Exposición aguda al diésel: efectos prolongados sobre la inflamación y la vasculatura (DEVA)

Introducción El diesel y sus productos representan uno de los contaminantes más comunes que afectan a las personas que viven en áreas urbanas y rurales del mundo. Es probable que la mayoría de los pacientes que acuden a los servicios de urgencias hayan estado expuestos de forma crónica a los gases de escape de los motores diésel, en particular los que viven cerca de carreteras y autopistas urbanas muy transitadas. Se considera que los gases de escape diésel contribuyen a más del 50 % de las partículas atmosféricas con una masa de menos de 10 μM (PM10) de diámetro aerodinámico promedio, que es responsable de la contaminación del aire. Para partículas finas de menos de 2,5 μM (PM2,5) y partículas extremadamente pequeñas de menos de 0,1 μM de diámetro, la contribución a la contaminación del aire es mucho mayor. Estas partículas son lo suficientemente pequeñas para ser inhaladas y depositadas en los pulmones donde pueden ejercer efectos nocivos.

En Europa y Japón, los estudios epidemiológicos han demostrado altas tasas de morbilidad cardiovascular, así como enfermedades respiratorias agudas y crónicas, luego de la exposición ocupacional a los gases de escape diesel. Los estudios experimentales en animales también han demostrado que la exposición a las emisiones diluidas del motor diésel afecta el rendimiento sistólico del ventrículo izquierdo, el impulso simpático, la fibrosis/fibrinólisis y acelera la aterosclerosis. Sin embargo, los estudios epidemiológicos y los modelos animales de experimentación son bastante imprecisos en cuanto a los mecanismos responsables de estos efectos y el impacto clínico de la exposición crónica a los gases de escape de diésel. Además, aunque se ha documentado una relación entre los síndromes coronarios agudos (SCA) y la exposición aguda a los gases de escape de los motores diesel, no se sabe si la exposición a corto plazo puede causar respuestas inflamatorias prolongadas y/o afectar la función endotelial y las propiedades de la pared vascular en tal manera de promover potencialmente el desarrollo de cambios ateroscleróticos.

El propósito de este estudio es evaluar el impacto de la exposición a corto plazo a los gases de escape diésel sobre la elasticidad arterial, la función vascular y los biomarcadores inflamatorios.

Métodos Población de estudio Los voluntarios se incluirán en este estudio cruzado, aleatorizado, doble ciego. Todos los voluntarios que calificaron para ingresar al estudio estarán libres de enfermedades cardiovasculares, hipertensión, diabetes mellitus, enfermedades pulmonares y enfermedades inflamatorias agudas o crónicas. Se excluirá del estudio a los sujetos que tengan un electrocardiograma de 12 derivaciones basal anormal y/o pruebas de función respiratoria alteradas.

Se excluirán las personas que tomen medicamentos cardiovasculares, suplementos antioxidantes o vitamínicos, anticonceptivos orales o agentes antiinflamatorios durante los dos meses anteriores a la inclusión en el estudio.

Las mujeres que reciben terapia de reemplazo hormonal y las mujeres premenopáusicas con ciclos menstruales irregulares también serán excluidas del estudio. Todas las mujeres seleccionadas para el estudio se someterán a pruebas de embarazo antes de cada sesión del estudio.

Diseño del estudio Este es un estudio cruzado, aleatorizado, doble ciego. Todos los sujetos estarán expuestos al aire oa los contaminantes en dos sesiones que tendrán lugar con 4 semanas de diferencia entre las 8.00 y las 10.00 horas en un laboratorio ad hoc. En cada sesión, los sujetos se someterán a un período de exposición de 2 horas a cantidades controladas de gases de escape diésel o aire filtrado. En cada sesión se realizarán mediciones de marcadores de función vascular (dilatación mediada por flujo, velocidad de onda de pulso e índice de aumento), actividad simpática y análisis de sangre que describan el perfil inflamatorio y fibrinolítico. Estas mediciones se realizarán al inicio (antes de la exposición-T0), al final de la sesión de 2 horas (T2) y 24 horas después del final de la exposición (T24) (Figura 1).

Las mediciones en cada mujer que participe en el estudio se realizarán en la misma fase del ciclo menstrual (fase lútea tardía). Los participantes se abstendrán de beber alcohol o líquidos con cafeína y de usar medicamentos que contengan cafeína, o de fumar. Todos los voluntarios serán evaluados después de haber estado en ayunas durante al menos 8 h. Los participantes serán instruidos para evitar cambios en la dieta y hábitos de actividad física durante el período de estudio.

Exposición a gases de escape diésel y aire filtrado La exposición voluntaria a los gases de escape diésel se llevará a cabo en una sala de 30 m2 especialmente diseñada y sellada herméticamente. Los gases de escape diesel serán producidos por un motor diesel (2500 cc y 100-150HP) y serán dispensados ​​a través de un sistema de tuberías a la sala de exposición. Antes del ingreso al estudio, se medirán, controlarán y mantendrán dentro de los límites deseados los niveles interiores de monóxido de carbono (CO) junto con las concentraciones de partículas finas suspendidas en el aire (PM2.5) utilizando instrumentos ambientales portátiles. Para asegurar niveles adecuados de exposición a PM2.5 y CO, todas las mediciones serán controladas y comparadas con los estándares respectivos de la Comisión Europea. En concreto, 25 µg/m3 (límite medio anual) para partículas PM2,5 y 10 µg/m3 (máximo diario medio de 8 horas) para CO.

Mediciones vasculares Evaluación de la función endotelial Utilizando un transductor de ultrasonido de matriz lineal (U/S), la función endotelial se evaluará estimando la dilatación mediada por flujo (FMD) en la arteria braquial, según los protocolos estandarizados.

Mediciones de rigidez arterial central La velocidad de la onda del pulso carótido-femoral (PWV), un índice de rigidez aórtica, se calculará a partir de las mediciones del tiempo de tránsito del pulso y la distancia entre 2 sitios de registro (PWV = distancia, en metros, dividida por el tiempo de tránsito, en segundos) usando un dispositivo no invasivo bien validado (SphygmoCor; AtCor Medical, Sydney, Australia) como se describió anteriormente.

Medición de los reflejos de las ondas El AIx de la forma de onda de la presión central (aórtica) se calculará como un índice compuesto de los reflejos de las ondas y la rigidez arterial utilizando un sistema validado y comercialmente disponible (SphygmoCor; AtCor Medical, Sydney, Australia) que emplea el principio de aplanación tonometría. Las formas de onda de la presión radial se calibrarán de acuerdo con la presión arterial sistólica esfigmomanométrica y la presión arterial diastólica medidas en la arteria braquial. Debido a que el AIx está influenciado por los cambios en la frecuencia cardíaca, se corrigió según corresponda (corregido para una frecuencia cardíaca constante de 75 lpm; AI75).

Evaluación de la actividad simpática La variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) expresa el impacto del sistema nervioso autónomo en la actividad cardíaca. La HRV baja puede atribuirse a un aumento del tono simpático y se ha encontrado que está asociada con una mayor morbilidad y mortalidad cardiovascular. La actividad simpática se evaluará mediante el cálculo de la VFC con estudio electrocardiográfico (ECG) continuo que se registró durante 20 minutos mediante un dispositivo Holter. Luego, los datos del ECG se transferirán a una computadora para la evaluación de la HRV, que se realizó de acuerdo con las pautas internacionales actuales, y se medirá la desviación estándar de los intervalos normales a normales (SDNN). (Software Holter, Synescope, versión 3.1, ELA Medical, Francia).

Marcadores de fibrinólisis e inflamación Se recolectará una muestra de sangre venosa en ayunas mediante punción venosa al inicio (antes de la exposición-T0), al final de la sesión de 2 horas (T2) y 24 horas después del final de la exposición (T24). Las muestras de sangre venosa se centrifugarán a 3000 rpm y el suero se recolectará y almacenará a -80 C hasta que se analice.

El estado protrombótico se evaluó midiendo los niveles de fibrinógeno utilizando el sistema Multifibren® U. La actividad fibrinolítica se evaluará con mediciones de los niveles plasmáticos de proteína C y la actividad de la proteína S, que se midieron con el kit STA® - Staclot® Protein C y los kits HemosIL™ Protein S Activity, respectivamente. Además, se estudiarán los cambios desde el inicio en el perfil inflamatorio inducido por los gases de escape diésel mediante la medición de la proteína C reactiva (PCR) sérica utilizando el dispositivo Architect Abbott.