Poluição Atmosférica e Doenças Cardiovasculares [56]

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1 Poluição Atmosférica e Doenças Cardiovasculares [56] J. BRAZ NOGUEIRA Serviço de Medicina I., Hospital de Santa Maria, Lisboa, Portugal Faculdade de Medicina de Lisboa, Lisboa, Portugal Rev Port Cardiol 2009; 28 (6): RESUMO ABSTRACT A poluição atmosférica tem sido relacionada com a morbi-mortalidade cardiovascular tendo nos últimos anos vários estudos experimentais e epidemiológicos evidenciado ser a poluição por partículas inaláveis ou torácicas, com diâmetro inferior a 10 µm (PM 10 ), que se associa mais consistentemente tanto com os efeitos agudos como crónicos. As partículas com diâmetros inferiores a 2,5 µm ou a 0,1 µm (finas e ultrafinas, respectivamente) são as que mais facilmente atingem os bronquíolos e os alvéolos pulmonares podendo mesmo as PM 0,1 ultrapassar as membranas alveolares e passar directamente para a circulação sistémica. Estas partículas resultam, fundamentalmente, da queima de combustíveis fósseis e são as principais componentes das emissões (escapes) dos veículos motorizados. São vários os mecanismos biológicos pelos quais a poluição por partículas pode ser implicada na patogenia das doenças cardiovasculares destacando-se a libertação para a circulação sistémica de mediadores pró-oxidativos e pró-inflamatórios produzidos a nível pulmonar, mecanismos nervosos reflexos também com origem pulmonar e que condicionariam disfunção autonómica, e a rápida passagem das partículas ultrafinas para a circulação sistémica sem inflamação local pulmonar com efeito cardíaco e vascular directo. A indução de stresse oxidativo pelas partículas parece ter um papel central em qualquer destes mecanismos que condicionarão disfunção endotelial, alterações favorecedoras da coagulação, vasoconstrição Air pollution and cardiovascular disease Air pollution is associated with increased cardiovascular morbidity and mortality. Recent experimental and epidemiologic studies show that particulate matter (PM) air pollution with PM 10 or inhalable (thoracic) particles (mean aerodynamic diameter <10 µm) is most consistently linked with acute and chronic cardiovascular effects. Fine (PM 2.5 ) and ultrafine (PM 0.1 ) particles (aerodynamic diameter <2.5 and <0.1 µm) are able to reach the small airways and terminal alveoli, and PM 0.1 can also be translocated directly into the systemic circulation. PM 2.5 and PM 0.1 are mainly formed by fossil fuel combustion and are the main components of exhaust emissions from motor vehicles. A variety of biological mechanisms responsible for adverse cardiovascular outcomes associated with PM have been described, including the release of prooxidative and pro-inflammatory mediators from the lungs into the circulation, autonomic nervous system imbalance, and the direct actions on the heart and vasculature of ultrafine particles translocated into the systemic circulation. The induction of oxidative stress by these particles may be central to all of these putative pathways that trigger coagulation and thrombosis, increased heart rate and reduced heart rate variability, endothelial dysfunction, arterial vasoconstriction, apoptosis, and hypertension. In chronic exposures these alterations favor the development and progression of Recebido para publicação: Janeiro de 2009 Aceite para publicação: Fevereiro de 2009 Received for publication: January 2009 Accepted for publication: February

2 Rev Port Cardiol Vol. 28 Junho 09 / June 09 arterial, apoptose, aumento da frequência cardíaca e diminuição da sua variabilidade, elevação tensional. Estas alterações em exposições crónicas poderão contribuir para o desenvolvimento e progressão da aterosclerose e, eventualmente, de hipertensão e de todas as suas consequências e, no curto prazo, aquando de exposições agudas, poderão contribuir para a instabilização das placas de ateroma, interferir com vários factores de risco e originar acidentes cardiovasculares agudos (enfarte/isquemia do miocárdio, AVC, insuficiência cardíaca, arritmias, morte súbita) em particular em indivíduos com maior risco cardiovascular. Presentemente discutem-se também os possíveis efeitos deletérios das partículas produzidas por nanotecnologia. atherosclerosis and possibly of hypertension in the long term, and in the short term acute exposures contribute to plaque instability, affect various traditional risk factors and trigger acute cardiovascular events (myocardial ischemia and infarction, stroke, heart failure, arrhythmias, and sudden death), particularly in high-risk subjects. There are currently also significant concerns with the risks of engineered nanoparticles. Palavras-Chave Poluição; Partículas; Stresse oxidativo; Inflamação; Endotélio; Isquemia; Enfarte do miocárdio; AVC; Hipertensão; Arterosclerose. Key words Air pollution; Particulate matter; Oxidative stress; Inflammation; Endothelium; Ischemia; Myocardial infarction; Stroke; Hypertension; Atherosclerosis. 716 INTRODUÇÃO As doenças cardiovasculares são responsáveis por 30% da mortalidade a nível mundial 4,35 milhões de mortes /ano na Europa e 1,4 milhões nos EUA (1). A sua relação com determinados estilos/hábitos de vida é de todos bem conhecida. A nossa época é, também, a das preocupantes alterações climáticas em que a poluição atmosférica, particularmente por emissões de gases com efeito de estufa como o CO 2, tem papel decisivo no aquecimento global. Ultimamente tem-se relacionado a morbimortalidade cardio e cerebrovascular com os potenciais efeitos da poluição atmosférica tendo sido perfeitamente estabelecida, como é bem conhecida, a relação com a inalação passiva do fumo de tabaco (risco relativo médio 1,25, avaliando-se que, por exemplo nos EUA, das mortes anuais por doença cardíaca isquémica estejam relacionadas com exposição passiva ao fumo de tabaco) (2). Outros poluentes atmosféricos têm sido estudados como o CO, SO 2, NO 2, O 3, mas tem sido dada especial atenção à poluição por partículas INTRODUCTION Cardiovascular disease is responsible for 30% of mortality worldwide, including 4.35 million deaths/year in Europe and 1.4 million in the USA (1). The link between cardiovascular disease and particular habits and lifestyles is well known. Another preoccupation in the modern world is climate change, with atmospheric pollution, particularly the emission of greenhouse gases such as CO 2, playing a central role in global warming. Recent studies have also indicated a relationship between the effects of air pollution and cardiovascular and cerebrovascular morbidity and mortality. The link with passive smoking, for example, is now well established, with a mean relative risk of This means an estimated 35,000-65,000 deaths in the USA annually from ischemic heart disease are related to passive exposure to tobacco smoke (2). Other air pollutants have been studied, including CO, SO 2, NO 2 and O 3, but particular attention has been paid to airborne particles sufficiently small to reach the tracheobronchial tree and pulmonary alveoli. According to the

3 J. Braz Nogueira Rev Port Cardiol 2009; 28: em suspensão na atmosfera cuja dimensão permita que atinjam a árvore traqueo-brônquica e alvéolos pulmonares. Segundo a OMS a poluição atmosférica por partículas é a 13.ª causa de morte a nível mundial, sendo responsável por mortes/ ano (1,2). Os poluentes atmosféricos constituídos por partículas são uma mistura complexa de partículas sólidas e líquidas, de diferente diâmetro e composição, em suspensão e semi-equilíbrio com compostos gasosos envolventes (ozono, SO 2, NO 2, CO) e compostos orgânicos voláteis e semi-voláteis (aldeídos, hidrocarbonetos aromáticos policíclicos). De acordo com estudos epidemiológicos são as partículas os principais responsáveis pela maioria dos efeitos adversos da poluição atmosférica (2-4). Estas partículas, que podem ter origem natural ou antropogénica, variam, como já referimos, em tamanho, com posição e concentração. A sua tão variável composição química, por exemplo, depende não só da fonte de emissão mas também da área geográfica e condições meteorológicas.designam-se por partículas inaláveis torácicas (com capacidade de ultrapassar a nasofaringe) se tiverem diâmetro aerodinâmico inferior a 10 µm (PM 10 ). Nestas incluem-se as com diâmetro inferior a 2,5 µm (PM 2,5 ) ou partículas finas e nestas, por sua vez, estão incluídas as com diâmetro inferior a 0,1 µm ou ultra-finas (PM 0,1 ).As partículas com diâmetro entre 10 µm e 2,5 µm designam-se por grosseiras. As partículas finas e ultra-finas formam-se, fundamentalmente, por processos de combustão (queima de combustíveis fósseis, emissões de veículos motorizados, fornos industriais, centrais geradoras de energia, incêndios florestais, queimadas, fogões e fornos a lenha e outras queimas de biomassa) ou a partir dos poluentes gasosos por transformação físico-química, enquanto as partículas grosseiras são formadas a partir de fontes não combustíveis geralmente por processos mecânicos (fragmentação de material biológico, minerais insolúveis da crosta terrestre, emissões de vulcões, poeiras de solos erodidos pelo vento, agricultura, construções e demolições, cimenteiras, bacterias, polens, esporos de fungos, endotoxinas, aerossol marítimo, etc) (2-4). As partículas finas (PM 2,5 ) constituem 1/3 a 2/3 da massa total de partículas existentes no ar ambiente, contribuindo as emissões por veículos motorizados com 25-30% do total destas partículas nas áreas urbanas (2-4). Em áreas World Health Organization, airborne particulate pollution is the thirteenth leading cause of death worldwide, and is responsible for 800,000 deaths/year (1,2). Airborne particulate pollutants are a complex mixture of suspended solid and liquid particles of different diameters and compositions and in semi-equilibrium with surrounding gases including ozone, SO 2, NO 2 and CO and volatile and semi-volatile organic compounds such as aldehydes and polycyclic aromatic hydrocarbons. Epidemiological studies show that particulate matter (PM) is responsible for most of the adverse health effects of air pollution (2-4). These particles can be of natural or anthropogenic origin and vary in size, composition and concentration. Variations in their chemical composition depend not only on their source but also geographical locale and atmospheric conditions. Particles with an aerodynamic diameter of <10 µm (PM 10 ), which can penetrate beyond the nasopharyngeal airway, are known as inhalable particles; they include those with a diameter of <2.5 µm (PM 2.5 ) (fine particles), and these in turn include those with a diameter of <0.1 µm, known as ultrafine particles (PM 0.1 ). Those with a diameter between 10 and 2.5 µm are known as coarse particles. Fine and ultrafine particles are mainly formed by combustion processes (burning of fossil fuels, motor vehicle emissions, industrial furnaces, power generation, forest fires and agricultural burning, wood-burning stoves, and other biomass combustion), or by physicochemical transformation of gaseous pollutants. Coarse particles are generally formed by mechanical rather than combustion processes, including fragmentation of organic material or insoluble crustal minerals, volcanic eruptions, wind erosion of soil, agriculture, construction and demolition of buildings, and cement works, as well as bacteria, pollen, fungal spores, endotoxins, sea spray, etc. (2-4). Fine particles make up one to two thirds of the mass of particles in ambient air, and motor vehicle emissions account for 25-30% of these particles in urban areas (2-4), where ultrafine particles are also found at high concentrations. These two types of particle affect bronchioles and alveoli, as well as remaining airborne for longer (ultrafine particles rapidly coalesce into fine particles), and easily penetrate buildings. They have been consistently linked with 717

4 718 Rev Port Cardiol Vol. 28 Junho 09 / June 09 Among studies on the acute effects of air pollution, one carried out in 29 European cities with 43 million inhabitants showed that for each 10 µg/m 3 increase in PM10, daily cardiovascular mortality rose by 0.69% (2-6). Another of 90 cities in the USA with 50 million inhabitants revealed a short-term increase in daily cardiopulmonary mortality of 0.31% for each 10 µg/m 3 increase in PM10, measured over a 24-hour period (2-7). Other authors have demonstrated significant rises, of 0.8% and 0.7% respectively, in admissions for heart failure and ischemic heart disease for every 10 µg/m 3 rise in PM 10 (8) and increases of 1.28% and 4.5% respectively in risk of heart failure and acute coronary syndromes for every 10 µg/m 3 rise in PM 2.5 (9,10). A link has also been found between short-term rises in PM 2.5 and incidence of myocardial infarction, both a few hours and one day after exposure, STurbanas com grande exposição a estas emissões, as partículas ultrafinas (PM 0,1 ) encontram-se em grande concentração. As partículas finas e ultrafinas são as que atingem os bronquíolos e os alvéolos pulmonares além de permanecerem mais tempo em suspensão na atmosfera (as ultrafinas aglomeram-se rapidamente em partículas finas) e de poderem mais facilmente penetrar nos edifícios e habitações. São precisamente as partículas finas e ultrafinas que têm sido mais consistentemente relacionadas com risco cardiovascular acrescido (enfarte do miocárdio, AVC, arritmias, morte súbita, insuficiência cardíaca, elevação tensional) (2-3-5). As partículas finas (PM 2,5 ) são compostas essencialmente por carbono (orgânico e elementar), hidrocarbonetos, compostos inorgânicos (sulfato, nitrato, amónio) e compostos metálicos vestigiais (ferro, cobre, chumbo, alumínio, crómio, níquel, zinco, cobalto, vanádio, etc). As partículas ultrafinas (PM 0,1 ) são o prin - cipal componente das emissões (escapes) dos veículos motorizados (combustão de diesel e gasolina) que são a mais importante fonte de poluição nas áreas urbanas, como atrás já referimos. São constituídas principalmente por carbono orgânico, grande percentagem de hidrocarbonetos potencialmente tóxicos e metais de transição. Embora as PM 0,1 contribuam apenas para uma pequena fracção do volume das PM 2,5 é esta fracção que contém o maior número de partículas. São, pois, estas partículas que têm maior superfície (e isso tem importância relevante na sua acção). São também as que penetram mais profundamente nos pulmões atingindo facilmente os alvéolos e podendo, inclusivamente, ultrapassar as membranas al veolares e passar para a circulação sistémica (5). É importante ter presente que embora a concentração em partículas possa ser idêntica em várias localidades ou em vários dias, pode variar significativamente a sua composição química bem como a influencia dos co-poluentes gasosos e do próprio clima, o que poderá ter impacto diferente na morbimortalidade cardiovascular e pulmonar com elas relacionada. Efeitos agudos Dos estudos sobre os efeitos agudos da poluição atmosférica é de destacar o efectuado em increased risk for myocardial infarction, stroke, arrhythmias, sudden death, heart failure, and hypertension (2, 3-5). Fine particles are mainly composed of carbon (elemental or of organic origin), inorganic compounds such as sulfates, nitrates and ammonium, and compounds containing trace metals including iron, copper, lead, aluminum, chromium, nickel, cobalt and vanadium. Ultrafine particles are the most important component in motor vehicle exhaust emissions (both gasoline and diesel), the main source of pollution in urban areas. They are composed mainly of organic carbon, a high proportion of potentially toxic hydrocarbons, and transition metals. Although they make up only a small fraction of the volume of PM 2.5, they represent the largest number of particles, and thus present the largest surface area, which has important implications for their effects. They also penetrate deeper into the lungs, easily reaching the alveoli, and can cross the alveolar membrane into the systemic circulation (5). Although the concentration of these particles can be similar in different places or on different days, their chemical composition may vary significantly, as may the influence of other gaseous pollutants and atmospheric conditions, which can affect cardiovascular and pulmonary morbidity and mortality in different ways. Acute effects

5 J. Braz Nogueira Rev Port Cardiol 2009; 28: cidades da Europa (cerca de 43 milhões de indivíduos) em que se verificou, por cada aumento de 10µg /m 3 de PM 10, um aumento de 0,69% da mortalidade cardiovascular diária (2-6). Também num estudo efectuado em 90 cidades dos EUA (50 milhões de indivíduos) se verificou um au mento no curto prazo da mortalidade cardiopulmonar diária de 0,31% por cada aumento de 10µg /m 3 de PM 10 (medido num período de 24 horas) (2-7). Foi também demonstrado por outros autores um aumento significativo de 0,8% e 0,7% nos internamentos por insuficiência cardíaca e por doença isquémica cardíaca, respectivamente, por cada elevação de 10µg /m 3 de PM 10 (8), e aumentos de 1,28% e 4,5% no risco de insuficiência cardíaca e de síndromes coronárias agudas respectivamente, por cada elevação de 10µg /m 3 de PM 2,5 (9-10).Vários outros estudos revelaram associação entre elevações transitórias de poluição por PM 2,5 e a incidência de enfarte agudo do miocárdio (quer apenas algumas horas após a exposição como 1 dia depois), a depressão de ST durante provas de esforço em doentes com doença coronária estável, o aumento da frequência cardíaca e a diminuição da variabilidade da frequência cardíaca e o aumento de arritmias e das descargas de cardioversores/ desfibrilhadores implantados (5,11-15). Foi calculado que das mortes súbitas anuais nos EUA possam ser atribuídas à poluição atmosférica por partículas inaláveis. Trabalho recentemente publicado por Mills e colabs. (16) demonstrou, em 20 homens com enfarte do miocárdio prévio, que a exposição durante 1 hora a produtos de combustão de diesel (grande predomínio de partículas ultrafinas) em concentração semelhante à que se encontra em zonas de tráfego urbano intenso e nas grandes cidades (concentração de partículas de 300 µg/ m 3 ) exacerbava a isquemia miocárdica induzida pe lo exercício. Mais recentemente, também Chuang e colabs (17), em 48 doentes que tinham sido submetidos a intervenção coronária percutânea, demonstraram uma relação entre poluição por partículas finas e outros compostos típicos de emissões por veículos motorizados e a depressão de ST em registos de Holter, sendo este efeito maior no primeiro mês após a hospitalização e nos doentes que tinham tido enfarte do miocárdio sugerindo, pois, ser especialmente nestes doentes durante aquele período que o risco de isquemia induzido pela poluição é maior. segment depression during exercise testing in patients with stable coronary disease, increased heart rate and diminished heart rate variability, and increases in arrhythmias and implantable cardioverter-defibrillator discharges (5,11-15). It has been estimated that 60,000 of the 350,000 sudden cardiac deaths each year in the USA can be attributed to particulate air pollution. A study by Mills et al. (16) of 20 men with a history of myocardial infarction showed that one hour s exposure to diesel exhaust products, mainly ultrafine particles, in concentrations similar to those found in heavy traffic and large cities (300 µg/m 3 ), exacerbated exercise-induced myocardial ischemia. In another study, of 48 patients with previous percutaneous coronary intervention, Chuang et al. (17) demonstrated a link between pollution from fine particles and other compounds typically found in motor vehicle emissions and ST-segment depression in Holter ECG recordings. The effect was strongest in the first month after hospitalization and in patients with a history of myocardial infarction, which suggests that the risk of pollution-induced ischemia is higher in such patients during this period. A higher incidence of ischemic and hemorrhagic stroke has also been reported, with higher mortality and more hospital admissions, directly related to short-term increases in airborne PM10 (18,19). However, a study in nine American cities of individuals aged 65 only showed such an association with ischemic stroke, with a rise of 1.03% in hospital admissions on the same day for every 23 µg/m 3 increase in PM 10 con centrations (interquartile range increase) (20). This study also found an association with levels of certain gaseous copollutants (CO, NO 2 and SO 2 ). Other authors have reported a link between levels of O 3, CO and NO2 and mortality or hospitalization due to stroke (21) and rehospitalization in survivors of myocardial infarction, besides the link with PM10 (4-22). Kettunen et al., in a study of individuals aged 65 in Helsinki (23), demonstrated a positive association between stroke mortality and daily concentrations of fine particles, with a rise of 6.9% for each interquartile increase in PM 2.5 concentration on the day of death and of 7.4% for such an increase in the previous 24 hours, as well as an 8.5% increase in mortality for every interquartile increase in concentrations of 719

6 720 Rev Port Cardiol Vol. 28 Junho 09 / June 09 Foi igualmente referida incidência mais elevada de AVC isquémicos e hemorrágicos (mortalidade e internamentos) directamente relacio nada com aumento transitório da poluição atmosférica por PM 10 (18-19). O estudo em 9 cidades americanas em indivíduos com idade 65 anos, no entanto, só encontrou associação com os internamentos por AVC isquémico, tendo verificado que por cada aumento de 23 µg/m 3 de concentração de PM 10 (variação interquartil) havia um aumento de 1,03% no risco de internamento no mesmo dia (20). Neste estudo foi também observada associação com os níveis de alguns dos co-poluentes gasosos (CO, NO 2 e SO 2 ). Já outros autores tinham verificado existir uma associação entre os níveis de co-poluentes gasosos (O 3, CO e NO 2 ) e a mortalidade ou internamentos por AVC (21) e os reinternamentos em sobreviventes de enfarte do miocárdio, para além da associação com PM 10 (4-22). Em estudo mais recente Kettunen e colab. (23), em Helsínquia, verificaram, também em in divíduos com idade 65 anos, que existia uma associação positiva entre a mortalidade por AVC e os níveis diários de partículas finas aumento de 6,9% por cada aumento interquartil da concentração de PM 2,5 no dia da morte e aumento de 7,4% se o aumento da concentração se referisse às 24 horas anteriores e de partículas ultrafinas aumento de 8,5% da mortalidade por cada aumento interquartil e também de CO aumento de 8,3%. A explicação para as associações encontradas se verificarem apenas no período entre Maio e Setembro relaciona-se, segundo os autores, por exemplo, com maior exposição aos poluentes dentro das habitações devido a taxas de ventilação maiores, e, também, maior exposição por mais frequentes actividades ao ar livre neste período. Já anteriormente outros autores tinham observado associações mais consistentes entre PM 10 e mortalidade durante os meses mais quentes. Em estudos realizados em Xangai (24) verificou-se um efeito sobre mortalidade global e cardiopulmonar diária da poluição por partículas PM 2,5, o que não aconteceu com partículas de diâmetro entre 2,5 e 10 µg/m 3, que parece confirmar a maior toxicidade daquelas como tem sido sugerido por outros autores. Vários trabalhos têm, por outro lado, chamado a atenção para elevações tensionais em períodos de maior poluição atmosférica como aconteceu, ultrafine particles and an increase of 8.3% for the same increase in CO levels. These associations were only observed between May and September, which according to the authors can be explained by greater exposure to pollutants inside dwellings because of increased ventilation, as well as more outdoor activity during this period. Other authors had previously noted stronger associations between PM 10 and mortality during the warmer months. In studies in Shanghai (24) levels of PM 2.5 influenced daily overall and cardiopulmonary mortality, but this effect was not seen with particles between 2.5 and 10 µm in diameter, which appears to confirm the greater toxicity of the smaller particles, as suggested by other authors. Various studies have also revealed rises in blood pressure at times of greater air pollution, such as in January 1985 in Central Europe, when particle pollution was associated with a significant rise in blood pressure in the Augsburg area in participants of the MONICA study, even after adjustment for cardiovascular risk factors (25). This association has been demonstrated in epidemiological studies even at low particle concentrations (26). In patients undergoing cardiac rehabilitation in Boston, rises of 2.8 mmhg in systolic blood pressure (SBP) and 2.7 mmhg in diastolic blood pressure (DBP) correlated with a mean increase of 10.5 µg/m 3 in PM 2.5 levels over the previous five days. In Detroit, rises of 5.2 mmhg in SBP were seen with relatively low levels of PM 2.5 pollution; there was a linear correlation between increased blood pressure and particulate pollution (26). Urch et al. (27) demonstrated significant rises in DBP (6 mmhg) in 23 normotensive individuals following two hours exposure to PM 2.5 and O3, the magnitude of the increase being strongly associated with the carbon content of the particles. In a study in São Paulo, CO levels also significantly influenced SBP, DBP and 24- hour ambulatory BP levels, raising them by 2.6 mmhg, 1.8 mmhg and 2.4 mmhg respectively (24-hour mean) per quartile of CO level. SO 2 levels also affected BP, again confirming the importance of gaseous copollutants (28). The relationship between air pollution and elevated blood pressure contributes to

7 J. Braz Nogueira Rev Port Cardiol 2009; 28: por exemplo, em Janeiro de 1985 na Europa Central, em que se verificou uma associação entre a poluição por partículas e o aumento significativo da pressão arterial registada na área de Augsburg nos participantes no estudo MONICA, mesmo após ajustamento para os factores de risco cardiovascular (25). Também em estudos epidemiológicos se veri ficou esta associação mesmo com baixas con centrações de partículas (26). Em Boston, em doentes em reabilitação cardíaca, demonstrou- -se que aumentos de 2,8 mmhg de pressão sistólica e de 2,7 mmhg de pressão diastólica se correlacionaram com um aumento médio de 10,5 µg /m 3 de PM 2,5 durante os cinco dias anteriores. Em Detroit verificou-se um aumento de 5,2 mm Hg de pressão sistólica com níveis relativamente baixos de poluição urbana por PM 2,5 tendo-se registado uma correlação linear entre o aumento de pressão arterial e os níveis de partículas poluentes (26). Urch e colabs. (27) demonstraram existir uma elevação significativa da pressão diastólica (6mm Hg) em 23 normotensos após exposição a PM 2,5 e O 3 durante 2 horas, estando a magnitude da elevação tensional fortemente associada com o conteúdo em carbono das partículas finas. Num estudo recente na cidade de S. Paulo observou-se que os níveis de CO também influenciavam significativamente os valores tensionais sistólicos, diastólicos e de MAPA com elevações respectivamente de 2,6 mmhg, 1,8 mmhg e 2,4 mmhg (média de 24 h.) por quartil de CO havendo, também, relação com os níveis de SO 2 o que põe mais uma vez em evidência a importância que os co-poluentes gasosos podem ter (28). Esta associação entre poluição atmosférica e elevação da pressão arterial poderá, igualmente, contribuir para o aumento do risco cardiovascu lar já referido, sugerindo o conjunto de estudos que têm analisado este problema que a poluição por partículas levará, em média, a elevações tensionais de 2-10 mmhg em horas ou dias, de acordo com o grau de poluição, composição das partículas, co-poluentes gasosos e, evidentemente, susceptibilidade individual. Pode-se dizer, em resumo, que a mortalidade diária atribuída à poluição atmosférica por partículas (exposição aguda) aumenta 0,5-1,5% por 10 µg /m 3 de aumento na concentração de PM 10 ou por 5-6 µg /m 3 de aumento na concentração the increased cardiovascular risk. Studies of this question suggest that particulate pollution raises blood pressure by 2-10 mmhg in hours or days, depending on the degree of pollution, the composition of the particles, gaseous copollutants, and individual susceptibility. Daily mortality attributed to acute exposure to particulate air pollution increases by % for every 10 µg/m 3 rise in PM 10 concentrations and for every 5-6 µg/m 3 rise in PM 2.5, with most of the excess deaths due to cardiovascular disease (69% cardiovascular and 28% respiratory for exposure to PM 2.5 ) (11). As well as a linear correlation between risk and particle concentrations, for both PM10 and PM 2.5, with no lower limit, it has been shown that the deleterious effects of inhalable particles are aggravated by the presence of diabetes (doubling the risk) (29), obesity, hypertension, chronic pulmonary disease and previous cardiovascular disease, and are also more marked in older people (30,31). Chronic effects In a study of 500,000 adults with a 16-year follow-up, Pope et al. (32) found increases of 8% to 18% in mortality from ischemic heart disease, heart failure, arrhythmias and cardiac arrest for every 10 µg/m 3 rise in PM 2.5 concentrations with prolonged exposure; the association remained even after adjustment for smoking, which did not affect mortality from ischemic heart disease induced by PM 2.5 but did increase mortality from arrhythmias, heart failure, cardiac arrest and hypertensive disease. Over half the deaths were from cardiopulmonary causes; 45% were cardiovascular and a quarter were from ischemic heart disease (32). In a study of over 8000 adults in six American cities followed for years, Dockery et al. (33) found that overall mortality was 1.26 times higher in the most-polluted city than in the least-polluted. Again, cardiovascular mortality accounted for most of this increase and PM 2.5 pollution showed the strongest association, a rise of 10 µg/m 3 in PM 2.5 being accompanied by a 1.19 risk of cardiovascular death. In an extended follow-up to this study of another eight years (34), a significant increase in risk of death (RR=1.16) was found for every 10 µg/m 3 rise in PM 2.5 (mean of the total follow-up period of ), with 721

8 722 Rev Port Cardiol Vol. 28 Junho 09 / June 09 de PM 2.5 sendo a maior percentagem do excesso de mortes devida a doenças cardiovasculares (na exposição a PM 2,5 69% cardiovasculares e 28% respiratórias) (11). Além de ter sido evidenciada uma relação linear entre o risco e as concentrações quer de PM 10 quer de PM 2,5 (sem limite inferior) foi também demonstrado que os efei tos deletérios cardiovasculares das partículas inaláveis são acentuados pela presença de diabetes (duplicação do risco), (29) de obesidade, de hipertensão, de doenças pulmonares cró nicas e de doença cardiovascular prévia sendo também mais evidentes em indivíduos mais idosos (30,31). Efeitos crónicos Pope e colabs. (32) em adultos, durante um período de follow-up de 16 anos, demonstraram aumentos de 8% a 18% na mortalidade por doença cardíaca isquémica, insuficiência cardíaca, disritmias e paragem cardíaca por cada 10 µg /m 3 de elevação na concentração de PM 2,5 em exposições prolongadas, associação que se mantinha mesmo após levar em consideração o tabagismo. O tabagismo não influenciava o risco de morte por doença isquémica cardíaca induzido pelas PM 2,5 mas aumentava o risco de morte por arritmias, insuficiência cardíaca, paragem cardíaca e doença hipertensiva. Mais de metade das mortes foram cardiopulmonares sendo cerca de 45% cardiovasculares e ¼ por doença cardíaca isquémica (32). Também Dockery e colab. (33), em mais de adultos de 6 cidades americanas seguidos durante anos, verificaram que a mortalidade total foi 1,26 mais elevada na cidade com maior poluição atmosférica relativamente à que apresentava menor, tendo sido, também, a mortalidade cardiovascular que contribuiu maioritariamente para aquele aumento e sendo as partículas PM 2,5 dos poluentes que se associaram mais fortemente com aqueles resultados. Um aumento de 10 µg /m 3 de PM 2,5 acompanhava-se dum risco de morte cardiovascular de 1,19. Numa extensão do follow-up deste estudo por mais 8 anos (34) verificou-se um aumento significativo do risco de morte (RR=1,16) por cada aumento de 10 µg / m 3 de PM 2,5 (média do período de follow-up total ) sendo de 1,28 o risco relativo para a mortalidade cardiovascular. Com a redução de RR of 1.28 for cardiovascular death. The fall in PM 2.5 levels seen during these eight years compared to the initial period ( ) was reflected in a reduction in overall (RR=0.73) and cardiovascular (RR=0.69) mortality for every 10 µg/m 3 decrease in PM 2.5 levels. Miller et al. (35) analyzed the association between prolonged exposure to fine particulate pollution and the incidence of cardiovascular and cerebrovascular accidents in 66,000 post-menopausal women without previous cardiovascular disease in 36 metropolitan areas in the USA, with a mean follow-up of 6 years. They found that every 10 µg/m 3 increase in mean annual PM 2.5 levels was associated with a 24% increase in risk for all cardiovascular accidents, 21% for coronary events, and 35% for stroke. The overall increase in cardiovascular mortality was 76% for every 10 µg/m 3 rise in mean fine particulate concentrations, with increases of 21% and 83% for risk of death from coronary disease and stroke respectively. This strong association with stroke had already been noted in heavily polluted areas and in populations living near heavy road traffic. The associations found in the study by Miller et al. were stronger with increasing obesity, although no link was seen with age or socioeconomic status, unlike other studies in which the association was stronger in older age-groups and in those with lower socioeconomic status and/ or lower educational attainment (36). None of the other air pollutants that are usually considered (ozone, SO 2, NO 2, CO) were shown to have significant effects, nor were coarse particles, which once again highlights the importance of pollution from particles with diameters of less than 2.5 µm. Other authors have demonstrated increased carotid intima/media thickness in individuals with no clinical cardiovascular disease in co m - munities chronically exposed to air pollution, with increases of 4-6% for every 10 µg/m 3 rise in mean PM 2.5 concentrations following prolonged exposure (37). The same study found a greater increase in individuals aged over 60, in women, in those who had never smoked, and in those taking lipid-lowering drugs. In the latter, the increase was 12-16%, and in women aged over 60 it was 14-19% for every 10 µg/m 3 rise in PM 2.5. In the same way as for acute effects, greater

9 J. Braz Nogueira Rev Port Cardiol 2009; 28: PM 2,5 que se verificou neste período de 8 anos relativamente ao período inicial ( ) houve uma redução do risco da mortalidade total (RR=0,73) e de mortalidade cardiovascular (RR=0,69) por cada 10 µg /m 3 de redução de PM 2,5. Mais recentemente Miller e colabs. (35) anali saram a associação da exposição prolongada a poluição por partículas finas (PM 2,5 ) e a incidência de acidentes cardio e cérebrovasculares em cerca de mulheres pós-menopáusicas sem doença cardiovascular prévia, em 36 áreas metropolitanas dos EUA (follow-up médio de 6 anos). Verificaram que cada aumento de 10 µg /m 3 dos níveis médios anuais de PM 2,5 se associava a um aumento de 24% do risco do conjunto de acidentes cardiovasculares, de 21% do risco de acidentes coronários, de 35% do risco de AVC. O aumento do risco de morte cardiovascular global foi de 76% pelo citado aumento de 10 µg /m 3 na concentração média de partículas finas, sendo de 21% e de 83% o aumento do risco de morte por doença coronária e por AVC, respectivamente. Aliás, esta importante associação com AVC já tinha anteriormente sido posta em evidência em zonas de grande poluição e em populações que viviam junto de vias com tráfego intenso. As associações encontradas no estudo de Miller foram mais importantes com o aumento da obesidade, não se tendo demonstrado qualquer influência da idade ou estatuto sócio-económico (contrariamente a outros estudos em que a associação era mais evidente nos grupos etários mais velhos e nos mais desfavorecidos socialmente e/ou com nível educacional menor (36) ). Não foram encontrados efeitos relevantes dos outros poluentes atmosféricos habitualmente considerados (ozono, SO 2, NO 2, CO) e mesmo das partículas com diâmetro entre 2,5 e 10 micra (partículas grosseiras) o que põe mais uma vez em destaque a grande importância da poluição por partículas com diâmetro inferior a 2,5 micra. Outros autores evidenciaram maior espessura da íntima/média carotídea em comunidades cronicamente mais expostas a poluição atmosférica, tendo sido demonstrado, em populações sem doença cardiovascular clínica, um aumento de 4-6% desta espessura por cada aumento de 10 µg /m 3 da concentração média de PM 2,5 em exposições prolongadas (37). Neste estudo verificou-se ser o aumento maior nos indivíduos cardiovascular risk was found with pollution from PM 10 and PM 2.5 in individuals with other risk factors (dyslipidemia, diabetes, obesity and hypertension), advanced age, and history of pulmonary, cardiovascular, or cerebrovascular disease (4,31,38). According to Pope (39), epidemiological evidence suggests that the adverse cardiovascular effects of air pollution depend not only on the concentrations of pollutants but also on length of exposure, and that prolonged exposure has cumulative effects that are stronger and more persistent than short exposure, even though the latter may have a more obvious immediate impact. As mentioned above (34), a fall in PM 2.5 pollution over a period of eight years significantly reduced overall, cardiovascular and pulmonary mortality, which highlights the importance of controlling particulate pollution in the long term. Possible biological mechanisms There are various mechanisms by which particulate pollution may be implicated in the pathogenesis of cardiovascular disease. 1 Inflammation, oxidative stress and endothelial dysfunction (2-5,40-42) Inhaled particles can induce inflammation locally in the lungs, both directly and by gene rating free oxygen radicals that increase oxidative stress, particularly by activating NAD(P)H oxidase. This, in turn, activates intracellular signaling pathways such as those of MAP kinases and oxidation-sensitive transcription factors such as NF-κB and AP1 that control the expression of genes coding for pro-inflammatory factors including various cytokines, particularly interleukin 1β, 6 and 8, tumor necrosis factor and granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF), chemokines and adhesion molecules (2-42). These phenomena, which begin in the macrophages and epithelial cells of pulmonary alveoli and bronchi following uptake of particles, result in systemic as well as local inflammation, as shown by rises in highsensitivity C-reactive protein and fibrinogen and increased plasma viscosity, by stimulation of bone marrow with leukocytosis and circulating immature poly morphonuclear neutrophils, and by activation of platelets and other pro-coagulant factors. It has also been demonstrated that 723

10 724 Rev Port Cardiol Vol. 28 Junho 09 / June 09 com idade superior a 60 anos, no sexo feminino, nos que nunca tinham fumado e naqueles que estavam a fazer terapêutica anti-dislipidémica. Nestes últimos o aumento da espessura foi de 12-16% e nas mulheres com mais de 60 anos de 14-19% por cada aumento de 10 µg /m 3 de PM 2,5. Tal como para os efeitos agudos, foi também evidenciado um risco cardiovascular maior com poluição por partículas PM 10 e PM 2,5 em indivíduos com outros factores de risco (dislipidemia, diabetes, obesidade, hipertensão) idade avançada ou com antecedentes de doenças pulmonares e cardio ou cerebrovasculares (4,31,38). De acordo com Pope (39) a evidência epidemiológica sugere que os efeitos cardiovasculares adversos dependem não só das concentrações dos poluentes mas, também, do tempo de exposição e que exposições prolongadas têm efeitos cumulativos mais persistentes e mais importantes do que exposições curtas, embora estas possam ter um impacto imediato mais evidente. Recentemente, como atrás referimos (34), verificou-se que a diminuição da poluição por partículas PM 2,5 durante um período de 8 anos reduziu a mortalidade total, cardiovascular e pulmonar significativamente, o que é mais uma demonstração da importância do controlo da poluição por partículas a longo prazo. Mecanismos biológicos potenciais São vários os mecanismos pelos quais a poluição por partículas pode ser implicada na patogenia das doenças cardiovasculares. 1 Inflamação, stress oxidativo e disfunção endotelial (2-5,40-42) As partículas inaladas podem induzir inflamação local, pulmonar, quer directamente, quer através da geração de radicais livres de O 2 e consequente aumento do stresse oxidativo (em particular por activação da NAD(P)H oxidase) que, por sua vez, activa vias de sinalização intracelulares como as das MAP Kinases e factores de transcrição nucleares sensíveis à oxidação (como o NF-Kß e AP1) que controlam a expressão de genes codificadores de factores pró- -inflamatórios (como várias citocinas em especial as interleucinas 1ß, 6 e 8, o factor de necrose tumoral α e o GM-CSF, quimocinas e moléculas de adesão) (2-42). Estes fenómenos, que se iniciam a nível pulmonar (nos macrófagos e células epiteliais alveolares e brônquicas após uptake acute exposure to diesel exhaust products reduces the acute release of tissue plasminogen activator (t-pa) by the endothelium, resulting in diminished endogenous fibrinolytic capacity (23). In blood vessels, exposure to particulate matter air pollution causes endothelial dysfunction, inhibiting NO formation and stimulating the production of endothelin 1, angiotensin II and thromboxane A2 (5,42,43). In turn, angiotensin II contributes to oxidative stress, increasing superoxide generation by enhancing NAD(P)H oxidase activity. These are some of the possible explanations for the changes in endotheliumdependent arterial vasomotricity induced by particulate pollution, in both healthy individuals and those with cardiovascular disease. Other studies have demonstrated endotheliumindependent alterations, related to mechanisms such as sympathetic hyperactivity (42) or direct stimulation of angiotensin II AT1 receptors. All these alterations contribute to the development and progression of atherosclerosis, atherosclerotic plaque destabilization, and pro motion of ischemia and prothrombotic states (37,45,46). Experimental models have confirmed rapid progression of atherosclerosis and greater vulnerability to plaque rupture in animals exposed to PM 2.5 and PM 10 air pollution for weeks or months. C-reactive protein, an acute phase protein that is synthesized in greater quantities in the presence of particulate pollution, is known to be a cardiovascular risk factor, since it facilitates lipid uptake by macrophages and cytolysis, which increases necrotic areas in the plaque and further destabilizes it (40,42). It can also contribute to the inflammatory effect of particles and to endothelial dysfunction, thus being directly involved in the development and progression of atherosclerosis. Suwa et al. (45) found a correlation between the extent of coronary and aortic atherosclerosis and the number of alveolar macrophages that phagocytosed PM 10 after weeks of exposure to these particles in Watanabe rabbits with heritable hyperlipidemia. Other studies have shown that inhalable particles, especially ultrafine particles and the soluble components of other particles, can reach the systemic circulation directly and rapidly cause oxidative stress and inflammation in the heart and arteries, resulting in endothelial dysfunction, even without inducing pulmonary

11 J. Braz Nogueira Rev Port Cardiol 2009; 28: das partículas), induzem não só inflamação local como sistémica, como se comprova pelo aumento de PCR de alta sensibilidade, do fibrinogénio e da viscosidade plasmática, pela estimulação da medula com leucocitose e neutrófilos polímorfonucleares jovens em circulação, e pela activação das plaquetas e de outros factores pró-coagulantes. Também foi demonstrado, em exposições agudas a produtos de combustão de diesel, uma diminuição da libertação aguda de t-pa pelo endotelio com diminuição da capacidade fibrinolítica endógena (23). A nível dos vasos provocam disfunção endotelial com diminuição da produção ou inibição do NO e aumento da produção de endotelina 1, angiotensina II e tromboxano A2 (5,42,43). Por seu lado a angiotensina II pode contribuir para o stresse oxidativo pelo aumento da produção de radical superóxido que induz através da estimulação da actividade da NAD(P)H oxidase. Estas foram algumas das explicações para as alterações da vasomotricidade arterial dependente do endotélio induzido por partículas, quer em indivíduos saudáveis quer com patologia cardiovascular, embora em alguns trabalhos também se tenha evidenciado alteração independente do endotélio o que foi relacionado, por exemplo, com hiperactividade simpática (42) ou estimulação directa dos receptores AT1 da angiotensina II. Todas estas alterações contribuirão para o desenvolvimento ou progressão da aterosclerose e/ou instabilização das placas de ateroma e/ ou favorecimento da isquemia e estados pró- -trombóticos (37,45,46). Na realidade, em modelos experimentais foi verificada progressão acelerada da aterosclerose e maior vulnerabilidade de rotura da placa aterosclerótica nos animais expostos a poluição durante semanas ou meses por partículas PM 2,5 e PM 10. É conhecido que a PCR proteína de fase aguda cuja síntese está aumentada na poluição por partículas é por si um factor/marcador de risco cardiovascular podendo facilitar o uptake dos lípidos pelos macrófagos e a citólise com aumento das áreas necróticas nas pla - cas de ateroma, contribuindo, assim, para a sua instabilidade (40,42). Por outro lado, pode contribuir para o efeito inflamatório das partículas e para a disfunção endotelial estando, pois, directamente envolvida no desenvolvimento e progressão da aterosclerose. Suwa e colabs (45) verificaram existir uma correlação entre a extensão da aterosclerose inflammation (5,47). Acute exposure to PM2.5 was associated with a rapid elevation of circulating levels of markers of acute lipid and protein oxidation. Various studies have shown that the inflammatory capacity of inhalable particles is due more to their chemical composition and surface area than to their mass or volume. Fine and ultrafine or nanoparticles have a greater surface area in proportion to their mass than other particles; their well-documented greater toxicity is related to their greater oxidative capacity, resulting from the larger number of reactive groups on their surface, which leads to greater production of reactive oxygen species (48,49). The presence of transition metals such as iron, vanadium, chromium and nickel in their composition, as well as of quinones and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), may also be central to increased oxidative stress (40,41). Araújo et al. (46) compared the pro-atherogenic effects of inhalation of fine and ultrafine particles in genetically susceptible ApoE-null mice and found that atherosclerotic lesions were significantly more extensive and severe following exposure to ultrafine particles, which also inhibited the anti-inflammatory properties of HDL and increased systemic oxidative stress. The greater pro-oxidative effect of ultrafine particles would seem to be due to their higher organic carbon content, particularly PAHs. It thus appears that ultrafine particles are mainly responsible for the pro-atherogenic effects of inhalable particles through the production of free oxygen radicals and induction of oxidative stress. Their ability to modulate intracellular Ca 2+ concentrations, by stimulating the opening of particular calcium channels, also appears to lead to the production of reactive oxygen species (42). Through this increase in oxidative stress, ultrafine particles cause mitochondrial dysfunction, increasing production of the superoxide radical and activation of the transcription factor p53, which modulates programmed cell death through the release of pro-apoptotic factors such as cytochrome c and apoptosis-inducing factor, which in turn activate caspase pathways that initiate and effect cell death (50). These alterations may also be induced by ultrafine particles penetrating directly into mitochondria (46). 725

12 726 Rev Port Cardiol Vol. 28 Junho 09 / June 09 coronária e aórtica e o número de macrofagos alveolares que fagocitaram partículas PM 10 após exposição de coelhos Watanabe (com hiperlipidemia hereditária), durante semanas, a estas partículas. Há estudos que demonstraram que, especialmente as partículas ultrafinas e/ou componentes solúveis das outras partículas, podem atingir a circulação sistémica directamente e provocar rapidamente stresse oxidativo e inflamação a nível cardíaco e arterial com a consequente disfunção endotelial, portanto sem mediação da inflamação pulmonar (5,47). Na realidade, exposições agudas a partículas PM 2,5 associaram-se a rápida elevação dos níveis sanguíneos de marcadores de oxidação aguda lipídica e proteica. Segundo vários trabalhos a capacidade inflamatória das partículas inaláveis está mais relacionada com a sua superfície do que com a sua massa ou volume, e com a sua composição química. As partículas finas e em especial ultrafinas (ou nanopartículas) têm uma maior superfície por unidade de massa, estando bem documentada a sua maior toxicidade relativamente a outras partículas, o que estará relacionado com a sua maior capacidade oxidativa. Esta propriedade parece estar relacionada com um maior número de grupos reactivos na sua superfície e, assim, maior produção de espécies reactivas de O 2 (48,49). A presença de determinados metais de transição (ferro, vanádio, crómio, níquel, etc) na sua composição, bem como de quinonas e de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos parece ser, igualmente, determinante para maior indução de stresse oxidativo (40,41). Recentemente, Araújo e colabs (46) compararam os efeitos pró- -aterogénicos da inalação de partículas finas e de ultrafinas em ratos geneticamente susceptíveis(apoe-deficientes). Verificaram que as lesões ateroscleróticas eram significativamente mais extensas e mais graves nos expostos às partículas ultrafinas que apresentavam, também, inibição da capacidade anti-inflamatória das HDL e maior stresse oxidativo sistémico. Estes autores relacionaram o maior efeito pró- -oxidativo das partículas ultrafinas com a maior percentagem de carbono orgânico e, especialmente, com o conteúdo em hidrocarbonetos aromáticos policíclicos. Seriam, pois, estas partículas ultrafinas os principais responsáveis pelos efeitos pró-aterogénicos das partículas inaláveis através da produção de ra- 2 Autonomic nervous system dysfunction Autonomic dysfunction secondary to stimul ation of pulmonary nerve receptors following exposure to PM 10 and PM 2.5 has been described, caused both directly by the particles and by local oxidative stress and inflammation in the lungs, resulting in a reflex increase in heart rate (due to sympathetic hyperactivity and/or diminished parasympathetic activity), reduced heart rate variability and increases in arrhythmias (2,3,5). These particles may also have arrhythmogenic activity through their effects on cardiac ion channels (2,42). Cardiac autonomic dysregulation may also be related to the effect of oxidative stress on the cardiovascular regulatory nuclei in the central nervous system (51) ; at the same time, experimental studies have shown that autonomic dysregulation can itself trigger cardiac oxidative stress (52). 3 Influence on other risk factors It has also been suggested that particulate air pollution, particularly from fine particles, also has harmful effects by increasing blood pressure. Animal experiments have shown a link between acute fine particulate pollution and raised levels of endothelin 1, the effect of which on vascular tone and the sympathetic and central nervous systems being to increase blood pressure (3,42). A significantly stronger pressor response to angiotensin II was recently demonstrated in Sprague-Dawley rats exposed to PM 2.5, which suggests the response to these particles may be greater when there is prior activation of the renin-angiotensin system (26). In vitro experiments have also suggested that the particles vasoconstrictor effect may be mediated by activation of angiotensin II AT1 receptors (53). According to the same group, increased production of H 2 O 2 in endothelial cells through activation of NAD(P)H oxidase stimulated by pollutant particles plays an important part in the pathogenesis of vasoconstriction (54). Experiments in healthy adults have shown that acute exposure (2 hours) to fine particles and O 3 leads to raised DBP; the effect is related to the organic carbon content of the particles (27). As stated above, various epidemiological studies have shown that blood pressure levels rise at times of greater air pollution and at certain times of year (25,26,28). Such acute BP rises, particularly associated with PM 2.5 but also with CO

13 J. Braz Nogueira Rev Port Cardiol 2009; 28: dicais livres de oxigénio e consequente indução de stresse oxidativo. Também a capacidade para modular a concentração de Ca 2+ intracelular (pela estimulação da abertura de determinados canais de Ca 2+ ) parece ser responsável pela produção de espécies reactivas de O 2 (42). As partículas ultrafinas, através deste maior stresse oxidativo, provocam disfunção mitocondrial com produção adicional de radical superóxido e activação do factor de transcripção p53 que modula a morte celular programada por libertação de factores pró-apoptóticos, como o citocromo C e o factor indutor de apoptose, que activarão a via das caspases (caspases iniciadoras e efectoras de morte celular (50) ). Estas alterações podem, de igual modo, ser induzidas pela penetração directa das próprias partículas (ultrafinas) nas mitocôndrias (46). 2 Disfunção do sistema nervoso autónomo Tem sido também referida a disfunção autonómica secundária a estimulação de receptores nervosos pulmonares, quer directamente pelas próprias partículas, quer através do stresse oxidativo e inflamação locais pulmonares, com aumento reflexo da frequência cardíaca (hiperactividade simpática e/ou diminuição da actividade parassimpática) e diminuição da variabilidade da frequência cardíaca e aumento de arritmias (como foi demonstrado por exposição a partículas PM 10 e PM 2,5 (2,3,5) ). Estas partículas podem, inclusivamente, ter acção arritmogénica pelos efeitos directos nos canais iónicos cardíacos (2,42). Esta desregulação autonómica cardíaca poderá, igualmente, estar relacionada com o efeito do stresse oxidativo a nível de núcleos reguladores cardiovasculares no sistema nervoso central (51). Por outro lado, em trabalhos experimentais foi demonstrado poder a própria desregulação autonómica induzir stresse oxidativo cardiovascular (52). 3 Influência sobre outros factores de risco: elevação tensional, diabetes Também tem sido sugerido que o efeito deletério, especialmente das partículas finas, se faça através da elevação tensional por elas induzida. Experiências em animais de labora tório evidenciaram uma associação entre poluição aguda por aquelas partículas e aumento dos níveis de endotelina 1, tendo o seu efeito sobre and O 3, may be especially serious for those who already have hypertension, high cardiovascular risk and/or atherosclerotic disease, since they could provoke plaque rupture or myocardial, cerebral or peripheral ischemia (26). The fact that continuous or long-term intermittent exposure to particulate air pollution can contribute to the pathogenesis of hypertension, through autonomic dysregulation and/or through oxidative stress and systemic inflammation that induce endothelial dysfunction leading to functional and structural alterations in blood vessels, is a problem that has yet to be solved, but is of extreme importance given that air pollution may come to be considered a modifiable risk factor for hypertension. A link has also recently been demonstrated between exposure to airborne particles and future risk for diabetes and metabolic syndrome (5,55), which strengthens the possibility that increased cardiovascular risk secondary to particulate pollution may be partially due to its aggravating effect on other risk factors. To summarize, inhaled particles can cause the foregoing cardiovascular effects in the following ways (3,5) : a) through the release of prooxidant and pro-inflammatory mediators from the lungs into the circulation; b) through pulmonary reflexes that lead to autonomic dysfunction; and c) by ultrafine particles or soluble components of other inhaled particles passing directly into the circulation without causing pulmonary inflammation but with direct cardiovascular effects. The production of free oxygen radicals, and the consequent increase in oxidative stress, also appears to have a central role in the pathogenesis of cardiovascular injury (56). At the same time, other studies show that inhaled particles reduce the production of antioxidants such as superoxide dismutase, catalase, and glutathione peroxidase, which also contributes to oxidative stress (42,49). The importance of antioxidants in modulating the inflammatory response to the effects of inhaled particles is well established. Some authors have suggested that exposure to low concentrations of ultrafine diesel exhaust products should stimulate an effective antioxidant response, such as increased expression of heme oxygenase and superoxide dismutase, and that an inflammatory response and cell injury would only occur if 727

14 728 Rev Port Cardiol Vol. 28 Junho 09 / June 09 o tónus vascular, activação do sistema nervoso simpático e acção no sistema nervoso central sido apontada como responsável pela elevação tensional (3,42). Em ratos Sprague-Dowley foi recen temente evidenciada uma resposta pressora significativamente maior à angiotensina II nos animais expostos a concentrações elevadas de partículas finas, o que sugeria a possibilidade de haver uma resposta pressora maior a exposição por PM 2,5 quando existisse prévia activação do sistema renina-angiotensina (26). Em experiências in vitro foi também demonstrada a possibilidade do efeito vasoconstritor das partículas poder ser mediado por activação dos receptores AT1 da angiotensina II (53). Também o aumento da produção de H pelas células endoteliais por activação da NAD(P)H oxidase estimulada pelas partículas será, segundo os mesmos autores, importante na patogenese da vasoconstrição (54). Experiências em laboratório mostraram que, em adultos saudáveis, exposições agudas (2 horas) a partículas finas e a O 3 levaram a elevações da pressão diastólica que se relacionaram, em particular, com o conteúdo em carbono orgânico das partículas (27). Vários trabalhos e estudos epidemiológicos, como atrás já referimos, têm verificado a existência de elevações tensionais em períodos ou épocas do ano em que a poluição atmosférica é maior (25,26,28). Esta demonstração da elevação tensional aguda por exposição especialmente a PM 2,5 (mas também a CO e O 3 ) poderá ter importância em particular em indivíduos já hipertensos, com risco cardiovascular elevado e/ou doença aterosclerótica, pois poderá contribuir, por exemplo, para rotura duma placa de ateroma e/ou isquemia miocárdica, cerebral ou periférica (26). Se a exposição contínua ou por períodos intermitentes a longo prazo poderá contribuir para a patogenia da hipertensão arterial (quer através da desregulação autonómica, quer do stresse oxidativo e inflamação sistémica que induziriam disfunção endotelial levando a alterações vasculares funcionais e estruturais) é um problema que no presente momento ainda não tem resposta segura, mas que tem importância indubitável dada a hipótese desta poluição atmosférica poder vir a ser considerada um factor de risco potencialmente modificável para hipertensão arterial. Recentemente foi também evidenciada relação these defenses were overwhelmed by exposure to high particle concentrations, in what is known as a hierarchical oxidative stress response (57,58). Effective antioxidant responses to low levels of oxidative stress are related to activation of the transcription factor Nrf-2, which controls the expression of genes that code for antioxidant enzymes (49). If this defense mechanism is defective, or if it is overwhelmed by high levels of oxidative stress, the result is cytotoxicity. The effect of particulate pollution thus also depends on genetically determined defenses against oxidative stress. It has been demonstrated, for example, that diminished heart rate variability in the elderly induced by fine particles is only seen in those with the M1 deletion polymorphism of glutathione-s transferase (GTSM1) (59). The same authors also demonstrated that the effect of fine particles on autonomic function depends on expression of the inducible isoform of heme oxygenase (HMOX-1), which is expressed in greater quantities as a response to oxidative stress. The strongest effect of these particles was found in individuals with polymorphisms that resulted in reduced expression of HMOX-1 combined with the GTSM1 deletion, whose antioxidant response was seriously impaired (51). 4 Particles produced by nanotechnology At a time of rapid advances in nanotechnology, it has yet to be established whether the results of studies on air pollution from ultrafine particles can be extrapolated to engineered nanoparticles, which vary not only in size but also in shape, composition, structure, solubility, tendency to coalesce, surface area (48,60), and other characteristics. Normally harmless substances can become toxic in the form of nanoparticles (diameter of <0.1 µm) due to changes in their physical, chemical and structural properties (60). In 2006 there were already some 1400 species of nanoparticles, and advances in nanomedicine have been exponential (61), with some 9 billion dollars currently being spent annually on nanotechnology research worldwide (62). However, the properties that make nanoparticles so useful in medicine can also make them toxic (57) ; in 2008 the National Toxicology Program in the USA spent 5 million dollars on toxicology studies for nanomaterials (63). Current thinking is that the possible toxicity of nanoparticles is likely to be linked to the capacity

15 J. Braz Nogueira Rev Port Cardiol 2009; 28: entre exposição a partículas e o risco futuro de diabetes e síndrome metabólica (5,55), o que reforça a possibilidade do risco cardiovascular aumentado secundário a poluição por partículas em parte poder estar relacionado com o efeito deletério desta noutros factores de risco. Em resumo podem-se considerar as seguintes vias de acção das partículas inaladas para condicionar os citados efeitos cardiovasculares (3,5) : a) libertação de mediadores pró-oxidativos e pró-inflamatórios pulmonares para a circulação sistémica b) mecanismos nervosos reflexos pulmonares que condicionariam disfunção autonó mica c) passagem directa para a circulação sistémica das partículas ultra-finas ou de constituintes solúveis das partículas inaladas, sem inflamação local pulmonar, e que directamente teriam efeitos cardiovasculares. A produção de radicais livres de O 2 (espécies reactivas de O 2 ) e o consequente aumento do stresse oxidativo parece, contudo, ter um papel central na patogenia destas lesões cardiovasculares (56). Por outro lado há estudos que demonstram poderem as partículas reduzir a produção de anti-oxidantes como a superoxido dismutase, a catalase e o glutatião peroxidase o que contribuiria, também, para o aumento do stresse oxidativo (42,49). A importância dos anti-oxidantes na modulação da resposta inflamatória à acção das partículas tem sido, na realidade, evidenciada, tendo alguns autores proposto que exposição a baixas concentrações de partículas resultantes da combustão de diesel (ultrafinas) estimularia respostas anti-oxidantes eficazes, como a expressão aumentada da heme-oxigenase e da superoxido dismutase, e que só existiria resposta inflamatória e lesão celular quando estas defesas fossem ultrapassadas por exposição a concentrações elevadas de partículas (a chamada resposta hierárquica ao stresse oxidativo (57,58) ). As respostas anti-oxidantes (eficazes) a baixos níveis de stresse oxidativo estão relacionadas com a activação do factor de transcrição Nrf-2 que controla a expressão de genes que codificam enzimas anti-oxidantes (49). Se houvesse qualquer defeito neste mecanismo de defesa ou quando os níveis de stresse oxidativo o ultrapassassem surgiria, então, citotoxicidade. O efeito das partículas depende, assim, também das defesas geneticamente determinadas of various of their characteristics to generate reactive oxygen species. However, as Nel et al. point out (48), it remains to be established whether the specific physical and chemical properties of nanoparticles will give rise to new mechanisms of injury and thus new pathologies. It is therefore essential to understand how they interact with biological systems and to assess the benefits and risks of their use with great care, particularly when they are deliberately administered for medical purposes (61,64). CONCLUSIONS In conclusion, a wide range of experimental and epidemiological studies have shown that air pollution is an important determinant of overall cardiovascular risk and can influence traditional risk factors. Alterations induced by air pollution, especially by fine and ultrafine particles, contribute in the long term to the development and progression of atherosclerosis and, in acute exposures, promote atherosclerotic plaque instability and acute cardiovascular events (stroke, myocardial infarction, arrhythmias and sudden death). There are also recent concerns about the risks and benefits of the use of nanomaterials in medicine. It should also be remembered that alterations caused by environmental factors, in this case air pollution, may be affected by genetic factors, so that the presence of a particular polymorphism could alter the effect of one of the most common risk factors or of a particular pollutant (59). Gene-environment interactions are thus of great importance, especially when dealing with the prevention, development, progression and treatment of common conditions such as hypertension, diabetes, and atherosclerotic coronary and cerebrovascular disease. Nevertheless, many questions remain, but it is to be hoped that in the future, rapid developments in molecular biology, nanotechnology, proteomics and genomics will help to clarify the complex biological mechanisms involved in cardiovascular injury caused by particulate pollution, and that the clinical significance of the cardiovascular effects of air pollution will be understood in the context of other cardiovascular risk factors, given the enormous number of people constantly exposed to its effects. 729

16 730 Rev Port Cardiol Vol. 28 Junho 09 / June 09 anti-stresse oxidativo. Foi demonstrado, por exemplo, que em idosos a diminuição da variabilidade da frequência cardíaca induzida pelas partículas finas só se evidenciava em indivíduos com o polimorfismo de delecção do glutatião S-transferase M1 (GTSM 1 ) (59). Estes autores demonstraram, de igual modo, que o efeito das partículas finas sobre a função autonómica dependia da maior ou menor expressão da isoforma indutível da heme- -oxigenase (HMOX-1), cuja expressão aumentada constituiria, também, uma resposta contra o stresse oxidativo. O efeito mais acentuado daquelas partículas verificou-se nos indivíduos com polimorfismos genéticos que levavam a menor expressão da HMOX-1 combinada com a delecção GTSM 1, em que a resposta anti- -oxidativa estava francamente comprometida (51). 4 Partículas produzidas por Nanotecnologia Numa época de grande desenvolvimento da nanotecnologia não se sabe se os resultados dos estudos com partículas ultrafinas de poluição atmosférica poderão ser extrapolados para partículas originadas por engenharia nanotecnológica, partículas estas que poderão variar não só nas dimensões mas também na forma, composição, estrutura, solubilidade, agregação, superficie, (48,60) etc. Substâncias habi tualmente inócuas podem tornar-se tóxicas devido a alteração das suas propriedades físicas, químicas e estruturais que só se evidenciam quando se apresentam como nanopartículas (diâmetro < 0,1µm) (60). Em 2006 existiam já cerca de 1400 espécies de nanopartículas e os progressos em nanomedicina têm sido ex po - nenciais (61). Presentemente, em todo o mundo, serão gastos por ano 9 biliões de dólares em nanotecnologia (62). Contudo, as mesmas propriedades que tornam as nanopartículas tão úteis em medicina podem contribuir para a sua toxicidade (57) avaliando-se, por exemplo, que nos EUA em 2008 no National Toxicology Program tenham sido gastos 5 milhões de dólares no estudo toxicológico dos nanomateriais (63). Devido a várias das características das nanopartículas a sua eventual toxicidade está correntemente ligada à sua capacidade de gerarem espécies reactivas de oxigénio. Contudo, como refere Nel e colabs (48), continua por determinar se as propriedades físico- -químicas únicas das nanopartículas virão a ser responsáveis por novos mecanismos de lesão e se delas resultarão novas patologias sendo, pois, fundamental a compreensão das in teracções des - tes nanomateriais com os sistemas biológicos e a avaliação cuidadosa dos benefícios e dos riscos da utilização das nanopartículas, particular mente quando são intencionalmente administradas com fins médicos (61,64). CONCLUSÃO Em conclusão podemos dizer que dos vários trabalhos experimentais e estudos epidemiológicos se tem evidenciado que a poluição atmosférica será um importante determinante do risco cardiovascular global e poderá influenciar outros factores de risco clássicos. Na realidade as alterações induzidas pela poluição atmosférica, especialmente por partículas finas e ultra-finas, a longo prazo contribuirão para o desenvolvimento e progressão da aterosclerose e, no curto prazo, aquando de exposições agudas, poderão contribuir para a instabilização das placas de ateroma e acidentes cardiovasculares agudos (AVC, enfarte agudo do miocárdio, arritmias e morte súbita). Existe, ainda, o paradigma recente do risco benefício da utilização dos nanomateriais em medicina. Tem que se levar em consideração, igualmente, que as alterações induzidas pelos factores ambientais, nomeadamente pela poluição atmosférica, possam ser geneticamente condicionadas, mas que a presença, por exemplo, de determinados polimorfismos genéticos possa condicionar de uma determinada maneira o efeito de um dos factores de risco mais frequentes e de outro modo o efeito de um dos poluentes atmosféricos (59) sendo, assim, de grande importância levar em consideração as interacções genes/ambiente especialmente quando se aborda a prevenção, eclosão, progressão ou terapêutica das chamadas doenças comuns como é o caso da hipertensão arterial, diabetes, doença aterosclerótica coronária e cerebrovascular. Contudo, mantêm-se ainda muitas interrogações sendo de prever, no entanto, que no futuro, com o acelerado desenvolvimento da biologia molecular, da nanotecnologia, da protémica e da genómica, por um lado se venham a esclarecer os complexos mecanismos biológicos envolvidos na lesão cardiovascular

17 J. Braz Nogueira Rev Port Cardiol 2009; 28: condicionada pela acção das partículas e, por outro, se consiga esclarecer o significado clínico destes efeitos cardiovasculares relacionados com a poluição atmosférica no conjunto dos vários factores de risco cardiovascular e levando em consideração o elevadíssimo número de pessoas constantemente expostas aos seus efeitos. Pedido de separatas para: Adress for reprints: J. BRAZ NOGUEIRA Faculdade de Medicina de Lisboa LISBOA jnogueira@fm.ul.pt BIBLIOGRAFIA / REFERENCES 1 World Health Organization. World Health Report 2002: reducing risks and promoting healthy life. WHO Geneve, Brook RD, Franklin B, Cascio W et al. Air pollution and cardiovascular disease: a Statement for Healthcare Professionals from the Expert Panel on Population and Prevention Science of the American Heart Association. Circulation 2004;109: Brook RD, Brook JR, Rajagopalan S. Air Pollution. The Heart of the Problem. Curr Hypertens Rep. 2003;5: Bhatnagar A. Environmental cardiology: studying mechanistic links between pollution and heart disease. Circ Res 2006;99: Brook RD. Cardiovascular effects of air pollution. Clin Sci. 2008;115: Zanobetti A, Schwartz J, Samoli E et al. The temporal pattern of respiratory and heart disease mortality in response to air pollution. Environ Health Perspect 2003;111: Samet JM, Dominici F, Curriero FC et al. Fine particulate air pollution and mortality in 20 U.S. cities, N Engl J Med 2000;343: Morris RD. Airborne particulates and hospital admissions for cardiovascular disease: a quantitative review of the evidence. Environ Health Perspect 2001;109(suppl 4): Dominici F, Peng RD, Bell ML et al. Fine particulate air pollution and hospital admission for cardiovascular and respiratory disease. JAMA 2006;295: Pope CA III, Muhlestein JB, May HT et al. Ischemic heart disease events triggered by short-term exposure to fine particulate air pollution. Circulation 2006;114: Gold DR, Litonjua A, Schwartz J et al. Ambient Pollution and Heart Rate Variability. Circulation 2000;101: Peters A, Lin E, Verrier RL et al. Air pollution and incidence of cardiac arrhythmia. Epidemiology 2000;11: Maynard D, Coull BA, Gryparis A, Schwartz J. Mortality Risk Associated with Short-Term Exposure to Traffic Particles and Sulfates. Environ Health Perspect 2007;115: Franchini M, Mannucci M. Short-term effects of air pollution on cardiovascular diseases: outcomes and mechanisms. J Thromb Haemost 2007;5: Torén K, Bergdahl IA, Nilsson T, Jävholm B. Occupational exposure to particulate air pollution and mortality due to ischaemic heart disease and cerebrovascular disease. Occup Environ Med 2007;64: Mills NL, Tornqvist H, Gonzalez MC et al. Ischemic and Thrombotic Effects of Dilute Diesel-Exhaust Inhalation in Men With Coronary Heart Disease. N Engl J Med 2007;357: Chuang KJ, Coull BA, Zanobetti A et al. Particulate Air Pollution as a Risk Factor for ST-Segment Depression in Patients With Coronary Artery Disease. Circulation 2008;118: Hong YC, Lee JT, Kim H et al. Air pollution: a new risk factor in ischemic stroke mortality. Stroke 2002;33: Tsai SS, Goggins WB, Chiu HF et al. Evidence for an association between air pollution and daily stroke admissions in Kaohsiung, Taiwan. Stroke 2003 ;34: Wellenius GA, Schwartz J, Mittleman MA. Air pollution and hospital admissions for ischemic and hemorrhagic stroke among medicare beneficiaries. Stroke 2005;36: Maheswaran R, Haining RP, Brindley P et al. Outdoor air pollution and stroke in Sheffield, United Kingdom: a small-area level geographical study. Stroke 2005;36: Buggeri A, Bellini O, Terracini B. Meta-analysis of the Italian studies on short-term effects of air pollution (MISA) Epidemiol Prev 2004;5 (suppl):

18 Rev Port Cardiol Vol. 28 Junho 09 / June Kettunen J, Lanki T, Tittanen P et al. Association of fine and ultrafine particulate air pollution with stroke mortality in an area of low air pollution levels. Stroke 2007;38: Kan H, London SJ, Chen G et al. Differentiating the effects of fine and coarse particles on daily mortality in Shanghai, China. Environ Internat 2007;33: Ibald-MulliA, Stieber J, Wichmann H-E, Kolnig W, Peters A. Effects of Air Pollution on Blood Pressure: A Population- Based Approach. Am J Public Health 2001;91: Brook RD. Why Physicians Who Treat Hypertension Should Know More About Air Pollution. J Clin Hypertens 2007;9: Urch B, Silverman F, Corey P et al. Acute Blood Pressure Responses in Healthy Adults During Controlled Air Pollution Exposures. Environ Health Perspect 2005;113: Santos UP, Braga ALF, Giorgi DMA et al. Effects of air pollution on blood pressure and heart rate variability: a panel study of vehicular traffic controllers in the city of São Paulo, Brazil. Eur Heart J 2005;26: Zanobetti A, Schwartz J. Are Diabetics More Susceptible to the Health Effects of Airborne Particles? Am J Respir Care Med 2001;164: Dubowsky SD, Suh H, Schwartz J, Coull BA, Gold DR. Diabetes, Obesity, and Hypertension May Enhance Associations between Air Pollution and Markers of Systemic Inflammation. Environ Health Perspect 2006;114: Peel JL, Metzger KB, Klein M, Flanders WD, Mulholland JA, Tolbert PE. Ambient Air Pollution and Cardiovascular Emergency Department Visits in Potentially Sensitive Groups. Am J Epidemiol 2007;165: Pope CA, Burnett RT, Thurston GD et al. Cardiovascular mortality and long-term exposure to particulate air pollution: epidemiological evidence of general pathophysiological pathways of disease. Circulation 2004;109: Dockery DW, Pope CA III, Xu X et al. An association between air pollution and mortality in six U.S. cities. N Engl J Med 1993;329: Laden F, Schwartz J, Splizer FE, Dockery DW. Reduction in Fine Particulate Air Pollution and Mortality. Extended Followup of the Harvard Six Cities Study. Am J Respir Crit Care Med 2006;173: Miller KA, Siscovick DS, Sheppard L et al. Long-term exposure to air pollution and incidence of cardiovascular events in women. N Engl J Med 2007;356: Pope CA, Burnett RT, Thun MJ et al. Lung Cancer, Cardiopulmonary Mortality, and Long-term Exposure to Fine Particulate Air Pollution. JAMA 2002;287: Kunzli N, Jerrett M, Mack W J et al. Ambient Air Pollution and Atherosclerosis in Los Angeles. Environ Health Perspect 2005;113: Bateson TF, Schwartz J. Who is Sensitive to the Effects of Particulate Air Pollution on Mortality? A Case-Crossover Analysis of Effect Modifiers. Epidemiology 2004;15: Pope CA. Mortality effects of longer term exposures to fine particulate air pollution: review of recent epidemiological evidence. Inhal Toxicol 2007;19(suppl)1: Donaldson K, Stone V, Seaton A, MacNee W. Ambient Particle Inhalation and the Cardiovascular System: Potential Mechanisms. Environ Health Perspect 2001 ; 109 (suppl 4): Nel A. Air Pollution-Related Illness: Effects of Particles. Science 2005;308: Bai N, Khazali M, van Eeden SF, Laher I. The pharmacology of particulate matter air pollution-induced cardiovascular dysfunction. Pharmacol Therapeut 2007;113: Nurkiewicz TR, Porter DW, Barger M, Castranova V, Boegehold MA. Particulate Matter Exposure Impairs Systemic Microvascular Endothelium-Dependent Dilation. Environ Health Perspect 2004;112: Brook RD, Brook JR, Urch B, Vincent R, Rajagopalan S, Silverman F. Inhalation of Fine Particulate Air Pollution and Ozone Causes Acute Arterial Vasoconstriction in Healthy Adults. Circulation 2002;105: Suwa T, Hogg JC, Quinlan KB et al. Particulate Air Pollution Induces Progression of Atherosclerosis. J Am Coll Cardiol 2002;39: Araújo JA, Barafas B, Klinman M et al. Ambient Particulate Pollutants in the Ultrafine Range Promote Early Atherosclerosis and Systemic Oxidative Stress. Circ Res 2008;102: Nemmer A, Hoet PHM, Vanquickenborne B et al. Passage of Inhaled Particles Into the Blood Circulation in Humans. Circulation 2002;105: Nel A, Xia T, Mädler L, Li N. Toxic Potential of Materials at the Nanolevel. Science 200;311: Behndig AF, Mudway IS, Brown JL et al. Airway antioxidant and inflammatory responses to diesel exhaust exposure in healthy humans. Eur Respir J 2006;27: Dagher Z, Garçon G, Billet S et al. Activation of different pathways of apoptosis by air pollution particulate matter (PM2.5) in human epithelial lung cells (L132) in culture. Toxicology 2006;225: Chahine T, Baccarelli A, Litonjua A et al. Particulate Air Pollution, Oxidative Stress Genes, and Heart Rate Variability in an Elderly Cohort. Environ Health Perspect 2007;115:

19 J. Braz Nogueira Rev Port Cardiol 2009; 28: Rhoden CR, Wellenius GA, Ghelfi E, Lawrence J, González-Flecha B. PM-induced cardiac oxidative stress and dysfunction are mediated by autonomic stimulation. Biochimica et Biophysica Acta 2005;1725: Li Z, Carter JD, Dailey LA, Huang Y-CT. Pollutant Particles Produce Vasoconstriction and Enhance MAPK Signaling via Angiotensin Type I Receptor. Environ Health Perspect 2005;113: Li Z,, Hyseni X, Carter JD, Soukup JM, Dailey LA, Huang Y-CT. Pollutant particles enhance H2O2 production from NAD(P)H oxidase and mitochondria in human pulmonary artery endothelial cells. Am J Physiol Cell Physiol 2006; 291: C357- C Brook RD, Jerrett M, Brook JR, Bard RL, Finkelstein MM. The relationship between diabetes mellitus and traffic-related air pollution. J Occup Environ Med 2008;50: Simkhovich BZ, Kleiman MT, Kloner RA. Air Pollution and Cardiovascular Injury. Epidemiology, Toxicology and Mechanisms. J Am Coll Cardiol 2008;52: Xia GG, Wang M, Li N, Loo JA, Nel AE. Use of Proteomics to Demonstrate a Hierarchical Oxidative Stress Response to Diesel Exhaust Particle Chemicals in a Macrophage Cell Line. J Biol Chem 2003;278: Li N, Wang M, Oberley TD, Sempf JM, Nel AE. Comparison of the pro-oxidative and proinflammatory effects of organic diesel exhaust particle chemicals in bronchial epithelial and cells and macrophages. J Immunol 2002;169: Schwartz J, Park SK, O Neill MS et al. Glutathione- S-transferase M1, obesity, statins, and autonomic effects of particles: gene by drug by environment interaction. Am J Respir Crit Care Med 2005;172: Stone V, Johnstone H, Clift MJ. Air pollution, ultrafine and nanoparticle toxicology: cellular and molecular interactions. IEEE Trans Nanobioscience 2007;6: Brewer M, Zhang T, Dong W, Rutherford M, Tian ZR. Future approaches of nanomedicine in clinical science. Med Clin North Am 2007;91: Medina C, Santos-Martinez MJ, Rodomski A, Corrigan OI, Radomski MW. Nanoparticles: pharmacological and toxicological significance. Br J Pharmacol 2007;150: Service RF. Nanotechnology grows up. Science 2004, 304: Resnik DB, Tinkle SS. Ethics in nanomedicine. Nanomed 2007;2: