Respuesta local y sistémica a la contaminación ambiental aérea en los niveles molecular y funcional: la desnutrición crónica como factor de riesgo

Abstract

Introducción: La desnutrición y la contaminación del aire causan graves problemas de salud pública a nivel mundial, y los niños son una de las subpoblaciones más vulnerables. Sin embargo, los mecanismos que vinculan estos dos estresores no han sido aún dilucidados. Investigamos el efecto de la exposición a cenizas residuales del petróleo (ROFA) en la respuesta inmune pulmonar y en la vasculatura, en un modelo de desnutrición crónica (DC). Métodos: Durante 4 semanas, ratas macho destetadas fueron alimentadas con una dieta restringida al 20 % (DC) o ad libitum (control-C). DC y C se instilaron intranasalmente con (1 mg/kg de peso corporal ) ROFA. 24 h después de la exposición. Se evaluaron en cultivo de macrófagos alveolares (MA): viabilidad celular, actividad fagocítica, respuesta oxidativa y citoquinas proinflamatorias. En la aorta torácica, se evaluaron CYP1A1, eNOS, TGFβ1, canal de calcio tipo L e IL-6, IL-10 y parámetros contráctiles. Resultados: La respuesta de MA-DC a ROFA mostró cambios en el metabolismo oxidativo y la producción de citoquinas que afectan sustancialmente la respuesta inmune. La exposición a ROFA aumentó los niveles de CYP1A1 y TGF-β1 y disminuyó los niveles de eNOS y de canales de calcio en la vasculatura. La capacidad contráctil y la relajación disminuyeron en ratas DC. Conclusión: En general, los animales DC no lograron estimular la respuesta inflamatoria y desintoxicante a ROFA. Asimismo, provocó un aumento en la resistencia vascular y una disminución en la distensibilidad de la aorta, lo que podría, consecuentemente, provocar episodios agudos de insuficiencia cardiovascular en escenarios de contaminación ambiental.

Introduction: Malnutrition and air pollution are known to cause serious public health problems worldwide, and children are one of the most vulnerable subpopulations. However, the mechanism linking undernutrition and air pollution exposure still remains unclear. The present study sought to investigate the effects of exposure to Residual Oil Fly Ash (ROFA) both locally on lung immune response and systemically on the vasculature, in a rat chronic undernutrition (DC) model. Methods: To achieve DC animals, male weanling rats were fed a diet restricted by 20% compared to ad libitum intake (control-C) for 4 weeks. DC and control rats were intranasally instilled with ROFA (1 mg/kg BW ) 24 h after exposure the animals were euthanized. Lung alveolar macrophages (AM) were isolated by bronchoalveolar lavage, and cell viability, phagocytic activity, oxidative response and pro-inflammatory cytokine release were evaluated in cultured AM. The thoracic aorta was also isolated, and molecular (CYP1A1, eNOS, TGFβ1, Calcium channel type L and IL-6, IL-10) and contractile parameters were evaluated. Results: DC altered AM response to ROFA by modifying oxidative metabolism and cytokine production, substantially affecting immune responsiveness to air pollutants. Regarding the vasculature, we showed that ROFA increased CYP1A1 and TGF-β1 levels and decreased eNOs levels and calcium channels. The contraction and relaxation capacity of DC rats showed an important decrease. Conclusions: In general, DC animals failed to activate the inflammatory and detoxifying response to ROFA. Acute exposure to ROFA was followed by an increase in vascular resistance and a decrease in vessel distensibility, which may in turn increase cardiovascular failure