Luftv gseffekter av dieselavgaser och omgivningspartiklar

1. Luftvägseffekter av dieselavgaser och omgivningspartiklar Anders Blomberg Lung- och Allergikliniken Norrlands Universitetssjukhus, Umeå

12. Bronkoskopi

13. Inflammationsceller i lavage

16. Exponering för dieselavgaser (300 µg/m3) – 6 timmar friska Ökning av pro-inflammatoriska cytokiner - IL-5, IL-8, IL-13 och GRO-? Uppreglering av adhesionmolekyler i kärlendotelet - ICAM-1 och VCAM-1 Infiltration av inflammatoriska celler i slemhinnan - neutrofiler, lymfocyter, mastceller

19. Exponering för dieselavgaser (100 µg/m3) – 6 timmar friska Ökning av cytokinerna IL-6 och IL-8 i BW tillsammans med ökat uttryck för adhesions-molekylerna P-selectin och VCAM-1 i slemhinnebiopsier talar för en tidig fas i rekryteringen av inflammatoriska celler. Mekanismer för neutrofilmigration fanns, dock var inflammationen ej helt utvecklad vid 6 timmar. Hur ser det ut vid ett senare tillfälle – vid 18 timmar?

20. Dieselinducerad neutrofili hos friska – 18 timmar efter exponering

21. Neutrofila granulocyter i bronkslemhinnan 18 timmar efter exponering för dieselavgaser (100 ?g/m3) hos friska Filtrerad luft

22. 18 timmar efter exponering för dieselavgaser (100 ?g/m3) hos friska Neutrofilinflammation i proximala luftvägar (BW och submucosa) Ökning av mastceller submucosa Ökning av BW-IL-6 Ökning av BAL-MPO Liknande inflammatoriska effekter som efter exponering för 300 ?g/m3, tar dock längre tid att utveckla vid 100 ?g/m3. Vad händer efter exponering för lägre partikelkoncentrationer? Finns tröskelvärde??

23. Hur reagerar astmatiker på dieselavgaser? I epidemiolgoiska studier utgör astmatiker en känslig grupp.

24. Exponering för dieselavgaser (100 µg/m3) – 6 timmar astmatiker Data vid 6 timmar: Ingen ökning av mRNA eller protein för kemotaxis Ingen uppreglering av adhesionsmolekyler i kärlendotelet Inget inflöde av inflammatoriska celler i luftvägarna men…

25. IL-10 i bronkepitelet hos astmatiker

27. IL-10 – Effekter i den astmatiska luftvägsslemhinnan Nedreglering av det akuta inflammatoriska svaret Aktivering och proliferation av mastceller och B-lymfocyter Ökad IgE-produktion i ”IgE-switchade” B-lymfocyter Ökning av bronkiell hyperreaktivitet

29. Astmatiker skiljer sig från friska Oavsett astmamedicinering eller ej skiljer sig luftvägssvaret mellan astmatiker och friska både vid 6 och 18 timmar efter exponering för dieselavgaser (100 µg/m3) Andra mekanismer än den akuta neutrofila luftvägsinflammationen synes förklara den ökade bronkiella hyperreaktiviteten och försämringen vid astma.

30. HEPMEAP HEPMEAP = ”Health Effects of Particles from Motor engine Exhaust and ambient Air Pollution” Europeisk EU-finansierad studie för att studera luftföroreningspartiklar från olika Europeiska städer avseende oxidativa och inflammatoriska egenskaper in vitro samt i djur- och humanstudier.

32. Bronkinstillation med utvalda luftföroreningspartiklar

33. Frågeställningar: Leder in vivo-instillation av välkarakteriserade luftvägspartiklar till luftvägsinflammation? Finns det en skillnad mellan ”fine” och ”coarse” partiklar i detta avseende? Är det skillnad mellan inflammatorisk respons in vivo och biokemisk reaktivitet in vitro? Är in vitro-studier relevanta för att erhålla information om partiklars förmåga att inducera luftvägsinflammation?

34. Bronkinstillation med partiklar

38. Resultat Bronkiell instillation av “coarse” och “fine” luftföroreningspartiklar resulterade i både ett likartat och ett divergerande inflammatoriskt cellsvar och vidare tecken till skillnader i regionalt luftvägssvar. Det finns dock likheter i respons mellan exponering för omgivnings-partiklar och dieselavgaser.

39. Känslighet hos äldre och individer med KOL Skiljer sig från unga friska när det gäller inflammatoriskt svar i inducerat sputum. Reagerar mer som astmatiker. Inga tecken till systemisk inflammation eller påverkad blodkoagulation. EKG-effekter? Hittills är endast individer utan kliniskt relevant kardiovaskulär sjukdom och diabetes undersökta.

40. Konklusion Exponering för dieselavgaser samt instillation av luftföroreningspartiklar leder till luftvägsinflammation hos friska. Individer med astma och KOL skiljer sig avsevärt i inflammatoriskt svar efter exponering för dieselavgaser. Orsaken till de skilda reaktionssätten återstår att utröna!

41. Referenser: Salvi S, Blomberg A, Rudell B, Kelly FJ, Sandström T, Holgate ST, Frew AJ. Acute inflammatory response in the airways and peripheral blood following short term exposure to diesel exhaust in healthy human volunteers. Am J Respir Crit Care Med 1999;159:702-709. Salvi S, Semper A, Blomberg A, Holloway J, Jaffar Z, Papi A, Teran L, Polosa R, Kelly F, Sandström T, Holgate ST, Frew AJ. Interleukin-5 production by human airway epithelial cells. Am J Respir Cell Mol Biol 1999;20:984-991. Rudell B, Blomberg A, Helleday R, Ledin M-C, Lundbäck B, Stjernberg N, Hörstedt P, Sandström T. Bronchoalveolar inflammation after exposure to diesel exhaust: comparison between unfiltered and particle trap filtered exhaust. Occ Environ Med 1999;56:527-534. Salvi SS, Nordenhäll C, Blomberg A, Rudell B, Pourazar J, Kelly FJ, Sandström T, Holgate ST, Frew AJ. Acute exposure to diesel exhaust increases IL-8 and GRO-a production in healthy human airways. Am J Respir Crit Care Med 2000;161:550-557. Nordenhäll C, Pourazar J, Ledin MC, Levin JO, Sandström T, Ädelroth E. Diesel exhaust enhances airway responsiveness in asthmatic subjects. Eur Respir J 2001;17(5):909-15. Holgate ST, Sandström T, Frew AJ, Stenfors N, Nordenhäll C, Salvi S, Blomberg A, Helleday R, Söderberg M. Health effects of acute exposure to air pollution. Part 1: Healthy and asthmatic subjects exposed to diesel exhaust. Res Rep Health Eff Inst, 2003;112:1-30; discussion 51-67. Stenfors N, Nordenhäll C, Salvi S, Mudway I, Söderberg M, Blomberg A, Helleday R, Levin J-O, Holgate ST, Kelly FJ, Frew AJ, Sandström T. Differential airway inflammatory responses in asthmatic and normal humans exposed to diesel exhaust. Eur Respir J, 2004;1:82-87.