Akut udsættelse for diesel: Forlænger virkninger på inflammation og vaskulatur (DEVA)

Introduktion Diesel og dens produkter repræsenterer en af ​​de mest almindelige forurenende stoffer, der påvirker mennesker, der bor i by- og landområder i verden. Størstedelen af ​​patienter, der går på akutmodtagelser, har sandsynligvis været udsat for kronisk eksponering for dieselmotorers udstødningsgasser, især dem, der bor i nærheden af ​​travle byveje og motorveje. Dieseludstødningsgasser anses for at bidrage til over 50 % af atmosfæriske partikler med en masse på mindre end 10 μM (PM10) gennemsnitlig aerodynamisk diameter, som er ansvarlig for luftforurening. For fine partikler lavere end 2,5 μM (PM2,5) og ekstremt små partikler under 0,1 μM i diameter er bidraget til luftforurening meget større. Disse partikler er små nok til at blive inhaleret og deponeret i lungerne, hvor de kan have skadelige virkninger.

I Europa og Japan har epidemiologiske undersøgelser vist høje forekomster af kardiovaskulær sygelighed såvel som akutte og kroniske luftvejssygdomme efter erhvervsmæssig eksponering for dieseludstødningsgasser. Eksperimentelle dyreforsøg har også vist, at eksponering for fortyndet dieselmotoremission forringer venstre ventrikels systoliske ydeevne, sympatisk drev, fibrose/fibrinolyse og fremskynder åreforkalkning. Epidemiologiske undersøgelser og eksperimentelle dyremodeller er dog ret upræcise med hensyn til de mekanismer, der er ansvarlige for disse effekter og den kliniske effekt af kronisk eksponering af dieseludstødningsgasser. Selvom der er dokumenteret en sammenhæng mellem akutte koronare syndromer (ACS) og akut eksponering for dieselmotorudstødningsgasser, vides det ikke, om relativt kortvarig eksponering kan forårsage langvarige inflammatoriske reaktioner og/eller påvirke endotelfunktion og karvæggenskaber i på en sådan måde, at den potentielt fremmer udviklingen af ​​aterosklerotiske forandringer.

Formålet med denne undersøgelse er at vurdere indvirkningen af ​​kortvarig eksponering for dieseludstødningsgasser på arteriel elasticitet, vaskulær funktion og inflammatoriske biomarkører.

Metoder Undersøgelsespopulation Frivillige vil blive inkluderet i denne randomiserede, dobbeltblindede crossover-undersøgelse. Alle frivillige, der kvalificerede sig til studieoptagelse, vil være fri for hjerte-kar-sygdomme, hypertension, diabetes mellitus, lungesygdomme og akutte inflammatoriske eller kroniske sygdomme. Forsøgspersoner, som vil vise sig at have et unormalt baseline 12-aflednings elektrokardiogram og/eller nedsat respiratorisk funktionstest, vil blive udelukket fra undersøgelsen.

Personer, der tager kardiovaskulær medicin, antioxidant- eller vitamintilskud, orale præventionsmidler eller antiinflammatoriske midler i løbet af de to måneder forud for optagelse i undersøgelsen, vil blive udelukket.

Kvinder, der får hormonsubstitutionsbehandling, og præmenopausale kvinder med uregelmæssig menstruationscyklus vil også blive udelukket fra undersøgelsen. Alle kvinder udvalgt til undersøgelsen vil gennemgå graviditetstests før hver undersøgelsessession.

Undersøgelsesdesign Dette er randomiseret dobbelt-blind, cross-over undersøgelse. Alle forsøgspersoner vil blive udsat for luft eller forurenende stoffer i to sessioner, som finder sted med 4 ugers mellemrum mellem kl. 8.00 og 10.00 i et ad hoc-laboratorium. I hver session vil forsøgspersonerne gennemgå en 2-timers eksponeringsperiode for kontrollerede mængder af dieseludstødningsgasser eller filtreret luft. I hver session vil der foregå målinger af markører for vaskulær funktion (flowmedieret dilatation, pulsbølgehastighed og augmentation indeks), sympatisk aktivitet og blodprøver, der viser den inflammatoriske og fibrinolytiske profil. Disse målinger vil blive udført ved baseline (før eksponering-T0), i slutningen af ​​den 2-timers session (T2) og 24 timer efter afslutningen af ​​eksponeringen (T24) (Figur 1).

Målinger i hver kvinde, der deltager i undersøgelsen, vil blive udført i samme fase af menstruationscyklussen (sen luteal fase). Deltagerne vil afstå fra at drikke alkohol eller koffeinholdige væsker og bruge medicin indeholdende koffein eller rygning. Alle frivillige vil blive vurderet efter at have været i fastende tilstand i mindst 8 timer. Deltagerne vil blive instrueret i at undgå ændringer i kost- og fysiske aktivitetsvaner i løbet af undersøgelsesperioden.

Eksponering for dieseludstødning og filtreret luft Frivillige eksponeringer for dieseludstødningsgasser vil blive udført i et specialdesignet 30m2 rum, som var hermetisk lukket. Dieseludstødningsgasserne vil blive produceret af en dieselmotor (2500 cc og 100-150HK) og dispenseret gennem et rørsystem ind i eksponeringsrummet. Inden studiestart vil indendørs niveauer af kulilte (CO) sammen med koncentrationer af fine luftbårne partikler (PM2.5) blive målt, kontrolleret og holdt inden for de ønskede grænser ved hjælp af bærbare miljøinstrumenter. For at sikre tilstrækkelige niveauer af eksponering for PM2.5 og CO vil alle målinger blive kontrolleret og sammenlignet med de respektive standarder fra Europa-Kommissionen. Specifikt 25 µg/m3 (gennemsnitlig årlig grænse) for PM2.5-partikler og 10 µg/m3 (maksimalt dagligt 8-timers gennemsnit) for CO.

Vaskulære målinger Evaluering af endotelfunktion Ved brug af en lineær array ultralyd (U/S) transducer vil endotelfunktionen blive evalueret ved at estimere flowmedieret dilatation (FMD) i brachialisarterien i henhold til standardiserede protokoller.

Målinger af central arteriel stivhed Carotis-femoral pulsbølgehastighed (PWV), et indeks for aortastivhed, vil blive beregnet ud fra målinger af pulstransittid og afstanden mellem 2 registreringssteder (PWV = afstand, i meter, divideret med transittid, i sekunder) ved hjælp af en velvalideret ikke-invasiv enhed (SphygmoCor; AtCor Medical, Sydney, Australien) som tidligere beskrevet.

Måling af bølgereflektioner AIx for den centrale (aorta) trykbølgeform vil blive beregnet som et sammensat indeks af bølgereflektioner og arteriel stivhed ved hjælp af et valideret, kommercielt tilgængeligt system (SphygmoCor; AtCor Medical, Sydney, Australien), som anvender applanationsprincippet tonometri. Bølgeformer af radialt tryk vil blive kalibreret i henhold til sphygmomanometric systolisk blodtryk og diastolisk blodtryk målt i brachialis arterien. Fordi AIx er påvirket af ændringer i HR, blev det korrigeret efter behov (korrigeret for en stabil HR på 75 slag/min; AI75).

Vurdering af sympatisk aktivitet Hjertefrekvensvariabilitet (HRV) udtrykker det autonome nervesystems indvirkning på hjerteaktiviteten. Lav HRV kan tilskrives øget sympatisk tonus og har vist sig at være forbundet med øget kardiovaskulær morbiditet og dødelighed. Sympatisk aktivitet vil blive evalueret ved at beregne HRV med kontinuerlig elektrokardiografisk undersøgelse (EKG), som blev registreret i 20 minutter med en Holter-enhed. Derefter overføres EKG-data til en computer til vurdering af HRV, som er udført i overensstemmelse med gældende internationale retningslinjer, og standardafvigelsen for normal til normal intervaller (SDNN) vil blive målt. (Holter-software, Synescope, version 3.1, ELA Medical, Frankrig).

Fibrinolyse og betændelsesmarkører En fastende venøs blodprøve vil blive opsamlet ved venepunktur ved baseline (før eksponering-T0), i slutningen af ​​den 2 timer lange session (T2) og 24 timer efter afslutningen af ​​eksponeringen (T24). Venøse blodprøver vil blive centrifugeret ved 3000 rpm, og serum blev opsamlet og opbevaret ved -80 C indtil analyse.

Den protrombotiske status blev vurderet ved at måle niveauer af fibrinogen ved hjælp af Multifibren® U-systemet. Fibrinolytisk aktivitet vil blive vurderet med målinger af protein C plasmaniveauer og protein S aktivitet, som blev målt med henholdsvis STA® - Staclot® Protein C kit og HemosIL™ Protein S Activity kits. Endvidere vil ændringer fra baseline i den inflammatoriske profil induceret af dieseludstødningsgasser blive undersøgt ved at måle serum C-reaktivt protein (CRP) ved hjælp af Architect Abbott-enheden.