Jak smog zaburza równowagę odpornościową – nowe badania z Korei Południowej
Aktywacja NRF2 i stres oksydacyjny jako mechanizmy zapalne w płucach narażonych na pył
Zanieczyszczenie powietrza stanowi istotne zagrożenie dla zdrowia publicznego na całym świecie – ponad 90% ludzi oddycha powietrzem, którego jakość przekracza normy bezpieczeństwa ustalone przez Światową Organizację Zdrowia. Szczególnie niebezpieczne są pyły zawieszone, zarówno drobne (PM2.5), jak i grube (PM10), które mogą przenikać głęboko do płuc, a nawet do krwiobiegu. Choć związek między zanieczyszczeniem powietrza a chorobami układu oddechowego jest dobrze udokumentowany, mechanizmy zaburzania odpowiedzi immunologicznej w płucach przez cząstki pyłu pozostawały dotąd niejasne.
W najnowszym badaniu zespół naukowców pod kierownictwem profesora Changwana Honga z Wydziału Medycznego Uniwersytetu Narodowego w Pusan (Korea Południowa) przeanalizował, jak długotrwała ekspozycja na pyły zawieszone wpływa na równowagę immunologiczną w płucach. „Nasze badanie pokazuje, w jaki sposób przewlekła ekspozycja na cząstki pyłu (PM10 i PM2.5) indukuje szkodliwe, alergiczne reakcje immunologiczne typu TH2 w płucach poprzez aktywację stresu oksydacyjnego i szlaku sygnałowego NRF2” – wyjaśnia prof. Hong. Artykuł został opublikowany online 8 kwietnia 2025 roku i ukazał się w tomie 82 czasopisma Redox Biology 1 maja 2025 roku.
W badaniu na modelu zwierzęcym myszy codziennie narażano na działanie PM10 i PM2.5 przez 16 tygodni. Po zakończeniu eksperymentu przeanalizowano tkankę płucną, osocze oraz profil komórek odpornościowych, aby ocenić wpływ cząstek pyłu na zdrowie płuc i funkcję immunologiczną. U zwierząt narażonych na pyły zaobserwowano wyraźne oznaki zapalenia płuc, w tym pogrubienie ścian pęcherzyków, nacieki komórkowe oraz włóknienie tkanki. Zmiany te były bardziej nasilone w grupie eksponowanej na drobniejsze cząstki PM2.5, które docierają do głębszych partii płuc.
Dodatkowo, u myszy stwierdzono istotne przesunięcie równowagi immunologicznej – odpowiedzi typu TH1 (związane z mechanizmami ochronnymi) zostały osłabione, podczas gdy odpowiedzi typu TH2 uległy nasileniu. Zaobserwowano podwyższone poziomy cytokin, takich jak IL-4, IL-5 i IL-13, oraz wzrost stężeń immunoglobulin IgE i IgG1 – charakterystycznych dla astmy i stanów zapalnych o podłożu alergicznym. Wyniki te sugerują, że długotrwała ekspozycja na pyły zawieszone przesuwa równowagę immunologiczną w kierunku reakcji alergicznych.
To przesunięcie było ściśle powiązane z aktywacją szlaku NRF2 – kluczowego regulatora stresu oksydacyjnego. Choć NRF2 zazwyczaj działa ochronnie wobec czynników środowiskowych, jego przewlekła aktywacja wydaje się nasilać stan zapalny. „To mechanistyczne powiązanie wyjaśnia, dlaczego zanieczyszczenie powietrza może zaostrzać astmę i inne choroby alergiczne – identyfikujemy NRF2 jako głównego sprawcę tej zmiany” – podkreśla prof. Hong.
Badanie rzuca światło na molekularne mechanizmy wpływu zanieczyszczenia powietrza na układ oddechowy i odpornościowy. Powiązanie aktywacji NRF2 z przeprogramowaniem odpowiedzi immunologicznej wskazuje na potencjalne nowe cele terapeutyczne – zarówno w postaci przeciwutleniaczy, jak i leków regulujących aktywność NRF2.
„Nasze wyniki sugerują, że strategia polegająca na ograniczaniu stresu oksydacyjnego lub modulacji aktywności NRF2 może okazać się skuteczna w leczeniu lub zapobieganiu zapaleniom alergicznym indukowanym przez zanieczyszczenia, takim jak astma” – podsumowuje prof. Hong.
Podsumowując, badanie dostarcza nowego, pogłębionego zrozumienia wpływu zanieczyszczenia powietrza na układ odpornościowy i wzmacnia argumenty za zaostrzeniem norm jakości powietrza w celu ochrony populacji szczególnie wrażliwych.
Źródło: Redox Biology, Particulate matter exposure induces pulmonary TH2 responses and oxidative stress-mediated NRF2 activation in mice
DOI: 10.1016/j.redox.2025.103632
