fuliggine emessa da un motore diesel meno recente.

Gli autori di questo studio hanno valutato gli effetti in vitro sulla funzione e sul fenotipo di linfociti T umani di soggetti sani esposti alle nanoparticelle emesse da motori diesel euro 4 o euro 5. I parametri immunologici valutati comprendevano apoptosi, autofagia, capacità proliferativa, funzione mitocondriale, espressione di marcatori di attivazione e produzione di citochine.

Effetti importanti dei motori diesel sui linfociti umani

I ricercatori osservarono che i linfociti T esposti ai gas emessi da motori diesel di nuova generazione non presentavano alterazioni dell’apoptosi o dei meccanismi responsabili della necrosi. Tuttavia i linfociti T così trattati, mostravano chiaramente un blocco dell’autofagìa, un meccanismo che permette di eliminare porzioni di membrane cellulari danneggiate e di riciclarle, oltre ad una significativa riduzione del potenziale di membrana mitocondriale.

Per quanto riguarda l’espressione di marcatori di attivazione, soltanto il CD25 era ridotto in modo significativo, ma non fu osservato alcun effetto su altre molecole, per esempio CD 69, CD 95 o HLA-DR.

La proliferazione dei linfociti T CD 4+ e CD 8+ non era influenzata. La produzione di interleuchina-2 e di IFN-gamma era significativamente ridotta nei linfociti T CD 4+ e CD 8+, mentre non furono osservate variazioni significative dei livelli di altre citochine.

I risultati di questo studio dimostrano che il particolato fine ed ultra fine emesso dai gas di scarico dei motori diesel di nuova generazione è in grado di alterare la funzione e il fenotipo dei linfociti T umani. Tra le funzioni più compromesse, particolare attenzione merita il blocco dell’autofagìa, un meccanismo ritenuto importante per il mantenimento dell’omeostasi linfocitaria e delle risposte immunitarie. Infatti, l’autofagìa oltre ad essere un meccanismo fisiologico che contribuisce alla rimozione di organelli danneggiati o senescenti, i cui costituenti vengono riciclati, è stato dimostrato che questo meccanismo partecipa alle risposte immunitarie innate e acquisite, giocando un ruolo importante in numerosi processi di difesa immunitaria: nelle interazioni fra cellule immunitarie e microbi; nella presentazione degli antigeni al sistema maggiore di istocompatibilità; nella ontogenesi linfocitaria e nella sopravvivenza proliferazione dei linfociti.

Difetti dell’autofagìa sono stati negli ultimi anni identificati in diverse malattie. Per esempio, il blocco dell’autofagìa potrebbe favorire la comparsa di malattie neoplastiche permettendo l’accumulo di mitocondri danneggiati che possono causare stress ossidativo, infiammazione e danno del DNA . Alterazioni dell’autofagìa sono state dimostrate anche in malattie autoimmuni, per esempio lupus eritematoso sistemico, malattia nella quale il blocco dell’autofagìa comporta accumulo di mitocondri danneggiati, aumentata produzione di specie reattive di ossigeno e dell’ apoptosi, tutti eventi patogenetici la cui importanza è stata dimostrata definitivamente in questa malattia autoimmune.

In conclusione, i risultati di questo studio suggeriscono che l’inquinamento atmosferico da traffico dei veicoli a motore diesel può alterare la funzione dei linfociti T, non solo nei soggetti sani, ma in modo particolare in quelli già portatori di malattie allergiche, come l’asma bronchiale, o di malattie del sistema immunitario. Le alterazioni osservate, particolarmente la ridotta produzione di alcune citochine, sono simili a quelle osservate anche in soggetti con aumentata predisposizione alle infezioni virali.

L’inquinamento atmosferico causa inoltre malattie dell’apparato respiratorio, dell’apparato cardiovascolare, ictus cerebrale, cancro polmonare, altri tumori, malformazioni congenite e basso peso alla nascita, autismo, diabete mellito, malattia di Alzheimer, ridotto sviluppo intellettivo dei bambini..

Riferimenti bibliografici

1: Pierdominici M, Maselli A, Cecchetti S, Tinari A, Mastrofrancesco A, Alfè M, Gargiulo V, Beatrice C, Di Blasio G, Carpinelli G, Ortona E, Giovannetti A, Fiorito S. Diesel exhaust particle exposure in vitro impacts T lymphocyte phenotype and function. Part Fibre Toxicol. 2014 Dec 14;11(1):74. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 25498254; PubMed Central PMCID: PMC4271360.

 





link particolato

Posted by: | Posted on: gennaio 6, 2015

 

L’inquinamento atmosferico causa inoltre malattie dell’apparato respiratorio, dell’apparato cardiovascolare, ictus cerebrale, cancro polmonare, altri tumori, malformazioni congenite e basso peso alla nascita, autismo, diabete mellito, malattia di Alzheimer, ridotto sviluppo intellettivo dei bambini..

Riferimenti bibliografici

1: Pierdominici M, Maselli A, Cecchetti S, Tinari A, Mastrofrancesco A, Alfè M, Gargiulo V, Beatrice C, Di Blasio G, Carpinelli G, Ortona E, Giovannetti A, Fiorito S. Diesel exhaust particle exposure in vitro impacts T lymphocyte phenotype and function. Part Fibre Toxicol. 2014 Dec 14;11(1):74. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 25498254; PubMed Central PMCID: PMC4271360.

 





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