Les partícules dièsel augmenten el risc d’arrítmies cardíaques greus, mentre que les nanopartícules antioxidants d’òxid de ceri podrien protegir el cor

La contaminació de l’aire constitueix un dels principals factors ambientals de risc per a la salut a escala mundial. Segons l’Organització Mundial de la Salut, l’exposició a contaminants atmosfèrics s’associa a milions de morts prematures cada any, moltes d’elles relacionades amb malalties cardiovasculars. Malgrat aquesta evidència, els mecanismes específics pels quals la contaminació afecta el cor, especialment pel que fa al desenvolupament d’arrítmies greus, no estaven del tot clars.

Un estudi liderat pel grup de Malalties Cardiovasculars del Vall d’Hebron Institut de Recerca (VHIR), pertanyent al CIBER de Malalties Cardiovasculars (CIBERCV), amb la participació del grup de Nanopartícules Farmacocinètiques del VHIR, entre d’altres, aporta noves evidències experimentals que ajuden a omplir aquest buit de coneixement. La recerca, publicada a la revista Particle and Fiber Toxicology, demostra que l’exposició continuada a partícules dièsel, un component habitual de la contaminació urbana, incrementa de manera significativa el risc de desenvolupar arrítmies ventriculars, un tipus d’alteració del ritme cardíac que pot tenir conseqüències molt greus, com ara la mort sobtada.

“El que mostrem en aquest treball és una relació causal directa entre la contaminació per partícules dièsel i l’aparició d’arrítmies ventriculars”, explica Antonio Rodríguez Sinovas, investigador principal del Grup de Recerca en Malalties Cardiovasculars del VHIR. “A diferència d’estudis anteriors, aquí no parlem només d’associacions estadístiques, sinó d’un efecte directe observat en un model experimental controlat”.

L’estudi ha estat realitzat per un equip multidisciplinari format per investigadors del VHIR, entre ells la Dra. Begoña Benito, directora del VHIR i investigadora principal del treball; l’Institut de Recerca Sant Pau; l’Institut d’Investigacions Biomèdiques de Barcelona (IIBB-CSIC) i la Universitat Autònoma de Madrid; tots ells integrats al CIBERCV, en col·laboració amb el grup de Nanopartícules Farmacocinètiques del VHIR, adscrit al CIBER de Bioenginyeria, Biomaterials i Nanomedicina (CIBER-BBN).

Un model experimental per entendre els efectes reals de la contaminació

Per analitzar amb precisió els efectes de la contaminació sobre el cor, els investigadors van utilitzar un model animal que permet reproduir una exposició de tres setmanes a les partícules contaminants. Durant tres setmanes, les rates van ser exposades de manera repetida a partícules dièsel, mitjançant un procediment que simula la seva inhalació.*

Un cop finalitzat aquest període, els investigadors van estudiar el funcionament elèctric del cor utilitzant tècniques electrofisiològiques avançades. Els resultats van mostrar un augment clar tant de la incidència com de la durada de les arrítmies ventriculars sostingudes, que són les formes més greus d’arrítmia.A més, els electrocardiogrames dels animals exposats presentaven alteracions associades a un major risc arrítmic. Aquestes dades indiquen que la contaminació no només pot desencadenar episodis d’arrítmia, sinó que modifica el cor d’una manera que el fa més vulnerable a patir-les.

“Un aspecte especialment rellevant és que aquests canvis s’observen en cors que prèviament eren sans. Això ens indica que la contaminació pot actuar com un factor desencadenant de malaltia, i no només com un agreujant en persones amb patologies prèvies”, destaca Begoña Benito, directora del VHIR.

Estrès oxidatiu i inflamació: l’origen del problema

L’estudi aprofundeix en els mecanismes biològics responsables d’aquests efectes. Els investigadors van detectar un augment sostingut de l’estrès oxidatiu al cor, un procés que es produeix quan hi ha un excés de molècules reactives d’oxigen capaces de danyar les cèl·lules. Aquest estrès oxidatiu es va associar a una resposta inflamatòria exagerada i persistent.

Com a conseqüència, el teixit cardíac va desenvolupar fibrosi, és a dir, una acumulació excessiva de teixit cicatricial rígid que interfereix amb la correcta propagació dels impulsos elèctrics del cor. Aquesta combinació de canvis estructurals i moleculars crea el que els investigadors anomenen un “substrat arrítmic”, que facilita l’aparició d’arrítmies greus.

“L’estrès oxidatiu actua com un mecanisme central que connecta la contaminació amb el dany cardíac”, assenyala Antonio Rodríguez-Sinovas. “Quan aquest procés es manté en el temps, el cor entra en una situació de major fragilitat elèctrica”.

Segons Ignacio Ferreira, cap del Servei de Cardiologia de l’Hospital Universitari Vall d’Hebron i cap del Grup de Malalties Cardiovasculars del VHIR, aquests resultats ajuden a entendre per què els episodis de contaminació elevada s’associen, també en humans, a un augment d’ingressos hospitalaris i de mortalitat cardiovascular. “Aquest estudi ens permet proposar un mecanisme per a les observacions clíniques que fa anys que veiem”, afegeix.

Nanopartícules antioxidants com a possible estratègia protectora

Un dels aspectes més innovadors del treball és l’anàlisi d’una possible estratègia per reduir els efectes nocius de la contaminació sobre el cor. Els investigadors van tractar un grup d’animals exposats a partícules dièsel amb nanopartícules d’òxid de ceri (CeO₂NP), un compost amb propietats antioxidants molt potents, capaces de neutralitzar les molècules responsables del dany cel·lular.

Aquest tractament va reduir de manera significativa l’estrès oxidatiu i la inflamació, va disminuir la fibrosi del miocardi i va normalitzar les alteracions de l’electrocardiograma. Com a resultat, la incidència i la gravetat de les arrítmies ventriculars es van reduir de forma notable.

“Aquestes nanopartícules demostren que si intervenim sobre l’estrès oxidatiu podem revertir molts dels efectes de la contaminació”, explica Antonio Rodríguez-Sinovas. “Encara estem lluny d’una aplicació clínica, però obre una línia de recerca molt prometedora”.

Begoña Benito subratlla que aquests resultats no s’han d’interpretar com una alternativa a la reducció de la contaminació. “La prioritat absoluta ha de ser disminuir les emissions i millorar la qualitat de l’aire. Però, alhora, és important explorar estratègies que puguin protegir les persones més vulnerables mentre aquest objectiu global no s’assoleix”.

*Declaració institucional sobre animals d’investigació