Une nouvelle étude confirme que des nanoparticules de pollution atmosphérique métallique toxiques pénètrent à l'intérieur des structures cruciales et productrices d'énergie dans le cœur des personnes vivant dans les villes polluées, provoquant un stress cardiaque.
Grâce à la microscopie électronique de pointe, les scientifiques sont maintenant en mesure de montrer pour la première fois que de minuscules nanoparticules métalliques pénètrent à l'intérieur des mitochondries du tissu cardiaque – endommageant ces « centrales électriques '' cruciales qui fournissent de l'énergie au cœur pour pomper.
L'équipe de recherche, dirigée par les professeurs Barbara Maher de l'Université de Lancaster et Lilian Calderón-Garcidueñas de l'Université du Montana et de l'Université du Mexique, a trouvé les nanoparticules métalliques, qui comprenaient des nanoparticules riches en fer et d'autres métaux dérivés de la pollution tels que le titane , à l'intérieur des cellules cardiaques endommagées d'un enfant de 26 ans et même d'un enfant de trois ans.
Le cœur appartenait à des personnes décédées dans des accidents et ayant vécu dans une ville très polluée de Mexico.
Les résultats apportent un éclairage nouveau sur la façon dont la pollution de l'air peut provoquer le développement de maladies cardiaques, car les particules riches en fer étaient associées à des dommages aux cellules et à une augmentation du stress oxydatif cardiaque, même dans ces très jeunes coeurs.
L'inhalation répétée de ces nanoparticules riches en fer et leur circulation dans le sang vers le cœur peuvent expliquer les associations bien établies entre l'exposition à la pollution atmosphérique particulaire et l'augmentation des maladies cardiovasculaires, y compris les crises cardiaques. L'étude indique que les maladies cardiaques peuvent commencer très tôt, avant d'évoluer vers une maladie cardiovasculaire à part entière plus tard dans la vie. Ce type de pollution atmosphérique peut ainsi être responsable de «l'épidémie silencieuse» de cardiopathie, à l'échelle internationale. En provoquant des maladies cardiaques préexistantes, il peut également expliquer une partie des taux de mortalité accrus de Covid-19 observés dans les zones à forte pollution atmosphérique particulaire.
On sait depuis longtemps que les personnes fortement exposées à la pollution atmosphérique particulaire connaissent une augmentation des niveaux et de la gravité des maladies cardiaques. Nos nouveaux travaux montrent que les nanoparticules riches en fer provenant de la pollution de l'air peuvent pénétrer à l'intérieur des millions de mitochondries à l'intérieur de nos cœurs… les structures qui génèrent l'énergie nécessaire à notre cœur pour pomper correctement.
Le fait que nous ayons trouvé ces particules métalliques dans le cœur même d'un enfant de trois ans indique que nous mettons la maladie cardiaque en marche dès les premiers jours, mais que nous ne voyons ses effets cliniques complets que plus tard dans la vie. Il est vraiment urgent de réduire les émissions de particules ultrafines de nos véhicules et de l'industrie, avant de donner aussi des maladies cardiaques à la prochaine génération. «
Barbara Maher, professeure, Université de Lancaster
Les chercheurs, en utilisant la microscopie électronique à transmission à haute résolution et l'analyse par rayons X à dispersion d'énergie, ont constaté que les mitochondries contenant les nanoparticules riches en fer semblaient endommagées, certaines cellules présentant des déformations et d'autres avec des membranes rompues. Le professeur Calderón-Garcidueñas a déclaré que des niveaux accrus de marqueurs de stress oxydatif cardiaque sont présents dans les très jeunes cas examinés.
Les nanoparticules riches en fer trouvées à l'intérieur des cellules cardiaques sont de taille, de forme et de composition identiques à celles émises par des sources telles que les échappements, les pneus et les freins des véhicules. Ces nanoparticules de pollution atmosphérique sont également émises par des sources industrielles ainsi que par des feux à ciel ouvert dans les habitations.
Certaines nanoparticules riches en fer sont également fortement magnétiques. Cela soulève des inquiétudes quant à ce qui pourrait arriver lorsque des personnes avec des millions de ces nanoparticules dans leur cœur utilisent des appareils avec des champs magnétiques associés, tels que des sèche-cheveux et des téléphones portables. Les personnes qui travaillent dans des industries qui les exposent à des champs magnétiques tels que les soudeurs et les ingénieurs de lignes électriques peuvent également être à risque. Ce type d'exposition pourrait potentiellement entraîner un dysfonctionnement électrique cardiaque et des dommages cellulaires.
Les résultats s'appuient sur les résultats précédents des chercheurs qui montrent que le cœur des citadins contient des milliards de ces nanoparticules et peut être jusqu'à dix fois plus pollué que le cœur des personnes vivant dans des endroits moins pollués.
Les chercheurs affirment que leur étude souligne la nécessité pour les gouvernements du monde entier de lutter contre la pollution par les particules ultrafines dans leurs villes.
Le professeur Calderón-Garcidueñas a déclaré: « L'exposition à une telle pollution atmosphérique est un facteur de risque modifiable de maladies cardiovasculaires, à l'échelle mondiale, renforçant le besoin urgent d'actions individuelles et gouvernementales non seulement pour réduire les particules2,5 mais de surveiller, de réglementer et de réduire les émissions de ces composants spécifiques et ultrafins du «cocktail» de pollution atmosphérique urbaine. »
L'étude est détaillée dans le document « Nanoparticules de pollution de l'air riches en fer: un facteur de risque environnemental non reconnu pour le dysfonctionnement mitochondrial myocardique et le stress oxydatif cardiaque '', qui a été publié en ligne par la revue Environmental Research.
La source:
Référence de la revue:
Maher, B.A., et al. (2020) Nanoparticules de pollution atmosphérique riches en fer: un facteur de risque environnemental non reconnu pour la dysfonction mitochondriale myocardique et le stress oxydatif cardiaque. Recherche environnementale. doi.org/10.1016/j.envres.2020.109816.
