Reduzierung der Luftverschmutzung zur Senkung des Blutdrucks (AIR PRESSURE)

1. Luftverschmutzung durch Feinstaub mit einem aerodynamischen Durchmesser <2,5 μm (PM2,5) ist der fünftgrößte Risikofaktor für die weltweite Mortalität,1,2 hauptsächlich aufgrund von Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD).3-5 Während mehrere Mechanismen dafür verantwortlich sind,4,6 wurden PM2,5-induzierte Erhöhungen des Blutdrucks (BP) als Schlüsselweg identifiziert.7-10 Kurzfristige (Stunden-Tage) PM2,5-Expositionen erhöhen den systolischen Blutdruck (SBP) dosisabhängig um 2–10 mmHg, während längerfristige Expositionen (Monate bis Jahre) das Auftreten von Bluthochdruck (HTN) fördern.7, 11,12 Zu den relevanten Mechanismen gehören systemische Entzündungen, autonome und vaskuläre Dysfunktionen sowie die Aktivierung des Renin-Angiotensinaldosteron-Systems (RAAS).4,5,7 Jüngste Schätzungen der jährlichen PM2,5-Mortalität belaufen sich weltweit auf 8,9 Millionen, was zum Teil auf PM2,5-vermittelte HTN zurückzuführen ist.1,13 Die Exposition gegenüber aktuellen PM2,5-Werten in der Umgebungsluft in den USA ist mit einem erhöhten Blutdruck, einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbunden geschätzte 213.000 Todesfälle pro Jahr.1 Angesichts der Milliarden von Menschen, die davon betroffen sind, ist PM2,5 ein unabhängiger (veränderbarer) HTN-Risikofaktor von globaler Bedeutung für die öffentliche Gesundheit. Daher wird die Abschwächung des klinisch signifikanten Blutdruckanstiegs aufgrund der Luftverschmutzung durch eine Verringerung der PM2,5-Exposition wahrscheinlich zur Verringerung der durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen verursachten Mortalität beitragen.
2. HTN ist der führende Risikofaktor für globale Morbidität und Mortalität und eine der Hauptursachen für gesundheitliche Ungleichheiten. Fast 50 % der Erwachsenen in den USA erfüllen die Kriterien (≥ 130/80 mm Hg) für HTN.14 Es bestehen weiterhin gravierende Unterschiede, so dass unterversorgte Gemeinden, darunter Detroit, die höchste HTN-Prävalenz und den schlechtesten Behandlungserfolg aufweisen. Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass PM2,5 zu dieser HTN-Epidemie beiträgt7-11 und dass Menschen in benachteiligten städtischen Umgebungen (z. B. Detroit) höheren Konzentrationen von Luftschadstoffen ausgesetzt sind.15-17 Gemeinden mit niedrigem sozioökonomischen Status sind besonders „anfällig“ (d. h. stark exponiert) und „anfällig“ (d. h. höheres Risiko für gesundheitsschädliche Auswirkungen) gegenüber Luftverschmutzung.15,17,18 In Detroit wurde gezeigt, dass die CV-Mortalität gemeinsam durch hohe PM2,5-Werte und die Anfälligkeit gegenüber Belastungen in Gemeinschaften mit dunkler Hautfarbe und niedrigerem sozioökonomischen Status beeinflusst wird. Die Studien der Forscher haben gezeigt, dass Luftschadstoffe in der Stadt Detroit für den Anstieg des Blutdrucks verantwortlich sind. Daher ist die Bekämpfung der Co-Epidemien von PM2,5-Exposition und kardiometabolischen Erkrankungen nicht nur eine Frage von Bedeutung für die öffentliche Gesundheit, sondern auch für die Umweltgerechtigkeit in städtischen Gebieten wie Detroit. Somit treffen die beiden Epidemien Luftverschmutzung und HTN in unterversorgten städtischen Gemeinden (z. B. Detroit) aufeinander und erfordern sofortige Aufmerksamkeit. Die neuartige Rekrutierungsstrategie mithilfe der mobilen Gesundheitseinheiten (MHUs) der Wayne State University (WSU) erreicht direkt benachteiligte Gemeinden in ganz Detroit, sodass diejenigen, die überproportional von PM2,5 und hohem Blutdruck betroffen sind, eingeschrieben werden können.
3. Tragbare Innenluftreiniger (PACs) sind ein neuartiger Ansatz zur Reduzierung der Gesundheitsbelastung durch HTN und PM2,5. In einer Metaanalyse von 10 PAC-Studien (n = 604) wurde gezeigt, dass eine Reduzierung von PM2,5 um ca. 30–60 % den SBP über ca. 13 Tage um ca. 4 mm Hg senkte.19 Im Versuch der Forscher mit 40 Nichtrauchern, die in städtischen Seniorenunterkünften lebten, senkten 20 PACs den persönlichen PM2,5-Wert um ≈40 % und den morgendlichen SBP um 3,2 mmHg über 3 Tage, wobei bei adipösen Personen eine stärkere Reduzierung (≈8 mm Hg) zu verzeichnen war. Neue Erkenntnisse zeigen, dass Fettleibigkeit und zugrunde liegende kardiometabolische Anomalien eine mechanistische Rolle bei PM2,5-induzierten Blutdruckerhöhungen spielen und deren Anfälligkeit für PM2,5 und eine erhöhte blutdrucksenkende Reaktion auf PACs zugrunde liegen könnten. Dies deutet darauf hin, dass Bevölkerungsgruppen, die häufig an Fettleibigkeit leiden, einschließlich afroamerikanischer Bluthochdruckpatienten, von PACs besonders stark profitieren können. Mehrwöchige Versuche mit Remote-Technologien an einer großen Stichprobe von Patienten, die in ihren eigenen Häusern in gefährdeten städtischen Gemeinden leben, sind erforderlich, um zu zeigen, ob die Blutdrucksenkung durch die PAC-Nutzung in realen Umgebungen nachhaltig ist. Das sind die Merkmale und Neuerungen der aktuellen Studie.

Frühere Studien zur Intervention bei der Exposition gegenüber Luftverschmutzung verwendeten alle Methoden des physischen Kontakts mit den Teilnehmern, um die Exposition zu beurteilen und den Blutdruck zu messen. Allerdings werden solche direkten Kontakt- und Hausbesuchsmethoden zur Datenerfassung während dieser COVID-19-Pandemie sowohl für Forscher als auch für Studienteilnehmer zu einer Herausforderung und unsicher. Darüber hinaus kostet es mehr Personal und Ressourcen. Moderne Überwachungstechniken, Geräte und Kommunikationstechnologien ermöglichen die Datenerfassung mithilfe einer „Low-Touch“-Methode zur Fernüberwachung der PM-Reduktion und der Senkung des Blutdrucks zu Hause (HBP), was in der COVID-Ära wichtig ist und die Patientenbelastung verringert und die Patientenverfolgung reduziert. hoch. Dies lässt sich möglicherweise erheblich erweitern, wenn Patienten alle Endpunkte über Remote-Technologie bedienen können. Diese Studie wird die erste sein, die diese Technologie im Hinblick auf ihre Anwendbarkeit auf epidemiologische Studien testet. Dies wurde noch nie zuvor getestet.

Darüber hinaus wurden in früheren Studien gemischte Populationen mit unterschiedlichen Blutdruckwerten und Krankheitsstatus verwendet. Es ist nicht bekannt, ob die Senkung des Blutdrucks durch Reduzierung der PM2,5-Exposition mithilfe von PACs auch bei Menschen mit leichter HTN funktioniert. In dieser Studie werden sich die Forscher speziell auf Menschen mit leichter HTN konzentrieren – die Patienten, die tatsächlich eine blutdrucksenkende Intervention für eine frühzeitige Behandlung benötigen. Dies wurde bei dieser milden HTN-Population nicht untersucht.

Diese Studie wird als entscheidende Studie dienen, um zu zeigen, dass PACs: 1) eine wirksame Methode zur Senkung der PM2,5-Exposition und des SBP sind; und 2) eine neuartige Intervention zur Behandlung von leicht erhöhtem Blutdruck und möglicherweise zur Reduzierung der kardiovaskulären Auswirkungen von PM2,5. 3) Ziel der Forscher ist es zu zeigen, dass neuartige, berührungsarme Fernmethoden akzeptabel und zuverlässig für die Bewertung des Nutzens von Maßnahmen zur Luftverschmutzung sind und dass sie auf tausend Teilnehmer ausgeweitet werden könnten und einer großen Anzahl gefährdeter Gemeindemitglieder zugute kommen.

Die aktuelle Studie enthält mehrere wichtige Innovationen und Beiträge. Dies wird die erste PAC-Studie sein, bei der: 1) die Interventionsdauer länger als ein paar Tage anhält, sodass wir feststellen können, ob die Blutdrucksenkung durch PAC-Einsatz über eine klinisch relevante Dauer von 21 Tagen aktiver Anwendung nachhaltig ist. 2) Diese Studie ist ≈ 5-mal größer als die frühere Studie in Detroit, um die definitivste Evidenz zu liefern („Zulassungsstudie“) und die Prüfung von Effektmodifikatoren (z. B. Fettleibigkeit) in Populationen mit mittlerem Risiko und leichtem Übergewicht zu ermöglichen Der Blutdruck wird am wahrscheinlichsten von einer neuartigen Intervention zur Senkung des Blutdrucks profitieren. 3) Nutzung bestehender WSU-MHUs, um Umweltungleichheiten für städtische Patienten mit hohem Blutdruck anzugehen. 4) Einsatz mobiler Technologien und Fernüberwachung zur Erfassung des Blutdrucks und der PM2,5-Werte zu Hause mittels „Low-Touch“-Methoden in einer realen Gemeinschaftsumgebung bei Patienten, die für die gesundheitlichen Auswirkungen hoher Blutdruck- und PM2,5-Expositionen anfällig sind.

Die Forscher gehen davon aus, dass 1) die Verwendung von PAC die Exposition gegenüber PM2,5 in Innenräumen verringert, was anschließend zu einer Verringerung des SBP führt. 2) Diese Senkung des häuslichen Blutdrucks wird bei Menschen mit leicht hohem Blutdruck über mehrere Wochen hinweg nachhaltig sein. 3) Die Studie kann über „Low Touch“-Fernbedienungstechnologie (unter Verwendung von Blutdruck- und PM-Monitoren zu Hause) durchgeführt werden. 4) Diese Remote-Technologie wird für schutzbedürftige Mitglieder benachteiligter Gemeinden in ganz Detroit einsetzbar und akzeptabel sein.

Hauptziel: Um festzustellen, ob der aktive PAC-Einsatz während klinisch relevanter Zeiträume im Vergleich zu einer Scheinbehandlung zu einer nachhaltigen Senkung des HBP-Spiegels (über 21 Tage) führen kann, indem Feinstaub (PM2,5) auf persönlicher Ebene reduziert wird. Luftverschmutzungsexposition bei Patienten mit leicht hohem Blutdruck, die in gefährdeten benachteiligten Gemeinden in ganz Detroit leben.

Sekundäres Ziel: Erforschung klinischer Biomarker (Alter, Geschlecht, Body-Mass-Index), die die blutdrucksenkende Reaktion auf PAC-Interventionen vorhersagen, um gefährdete Bevölkerungsgruppen in größeren Interventionen und zukünftigen realen klinischen Umgebungen und zukünftigen realen klinischen Situationen anzusprechen Einstellungen.