Embora os estudos populacionais humanos tenham ligado a poluição do ar à inflamação crônica dos tecidos e dos seios nasais, as evidências biológicas e moleculares diretas de causa e efeito têm sido escassas. Agora, os pesquisadores do Johns Hopkins relatam que os experimentos em ratos continuamente expostos ao ar sujo revelaram esse efeito biológico direto.
Os pesquisadores sabem há muito tempo que a poluição atmosférica, cinzas e outras partículas de chaminés industriais e outras fontes que poluem a qualidade do ar aumentam as taxas de sintomas de asma, mas haviam poucas evidências de danos semelhantes desses poluentes para o sistema respiratório superior.
As descobertas, publicadas no American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology, têm amplas implicações para a saúde e o bem-estar das pessoas que vivem em grandes cidades e áreas industriais com poluição do ar, particularmente no mundo em desenvolvimento.
“Nos EUA, os regulamentos mantiveram muita poluição do ar em cheque, mas em locais como Nova Deli, Cairo ou Pequim, onde as pessoas aquecem suas casas com fogões a lenha e fábricas liberam poluentes no ar, nosso estudo sugere que as pessoas estão em maior risco de desenvolver problemas crônicos nos seios nasais”, diz Dr. Murray Ramanathan, professor associado de otorrinolaringologia – cirurgia de cabeça e pescoço na Universidade Johns Hopkins (Johns Hopkins University School of Medicine).
De acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças, mais de 29 milhões de pessoas nos EUA ou mais de 12% dos adultos têm um diagnóstico de sinusite crônica. Sinusite crônica pode causar congestionamento, dor e pressão no rosto, e um nariz entupido, nariz escorrendo.
Vários estudos têm relatado implicações sociais significativas da doença sinonasal crônica, incluindo depressão, perda de produtividade e fadiga crônica.
Para ver como a poluição pode afetar diretamente a biologia das vias aéreas superiores, os pesquisadores expuseram 38 ratos machos de oito semanas de idade ao ar filtrado ou ao ar concentrado de Baltimore com partículas de 2,5 micrômetros ou menos, o que exclui a maioria dos alérgenos, como poeira e pólen. As partículas aerossolizadas, embora concentradas, eram 30 a 60% mais baixas do que as concentrações médias de partículas de tamanho semelhante em cidades como Nova Deli, Cairo e Pequim.
Dezenove ratos respiraram ar filtrado e 19 respiraram ar poluído durante 6 horas por dia, 5 dias por semana, durante 16 semanas.
Os pesquisadores usaram água para liberar os narizes e os seios nasais dos camundongos e, em seguida, examinaram as células inflamatórias e outras no fluido expelido sob um microscópio.
Eles viram muitos mais glóbulos brancos que sinalizam inflamação, incluindo macrófagos, neutrófilos e eosinófilos, nos ratos que respiraram o ar poluído em comparação com aqueles que respiraram ar filtrado. Por exemplo, os ratos que respiraram o ar poluído tinham quase quatro vezes mais macrófagos que os ratos que respiravam ar filtrado.
Para ver se as células liberadas das vias nasais e do seio nasal tinham ativado uma resposta inflamatória generalizada, os pesquisadores compararam os genes específicos usados por células do sistema imunológico dos ratos que respiravam ar poluído com as células daqueles que respiravam ar filtrado. Eles descobriram níveis mais elevados de RNA mensageiro — os modelos de DNA necessários para produzir proteínas — nos genes para a interleucina 1b, interleucina 13, oncostatina M e eotaxina-1 no fluido nasal de ratos que respiraram o ar poluído. Todas essas proteínas são consideradas biomarcadores diretos para a inflamação.
Os pesquisadores mediram os níveis de proteína da interleucina 1b, interleucina 13 e eotaxina-1, que são mensageiros químicos chamados citocinas que causam uma resposta imune. Eles encontraram cinco a 10 vezes mais concentrações das citocinas envolvidas na inflamação nos ratos que respiraram o ar poluído do que naqueles que respiraram ar filtrado. Interleucina 1b é um mensageiro químico que promove a inflamação, e tanto a interleucina 13 e a eotaxina-1 são mensageiros químicos que atraem os eosinófilos.
“A inflamação que atrai eosinófilos é o que acontece nos pulmões de pessoas com asma, essencialmente a exposição crônica à poluição do ar em ratos está levando a uma espécie de asma do nariz”, diz Ramanathan.
Em seguida, os pesquisadores examinaram camadas de células ao longo das passagens nasais e seios em um microscópio e descobriram que a camada superficial – ou epitélio – foi, notavelmente, 30 a 40% mais espessa em ratos que respiraram ar poluído do que aqueles que respiraram ar filtrado. Ramanathan diz que um epitélio mais espesso é outro sinal de inflamação em humanos e outros animais.
Logo após, os pesquisadores usaram anticorpos brilhantes que ligam as proteínas claudinas-1 e E-caderina encontradas entre as células do epitélio para ajudar a mantê-las juntas. Eles relatam observando muito menos de ambas as proteínas, mas até 80% menos E-caderina de ratos que respiraram o ar poluído em comparação com os ratos que respiraram ar filtrado.
Os pesquisadores também disseram que encontraram níveis muito mais altos da proteína albumina sérica nos ratos que respiraram o ar poluído. Níveis elevados de albumina sérica indicam que as barreiras nas vias nasais e nos seios nasais foram violadas.
“Nós identificamos muita evidência de que respirar ar sujo diretamente causa uma quebra na integridade do seio e passagens nasais do ar em ratos”, diz Ramanathan. “Manter esta barreira intacta é essencial para proteger as células nos tecidos de irritação ou infecção de outras fontes, incluindo pólen ou germes.”
Ramanathan diz que sua equipe vai continuar estudando as mudanças moleculares específicas que ocorrem quando as barreiras nasais e sinusiais são violadas por causa da poluição do ar, bem como investigar possíveis maneiras de repará-los.
Os autores adicionais no estudo incluem Nyall London, Anuj Tharakan, Nitya Surya, Thomas Sussan, Xiaoquan Rao, Sandra Lin, Sanjay Rajagopalan e Shyam Biswal da Universidade Johns Hopkins e Elina Toskala da Universidade Temple.
O estudo foi financiado por doações do Instituto Nacional de Ciências da Saúde Ambiental (ES020859 e U01 ES026721) e o Instituto de Pesquisa Médica Comissária de Bordo (Flight Attendant Medical Research Institute).
