Effets des particules atmosphériques sur l'épithélium respiratoire : mécanismes inflammatoires et conséquences physiophatologiqes Flashcards
Quelles sont les tailles des particules fines ?
Quelles sont les sources des pollutions ?
o PM (particulate matter = matière particulaire) 10 : toutes les particules inférieures à 10 microns. Inclus toutes les particules y compris les PM 2,5 et PM 0,1 o PM 2,5 (\<2,5 microns) o PM 0,1 (\< 0,1 micron soit 100 nanomètres = nanoparticules).
Les sources de pollution sont très diverses :
- Polluants émis de façon naturelle : Eruptions volcaniques, embruns marins, fumées incendies forêts spontanés, vents de sables
- Anthropiques (= Pollution d’origine humaine), volontaires ou non : Industries, transports privés et publics, chauffage au bois dans les maisons (grosse source de pollution notamment en Ile de France).
2 type de matériaux pour travailler sur la pollution ? (avantages/inconvénients)
Prélevés in situ
Avantage : plus proche de la vraie vie
Désavantage : variation quotidienne, saisonnière, en fonction de l’hygrométrie
Achat de polluants dans le commerce auprès d’instituts :
Avantages : peuvent être utilisés par plusieurs équipes de façon reproductible
Désavantage : échantillon en nombre fini, stables mais ne reproduisent pas ce qui est rencontré dans l’industrie
Effets respiratoires de la pollution atmosphérique ?
● Aigus :
- ↗ mortalité des maladies respiratoires
- ↗ hospitalisations pour EABPCO
- ↘ fonction respiratoire
● Chroniques :
- ↘ développement pulmonaire enfants,
- ↘ fonction respiratoire des adultes
Comment a évoluer la taille des particules de pollution atmosphérique ?
A masse égale, quelle particule à le plus d’effet (fines ou macro) ?
1900 : particules beaucoup plus grosses qu’actuellement.
Plus les années ont passé, plus le diamètre aérodynamique de ces particules a diminué pour arriver de nos jours à des particules de l’ordre des particules fines (0,1 à 2,5 microns) ou ultrafines (< 0,1 microns).
⇨ A masse égale, plus la particule est petite plus l’effet est important
Evolution des caractéristiques d’exposition ?
Avant : expositions plutôt professionnelles (8-10h/j, pendant une quarantaine d’années, ex : poussière de charbon) : 🡪 Pathologies respiratoires uniquement (emphysème, BPCO, silicose) car particules de grosses tailles et concentration en particules importantes (ordre du mg/m3 voire jusqu’à plusieurs dizaines de mg/m3)
Maintenant : Moins d’exposition en termes de masses de particules mais exposition 24h/24, tout au long la vie, et particules plus petites 🡪 Plusieurs organes touchés en dehors du poumon (coeur, circulation sanguine, …)
Relation entre inflammation et remodelage tissulaire
1) Cascade inflammatoire
2) Stimulation du système immunitaire (rôle majeur des neutrophiles et des macrophages qui libèrent des cytokines proinflammatoires)
3) Action sur les muscles lisses et les fibroblastes notamment
Quelles atteintes des VA sur séries autopsiques selon exposition pollution ?
Etude autopsique : Exposition à des particules de la pollution atmosphérique urbaine entraine un remodelage pulmonaire (séries autopsiques sur habitants de zones urbaines très denses à la fin des années 90 début 2000. Chez les patients des zones urbaines denses, on observe des altérations des petites VA (Fibrose péribronchique), similaires à l’emphysème post tabagique chez des patients non-fumeurs.
● Article de l’équipe de Churg (Canada) : analyses histologiques pulmonaires chez des femmes non fumeuses ayant habité à Mexico City ou à Vancouver
- Fibrose péribronchique (c) chez celles résident à Mexico City (une des villes les plus polluées au monde)
o Dépôts de collagène
- A Vancouver (réputée pour son atmosphère relativement « saine » : peu de pollution
🡺 Epaississement important de la paroi bronchique lors de l’exposition chronique dans les villes polluées.
🡺 ↗ dépôts de collagène
Expériences :
Pollution => augmentation procollagène (+/- diminué par anti-oxydants ou chélateurs de fer) => facteur fibrosant
Adhésion des particules supérieur si TNF alpha augmente
TNF alpha : rôle recrutement PNN
PNN => élastase => recrutement PNN et emphysème
Pollution => métalloprotéase
Corrélation entre taux d’oxydation et concentration en HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques). Induction HO-1
TiO2 => IL-1 (conséquence de la voie de l’inflammasome)
Différence d’exposition effort vs repos =>
o Sanguin : ↗ PNN et plaquettes
o Augmentation des protéines d’adhésion (ICAM1 et VCAM1).
o Biopsies bronchiques : ↗ des PNN dans le tissu bronchique épithélial et sous muqueux
o EFR : Pas de modification
Importance du choix du modèle :
Exp [IMPORTANTE] : Deux expériences chez deux types de souris : C57 (à gauche) et BALBc (à droite)
- Groupe air vs groupe exposition 80mg/m3 de SRM 2975 (autre type de particules diesel) :
⇨ Augmentation de toutes les cytokines proinflammatoires analysées (TNF, IL6, Mcp1, Mip2)
⇨ Augmentation 5 à 6 fois plus importantes par rapport au témoin air
10
- Chez les souris Balb/c et SRM 1650 : augmentation de toutes les cytokines mais différences majeures en termes de quantification. (ex : Mip-2 et Mcp-1)
⇨ Question importante du choix du modèle expérimental (ex : souche de souris, ou type de particule) : on ne sait pas si la différence est liée à une différence de souche ou d’échantillon de particule diesel !
Modèles animaux pour exposition respiratoire : (3)
- Chambre d’inhalation : mais défaut de maîtrise de dose (dépend activité de la souris sur volumes inhalés)
- Modèle « nose-only » ou seul le nez est en contact avec particules inhalées ; mais couteux, et stress de l’animal donc hyperventilation
- Voie intra trachéale : permet contrôle de la dose mais dose souvent sous forme liquid
Comment les particues sont responsables du stress cellulaire ?
- Soit des particules qui vont se coller à la membrane cellulaire
- Particules phagocytées par un macrophage ou un neutrophile (entraine aussi une entrée de calcium dans le cytosol)
-
Relargage à la surface des particules de métaux de transition, ou des hydrocarbures aromatiques polycycliques. Ce n’est pas la particule en elle-même qui a un rôle mais les éléments à sa surface qui vont activer des récepteurs (ex : celui de l’EGFR)
⇨ Augmentation stress oxydant et concentration calcium intracellulaire
⇨ Activation de voies de signalisations intracellulaires (via NFKB notamment)
⇨ Production de médiateurs de l’inflammation relargués localement ou à distance dans la circulation systémique.
Qu’est ce que l’inflammasome ?
Complexe protéique impliqué dans l’immunité innée ou non spécifique, il se constitue en réponse à différents stimuli inflammatoire, par exemple LPS (endotoxine bactérienne), particule de cristaux d’acide urique, certains composants particulaires : amiante, silice ou dioxyde de Titane.
Il est composé de plusieurs protéines : Caspase 1, ASC, NALP (récepteur type NOD)
Il peut revêtir plusieurs formes mais dénominateur commun (ASC et Caspase-1) :
- Ex : Combinaison protéine NLRP3 (récepteur type NOD) qui va s’associer à des protéines ASC et Caspase-1
- Ex : Dans l’autre type d’inflammasome : association ADN double brin avec AIM-2 via ASC et Caspase-1
- Va induire une activation de la Caspase-1 qui va induire un clivage de la pro-IL-1 béta en IL-1 béta.
⇨ Activation de processus inflammatoire qui va induire un phénomène de pyroptose (=programme de mort cellulaire différent de l’apoptose).
