Desarrollo de Alergias: Peligro oculto del Oxígeno

Los intermedios reactivos de oxígeno de larga vida que se desarrollan en partículas en la atmósfera podrían explicar por qué cada vez más personas sufren alergias.

Los nuevos hallazgos de los investigadores del Instituto Max Planck de Química y del Instituto Paul Scherrer en Suiza ayudan a explicar cómo se forman las sustancias tóxicas y causantes de alergias en nuestro aire. Los científicos han detectado por primera vez intermediarios reactivos de oxígeno de larga vida en la superficie de partículas de aerosol. Estas formas de oxígeno sobreviven aquí durante más de 100 segundos y en ese tiempo reaccionan con otros contaminantes del aire, como los óxidos de nitrógeno. Químicamente hablando, las partículas de polvo se oxidan y nitrados. Esto es lo que hace que las partículas de hollín sean más tóxicas y aumenta el potencial del polen para causar alergias.

Aunque los científicos han sospechado durante años que estas formas intermedias existen, se creía que desaparecían en una fracción de segundo, y por lo tanto tenían poco impacto en los procesos químicos en la atmósfera. Las formas intermedias de oxígeno se desarrollan cuando el ozono reacciona con partículas como hollín, hidrocarburos aromáticos policíclicos o proteínas de polen.

«Nuestra investigación no solo resuelve las contradicciones anteriores entre los cálculos teóricos y las mediciones, sino que también muestra que los intermedios también son responsables de muchas reacciones atmosféricas y fisiológicas», dijo Manabu Shiraiwa, autor principal del estudio.
Ulrich Pöschl, jefe del grupo de investigación de aerosoles del Instituto Max Planck de Maguncia, va un paso más allá: «Sospechamos que el aumento de las alergias en los países industrializados está relacionado con estas reacciones. Cuanto más óxidos de ozono y nitrógeno son emitidos por la industria y el tráfico, más frecuentemente se nitran moléculas orgánicas, como las proteínas de polen de abedul, y esto es lo que irrita nuestro sistema inmunológico.»Pöschl y sus colegas han obtenido pruebas de que estas proteínas nitradas pueden causar reacciones alérgicas más graves que la forma de proteína nativa. Si se confirma esta hipótesis, la salud humana correría un riesgo aún mayor de lo que se pensaba debido a las emisiones relacionadas con la combustión.

Los intermedios reactivos de oxígeno también pueden explicar algunos de los efectos adversos directos para la salud del hollín diesel y las partículas de humo de tabaco. Los hidrocarburos aromáticos policíclicos que se encuentran en la superficie de estas partículas reaccionan de nuevo fácilmente con el ozono y forman intermedios reactivos de oxígeno de larga vida. Si las partículas se inhalan, interactúan directamente con los procesos fisiológicos en el pulmón humano y otros órganos.
Los científicos asumen también que los intermedios de oxígeno pueden tener un efecto indirecto en nuestro clima. Es de suponer que participan en la formación y el crecimiento de partículas orgánicas finas a partir de compuestos orgánicos volátiles emitidos tanto de fuentes naturales como manufacturadas, como la vegetación y las actividades industriales. Estas partículas dispersan la luz solar e influyen en la formación de nubes y precipitaciones, afectando así el equilibrio energético de la Tierra y el ciclo hidrológico.

Para cuantificar la abundancia atmosférica y los efectos climáticos de los intermedios reactivos de oxígeno, los investigadores de Max Planck, con sede en Mainz, realizarán más experimentos cinéticos y extensas simulaciones numéricas. En colaboración con socios biomédicos, también están investigando los efectos fisiológicos de las proteínas nitradas formadas por los intermedios de oxígeno que reaccionan con óxidos de nitrógeno.
(SB/MF)

Publicación original:
Shiraiwa M. et al.: The role of long-lived reactive oxygen intermediates in the reaction of ozone with aerosol particles. Química de la naturaleza, 20. Febrero de 2011; doi: 10.1038 / NCHEM.988

http://www.mpg.de/