Los quinones y compuestos químicos aromáticos en material particulado inducen disfunción mitocondrial: implicaciones para la toxicidad de partículas ultrafinas

Los contaminantes particulados causan efectos adversos en la salud a través de la generación de estrés oxidativo. Una pregunta clave es si estos efectos son mediados por las partículas o por sus compuestos químicos. En este artículo mostramos que los compuestos orgánicos alifáticos, aromáticos y polares, fraccionados de partículas de humo de diesel (DEPs), ejercen efectos tóxicos diferenciales en células RAW 264.7. Los análisis celulares mostraron que la fracción polar enriquecida en quinona era más potente que la fracción aromática enriquecida en hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH) en la generación de O2.-, disminución del potencial de membrana (Delta-Psi m), pérdida de la masa de la membrana mitocondrial e inducción de apoptosis. Un efecto importante de la fracción polar fue promover la apertura del poro de transición de permeabilidad (PTP) sensible a la ciclosporina A (CsA) en mitocondrias de hígado aisladas. Este efecto de apertura depende de un efecto directo sobre el PTP a dosis bajas así como de un efecto sobre Delta-Psi m a dosis altas en mitocondrias cargadas de calcio (Ca2+). El efecto directo sobre el PTP fue imitado por los quinones de DEP en ciclo redox. Aunque la fracción alifática no perturbó la función mitocondrial, la fracción aromática aumentó la capacidad de retención de Ca2+ a dosis bajas e indujo hinchazón mitocondrial y una disminución en Delta-Psi m a dosis altas. Este efecto de hinchazón fue en su mayor parte insensible a CsA y pudo ser reproducido por una mezcla de PAHs presentes en DEPs. Estos efectos químicos sobre mitocondrias aisladas pudieron ser reproducidos por DEPs intactos así como por partículas ultrafinas (UFPs) del ambiente. En contraste, las nanopartículas de poliestireno comercial no lograron ejercer efectos mitocondriales. Estos resultados sugieren que los efectos de los DEP y UFP sobre el PTP y Delta-Psi m son mediados por químicos adsorbidos en lugar de por las partículas mismas.