A widely used indicator of air quality, particularly associated with adverse effects on human health is the fraction of respirable particulate air pollution, PM10, consisting of particles with an aerodynamic diameter between 2.5-10 mM, the ¿coarse¿ fraction and between 0.1- 2.5 mM, the ¿fine¿ fraction . The work was aimed to assessing the cytotoxic effects of PM10 on human monocytes (THP-1), through cell proliferation assays MTT and LDH cytotoxicity assay, were also analyzed the effects of pro-inflammatory release of TNF- α through Real-Time PCR. In this respect, we did a sampling of PM10 during the year 2009. During the sample were considered some-climate weather data: rainfall and temperatures, and some chemical data: the concentrations of certain PAHs. For the sampling of PM10 were used 6 filters for each months, the daily concentration was evaluated in µg/m3 and seasonal averages were calculated. The annual average concentration was equal to 33.7 ± 18.8 g/m3, with significant differences between winter and summer, respectively 60 ± 18.8 and 21.5 ± 2.5 g/m3g/m3 (p <0.05). The PM concentrations were inversely related to temperature and precipitation. This indicate the increase of PM concentration in winter and how PM was abolished by precipitation. The cells were exposed to two different types of extract of particulate, organic and in aqueous solution to test the different effects. Cell proliferation in the MTT assay was expressed as a percentage of inhibition of exposed to PM10 (200 g / ml, 48h) compared with control. Inhibition annual average was 9.3 ± 9.3% for the organic extracts and 18.3 ± 6.9% for the aqueous extracts. Regarding seasonal variations, the most significant differences for organic extracts were found comparing winter and spring (p <0.05), while aqueous extracts by comparing the summer season with the winter and / or spring. The release of LDH in the exposed compared to control indicates the level of cellular damage. The annual average rate of release of LDH was 44.3 ± 15.4% for the organic extracts and 42.2 ± 15.6% for the aqueous extracts. The variability between seasons does not show significant differences. Regarding TNF-α, its expression in the exposed compared to control was 2.4 ± 1.3 and 2.4 ± 1.4 times higher respectively for aqueous and organic extracts. The seasonal variation in the release of TNF-α, for the organic extracts, shows significant differences comparing the spring and summer and / or autumn, while aqueous extracts by comparing the winter with summer and / or autumn. MTT and TNF-α showed weak correlation with PM10 concentrations indicating that exposure to PM affects the viability of the cells. The effects recorded in winter are attributable to the phenomenon of thermal inversion and in summer to secondary pollutants generated from solar radiation. The difference in the effects produced by the two different types of extracts demonstrates the importance of the composition of PM10 in inducing cytotoxic effects. There was a correlation between the concentrations of PM and those of benzo (a) pyrene and other PAHs, indicating that these pollutants are associated with each other. These results require further studies to better investigate the effects of PM and its associated components, in order to facilitate the design of policies for reduction of particulate concentrations in urban and prevention-related health effects.
Un indicatore di qualità dell'aria molto utilizzato e particolarmente associato ad effetti negativi sulla salute umana è la frazione respirabile del particolato atmosferico, PM10. Il lavoro svolto ha avuto come obiettivo la valutazione degli effetti citotossici del PM10 su monociti umani (THP-1), attraverso i saggi di proliferazione cellulare MTT e di citotossicità LDH; sono stati inoltre analizzati gli effetti pro-infiammatori valutando il rilascio di TNF-α attraverso Real-Time PCR. A tale proposito è stato eseguito un campionamento di PM10 durante tutto l'anno 2009. Durante il campionamento sono stati considerati alcuni dati meteo-climatici: precipitazioni e temperature, ed alcuni dati chimici: le concentrazioni di alcuni IPA. Per il campionamento del PM10 sono stati utilizzati 6 filtri per ogni mese, di essi è stata valutata la concentrazione giornaliera in μg/m3 e sono state calcolate le medie stagionali. La concentrazione media annuale è risultata pari a 33.7 ± 18.8 μg/m3, con differenze significative tra stagione invernale ed estiva, rispettivamente 60 ± 18.8 μg/m3 e 21.5 ± 2.5 μg/m3 (p < 0.05). Le concentrazioni di PM sono risultate inversamente correlate con le temperature e con le precipitazioni indicando come il PM aumenti di inverno e come la sua concentrazione venga abbattuta dalle precipitazioni. Le cellule sono state esposte a due diversi tipi di estratto di particolato, organico e in soluzione acquosa per testarne i diversi effetti. La proliferazione cellulare al saggio MTT è stata espressa in percentuale di inibizione degli esposti a PM10 (200 µg/ml, 48h) rispetto al controllo. L'inibizione media annuale è stata di 9.3 ± 9.3 % per gli estratti organici e di 18.3 ± 6.9 % per gli estratti acquosi. Per quanto riguarda le variazioni stagionali, le differenze più significative per gli estratti organici sono state trovate paragonando inverno e primavera (p < 0.05), mentre per gli estratti acquosi confrontando la stagione estiva con l'inverno e/o la primavera. Il rilascio di LDH negli esposti rispetto al controllo indica il livello di danno cellulare. La percentuale di rilascio media annuale di LDH è stata di 44.3 ± 15.4 % per gli estratti organici e di 42.2 ± 15.6 % per gli estratti acquosi. La variabilità tra le stagioni non mostra differenze significative. Riguardo il TNF-α, la sua espressione negli esposti rispetto al controllo è stata di 2.4 ± 1.3 e di 2.4 ± 1.4 volte superiore rispettivamente per gli estratti organici e acquosi. La variazione stagionale nel rilascio di TNF- α, per gli estratti organici, mostra differenze significative paragonando primavera ed estate e/o autunno, mentre per gli estratti acquosi confrontando l'inverno con estate e/o autunno. MTT e TNF-α hanno mostrato deboli correlazioni con le concentrazioni di PM10 indicando che l'esposizione a PM influenza la vitalità delle cellule.Gli effetti registrati in inverno sono ascrivibili al fenomeno dell'inversione termica mentre in estate agli inquinanti di tipo secondario, generati dall'irraggiamento solare.La differenza negli effetti prodotti dai due diversi tipi di estratto dimostra l'importanza della composizione del PM10 nell'indurre effetti citotossici. Si è osservata una correlazione tra le concentrazioni di PM e quelle di benzo(a)pirene e altri IPA, indicando come questi inquinanti siano associati tra loro. Tali risultati rendono necessari ulteriori studi, per meglio investigare gli effetti del PM e dei componenti ad esso associati.
Effetti citotossici e pro-infiammatori di estratti di particolato atmosferico urbano su una linea di monociti umani.
SEGRETO, FEDELE
2010/2011
Abstract
Un indicatore di qualità dell'aria molto utilizzato e particolarmente associato ad effetti negativi sulla salute umana è la frazione respirabile del particolato atmosferico, PM10. Il lavoro svolto ha avuto come obiettivo la valutazione degli effetti citotossici del PM10 su monociti umani (THP-1), attraverso i saggi di proliferazione cellulare MTT e di citotossicità LDH; sono stati inoltre analizzati gli effetti pro-infiammatori valutando il rilascio di TNF-α attraverso Real-Time PCR. A tale proposito è stato eseguito un campionamento di PM10 durante tutto l'anno 2009. Durante il campionamento sono stati considerati alcuni dati meteo-climatici: precipitazioni e temperature, ed alcuni dati chimici: le concentrazioni di alcuni IPA. Per il campionamento del PM10 sono stati utilizzati 6 filtri per ogni mese, di essi è stata valutata la concentrazione giornaliera in μg/m3 e sono state calcolate le medie stagionali. La concentrazione media annuale è risultata pari a 33.7 ± 18.8 μg/m3, con differenze significative tra stagione invernale ed estiva, rispettivamente 60 ± 18.8 μg/m3 e 21.5 ± 2.5 μg/m3 (p < 0.05). Le concentrazioni di PM sono risultate inversamente correlate con le temperature e con le precipitazioni indicando come il PM aumenti di inverno e come la sua concentrazione venga abbattuta dalle precipitazioni. Le cellule sono state esposte a due diversi tipi di estratto di particolato, organico e in soluzione acquosa per testarne i diversi effetti. La proliferazione cellulare al saggio MTT è stata espressa in percentuale di inibizione degli esposti a PM10 (200 µg/ml, 48h) rispetto al controllo. L'inibizione media annuale è stata di 9.3 ± 9.3 % per gli estratti organici e di 18.3 ± 6.9 % per gli estratti acquosi. Per quanto riguarda le variazioni stagionali, le differenze più significative per gli estratti organici sono state trovate paragonando inverno e primavera (p < 0.05), mentre per gli estratti acquosi confrontando la stagione estiva con l'inverno e/o la primavera. Il rilascio di LDH negli esposti rispetto al controllo indica il livello di danno cellulare. La percentuale di rilascio media annuale di LDH è stata di 44.3 ± 15.4 % per gli estratti organici e di 42.2 ± 15.6 % per gli estratti acquosi. La variabilità tra le stagioni non mostra differenze significative. Riguardo il TNF-α, la sua espressione negli esposti rispetto al controllo è stata di 2.4 ± 1.3 e di 2.4 ± 1.4 volte superiore rispettivamente per gli estratti organici e acquosi. La variazione stagionale nel rilascio di TNF- α, per gli estratti organici, mostra differenze significative paragonando primavera ed estate e/o autunno, mentre per gli estratti acquosi confrontando l'inverno con estate e/o autunno. MTT e TNF-α hanno mostrato deboli correlazioni con le concentrazioni di PM10 indicando che l'esposizione a PM influenza la vitalità delle cellule.Gli effetti registrati in inverno sono ascrivibili al fenomeno dell'inversione termica mentre in estate agli inquinanti di tipo secondario, generati dall'irraggiamento solare.La differenza negli effetti prodotti dai due diversi tipi di estratto dimostra l'importanza della composizione del PM10 nell'indurre effetti citotossici. Si è osservata una correlazione tra le concentrazioni di PM e quelle di benzo(a)pirene e altri IPA, indicando come questi inquinanti siano associati tra loro. Tali risultati rendono necessari ulteriori studi, per meglio investigare gli effetti del PM e dei componenti ad esso associati.| File | Dimensione | Formato | |
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