Vlivy interakce teploty a ozónu (TROPICOZ)

Během posledních desetiletí se kvalita ovzduší v USA výrazně zlepšila. Přesto miliony lidí v USA stále žijí v okresech, které nesplňují normy kvality ovzduší pro jednu nebo více znečišťujících látek. Globální změna klimatu je široce přijímána jako probíhající a má se za to, že má řadu hlavních a potenciálně nepříznivých účinků na ekosystém. Kromě toho mohou změny klimatu vést k vyšším koncentracím škodlivých látek znečišťujících ovzduší a přítomnost některých látek znečišťujících ovzduší v atmosféře může také urychlit změnu klimatu. Účinky na zdraví jsou ovlivněny složitými interakcemi mezi změnou klimatu a kvalitou ovzduší. K identifikaci důsledků těchto interakcí na veřejné zdraví je zapotřebí výzkum. Jedním aspektem, který byl nedostatečně prostudován, je, jak jsou fyziologické reakce na zvýšenou teplotu ovlivněny dalším stresorem znečištění ovzduší.

Několik epidemiologických studií prokázalo silnou souvislost mezi expozicí znečištěnému ovzduší a nepříznivými kardiopulmonálními účinky, jako jsou infekce dýchacích cest, exacerbace astmatu, chronická bronchitida, ischemická choroba srdeční a cévní mozková příhoda [1–3]. Ozon je hlavní složkou fotochemického smogu. Studie kontrolované expozice u lidí byly zásadní pro prokázání, že může způsobit snížení funkce plic [4–10] a zánět plic.[11–13]. Zánět zahrnuje zvýšené neutrofily a solubilní prozánětlivé mediátory v dolních dýchacích cestách [14, 15].

Většina těchto studií zahrnovala kontrolované expozice relativně vysokým (0,1 - 0,4 ppm) koncentracím po krátkou dobu (typicky 2 hodiny). Tyto studie krátkodobé expozice jsou užitečné, protože a) poskytují nejsilnější a nejlépe kvantifikovatelné údaje o reakci na expozici ab) umožňují zkoumání biologických změn, které samy o sobě jsou přechodné a bezvýznamné, ale lze je extrapolovat k předpovědi zdravotních výsledků u vnímavých populací. nebo v dlouhodobých expozicích. Například zdraví jedinci vystavení expozici ozónu 0,4 ppm po dobu 2 hodin [16] vykazovali 13,5% pokles FEV1, často doprovázený pouze mírnými příznaky, jako je tracheobronchiální podráždění a kašel. Do 3 hodin po expozici však tyto příznaky z velké části vymizely a bylo detekovatelné pouze 2,7% snížení FEV1. I při vyšších koncentracích ozonu je fáze obnovy normálně dokončena do 24 hodin. Primární problém veřejného zdraví je u jedinců s respiračním onemocněním. Pokud by ke stejným změnám došlo u osoby se sníženou rezervou, změny vyvolané ozonem by se překrývaly s již existujícím poškozením plic a mohly by mít významné zdravotní účinky.

Přes téměř 30 let výzkumu účinků ozónu existuje jen velmi málo studií o interakci mezi ozonem a teplotou. I když je ozón normálně zvýšený, když je suché a horké počasí, většina kontrolovaných komorových studií se provádí při mírných teplotách (70-75 oF). Tyto studie, které se zabývaly vyššími teplotami, byly obecně provedeny před olympijskými hrami v Los Angeles v roce 1984 a soustředily se na zhoršení výkonu při cvičení. Gibbons a Adams například studovali deset aerobně trénovaných mladých dospělých žen, které nepřetržitě cvičily při 66 % maximální absorpce O2 po dobu 1 hodiny, přičemž byly orálně vystaveny filtrovanému vzduchu a 0,15 a 0,30 ppm ozónu v mírném (24 stupňů oC) i horkém (35 stupňů). oC) okolní podmínky a ukázaly, že subjekty s větší pravděpodobností předčasně přestanou cvičit při vysokých teplotách.[17] Gong studoval elitní cyklisty a ukázal podobné výsledky.[18] Folinsbee et al. studovali účinky 2hodinového vystavení vysoké úrovni ozónu (0,5 ppm) u 14 nekuřáků za čtyř podmínek prostředí (64,4, 80,0, 85,2 a 92,0 oF) a zjistili, že k největšímu poklesu FVC došlo, když byly expozice ozónu při nejvyšší teplotě.[19]

Tyto citované studie se zaměřily na respirační výsledky. Přesto se ukazuje, že ozon může mít systémové a srdeční účinky. Ozon rychle reaguje s respiračními tkáněmi a není absorbován ani transportován do extrapulmonálních míst. Nedávné studie však také ukázaly souvislosti mezi dlouhodobou expozicí ozónu a kardiovaskulární morbiditou [20, 21]. Krátkodobá expozice ozónu může navíc u zdravých dospělých způsobit drobné přechodné změny ve vysokofrekvenční variabilitě srdeční frekvence (HRV) [22]. Experimentální studie ukázaly, že tepelný stres může mít podobný mírný vliv na tuto složku HRV. [23] Účinek kombinace nebyl dosud studován. Epidemiologické studie hodnotící vztah ozónu, teploty a srdce byly obecně neinformativní, protože dny s vysokým obsahem ozónu se běžně vyskytují během horkého počasí. Tradiční metody nejsou vhodné k rozlišení mezi účinky ozónu a teploty, natož jejich vzájemného působení. Ti, kteří tento vztah studovali, prokázali negativní souvislost mezi teplotou a úmrtností ozónu v důsledku zvýšeného používání v klimatizaci. [24] Velmi nedávná studie, využívající nové přístupy, však zkoumala, zda ozón v létě v letech 1987-2000 změnil vztahy mezi teplotou a kardiovaskulární úmrtností v 95 velkých komunitách v USA. Zjistili, že zvýšení teploty o 10oC ve stejný den bylo spojeno se zvýšením úmrtnosti o 1,17 % a 8,31 % pro nejnižší a nejvyšší úroveň koncentrací ozonu ve všech komunitách, v tomto pořadí.[25]

Účelem této studie je provést první studii s kontrolovanou komorou za účelem pochopení kardiovaskulárních změn vyplývajících z interakce mezi teplem a ozonem. Informace získané z této studie umožní EPA lépe vyhodnotit rizika plynoucí z látek znečišťujících ovzduší během vlny veder a poskytnout rady ohledně činností ke zmírnění účinků.