Lau Wing-Ngar Vivian. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 2002. / Includes bibliographical references (leaves 135-144). / Abstracts in English and Chinese. / Acknowledgements --- p.i / Abstract --- p.ii / Abbreviations --- p.vi / List of figures --- p.viii / List of tables --- p.xi / Contents --- p.xiii / Chapter 1 --- Introduction --- p.1 / Chapter 1.1 --- General introduction --- p.1 / Chapter 1.2 --- Roadside air pollution worldwide and in Hong Kong --- p.2 / Chapter 1.2.1 --- Air quality in Hong Kong --- p.3 / Chapter 1.3 --- Characteristics of particulate matter --- p.9 / Chapter 1.4 --- Composition and sources of particulate matter --- p.11 / Chapter 1.5 --- Toxic effects of particulate matter --- p.12 / Chapter 1.5.1 --- Lung injury --- p.12 / Chapter 1.5.2 --- Cardiovascular injury --- p.15 / Chapter 1.5.3 --- Mutagenesis and carcinogenesis --- p.16 / Chapter 1.6 --- Aims of my study --- p.16 / Chapter 2 --- Toxic Effects of Heavy Metals Ions on Selected Cultured Cell-lines --- p.18 / Chapter 2.1 --- Introduction --- p.18 / Chapter 2.1.1 --- Metals --- p.18 / Chapter 2.1.1.1 --- Cadmium --- p.22 / Chapter 2.1.1.2 --- Chromium --- p.23 / Chapter 2.1.1.3 --- Lead --- p.25 / Chapter 2.1.1.4 --- Zinc --- p.26 / Chapter 2.1.2 --- Metallothioneins --- p.28 / Chapter 2.1.3 --- p53 --- p.31 / Chapter 2.1.4 --- Tumor Necrosis Factor-alpha (TNF-α) --- p.32 / Chapter 2.1.5 --- Aims of this chapter --- p.32 / Chapter 2.2 --- Materials and methods --- p.35 / Chapter 2.2.1 --- Reagents --- p.35 / Chapter 2.2.2 --- Cultured Cell lines --- p.35 / Chapter 2.2.2.1 --- PU5-18 --- p.36 / Chapter 2.2.2.2 --- LL24 --- p.36 / Chapter 2.2.2.3 --- HBE4-E6/E7 --- p.37 / Chapter 2.2.3 --- Cytotoxicity assays --- p.37 / Chapter 2.2.4 --- ELISA assays --- p.40 / Chapter 2.2.4.1 --- ELISA assay ofp53 levels --- p.41 / Chapter 2.2.4.2 --- ELISA assay of TNF-α levels --- p.43 / Chapter 2.2.5 --- MT gene expression studies by Luciferase assay --- p.44 / Chapter 2.2.5.1 --- PCR amplification --- p.44 / Chapter 2.2.5.2 --- 5´ة End modification of PCR amplified DNA --- p.44 / Chapter 2.2.5.3 --- Ligation of DNA fragment to linearized vector --- p.46 / Chapter 2.2.5.4 --- E. coli. transformation by heat shock --- p.46 / Chapter 2.2.5.5 --- PCR sequencing --- p.47 / Chapter 2.2.5.6 --- Transfection of plasmid into HBE4-E6/E7 cells --- p.49 / Chapter 2.2.5.7 --- Data analysis --- p.50 / Chapter 2.3 --- Results and discussion --- p.51 / Chapter 2.3.1 --- Cytotoxicity assays --- p.51 / Chapter 2.3.2 --- Combination effects of metals on cytotoxicity --- p.61 / Chapter 2.3.3 --- p53 --- p.65 / Chapter 2.3.4 --- TNF-α --- p.68 / Chapter 2.3.5 --- MT gene expression studies by Luciferase assay --- p.69 / Chapter 2.4 --- Conclusion --- p.74 / Chapter 3 --- Effects of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) on Cultured Cell-lines --- p.75 / Chapter 3.1 --- Introduction --- p.75 / Chapter 3.2 --- Materials and methods --- p.79 / Chapter 3.2.1 --- Reagents --- p.79 / Chapter 3.2.2 --- Cell culture --- p.79 / Chapter 3.2.3 --- AlamarBlue assay --- p.80 / Chapter 3.2.4 --- EROD assay --- p.80 / Chapter 3.3 --- Results and discussion --- p.84 / Chapter 3.4 --- Conclusion --- p.88 / Chapter 4 --- Chemical and Biological Assays on Roadside Dust --- p.89 / Chapter 4.1 --- Introduction --- p.89 / Chapter 4.1.1 --- Composition of particulate matter in Hong Kong --- p.89 / Chapter 4.1.2 --- Metal contents of particulate matter in Hong Kong --- p.91 / Chapter 4.1.3 --- Possible adverse health impacts of particulate matter --- p.94 / Chapter 4.1.3.1 --- In vitro studies using different cell models --- p.94 / Chapter 4.1.3.2 --- In vivo studies using rodents --- p.97 / Chapter 4.1.3.3 --- Epidemiological studies --- p.98 / Chapter 4.1.4 --- Aims of this chapter --- p.100 / Chapter 4.2 --- Materials and methods --- p.101 / Chapter 4.2.1 --- Sampling of roadside dust --- p.101 / Chapter 4.2.2 --- Chemical analysis of roadside dust --- p.104 / Chapter 4.2.2.1 --- Reagents --- p.104 / Chapter 4.2.2.2 --- Total metal contents --- p.105 / Chapter 4.2.2.3 --- Extractable metal contents --- p.105 / Chapter 4.2.3 --- Biological assays --- p.105 / Chapter 4.2.3.1 --- Cell models --- p.106 / Chapter 4.2.3.2 --- Pretreatment of roadside dust --- p.106 / Chapter 4.2.3.3 --- AlamarBlue assay --- p.106 / Chapter 4.2.3.4 --- ELISA assays --- p.108 / Chapter 4.2.3.5 --- Luciferase assay --- p.108 / Chapter 4.3 --- Results and discussion --- p.110 / Chapter 4.3.1 --- Total metal contents --- p.110 / Chapter 4.3.2 --- Extractable metal contents --- p.113 / Chapter 4.3.3 --- AlamarBlue assay --- p.116 / Chapter 4.3.4 --- p53 --- p.122 / Chapter 4.3.5 --- TNF-α --- p.122 / Chapter 4.3.6 --- Luciferase assay --- p.126 / Chapter 4.4 --- Conclusion --- p.129 / Chapter 5 --- General discussion and conclusion --- p.130 / Chapter 6 --- References --- p.135

Objetivo: checar se poluentes do ar urbano de São Paulo induzem alterações sangüíneas e cardiopulmonares. MM: camundongos Balb/c foram expostos por 7, 14, 21, 30 e 45 dias em 3 câmaras: Limpa (controle), Intermediária (seletiva ao PM) e Suja (ar externo). Após exposição, os animais foram ventilados (FlexiVent) e coletados dados de mecânica pulmonar, sangue, coração e pulmão. Foram registrados PM, CO, SO2 e NO2 diários. Resultados: aos 21 e 45 dias coincidentes com picos de poluição houve aumento da resistência de via aérea (45d p=0,012), leucocitose (21d p < 0,001 e 45d p=0,039) e vasoconstricção pulmonar (21d p=0,034) nos animais da Câmara Suja, sem alteração de coronárias. Nenhum poluente excedeu limites de qualidade de ar / Objective: verify if air pollution of São Paulo city induces alterations in blood and cardiopulmonary systems. MM: Balb/c mice were exposed during 7, 14, 21, 30 and 45 days to 3 chambers: Clean (control), Intermediate (PM only) and Dirty (external air). After exposure, animals were ventilated (FlexiVent) and collected lung mechanics data and blood, heart and lung. PM, CO, SO2 e NO2 were measured daily. Results: on day 21 and 45, coincidently to peak of pollutions, there was proximal airway resistance increase (45d p=0.012), leukocytosis (21d p < 0.001 and 45d p=0.039) and vasoconstriction of peribronchiolar arterioles (21d p=0.034) in animals of Dirty Chamber with no alterations of coronaries. Neither pollutants exceeded the standard limits

A poluição atmosférica de grandes centros urbanos é relacionada com o aumento dos índices de mortalidade e morbidade, principalmente em indivíduos com predisposição às doenças cardiovasculares e progressão da aterosclerose. Com o objetivo de verificar o potencial aterogênico da poluição atmosférica da cidade de São Paulo avaliamos o comportamento do estresse oxidativo e produção de auto-anticorpos em modelo murino experimental \"in vivo\". Foram analisados os seguintes parâmetros: quantidade de lipídeo e espessura da placa aterosclerótica por analisador de imagens, oxidação da LDL sérica (TBARS) e tecidual e imunohistoquímica (8-isoprostano), ativação macrofágica (imunohistoquímicaMAC2) e produção de anticorpos anti-LDL oxidada (LDLox) e anti-peptídeo D da apoB-100 (ELISA). Os dados foram estudados na emergência, arco e porção descendente da aorta em 40 camundongos LDLR - / - knockout, machos, 30 dias de idade expostos às câmaras de intoxicação seletiva não filtrada e filtrada para material particulado e gases tóxicos, no período de Maio/Setembro de 2004. Nesse período não houve ultrapassagem dos níveis aceitáveis de poluição. Os animais foram divididos em 4 grupos: Filtrada-Padrão (FP), Filtrada-E.Col.(FEcol), Poluída-Padrão (PP) e Poluída-E.Col.(PEcol). Obtivemos os seguintes resultados: maior aumento dos níveis de colesterol total nos grupos FEcol e PEcol (p<0,05); triglicérides séricos menores no grupo PEcol (p<0,05); aceleração de oxidação LDL sanguínea apenas no grupo PEcol; índices aumentados de anticorpos anti-LDLox e anticorpos anti-peptídeo D nos grupos PP e PEcol em relação aos demais (p<0,05); maior quantidade de gordura na raiz da aorta nos grupos com dieta Ecol (p<0,05) porém com espessura da placa superior apenas no grupo PEcol (p<0,05). A região descendente e o arco (núcleo necrótico e placa aterosclerótica) não apresentaram diferenças na análise de estresse oxidativo. A quantificação de macrófagos na aorta descendente foi maior no grupo FEcol em relação aos animais com dieta padrão (p<0,05). O núcleo necrótico e placa aterosclerótica do arco aórtico apresentaram o mesmo comportamento: FEcol maior que PP e FP (p<0,05). Concluímos que a poluição atmosférica urbana, mesmo em níveis considerados aceitáveis, potencializa a progressão da aterosclerose. / Epidemiologic studies have shown important relationship between atherogenic cardiovascular morbid-mortality and acute or chronic exposure to air pollution. We aim to study the atherogenic potential of São Paulo urban air pollution analyzing the plaque formation and its physiopathology through oxidative stress and auto-antibody production in a murine experimental model in vivo. We quantified the lipid deposit in the atherosclerotic plaque and its thickness by Image Analyzer, LDL oxidation in blood by TBARS and tissue by 8-isoprosthane, production of anti oxLDL and anti peptide D of apoB-100 antibodies by ELISA and macrophage activation through MAC2 staining. We analyzed three regions of the aorta: emergency, arch and descendent in 40 LDLR - / - knockout mice, male, 30 days old exposed to selective intoxication chambers with filters or not for particulate matter and toxic gases, during May to September 2004, when pollution did not overpass standard limits of air quality. Mice were divided in four groups: Filtered-Normal diet (FN), Filtered-enriched cholesterol diet (FEchol), Polluted-Normal diet (PN) and Polluted-enriched cholesterol diet (FEchol). Our results were: the highest amount of total cholesterol levels in FEchol and PEchol groups (p<0,05); the lowest triglycerides in PEchol mice (p<0,05); increment of oxLDL in blood only in PEchol animals; higher anti oxLDL and anti-peptide D antibodies in PN and PEchol than other groups (p<0,05); similar amounts of lipids in atherosclerotic plaque in Echol diet groups, but higher than mice submitted to Normal diet (p<0,05); PEchol mice presented the highest aorta thickness (p<0.05); oxidative stress showed similar results in both aortic regions in all groups; macrophage activation in descent region of the aorta showed that FEchol mice presented higher values than animals submitted to normal diet (p<0,05) and PEchol group reached higher values than PN animals (p<0,05); macrophage activation in the atherosclerotic necrotic core and plaque of the aortic arch showed similar pattern: FEchol higher than normal diet mice (p<0,05). We concluded that urban air pollution, even within standard limits of air quality, is able to potentate atherosclerosis progression.

Objetivo: Avaliar os efeitos de níveis altos de poluição ambiental do ar na superfície ocular de controladores de tráfego e taxistas da cidade de São Paulo, incluindo avaliação de sinais e sintomas, da osmolaridade lacrimal e da quantidade de células caliciformes obtidas na citologia de impressão conjunctival. Verificar a correlação destes achados entre si e com os níveis de dióxido de nitrogênio (NO2), e de material particulado menor que 2,5 ?m (PM2,5) a que foram expostos. Métodos: Taxistas e controladores de tráfego de São Paulo, Brasil participaram do estudo. Foram mensuradas as médias individuais de 24 horas de exposição ao NO2 e ao PM2,5 em quatro diferentes ocasiões. Na primeira e terceira visitas, os indivíduos foram submetidos ao questionário Ocular Surface Disease Index (OSDI), avaliação na lâmpada de fenda, estimação do tempo de ruptura do filme lacrimal (TRFL), teste de Schirmer e tingimento com corantes vitais da córnea e conjuntiva. Na segunda e quartas visitas, amostras de lágrima foram coletadas do olho direito para análise da osmolaridade, enquanto amostras de citologias de impressão conjuntivais foram coletadas do olho esquerdo. Para estimar os efeitos dos poluentes (PM2,5 e NO2) nos desfechos ao longo do período do estudo adotamos equações de estimativas generalizadas considerando efeitos fixos para medidas repetidas. Correlações entre os níveis de NO2 ou PM2,5, os achados clínicos, o valor da osmolaridade lacrimal e a quantidade de células caliciformes foram investigadas. Resultados: Setenta e um taxistas e controladores de tráfego, entre 31 e 65 anos de idade, foram incluídos no estudo. Os níveis de exposição à poluição do ar permaneceram muito elevados, como notado pelos níveis médios de PM2,5 de 40 ?g/m3 e pelos níveis médios de NO2 constantemente acima de 100 ?g/m3 durante todo o estudo. Poucos sintomas foram relatados no questionário OSDI com pontuação (média ± desvio padrão) de 9,18 ± 6,81 e 8,27 ± 11,92 na primeira e terceira visita, respectivamente. O TRFL foi reduzido com valores médios de 5 segundos, enquanto o teste de Schirmer apresentou valores médios acima de 10 mm com ampla variabilidade. O tingimento com corante vital fluoresceína foi menor do que quatro em todos os olhos, exceto por um (0,7%) indivíduo com pontuação de 5. A pontuação do corante vital lissamina verde foi normal em 124 (87,3%) olhos na primeira visita e em 120 (84,5%) olhos na terceira visita. Os resultados do análise da osmolaridade lacrimal na segunda e quarta visitas foram dentro dos limites da normalidade com médias ± desvio padrão de 298,56 ± 23,19 e 303,73 ± 23,52 mOsmol/Kg, respectivamente. No que se refere a densidade de células caliciformes, os valores médios ± desvio padrão foram 464,42 ± 256,66 e 407,82 ± 269,18 xx células/mm2 na conjuntiva bulbar e 735,52 ± 295,87 e 707,92 ± 272,51 células/mm2 na conjuntiva tarsal, na segunda e quarta visita, respectivamente. Uma significativa e negativa correlação foi encontrada entre PM2,5 e osmolaridade lacrimal (p<0.05). Um aumento de 10 ?m/m3 nos níveis de PM2,5 foi associado a uma diminuição de 10,9 mOsmol/Kg na osmolaridade lacrimal. Também houve uma correlação negativa, embora não estatisticamente significativa, entre NO2 e osmolaridade lacrimal. Nenhuma correlação foi encontrada entre a contagem de células caliciformes conjuntivais e os níveis de NO2 ou PM2,5 assim como nenhuma correlação foi encontrada entre o questionário OSDI ou os achados clínicos e a exposição à poluição do ar. Conclusão: Exposição à altos níveis de poluição do ar diminui a osmolaridade do filme lacrimal e influencia a estabilidade do filme lacrimal embora não seja acompanhada de sintomais e outros sinais clínicos em indivíduos sem doenças oculares. Alterações no filme lacrimal associado com modificações na densidade de células caliciformes podem fazer parte de uma resposta adaptativa da superfície ocular a exposição à poluição do ar / Purpose: To evaluate the effect of high levels of environmental air pollution on ocular surface of taxi drivers and traffic controllers of São Paulo, including the assessment of signs and symptoms, tear osmolarity assays, and goblet cells count from conjunctival impression cytology. To verify whether there is correlation between such findings as well as with nitrogen dioxide (NO2) levels and particulate matter smaller than 2.5 ?m (PM2.5) levels to which they were exposed. Methods: Taxi drivers and traffic controllers from São Paulo, Brazil were enrolled into the study. Mean individual levels of 24-hours exposure to nitrogen dioxide (NO2) and particulate matter smaller than 2.5 ?m (PM2.5) were assessed on 4 different occasions. On the first and third visits, subjects were submitted to clinical evaluations including the administration of the Ocular Surface Disease Index (OSDI) questionnaire, slit-lamp examination, estimation of tear breakup time (BUT), the Schirmer test, and vital staining of the cornea and conjunctiva. On the second and fourth visits, tear samples were collected from right eye for osmolarity assays, while conjunctival impression cytology was collected from left eye. To estimate the effect of the air pollutants (NO2 and PM2.5) on the endpoints throughout the study generalized estimating equations were adopted. Correlations between NO2 or PM2.5 levels, clinical findings, tear osmolarity and goblet cells density were investigated. Results: Seventy-one taxi drivers and traffic controllers, aged from 31 to 65, were enrolled in the study. Air pollution exposure levels remained very high, as noted by the mean PM2.5 levels of 40 ?m/m3 and the mean NO2 levels constantly above of 100 ?m/m3 during the period of study. Few symptoms were reported in the OSDI questionnaire with score (mean ± standard deviation) of 9.18 ± 6.81 e 8.27 ± 11.92 at the first and third visit, respectively. BUT was low with mean values of 5 seconds, while Schirmer test showed mean values above 10 mm with wide variability. The corneal vital staining score with fluorescein was inferior to 4 in all but one eye (0.7%) with a score of 5. The conjunctival vital staining score with lissamine green was considered normal in 124 eyes (87.3%) in the first visit and in 120 eyes (84.5%) in the third visit. The results of the osmolarity assay at the second and fourth visits were within normal limits with mean ± standard deviation of 298.56 ± 23.19 and 303.72 ± 23.52 mOsmol/kg, respectively. Regarding goblet cells density, the mean ± standard deviation values were 464.42 ± 256.66 and 407.82 ± 269.18 cells/mm2 on bulbar conjunctiva and 735.52 ± 295.87 and 707.92 ± 272.51 cells/mm2 on the tarsal conjunctiva, at the second and fourth visit, respectively. A significant and negative correlation was found between PM2.5 and tear film osmolarity (p<0.05). xxiii An increase of 10 ?m/m3 in PM2.5 levels was associated with 10.9 mOsmol/Kg decrease in tear osmolarity. There also was a negative correlation, though not statistically significant, between NO2 and tear osmolarity No correlation was found between conjunctival goblet cells count and NO2 or PM2.5 levels as well as no correlation was found between OSDI questionnaire or clinical findings and air pollution exposure. Conclusion: Exposure to high levels of air pollution reduces tear film osmolarity and influences tear film stability, although it is not associated with symptoms and other clinical signs in individual without ocular disease. Alterations on tear film osmolarity combined to goblet cells density modification may be part of an adaptive ocular surface response to air pollution exposure

A poluição atmosférica está associada a efeitos adversos à saúde, desde diminuição da função pulmonar até mortalidade. Nos últimos 20 anos a incidência de doenças respiratórias alérgicas tem aumentado em vários países. Além de fatores genéticos, existe a possibilidade da poluição atmosférica ser um dos fatores contribuintes para esse aumento. Com o intuito de investigar os efeitos da poluição atmosférica no pico de fluxo expiratório de crianças com sensibilização alérgica e sem, este estudo foi realizado. Acompanhou-se 96 crianças com idade entre 9 e 11 anos, com medições do pico de fluxo expiratório em todos os dias letivos entre 1 de abril e 7 de julho de 2004. Foram colhidas amostras de sangue para dosagem de IgE e hemograma (eosinofilia), de esfregaço nasal para realização de citologia, de fezes (parasitoses). Foram realizados testes cutâneos de hipersensibilidade imediata para ácaros (Dermatophagoides pteronyssinus, Dermatophagoides farinae e Blomia tropicalis), cachorro (Canis familiaris), gato (Felis domesticus), barata (Periplaneta americana) e pool de fungos (Aspergillus fumigatus, Alternaria alternata, Cladosporium herbarium, Chaetomium globosum, Mucor mucedo, Pullularia pullulans, Penicillium notatum). Foram obtidos dados dos poluentes da temperatura e umidade relativa do ar para todos os dias do estudo. A análise foi realizada por meio de regressão linear (GEE). Os resultados mostraram haver redução do pico defluxo expiratório associada à exposição aos diversos poluentes. Esse efeito ocorreu tanto para as concentrações médias dos poluentes algumas horas antes do teste, bem como para as concentrações médias de três a sete dias. A redução do pico de fluxo expiratório esteve associada principalmente à exposição ao PM10, NO2 e O3. O efeito dos poluentes não diferiu segundo a sensibilização alérgica das crianças / The health effects of air pollution range from lung function decrements to mortality. In the last 20 years, there has been an increase in the incidence of allergic respiratory diseases worldwide. Even though genetic factors play an important role, air pollution has been discussed as one of the factors responsible for this increase. The objective of this study was to investigate the effects of air pollution on peak expiratory flow of children who were sensitized and children who were not. Ninety-six children (9 to 11 years old) were followed from April to July, 2004 with daily measurements of peak expiratory flow. Blood samples were collected for IgE and total blood count. Skin prick test was done using common allergens: mites (Dermatophagoides pteronyssinus, Dermatophagoides farinae e Blomia tropicalis), dog (Canis familiaris), cat (Felis domesticus), cockroach (Periplaneta americana) and fungus (Aspergillus fumigatus, Alternaria alternata, Cladosporium herbarium, Chaetomium globosum, Mucor mucedo, Pullularia pullulans, Penicillium notatum). Daily hourly concentrations of all criteria pollutants, temperature and relative humidity were available for the entire period. Analysis was performed with the generalized estimated equations (GEE). A decrease in peak flow measurements was found to be associated mainly with PM10, NO2 and O3, considering different time lags (hours, previous day, moving average). The effects of the pollutants were not different among children with or without allergic sensitization

Objetivo: Avaliar os efeitos de diferentes níveis de exposição ambiental sobre a superfície ocular, por meio da análise histológica da superfície ocular e da avaliação de parâmetros clínicos. Métodos: Etapa 1: Foram selecionados 29 voluntários, em duas localidades diferentes: São Paulo (n=13) e Divinolândia (n=16). Foram avaliadas medidas individuais de exposição ao dióxido de Nitrogênio (NO2) atmosférico e a citologia de impressão de conjuntiva tarsal inferior. Avaliou-se a exposição individual ao NO2 por 7 dias consecutivos, usando um sistema de medida passivo. Foram coletados espécimes de citologia de impressão de conjuntiva tarsal inferior. Foram realizados comparações entre o número de células caliciformes e os níveis de NO2 entre os dois grupos e individualmente. Etapa 2: Foram avaliados 55 voluntários, residentes em São Paulo. Foram medidos os níveis de exposição individual ao NO2, e foi realizada uma avaliação subjetiva de sintomas oculares (OSDI e freqüência de sintomas de desconforto ocular); teste de Schirmer I, biomicroscopia, coloração com fluoresceína e rosa bengala, e medida do TRFL, que foram comparados posteriormente por meio de análise estatística. Resultados: Etapa 1: Os níveis de exposição individual ao NO2 em São Paulo(média=32,47 ± 9,83 g/m3) foram 68% mais altos do que em Divinolândia (média =19,33± 5,24 g/m3); (p = 0,005), e houve uma correlação entre o número de células caliciformes e os níveis de NO2 (=0,566, p=0,001), tendo sido observado um padrão dose-resposta relativo à exposição. Etapa 2: Houve associação entre os níveis de NO2 e os escores do OSDI (p<0,05), a freqüência de irritação ocular (p<0,05), e os valores do TRFL (p<0,05, = -0,316). Conclusões: Houve uma associação significativa entre exposição à poluição atmosférica e a hiperplasia de células caliciformes conjuntivais, sintomas de desconforto ocular e maior instabilidade do filme lacrimal. Observou-se uma repercussão tanto clínica quanto histológica da exposição a níveis mais elevados de NO2, o que sugere que essas medidas podem ser usadas como biomarcadores dos efeitos adversos da poluição atmosférica sobre a superfície ocular / The purpose of this study was to assess the effects of different levels of ambient air pollution on the ocular surface, combining determinations of individual exposure with clinical and histological parameters. Methods: Stage 1: A total of 29 volunteers from two locations - São Paulo (n=13) and Divinolândia (n=16) were selected. We assessed mean individual levels of NO2 exposure for 7 days, using a passive sampler. Impression cytology samples were obtained from inferior tarsal conjunctiva. Goblet cell counts and NO2 exposure level were compared between the two groups, and between individual values. Stage 2: A total of 55 volunteers, who lived in São Paulo, were selected. The mean individual levels of nitrogen dioxide (NO2) exposure were assessed, as in Stage 1. All subjects answered the Ocular Symptom Disease Index (OSDI) and a symptoms inventory. Subsequently, subjects underwent Schirmer I test, biomicroscopy, vital staining and tear break-up time (TBUT) assessment. OSDI scores, symptoms frequency and clinical data were compared to individual NO2 exposure values by statistical analysis. Results: Stage 1: The NO2 exposure levels were 68% higher for individuals living in São Paulo (mean = 32.47, SD = ± 9.83) than for those living in Divinolândia (mean 19.33, SD ± 5.24) (p = 0,005). There was a steady increase in goblet cell counts, proportional to NO2 exposure (=0.566, p=0.001). Stage 2: There was a significant association between NO2 levels and OSDI scores (p<0.05), reported ocular irritation (p<0.05) and TBUT (p<0.05, = -0.316). Conclusions: An association between exposure to higher levels of air pollution, goblet cell hyperplasia, ocular discomfort symptoms and tear film instability was detected; indicating that there are clinical and histological effects of NO2 exposure, and that these measurements may be used as biomarkers of the adverse effects of air pollution on the ocular surface

Objetivo: checar se poluentes do ar urbano de São Paulo induzem alterações sangüíneas e cardiopulmonares. MM: camundongos Balb/c foram expostos por 7, 14, 21, 30 e 45 dias em 3 câmaras: Limpa (controle), Intermediária (seletiva ao PM) e Suja (ar externo). Após exposição, os animais foram ventilados (FlexiVent) e coletados dados de mecânica pulmonar, sangue, coração e pulmão. Foram registrados PM, CO, SO2 e NO2 diários. Resultados: aos 21 e 45 dias coincidentes com picos de poluição houve aumento da resistência de via aérea (45d p=0,012), leucocitose (21d p < 0,001 e 45d p=0,039) e vasoconstricção pulmonar (21d p=0,034) nos animais da Câmara Suja, sem alteração de coronárias. Nenhum poluente excedeu limites de qualidade de ar / Objective: verify if air pollution of São Paulo city induces alterations in blood and cardiopulmonary systems. MM: Balb/c mice were exposed during 7, 14, 21, 30 and 45 days to 3 chambers: Clean (control), Intermediate (PM only) and Dirty (external air). After exposure, animals were ventilated (FlexiVent) and collected lung mechanics data and blood, heart and lung. PM, CO, SO2 e NO2 were measured daily. Results: on day 21 and 45, coincidently to peak of pollutions, there was proximal airway resistance increase (45d p=0.012), leukocytosis (21d p < 0.001 and 45d p=0.039) and vasoconstriction of peribronchiolar arterioles (21d p=0.034) in animals of Dirty Chamber with no alterations of coronaries. Neither pollutants exceeded the standard limits

A poluição atmosférica de grandes centros urbanos é relacionada com o aumento dos índices de mortalidade e morbidade, principalmente em indivíduos com predisposição às doenças cardiovasculares e progressão da aterosclerose. Com o objetivo de verificar o potencial aterogênico da poluição atmosférica da cidade de São Paulo avaliamos o comportamento do estresse oxidativo e produção de auto-anticorpos em modelo murino experimental \"in vivo\". Foram analisados os seguintes parâmetros: quantidade de lipídeo e espessura da placa aterosclerótica por analisador de imagens, oxidação da LDL sérica (TBARS) e tecidual e imunohistoquímica (8-isoprostano), ativação macrofágica (imunohistoquímicaMAC2) e produção de anticorpos anti-LDL oxidada (LDLox) e anti-peptídeo D da apoB-100 (ELISA). Os dados foram estudados na emergência, arco e porção descendente da aorta em 40 camundongos LDLR - / - knockout, machos, 30 dias de idade expostos às câmaras de intoxicação seletiva não filtrada e filtrada para material particulado e gases tóxicos, no período de Maio/Setembro de 2004. Nesse período não houve ultrapassagem dos níveis aceitáveis de poluição. Os animais foram divididos em 4 grupos: Filtrada-Padrão (FP), Filtrada-E.Col.(FEcol), Poluída-Padrão (PP) e Poluída-E.Col.(PEcol). Obtivemos os seguintes resultados: maior aumento dos níveis de colesterol total nos grupos FEcol e PEcol (p<0,05); triglicérides séricos menores no grupo PEcol (p<0,05); aceleração de oxidação LDL sanguínea apenas no grupo PEcol; índices aumentados de anticorpos anti-LDLox e anticorpos anti-peptídeo D nos grupos PP e PEcol em relação aos demais (p<0,05); maior quantidade de gordura na raiz da aorta nos grupos com dieta Ecol (p<0,05) porém com espessura da placa superior apenas no grupo PEcol (p<0,05). A região descendente e o arco (núcleo necrótico e placa aterosclerótica) não apresentaram diferenças na análise de estresse oxidativo. A quantificação de macrófagos na aorta descendente foi maior no grupo FEcol em relação aos animais com dieta padrão (p<0,05). O núcleo necrótico e placa aterosclerótica do arco aórtico apresentaram o mesmo comportamento: FEcol maior que PP e FP (p<0,05). Concluímos que a poluição atmosférica urbana, mesmo em níveis considerados aceitáveis, potencializa a progressão da aterosclerose. / Epidemiologic studies have shown important relationship between atherogenic cardiovascular morbid-mortality and acute or chronic exposure to air pollution. We aim to study the atherogenic potential of São Paulo urban air pollution analyzing the plaque formation and its physiopathology through oxidative stress and auto-antibody production in a murine experimental model in vivo. We quantified the lipid deposit in the atherosclerotic plaque and its thickness by Image Analyzer, LDL oxidation in blood by TBARS and tissue by 8-isoprosthane, production of anti oxLDL and anti peptide D of apoB-100 antibodies by ELISA and macrophage activation through MAC2 staining. We analyzed three regions of the aorta: emergency, arch and descendent in 40 LDLR - / - knockout mice, male, 30 days old exposed to selective intoxication chambers with filters or not for particulate matter and toxic gases, during May to September 2004, when pollution did not overpass standard limits of air quality. Mice were divided in four groups: Filtered-Normal diet (FN), Filtered-enriched cholesterol diet (FEchol), Polluted-Normal diet (PN) and Polluted-enriched cholesterol diet (FEchol). Our results were: the highest amount of total cholesterol levels in FEchol and PEchol groups (p<0,05); the lowest triglycerides in PEchol mice (p<0,05); increment of oxLDL in blood only in PEchol animals; higher anti oxLDL and anti-peptide D antibodies in PN and PEchol than other groups (p<0,05); similar amounts of lipids in atherosclerotic plaque in Echol diet groups, but higher than mice submitted to Normal diet (p<0,05); PEchol mice presented the highest aorta thickness (p<0.05); oxidative stress showed similar results in both aortic regions in all groups; macrophage activation in descent region of the aorta showed that FEchol mice presented higher values than animals submitted to normal diet (p<0,05) and PEchol group reached higher values than PN animals (p<0,05); macrophage activation in the atherosclerotic necrotic core and plaque of the aortic arch showed similar pattern: FEchol higher than normal diet mice (p<0,05). We concluded that urban air pollution, even within standard limits of air quality, is able to potentate atherosclerosis progression.

Objetivo: Avaliar os efeitos de níveis altos de poluição ambiental do ar na superfície ocular de controladores de tráfego e taxistas da cidade de São Paulo, incluindo avaliação de sinais e sintomas, da osmolaridade lacrimal e da quantidade de células caliciformes obtidas na citologia de impressão conjunctival. Verificar a correlação destes achados entre si e com os níveis de dióxido de nitrogênio (NO2), e de material particulado menor que 2,5 ?m (PM2,5) a que foram expostos. Métodos: Taxistas e controladores de tráfego de São Paulo, Brasil participaram do estudo. Foram mensuradas as médias individuais de 24 horas de exposição ao NO2 e ao PM2,5 em quatro diferentes ocasiões. Na primeira e terceira visitas, os indivíduos foram submetidos ao questionário Ocular Surface Disease Index (OSDI), avaliação na lâmpada de fenda, estimação do tempo de ruptura do filme lacrimal (TRFL), teste de Schirmer e tingimento com corantes vitais da córnea e conjuntiva. Na segunda e quartas visitas, amostras de lágrima foram coletadas do olho direito para análise da osmolaridade, enquanto amostras de citologias de impressão conjuntivais foram coletadas do olho esquerdo. Para estimar os efeitos dos poluentes (PM2,5 e NO2) nos desfechos ao longo do período do estudo adotamos equações de estimativas generalizadas considerando efeitos fixos para medidas repetidas. Correlações entre os níveis de NO2 ou PM2,5, os achados clínicos, o valor da osmolaridade lacrimal e a quantidade de células caliciformes foram investigadas. Resultados: Setenta e um taxistas e controladores de tráfego, entre 31 e 65 anos de idade, foram incluídos no estudo. Os níveis de exposição à poluição do ar permaneceram muito elevados, como notado pelos níveis médios de PM2,5 de 40 ?g/m3 e pelos níveis médios de NO2 constantemente acima de 100 ?g/m3 durante todo o estudo. Poucos sintomas foram relatados no questionário OSDI com pontuação (média ± desvio padrão) de 9,18 ± 6,81 e 8,27 ± 11,92 na primeira e terceira visita, respectivamente. O TRFL foi reduzido com valores médios de 5 segundos, enquanto o teste de Schirmer apresentou valores médios acima de 10 mm com ampla variabilidade. O tingimento com corante vital fluoresceína foi menor do que quatro em todos os olhos, exceto por um (0,7%) indivíduo com pontuação de 5. A pontuação do corante vital lissamina verde foi normal em 124 (87,3%) olhos na primeira visita e em 120 (84,5%) olhos na terceira visita. Os resultados do análise da osmolaridade lacrimal na segunda e quarta visitas foram dentro dos limites da normalidade com médias ± desvio padrão de 298,56 ± 23,19 e 303,73 ± 23,52 mOsmol/Kg, respectivamente. No que se refere a densidade de células caliciformes, os valores médios ± desvio padrão foram 464,42 ± 256,66 e 407,82 ± 269,18 xx células/mm2 na conjuntiva bulbar e 735,52 ± 295,87 e 707,92 ± 272,51 células/mm2 na conjuntiva tarsal, na segunda e quarta visita, respectivamente. Uma significativa e negativa correlação foi encontrada entre PM2,5 e osmolaridade lacrimal (p<0.05). Um aumento de 10 ?m/m3 nos níveis de PM2,5 foi associado a uma diminuição de 10,9 mOsmol/Kg na osmolaridade lacrimal. Também houve uma correlação negativa, embora não estatisticamente significativa, entre NO2 e osmolaridade lacrimal. Nenhuma correlação foi encontrada entre a contagem de células caliciformes conjuntivais e os níveis de NO2 ou PM2,5 assim como nenhuma correlação foi encontrada entre o questionário OSDI ou os achados clínicos e a exposição à poluição do ar. Conclusão: Exposição à altos níveis de poluição do ar diminui a osmolaridade do filme lacrimal e influencia a estabilidade do filme lacrimal embora não seja acompanhada de sintomais e outros sinais clínicos em indivíduos sem doenças oculares. Alterações no filme lacrimal associado com modificações na densidade de células caliciformes podem fazer parte de uma resposta adaptativa da superfície ocular a exposição à poluição do ar / Purpose: To evaluate the effect of high levels of environmental air pollution on ocular surface of taxi drivers and traffic controllers of São Paulo, including the assessment of signs and symptoms, tear osmolarity assays, and goblet cells count from conjunctival impression cytology. To verify whether there is correlation between such findings as well as with nitrogen dioxide (NO2) levels and particulate matter smaller than 2.5 ?m (PM2.5) levels to which they were exposed. Methods: Taxi drivers and traffic controllers from São Paulo, Brazil were enrolled into the study. Mean individual levels of 24-hours exposure to nitrogen dioxide (NO2) and particulate matter smaller than 2.5 ?m (PM2.5) were assessed on 4 different occasions. On the first and third visits, subjects were submitted to clinical evaluations including the administration of the Ocular Surface Disease Index (OSDI) questionnaire, slit-lamp examination, estimation of tear breakup time (BUT), the Schirmer test, and vital staining of the cornea and conjunctiva. On the second and fourth visits, tear samples were collected from right eye for osmolarity assays, while conjunctival impression cytology was collected from left eye. To estimate the effect of the air pollutants (NO2 and PM2.5) on the endpoints throughout the study generalized estimating equations were adopted. Correlations between NO2 or PM2.5 levels, clinical findings, tear osmolarity and goblet cells density were investigated. Results: Seventy-one taxi drivers and traffic controllers, aged from 31 to 65, were enrolled in the study. Air pollution exposure levels remained very high, as noted by the mean PM2.5 levels of 40 ?m/m3 and the mean NO2 levels constantly above of 100 ?m/m3 during the period of study. Few symptoms were reported in the OSDI questionnaire with score (mean ± standard deviation) of 9.18 ± 6.81 e 8.27 ± 11.92 at the first and third visit, respectively. BUT was low with mean values of 5 seconds, while Schirmer test showed mean values above 10 mm with wide variability. The corneal vital staining score with fluorescein was inferior to 4 in all but one eye (0.7%) with a score of 5. The conjunctival vital staining score with lissamine green was considered normal in 124 eyes (87.3%) in the first visit and in 120 eyes (84.5%) in the third visit. The results of the osmolarity assay at the second and fourth visits were within normal limits with mean ± standard deviation of 298.56 ± 23.19 and 303.72 ± 23.52 mOsmol/kg, respectively. Regarding goblet cells density, the mean ± standard deviation values were 464.42 ± 256.66 and 407.82 ± 269.18 cells/mm2 on bulbar conjunctiva and 735.52 ± 295.87 and 707.92 ± 272.51 cells/mm2 on the tarsal conjunctiva, at the second and fourth visit, respectively. A significant and negative correlation was found between PM2.5 and tear film osmolarity (p<0.05). xxiii An increase of 10 ?m/m3 in PM2.5 levels was associated with 10.9 mOsmol/Kg decrease in tear osmolarity. There also was a negative correlation, though not statistically significant, between NO2 and tear osmolarity No correlation was found between conjunctival goblet cells count and NO2 or PM2.5 levels as well as no correlation was found between OSDI questionnaire or clinical findings and air pollution exposure. Conclusion: Exposure to high levels of air pollution reduces tear film osmolarity and influences tear film stability, although it is not associated with symptoms and other clinical signs in individual without ocular disease. Alterations on tear film osmolarity combined to goblet cells density modification may be part of an adaptive ocular surface response to air pollution exposure

Objetivo: Avaliar os efeitos de diferentes níveis de exposição ambiental sobre a superfície ocular, por meio da análise histológica da superfície ocular e da avaliação de parâmetros clínicos. Métodos: Etapa 1: Foram selecionados 29 voluntários, em duas localidades diferentes: São Paulo (n=13) e Divinolândia (n=16). Foram avaliadas medidas individuais de exposição ao dióxido de Nitrogênio (NO2) atmosférico e a citologia de impressão de conjuntiva tarsal inferior. Avaliou-se a exposição individual ao NO2 por 7 dias consecutivos, usando um sistema de medida passivo. Foram coletados espécimes de citologia de impressão de conjuntiva tarsal inferior. Foram realizados comparações entre o número de células caliciformes e os níveis de NO2 entre os dois grupos e individualmente. Etapa 2: Foram avaliados 55 voluntários, residentes em São Paulo. Foram medidos os níveis de exposição individual ao NO2, e foi realizada uma avaliação subjetiva de sintomas oculares (OSDI e freqüência de sintomas de desconforto ocular); teste de Schirmer I, biomicroscopia, coloração com fluoresceína e rosa bengala, e medida do TRFL, que foram comparados posteriormente por meio de análise estatística. Resultados: Etapa 1: Os níveis de exposição individual ao NO2 em São Paulo(média=32,47 ± 9,83 g/m3) foram 68% mais altos do que em Divinolândia (média =19,33± 5,24 g/m3); (p = 0,005), e houve uma correlação entre o número de células caliciformes e os níveis de NO2 (=0,566, p=0,001), tendo sido observado um padrão dose-resposta relativo à exposição. Etapa 2: Houve associação entre os níveis de NO2 e os escores do OSDI (p<0,05), a freqüência de irritação ocular (p<0,05), e os valores do TRFL (p<0,05, = -0,316). Conclusões: Houve uma associação significativa entre exposição à poluição atmosférica e a hiperplasia de células caliciformes conjuntivais, sintomas de desconforto ocular e maior instabilidade do filme lacrimal. Observou-se uma repercussão tanto clínica quanto histológica da exposição a níveis mais elevados de NO2, o que sugere que essas medidas podem ser usadas como biomarcadores dos efeitos adversos da poluição atmosférica sobre a superfície ocular / The purpose of this study was to assess the effects of different levels of ambient air pollution on the ocular surface, combining determinations of individual exposure with clinical and histological parameters. Methods: Stage 1: A total of 29 volunteers from two locations - São Paulo (n=13) and Divinolândia (n=16) were selected. We assessed mean individual levels of NO2 exposure for 7 days, using a passive sampler. Impression cytology samples were obtained from inferior tarsal conjunctiva. Goblet cell counts and NO2 exposure level were compared between the two groups, and between individual values. Stage 2: A total of 55 volunteers, who lived in São Paulo, were selected. The mean individual levels of nitrogen dioxide (NO2) exposure were assessed, as in Stage 1. All subjects answered the Ocular Symptom Disease Index (OSDI) and a symptoms inventory. Subsequently, subjects underwent Schirmer I test, biomicroscopy, vital staining and tear break-up time (TBUT) assessment. OSDI scores, symptoms frequency and clinical data were compared to individual NO2 exposure values by statistical analysis. Results: Stage 1: The NO2 exposure levels were 68% higher for individuals living in São Paulo (mean = 32.47, SD = ± 9.83) than for those living in Divinolândia (mean 19.33, SD ± 5.24) (p = 0,005). There was a steady increase in goblet cell counts, proportional to NO2 exposure (=0.566, p=0.001). Stage 2: There was a significant association between NO2 levels and OSDI scores (p<0.05), reported ocular irritation (p<0.05) and TBUT (p<0.05, = -0.316). Conclusions: An association between exposure to higher levels of air pollution, goblet cell hyperplasia, ocular discomfort symptoms and tear film instability was detected; indicating that there are clinical and histological effects of NO2 exposure, and that these measurements may be used as biomarkers of the adverse effects of air pollution on the ocular surface