Session 25 Anders Ljungman

Toxicitet hos

vägdammspartiklar

En förnyare av forskning och utbildning

Linköpings universitet

Anders Ljungman

Institutionen för klinisk och experimentell

medicin, avd. för inflammationsmedicin

Transportforum 2014

Konsekvenser av partikel

exponering

1. Akut livshotande sjukdom tex hjärtinfarkt

2. Kroniska hälsoeffekter tex uppkomst av

sjukdom och försämrad lungtillväxt hos

barn

3. Symptomförsämring vid tex astma och

KOL

4. Lättare irritationsbesvär

Ansamlat vägdamm

Uppvirvlade partiklar

i gatumiljön

Slitage-, rost-, läckage- och

avgas- partiklar

DepositionResuspension

Salt och sandning Omgivande källor

Omgivande källor

+ =

PM10

Ultrafina partiklar

+

6 Environ.Sci.Technol. 2012, 46, 6523-29

10 µm

Granite Quartzite

Street Subway

Partiklar – storlek

TEM-foto: Arash Gharibi, LTH

Var hamnar partiklarna när vi andas in

dem?

Mucociliär transport

Alveolära makrofager

7-14 mm

4-7 mm

4-2 mm

0-2 mm

Inflammationsreaktioner i

lungan

Type II cell

Type I cell

ALVEOLAR

SPACEAM

Kärl

ROS

Frisättning av

inflammations-

mediatorer

Läckage från/till

kappilärnätet

Rekrytering av

inflammations-celler

Bildning och

frisättning av ROS

Vävnadsskada

RBC

WBC

Vad kan hända i cellen? - oxidativ stress, DNA-skador, frisättning av

inflammationsmediatorer

Fe2+ + H2O2 OH + OH- + Fe3+ (“Fenton reaktionen”)

Inflammatoriska celler

Partiklar

ROS

O2 O2

-

H2O2

OH Fe2

+

ROS

Reaktiv yta

PAHs

Lösliga metaller

Mitokondrier

Inflammationsmediatorer, IL6, IL8, TNF etc

Norrköping

Januar

i

Febru

ari

Mar

s

Apri

lM

aj

Juni

Juli

August

i

Sep

tem

ber

Okt

ober

Nove

mber

Dec

ember

4

6

8

10

12

14

16

18

Cell

akti

vera

nd

e e

ffekt

IL-1

, zym

osan

ekviv

. (µ

g/m

l)

Sundsvall

Januar

i

Febru

ari

Mar

s

Apri

lM

aj

Juni

Juli

August

i

Sep

tem

ber

Okt

ober

Nove

mber

Dec

ember

4

6

8

10

12

14

16

18 2009

2010

Hälsorelaterad miljöövervakning – årsrapport 2011, Naturvårdsverket

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120

Dos (µg/ml)

Eff

ekt

TN

F-a

lph

a p

g/ 1

0,0

00

ce

lls Gata

Granit

Kvarts

Tunnelbana

Lindbom et.al Chem. Res. Toxicol. 2007, 20, 937-946

Kontroll Granit Kvarts Gata Tunnelbana

Eff

ekt

(mM

TB

AR

S)

Partikeltyp

Lindbom et.al Chem. Res. Toxicol. 2007, 20, 937-946

Partiklar vs lösliga joner

0

20

40

60

80

100

0 10 20 30 40

No

n-v

iab

le c

ells (

%)

CuO partiklar

Cu (µg/ml)

Karlsson et al (2008) Chem Res Toxicol

CuCl2

17

0

50

100

150

200

250

control Lps 0.01 0.1 1 100

IL-

1B

( p

erce

nt

fold

ind

uct

ion)

Nanoparticle concentration ( µg/ml)

Bare nanoparticles

Nanoparticles and plasma

**

Partikel

ProteinProtein

Protein

Protein

Protein

Protein

Protein

Protein

Protein

Protein

”Corona” av proteiner från lungvätska eller blod

Kiselpartiklar med diameter 7 nm

Karlsson et.al (2012). Two-Dimensional Gel Electrophoresis and

Mass Spectrometry in Studies of Nanoparticle-Protein

Interactions, Gel Electrophoresis - Advanced Techniques ISBN:

978-953-51-0457-5, InTech

Karlsson et.al Chem. Res. Toxicol. 2011, 24, 45-53

Partiklar

Lungorna

Oxidativ stress och inflammation

Åderförfettning Kärlvägg Blodplättar

Plack-

bildningNerv-

påverkan

Ökad blod-

koagulation

Aktivering och

aggregation

Plack-

bristningKärlsammandragning Proppbildning

Syrebrist i hjärtat / hjärtinfarkt

Hjärtdöd / Hjärtkärlsjuklighet

Brook et.al Circulation 2010;121:2331-78

www.liu.se

Tack för visad uppmärksamhet!