Ricerche

Camera d'esposizione in Messico (fonte: Dr. Lilian Calderone)Un nuovo studio condotto da ricercatori dell'Università del Montana, dell'Università Valle de México, dell'Istituto Nacional de Pediatria, della Boise State e dell'Universidad Nacional Autónoma de México, aumenta la preoccupazione per l'impatto negativo a breve e lungo termine delle nanoparticelle aeree ricche di ferro, molto magnetizzate, derivate dalla combustione, presenti nel cervello di giovani urbani.

Con la microscopia elettronica di trasmissione, i ricercatori hanno documentato la presenza abbondante di nanoparticelle da combustione nei neuroni, nelle cellule gliali, nel plesso coroide e nelle unità neurovascolari di bambini, adolescenti e giovani adulti di Città del Messico, esposti cronicamente a concentrazioni superiori agli standard US-EPA di particelle particolarmente fini. I residenti di Città del Messico sono esposti fin dal concepimento a inquinanti aerei pericolosi. Questi risultati sono pubblicati nel Journal of Alzheimer's Disease.

L'impatto dannoso di queste minuscole particelle, che entrano nel cervello attraverso l'epitelio nasale e olfattivo, i polmoni e il sistema gastrointestinale, viene rapidamente riconosciuto da ampie alterazioni in organelli neuronali critici, inclusi i mitocondri, gli assoni e i dendriti. Poiché queste nanoparticelle sono in stretto contatto con i neurofilamenti, le fibre gliali e la cromatina, i ricercatori sono molto preoccupati del loro potenziale di alterare la dinamica del microtubulo, dell'accumulo e dell'aggregazione delle proteine ​​mal ripiegate, della disfunzione mitocondriale, dell'alterazione dell'omeostasi del calcio e della segnalazione dell'insulina, e dei cambiamenti epigenetici.

I bambini, gli adolescenti e i giovani adulti di Città del Messico hanno mostrato marcatori chiave dell'Alzheimer (AD): tau iperfosforilata e placche amiloidi con neuroinflammazione cerebrale e intratecale significativa, risposte immunitarie disregolate, rottura delle barriere epiteliali e endoteliali, ampio danno all'unità neurovascolare, e accumulo cerebrale di metalli associati alla combustione.

Inoltre, questi giovani apparentemente sani hanno deficit olfattivo, disregolazione degli ormoni alimentari, carenze nell'attenzione e nella memoria a breve termine e punteggi sotto la media in termini verbali e di Full Scale IQ rispetto a coetanei dello stesso sesso e stato socioeconomico, residenti in aree poco inquinate.

Il problema cognitivo è particolarmente grave per le adolescenti in sovrappeso portatrici dell'allele ε4 dell'apolipoproteina E (APOE), il fattore di rischio genetico più diffuso per l'AD.

"Nel contesto di esposizioni gravi e continue a elevate concentrazioni di particelle particolarmente sottili (PM 2.5) e di ozono, le nostre scoperte di microscopia elettronica e l'ampia letteratura associata agli inquinanti atmosferici con danni al cervello, il problema di chi è a rischio di neurodegenerazione in giovane età dovrebbe essere una preoccupazione urgente di sanità pubblica", ha detto il primo autore, dott.ssa Lilian Calderon-Garcidueňas. "Anche gli effetti della povertà, della violenza e dello stress urbano sulle abilità cognitive compromesse sono molto importanti per il cervello in sviluppo e non possono essere ignorate. Sappiamo che il genere, il BMI (Indice  Massa Corporea) e l'APOE influenzano le risposte cognitive dei bambini all'inquinamento atmosferico".

Secondo i ricercatori, il problema di avere nanoparticelle derivate dalla combustione nel cervello dei bambini - in fase di sviluppo - è molto grave. Queste particelle sono onnipresenti e in concentrazioni elevate nei bambini fino a 3 anni. Le particelle contengono metalli neurotossici di transizione e stanno certamente causando danni cerebrali estesi in organelli chiave. "Le particelle di combustione predominanti nei cervelli giovani hanno proprietà che permettono loro di causare danni ossidativi perché queste nanoparticelle sono in grado di attraversare tutte le barriere. Nessuna barriera viene risparmiata", ha sottolineato la dott.ssa Calderón-Garcidueňas.

Angélica González-Maciel ha aggiunto: "Le persone che hanno bambini e ragazzi con difficoltà a scuola e che hanno di fronte un aumento significativo della violenza nelle scuole, nelle strade, nei parchi e nei trasporti pubblici, sono profondamente preoccupate per l'impatto che queste particelle hanno sui modelli comportamentali dei bambini e sui risultati scolastici e i genitori si chiedono che cosa possono fare per proteggere le loro famiglie".

Tutti i ricercatori coinvolti hanno convenuto che, nonostante le politiche di restrizione alla guida [che sono chiaramente inefficaci (Davis LW Sci Rep 7: 41652, 2017)], milioni di abitanti di Città del Messico continuano ad essere esposti a concentrazioni molto malsane di PM 2,5 e di ozono, entrambi fattori di rischio noti per l'AD.

"I nostri risultati", ha affermato la dott.ssa Calderón-Garcidueňas, "evidenziano la necessità urgente di ridurre significativamente le concentrazioni di particolato fine e di ozono a Città del Messico e negli stati contaminati adiacenti. Le strategie di intervento multidisciplinare potrebbero fornire percorsi per la prevenzione o la riduzione dei deficit cognitivi mirati all'inquinamento atmosferico e alla possibilità di una progressione verso l'AD a lungo termine".

Gli effetti combinati delle nanoparticelle derivate dalla combustione, la residenza in una città fortemente inquinata, la scarsa nutrizione, l'obesità, la sindrome metabolica, lo stress urbano, una minore riserva cerebrale e cognitiva e l'APOE ε4, potrebbero portare ad un'accelerazione dei cambiamenti neurodegenerativi nei giovani cervelli precari.

Gli autori hanno concluso che le nanoparticelle di combustione altamente ossidanti che entrano nel cervello giovane in fase di sviluppo - il colpevole nascosto in piena vista dell'Alzheimer - costituiscono un grave problema di sanità pubblica, con gravi conseguenze sociali ed economiche.

Gli sforzi dovrebbero essere finalizzati anche a identificare e neuroproteggere le popolazioni giovani ad alto rischio. Purtroppo, oggi non sta avvenendo.