Nanoparticelle: le invisibili tossiche infiltrate nel cervello dei giovani metropolitani

I ricercatori che hanno esaminato il tronco cerebrale di bambini e giovani adulti esposti all’inquinamento atmosferico per tutta la vita a Città del Messico hanno scoperto prove inquietanti di danni. Studi precedenti hanno collegato l’esposizione all’inquinamento atmosferico da particolato fine con il morbo di Alzheimer e i ricercatori hanno anche riportato prove di nanoparticelle derivate dall’inquinamento atmosferico nella corteccia frontale del cervello. Ma dopo aver esaminato il tronco cerebrale di 186 giovani residenti a Città del Messico di età compresa tra 11 mesi e 27 anni, i ricercatori, tra cui la professoressa Barbara Maher dell’Università di Lancaster, hanno trovato markers non solo del morbo di Alzheimer, ma anche del morbo di Parkinson e dei motoneuroni. Questi markers di malattia erano associati alla presenza di nanoparticelle minuscole e distintive all’interno del tronco cerebrale: il loro aspetto e la loro composizione indicavano che probabilmente provenivano dall’inquinamento dei veicoli. Le nanoparticelle ricche di ferro e alluminio che si trovano nel tronco cerebrale sono sorprendentemente simili a quelle che si trovano come particelle derivate dalla combustione e dall’attrito nell’inquinamento atmosferico (dai motori e dai sistemi frenanti).

Ciò ha portato i ricercatori a concludere che l’inquinamento atmosferico di questa natura, sia inalato che ingerito, mette le persone a rischio di potenziali danni neurologici. Il tronco encefalico è la parte posteriore del cervello che regola il sistema nervoso centrale, controlla la frequenza cardiaca e respiratoria e il modo in cui percepiamo la posizione e il movimento del nostro corpo, incluso, ad esempio, il nostro senso di equilibrio. Non solo il tronco cerebrale dei giovani nello studio mostrava i “segni distintivi neuropatologici” di Alzheimer, Parkinson e malattia del motoneurone, ma avevano anche alte concentrazioni di nanoparticelle ricche di ferro, alluminio e titanio nel tronco cerebrale, in particolare nel substantia nigra e cervelletto. Le particelle ricche di titanio nel cervello erano diverse – di forma distintamente simile a un ago; particelle simili sono state osservate nelle cellule nervose della parete intestinale, suggerendo che queste particelle raggiungono il cervello dopo essere state ingerite e si sono spostate dall’intestino alle cellule nervose che collegano il tronco cerebrale con il sistema digestivo.

Le “caratteristiche neuropatologiche” trovate anche nel bambino più piccolo (11 mesi) includevano escrescenze di cellule nervose e placche e grovigli formati da proteine ​​mal ripiegate nel cervello. Il danno alla substantia nigra è direttamente collegato allo sviluppo della malattia di Parkinson in età avanzata. Era anche evidente il misfolding delle proteine ​​collegato in precedenza con la SLA, suggerendo meccanismi causali comuni e percorsi di formazione, aggregazione e propagazione di queste proteine ​​anormali. L’unica cosa comune a tutti i giovani esaminati nello studio era la loro esposizione a livelli elevati di inquinamento atmosferico da particolato. Gli scienziati ritengono che le associazioni tra la presenza di danni alle cellule e ai loro singoli componenti – in particolare i mitocondri (le centrali della generazione di energia) – e queste nanoparticelle ricche di metalli siano una “pistola carica”. Tali particelle ricche di metalli possono causare infiammazione e fungere anche da catalizzatori per l’eccessiva formazione di specie reattive dell’ossigeno (ROS), note per causare stress ossidativo.

A sua volta, i ROS possono nel tempo portare alla morte neuronale nel cervello. Fondamentalmente, il tronco cerebrale dei controlli di pari età e sesso che vivevano in aree a basso inquinamento non hanno mostrato la patologia neurodegenerativa osservata nei giovani residenti di Città del Messico. Queste nuove scoperte mostrano che le nanoparticelle ricche di metallo derivate dall’inquinamento possono raggiungere il tronco cerebrale sia per inalazione che per deglutizione e che sono associate a danni ai componenti chiave delle cellule nervose nel tronco cerebrale, inclusa la substantia nigra. Anche in questi giovani residenti a Città del Messico, il tipo di danno neurologico associato ad Alzheimer, Parkinson e malattie dei motoneuroni è già evidente. Questi dati indicano il potenziale per una pandemia di malattie neurologiche nelle città ad alto inquinamento di tutto il mondo poiché le persone sperimentano una vita più lunga e si sviluppano i sintomi completi di un danno neurologico cronico precedente. Se questo verrà confermato, la SLA troverebbe un’eziologia alternativa accanto al background genetico ampiamente sconosciuto e sotto indagine.

Barbara Maher, professoressa dell’Università di Lancaster, ha dichiarato: “È fondamentale comprendere i collegamenti tra le nanoparticelle che stai respirando o ingerendo e gli impatti che queste particelle ricche di metalli stanno avendo sulle diverse aree del tuo cervello. Persone diverse avranno diversi livelli di vulnerabilità a tale esposizione al particolato, ma le nostre nuove scoperte indicano che gli inquinanti atmosferici a cui sei esposto, ciò che stai inalando e ingerendo, sono davvero significativi nello sviluppo del danno neurologico. Con questo in mente, il controllo delle fonti nanoparticellari di inquinamento atmosferico diventa critico e urgente”.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD; specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Calderón-Garcidueñas L et al. Environ Res. 2020 Sep 1:110139. 

Calderón-Garcidueñas L et al. J Alzheimers Dis. 2020 Sep 18.

Calderón-Garcidueñas L et al. Environ Res. 2020 Apr; 183:109226. 

Calderón-Garcidueñas L et al. J Alzheimers Dis. 2019; 70(2):343. 

Informazioni su Dott. Gianfrancesco Cormaci 2484 Articoli
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry specialty in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it