Исследование, во главе с исследователями в Имперском колледже Лондона, первое, чтобы продемонстрировать механизм, которым дизельные выхлопные частицы, главный компонент загрязнения воздуха в европейских городах, непосредственно затрагивают легкие, чтобы начать признаки, такие как сжатие воздушных трасс и кашля.Предыдущее исследование показало прочную ассоциацию между городским загрязнением воздуха и респираторными симптомами, такими как кашель, хрипение и одышка, но основной механизм был неясен.
В последнем исследовании, опубликованном в Журнале Аллергии и Клинической Иммунологии, международная команда показала, что побочные продукты от горения дизельного топлива – названный полициклическими ароматическими углеводородами (PAHs) – непосредственно стимулируют нервы в легких, вызывая отраженный ответ в воздушных трассах.Результаты могут обеспечить ключевую связь между воздействием загрязнения воздуха на городских улицах и респираторными симптомами, которые могут привести к госпитализации для людей в более высоком риске, такой как очень молодое, пожилые люди, и те с респираторными заболеваниями.«В крупнейших европейских городах как Лондон мы уже превышаем рекомендуемые уровни для загрязнения воздуха, и эти результаты обеспечивают другую причину, почему мы должны обуздать эти уровни», сказала профессор Мария Бельвизи, глава Дыхательной группы Фармакологии в Национальном Институте Сердца и Легкого Империала, которая привела исследование. «Загрязнение затронет всех, но оно затрагивает людей с причинами, такими как астма, еще больше».
Ранее, ученые показали, что эффекты загрязнения воздуха на легких астматиков коррелировали с концентрацией небольших, сверхтонких частиц, которые вдыхают, хотя точный механизм был неясен. Эти крошечные частицы (меньше чем 100 нм в диаметре), могут стать глубокими в легкие и столь небольшие, что клетки признают их биологическими молекулами, которые могут быть поглощены и обработаны, возможно составляя их вредность. Однако новые результаты предлагают более сложный механизм.Когда частицы в дизельном выхлопе были обработаны, чтобы отделить нерастворимое углеродное ядро от разрешимой, внешней органической части, исследователи нашли, что это были химикаты на их поверхности (PAHs), который непосредственно стимулировал нервы, в то время как центральные углеродные частицы не сделали.
Исследователи говорят, что небольшой размер частиц помогает химикатам достигнуть глубоко в легкие и взаимные мембраны, где они могут активировать нервы.Профессор Терри Тетли, автор co-лидерства и также от Национального Института Сердца и Легкого Империала, сказал: «Это исследование, которое примирило мультидисциплинарную команду ученых, помогает обратиться к ранее неизвестным эффектам загрязнения воздуха макрочастицы на респираторных симптомах.
Результаты далее подчеркивают потенциальные медицинские воздействия городского загрязнения воздуха на общественности, особенно на тех с основными санитарными условиями».Работая с исследователями из Королевского колледжа в Лондоне и Университета Британской Колумбии, команда профессора Бельвизи использовала коммерчески доступный дизельный выхлоп и дизель генератора, который подражает ‘реальным’ городским условиям окружающей среды проверить эффекты воздействия в модели морской свинки и ткани нерва животных.
Эффекты были также проверены на человеческой ткани, используя разделы vagus нерва от ткани легкого дарителя, которая была излишком, чтобы пересадить требование.Исследователи нашли, что, когда ткань была выставлена PAH’s, сенсорные нервы, ответственные за отраженные события и инициирование общих респираторных симптомов, таких как кашель и хрипение, стимулировались.
Данные свидетельствуют, чтобы, когда эти органические соединения вдыхают, они взаимодействовали с рецепторами в воздушных трассах, чтобы вызвать окислительное напряжение. Это напряжение тогда льется каскадом и открывает ионные каналы, опрокидывая электрохимический баланс и заставляя нервы ‘стрелять’.
Эти результаты были далее поддержаны, используя ткань нерва от мышей, испытывающих недостаток в функционирующем ионном канале (названный TRPA1), в котором не были замечены это изменение электрохимического баланса в нервах и последующие признаки.«Наша работа показывает, что частицы от дизельного выхлопа могут активировать эти ионные каналы, стимулируя нервы в легких. Это может быть ответственно за респираторные симптомы, мы видим следующее воздействие городского загрязнения воздуха», объяснил профессор Бельвизи.В предыдущем исследовании в 2013, группа включая исследователей в Imperial показала, что высокий уровень загрязнения воздуха на оживленной Оксфорд-стрит Лондона имел измеримый эффект на легкие людей с астмой, по сравнению с воздействием в менее загрязненных областях города.
Результаты показали связь между уровнями сверхтонких частиц (включая дизельные выхлопные частицы) на уличном уровне и сокращениях функции легкого.Профессор Бельвизи объяснил, что последняя работа добавляет к растущему корпусу данных, демонстрирующему прямое влияние загрязнения воздуха на здравоохранении.
Объединенный с предыдущими клиническими исследованиями воздействия, в которых люди были подвергнуты уровням реального мира дизельных выхлопных частиц в лаборатории, механизм иллюстрирует эффекты типичного воздействия для людей, живущих и работающих в городской окружающей среде.«Главное сообщение вот о предотвращении», сказал профессор Бельвизи. «Значительное количество госпитализаций для людей, страдающих с усилениями респираторного заболевания. Если мы можем предотвратить эти усиления, которые являются в результате увеличения признаков, мы собираемся иметь меньше людей, нуждающихся в стационарном лечении».Доктор Крис Карлстен, из Университета Британской Колумбии и соавтора на исследовании, сказал: «Соединение связанного с движением загрязнения, чтобы кашлять расширяет объем затронутых этой продолжающейся проблемой здравоохранения, и это может нанять граждан, чтобы высказать беспокойство так, чтобы правительство ответило соответствующими мерами.
Это – яркий пример первосортной науки загрязнения воздуха, еще раз мотивирующей реальное действие».Доктор Иэн Мадвей, от Environmental Research Group в Королевском колледже в Лондоне, добавил: «Это исследование дальнейшие основные моменты неблагоприятные выбросы отработавших газов дизеля воздействий могут иметь на чувствительных людях и усиливают основу научного доказательства поддерживающие шаги, чтобы улучшить качество воздуха в Великобритании».