Diesel exhaust particles sensitise airway TRPV1 and shift cardiac autonomic balance in healthy humans: a randomised, double-blind, crossover controlled exposure study of genotype-dependent susceptibility

Todos os dias, o ar que respiramos carrega minúsculas partículas de fuligem e poeira, muitas vezes provenientes do escapamento de motores a diesel. Por décadas, cientistas sabem que, quando essas partículas aumentam no ar, mais pessoas sofrem ataques cardíacos e problemas respiratórios em apenas algumas horas. Essa velocidade é um enigma. É rápido demais para o corpo reagir através da lenta e pesada maquinaria da inflamação, que geralmente leva dias para se desenvolver. Em vez disso, essa reação rápida sugere um tipo diferente de sistema de alarme: um sinal direto, semelhante a um reflexo, que viaja dos pulmões para o coração, contornando os mensageiros químicos usuais. A chave para esse alarme é um tipo específico de fibra nervosa nas vias aéreas que atua como um gatilho sensível. Quando esses nervos são acionados, podem fazer uma pessoa tossir e também podem enviar um sinal ao coração para alterar seu ritmo.

Pesquisadores há muito suspeitam que as partículas de escapamento de diesel possam acionar esse gatilho diretamente, mas provar isso em seres humanos vivos era difícil. Eles precisavam ver se respirar essas partículas poderia realmente tornar os nervos das vias aéreas mais sensíveis e deslocar o equilíbrio do coração para um estado de "luta ou fuga", tudo dentro de uma única sessão. Eles também queriam saber por que algumas pessoas parecem reagir fortemente à poluição enquanto outras não. A resposta pode estar em nossos genes, especificamente nas pequenas variações do DNA que constrói esses sensores nervosos. Se os sensores forem construídos de forma ligeiramente diferente em algumas pessoas, eles podem ser mais facilmente acionados pela mesma quantidade de poluição.

Para encontrar a resposta, uma equipe de cientistas do Hospital Universitário de Pádua, na Itália, desenhou um experimento cuidadoso com vinte e três adultos saudáveis e não fumantes. O estudo foi configurado de modo que cada pessoa servisse como seu próprio controle, eliminando o erro de comparação entre diferentes pessoas. Cada voluntário visitou o laboratório três vezes. Na primeira visita, estabeleceram uma linha de base. Nas duas visitas seguintes, separadas por pelo menos uma semana, eles inalaram uma névoa. Em ordem aleatória, eles respiraram uma névoa inofensiva de água salgada ou uma névoa contendo uma quantidade precisa de partículas de escapamento de diesel. A quantidade de diesel inalada foi calculada para corresponder ao que um trabalhador poderia respirar durante um turno movimentado de duas horas, mas ainda estava abaixo do limite legal para um dia inteiro de trabalho. Nem os voluntários nem os cientistas sabiam qual névoa estava sendo inalada em cada momento, garantindo que os resultados não fossem influenciados por expectativas.

Após inalar a névoa, os pesquisadores testaram imediatamente as vias aéreas e os corações dos voluntários. Para verificar as vias aéreas, utilizaram um teste padrão envolvendo capsaicina, a substância química que torna as pimentas malaguetas picantes. Eles pediram aos voluntários que respirassem quantidades crescentes de capsaicina até que tossissem duas vezes. Quanto menor a quantidade necessária para provocar a tosse, mais sensíveis são os nervos das vias aéreas. Para verificar o coração, registraram os batimentos cardíacos dos voluntários enquanto eles permaneciam imóveis, procurando por mudanças sutis no ritmo que indiquem se o corpo está inclinado para o relaxamento ou para o estresse. Eles também coletaram amostras de sangue para ver se as defesas naturais do corpo contra o estresse químico estavam sendo consumidas.

Os resultados foram claros e imediatos. Quando os voluntários inalaram as partículas de diesel, suas vias aéreas tornaram-se significativamente mais sensíveis. A quantidade de capsaicina necessária para fazê-los tossir caiu quase pela metade em comparação a quando inalaram a água salgada inofensiva. Isso provou que as partículas de diesel haviam sensibilizado diretamente as fibras nervosas nos pulmões, fazendo-as disparar mais facilmente. Ao mesmo tempo, os corações dos voluntários mostraram um deslocamento distinto de equilíbrio. Os dados revelaram que o ritmo do coração se moveu para um estado de alerta elevado, com a resposta de estresse do corpo assumcia a liderança sobre a resposta de relaxamento. Curiosamente, a frequência cardíaca real dos voluntários não mudou; o deslocamento foi no sistema de controle subjacente, uma reorganização sutil, mas poderosa, de como o coração é gerenciado pelo sistema nervoso.

Os testes de sangue contaram uma terceira parte da história. Após inalar o diesel, o sangue dos voluntários mostrou uma queda acentuada em sua capacidade antioxidante natural. Estas são as substâncias químicas que o corpo usa para neutralizar substâncias nocivas. O fato de essas defesas terem sido consumidas, enquanto os níveis de subprodutos nocivos permaneceram estáveis, sugere que o corpo estava combatendo ativamente as partículas no momento em que foram inaladas. Foi uma batalha rápida e localizada que aconteceu em minutos, não em dias.

Talvez a descoberta mais reveladora tenha sido sobre o porquê de as reações variarem de pessoa para pessoa. Os pesquisadores examinaram o DNA de cada voluntário, focando nos genes específicos que constroem os sensores nervosos das vias aéreas. Eles descobriram que as pessoas que carregavam um número maior de variações genéticas específicas nesses sensores apresentavam as reações mais fortes em seu ritmo cardíaco. Quanto mais variações uma pessoa possuía, mais o equilíbrio de seu coração se deslocava para o estresse após respirar o diesel. Esse elo genético era específico para a exposição ao diesel para o coração; no entanto, as mesmas variações genéticas não mostraram uma ligação estatisticamente confiável com o quão sensíveis as vias aéreas se tornaram, pois essa associação não se sustentou após verificações estatísticas rigorosas. Isso sugere que, para algumas pessoas, sua constituição genética torna o controle nervoso do coração unicamente vulnerável ao toque direto da poluição, transformando uma exposição rotineira em um evento fisiológico significativo, enquanto a resposta de sensibilidade das vias aéreas parece ser menos dependente desses fatores genéticos específicos.

Este estudo fornece a primeira prova direta em humanos de que as partículas de escapamento de diesel podem acionar um sistema de alarme rápido, baseado em nervos, que afeta tanto a respiração quanto a função cardíaca. Mostra que o perigo dos picos de poluição não é apenas sobre danos de longo prazo, mas sobre reações imediatas, do tipo reflexo, que ocorrem em minutos. Além disso, identifica um fator genético que determina quem está em maior risco em relação às alterações no ritmo cardíaco. Embora o estudo tenha envolvido um pequeno grupo de adultos jovens saudáveis, as descobertas sugerem que a resposta do corpo à poluição do tráfego é uma interação complexa entre o ambiente e nossa biologia individual, com nossos genes desempenhando um papel crítico em como nossos nervos e corações reagem ao ar que respiramos.