Akuutti altistuminen dieselille: pidentää vaikutuksia tulehdukseen ja verisuoniin (DEVA)

Johdanto Diesel ja sen tuotteet ovat yksi yleisimmistä saasteista, jotka vaikuttavat maailman kaupunki- ja maaseutualueilla asuviin ihmisiin. Suurin osa ensiapuosastoilla olevista potilaista on todennäköisesti altistunut krooniselle altistukselle dieselmoottorien pakokaasuille, erityisesti ne, jotka asuvat vilkkaiden kaupunkiteiden ja moottoriteiden lähellä. Dieselin pakokaasujen katsotaan muodostavan yli 50 % ilmakehän hiukkasista, joiden massa on alle 10 μM (PM10) keskimääräisen aerodynaamisen halkaisijan, mikä on vastuussa ilman saastumisesta. Alle 2,5 μM (PM2,5) pienten hiukkasten ja halkaisijaltaan alle 0,1 μM äärimmäisen pienten hiukkasten osuus ilman saastumisesta on paljon suurempi. Nämä hiukkaset ovat tarpeeksi pieniä hengitettäviksi ja kerääntyvät keuhkoihin, missä ne voivat aiheuttaa haitallisia vaikutuksia.

Euroopassa ja Japanissa epidemiologiset tutkimukset ovat osoittaneet korkean sydän- ja verisuonitautien sekä akuuttien ja kroonisten hengityselinten sairauksien suuren osuuden dieselpakokaasuille altistumisen seurauksena. Eläinkokeet ovat myös osoittaneet, että altistuminen laimennetulle dieselmoottorin päästöille heikentää vasemman kammion systolista suorituskykyä, sympaattista voimaa, fibroosia/fibrinolyysiä ja kiihdyttää ateroskleroosia. Epidemiologiset tutkimukset ja kokeelliset eläinmallit ovat kuitenkin melko epätarkkoja näiden vaikutusten aiheuttamien mekanismien ja kroonisen dieselpakokaasualtistuksen kliinisen vaikutuksen suhteen. Lisäksi, vaikka akuuttien sepelvaltimoiden oireyhtymien (ACS) ja dieselmoottorin pakokaasuille altistumisen välillä on dokumentoitu yhteys, ei tiedetä, voiko suhteellisen lyhytaikainen altistuminen aiheuttaa pitkittyneitä tulehdusreaktioita ja/tai vaikuttaa endoteelin toimintaan ja suonen seinämän ominaisuuksiin. tavalla, joka mahdollisesti edistää ateroskleroottisten muutosten kehittymistä.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on arvioida lyhytaikaisen dieselin pakokaasuille altistumisen vaikutusta valtimoiden elastisuuteen, verisuonten toimintaan ja tulehduksellisiin biomarkkereihin.

Menetelmät Tutkimuspopulaatio Vapaaehtoiset otetaan mukaan tähän satunnaistettuun, kaksoissokkoutettuun risteytystutkimukseen. Kaikilla tutkimukseen osallistuvilla vapaaehtoisilla ei ole sydän- ja verisuonisairauksia, verenpainetautia, diabetes mellitusta, keuhkosairauksia tai akuutteja tulehduksellisia tai kroonisia sairauksia. Koehenkilöt, joilla todetaan poikkeava lähtötason 12-kytkentäinen EKG ja/tai heikentynyt hengitystoimintatesti, suljetaan pois tutkimuksesta.

Tutkimukseen osallistumista edeltävien kahden kuukauden aikana sydän- ja verisuonilääkkeitä, antioksidantteja tai vitamiinilisää, oraalisia ehkäisyvalmisteita tai tulehduskipulääkkeitä käyttäneet henkilöt suljetaan pois.

Myös naiset, jotka saavat hormonikorvaushoitoa, ja premenopausaalisilla naisilla, joilla on epäsäännölliset kuukautiskierrot, suljetaan pois tutkimuksesta. Kaikille tutkimukseen valituille naisille tehdään raskaustestit ennen jokaista tutkimuskertaa.

Tutkimussuunnittelu Tämä on satunnaistettu kaksoissokkoutettu, ristikkäinen tutkimus. Kaikki koehenkilöt altistetaan ilmalle tai saasteille kahdessa istunnossa, jotka pidetään 4 viikon välein klo 8.00-10.00 ad hoc -laboratoriossa. Jokaisessa istunnossa koehenkilöt altistetaan 2 tunnin ajan kontrolloiduille määrille dieselpakokaasuja tai suodatettua ilmaa. Jokaisella istunnolla mitataan verisuonten toiminnan markkereita (virtausvälitteinen laajentuminen, pulssiaallon nopeus ja augmentaatioindeksi), sympaattinen aktiivisuus ja verikokeita, jotka kuvaavat tulehduksellista ja fibrinolyyttistä profiilia. Nämä mittaukset suoritetaan lähtötilanteessa (ennen altistusta-T0), 2 tunnin istunnon lopussa (T2) ja 24 tuntia altistuksen päättymisen jälkeen (T24) (kuva 1).

Mittaukset tehdään jokaiselle tutkimukseen osallistuvalle naiselle kuukautiskierron samassa vaiheessa (myöhäinen luteaalivaihe). Osallistujat pidättäytyvät juomasta alkoholia tai kofeiinipitoisia nesteitä sekä käyttämästä kofeiinia sisältäviä lääkkeitä tai tupakoimasta. Kaikki vapaaehtoiset arvioidaan, kun he ovat olleet paastotilassa vähintään 8 tuntia. Osallistujia ohjeistetaan välttämään ruokavalion ja liikunnan tapojen muutoksia tutkimusjakson aikana.

Dieselin pakokaasujen ja suodatetun ilman altistuminen Vapaaehtoinen altistuminen dieselpakokaasuille suoritetaan erityisesti suunnitellussa 30 m2:n huoneessa, joka oli hermeettisesti suljettu. Dieselpakokaasut tuotetaan dieselmoottorilla (2500 cc ja 100-150 hv) ja annostellaan putkijärjestelmän kautta altistustilaan. Ennen tutkimukseen tuloa sisätilojen hiilimonoksidin (CO) tasot sekä ilmassa olevien pienhiukkasten (PM2.5) pitoisuudet mitataan, valvotaan ja pidetään halutuissa rajoissa kannettavien ympäristöinstrumenttien avulla. Jotta varmistetaan riittävä altistuminen PM2,5- ja CO:lle, kaikki mittaukset valvotaan ja niitä verrataan Euroopan komission vastaaviin standardeihin. Erityisesti 25 µg/m3 (keskimääräinen vuosiraja) PM2,5-hiukkasille ja 10 µg/m3 (maksimi päivittäinen 8 tunnin keskiarvo) CO:lle.

Verisuonimittaukset Endoteelitoiminnan arviointi Lineaarisen järjestelmän ultraäänimuuntimen (U/S) avulla endoteelin toiminta arvioidaan arvioimalla virtausvälitteinen laajeneminen (FMD) olkavarsivaltimoon standardoitujen protokollien mukaisesti.

Keskusvaltimon jäykkyyden mittaukset Kaulavaltimon ja reisiluun pulssiaallon nopeus (PWV), aortan jäykkyyden indeksi, lasketaan pulssin kulkuajan ja kahden tallennuspaikan välisen etäisyyden mittauksista (PWV = etäisyys metreinä, jaettuna kulkuajalla, in sekuntia) käyttämällä hyvin validoitua ei-invasiivista laitetta (SphygmoCor; AtCor Medical, Sydney, Australia), kuten aiemmin on kuvattu.

Aaltoheijastusten mittaaminen Keski-aortan paineaaltomuodon AIx lasketaan aaltoheijastusten ja valtimoiden jäykkyyden yhdistelmäindeksinä käyttäen validoitua, kaupallisesti saatavilla olevaa järjestelmää (SphygmoCor; AtCor Medical, Sydney, Australia), joka käyttää applanaatioperiaatetta. tonometria. Säteittäisen paineen aaltomuodot kalibroidaan sfygmomanometrisen systolisen verenpaineen ja olkapäävaltimon diastolisen verenpaineen mukaan. Koska sykemuutokset vaikuttavat AIx:ään, se korjattiin asianmukaisesti (korjattu tasaiselle sykkeelle 75 bpm; AI75).

Sympaattisen aktiivisuuden arviointi Sydämen vaihtelu (HRV) ilmaisee autonomisen hermoston vaikutuksen sydämen toimintaan. Matala HRV voi johtua kohonneesta sympaattisesta sävystä, ja sen on havaittu liittyvän lisääntyneeseen sydän- ja verisuonisairauksiin ja kuolleisuuteen. Sympaattinen aktiivisuus arvioidaan laskemalla HRV jatkuvalla elektrokardiografisella tutkimuksella (EKG), joka rekisteröitiin 20 minuutin ajan Holter-laitteella. Tämän jälkeen EKG-tiedot siirretään tietokoneelle HRV:n arviointia varten, joka suoritettiin voimassa olevien kansainvälisten ohjeiden mukaisesti, ja mitataan normaalin ja normaalin intervallin keskihajonta (SDNN). (Holter-ohjelmisto, Synescope, versio 3.1, ELA Medical, Ranska).

Fibrinolyysi- ja tulehdusmerkkiaineet Paastolaskimoverinäyte otetaan laskimopunktiolla lähtötilanteessa (ennen altistusta-T0), 2 tunnin istunnon lopussa (T2) ja 24 tuntia altistuksen päättymisen jälkeen (T24). Laskimoverinäytteet sentrifugoidaan nopeudella 3000 rpm ja seerumi kerättiin ja säilytettiin -80 C:ssa määritykseen asti.

Protromboottinen tila arvioitiin mittaamalla fibrinogeenitasot käyttämällä Multifibren® U -järjestelmää. Fibrinolyyttinen aktiivisuus arvioidaan plasman proteiini C -tasojen ja proteiini S -aktiivisuuden mittauksilla, jotka mitattiin STA® - Staclot® Protein C -pakkauksella ja HemosIL™ Protein S Activity -pakkauksilla, vastaavasti. Lisäksi dieselpakokaasujen aiheuttamia muutoksia tulehdusprofiilissa lähtötilanteesta tutkitaan mittaamalla seerumin C-reaktiivista proteiinia (CRP) Architect Abbott -laitteella.