Effets d'interaction de la température et de l'ozone (TROPICOZ)

Au cours des dernières décennies, la qualité de l'air aux États-Unis s'est considérablement améliorée. Même ainsi, des millions de personnes aux États-Unis vivent encore dans des comtés qui ne respectent pas les normes de qualité de l'air pour un ou plusieurs polluants. Le changement climatique mondial est largement accepté et on pense qu'il a une série d'effets majeurs et potentiellement négatifs sur l'écosystème. De plus, les changements climatiques peuvent entraîner des concentrations plus élevées de polluants atmosphériques nocifs, et la présence de certains polluants atmosphériques dans l'atmosphère peut également accélérer le changement climatique. Les effets sur la santé sont influencés par des interactions complexes entre le changement climatique et la qualité de l'air. Des recherches sont nécessaires pour identifier les conséquences de ces interactions sur la santé publique. Un aspect qui a été sous-étudié est la façon dont les réponses physiologiques à une température élevée sont affectées par le facteur de stress supplémentaire de la pollution de l'air.

Plusieurs études épidémiologiques ont montré un lien étroit entre l'exposition à la pollution de l'air et les effets indésirables cardiopulmonaires, tels que les infections des voies respiratoires, l'exacerbation de l'asthme, la bronchite chronique, les cardiopathies ischémiques et les accidents vasculaires cérébraux [1-3]. L'ozone est un composant majeur du smog photochimique. Les études contrôlées sur l'exposition humaine ont été essentielles pour démontrer qu'il peut entraîner une diminution de la fonction pulmonaire [4-10] et une inflammation pulmonaire.[11-13] L'inflammation comprend une augmentation des neutrophiles et des médiateurs pro-inflammatoires solubles dans les voies respiratoires inférieures [14, 15].

La majorité de ces études impliquaient des expositions contrôlées à des concentrations relativement élevées (0,1 à 0,4 ppm) pendant de courtes périodes (généralement 2 heures). Ces études d'exposition à court terme sont utiles car a) elles fournissent les données exposition-réponse les plus solides et les plus quantifiables et b) elles permettent d'étudier les changements biologiques qui en eux-mêmes sont transitoires et sans conséquence, mais peuvent être extrapolés pour prédire les effets sur la santé des populations sensibles. ou dans des expositions à long terme. Par exemple, des individus en bonne santé exposés à une exposition à 0,4 ppm d'ozone pendant 2 heures [16] ont montré une diminution de 13,5 % du VEMS, souvent accompagnée de symptômes bénins tels qu'une irritation trachéobronchique et une toux. Cependant, 3 heures après l'exposition, ces symptômes avaient largement disparu et seule une diminution de 2,7 % du VEMS était détectable. En 24 heures, même à des concentrations d'ozone plus élevées, la phase de récupération est normalement terminée. Le principal problème de santé publique concerne les personnes atteintes de maladies respiratoires. Si ces mêmes changements se produisaient chez une personne dont la réserve était réduite, les changements induits par l'ozone se superposeraient à une insuffisance pulmonaire préexistante et pourraient avoir des effets importants sur la santé.

Malgré près de 30 ans de recherche sur les effets de l'ozone, il existe très peu d'études sur l'interaction entre l'ozone et la température. Bien que l'ozone soit normalement élevé lorsque le temps est sec et chaud, la plupart des études contrôlées en chambre sont effectuées à des températures modérées (70-75 oF). Les études portant sur les températures plus élevées ont généralement été réalisées à l'approche des Jeux olympiques de Los Angeles en 1984 et se sont concentrées sur l'altération de la performance physique. Par exemple, Gibbons et Adams ont étudié dix jeunes femmes adultes entraînées en aérobie qui s'exerçaient en continu à 66 % de l'absorption maximale d'O2 pendant 1 h tout en étant exposées par voie orale à de l'air filtré et à 0,15 et 0,30 ppm d'ozone dans des environnements modérés (24 °C) et chauds (35 °C). oC) conditions ambiantes et ont montré que les sujets étaient plus susceptibles de cesser prématurément de faire de l'exercice à des températures élevées.[17] Gong a étudié les cyclistes d'élite et a montré des résultats similaires.[18] Folinsbee et al. ont étudié les effets d'une exposition de 2 heures à un haut niveau d'ozone (0,5 ppm) chez 14 hommes non fumeurs dans quatre conditions environnementales (64,4, [19]

Ces études citées se sont concentrées sur les résultats respiratoires. Pourtant, il devient clair que l'ozone peut avoir des effets systémiques et cardiaques. L'ozone réagit rapidement avec les tissus respiratoires et n'est ni absorbé ni transporté vers des sites extrapulmonaires. Cependant, des études récentes ont également montré des associations entre l'exposition à long terme à l'ozone et la morbidité cardiovasculaire [20, 21]. De plus, des expositions à court terme à l'ozone peuvent provoquer des modifications transitoires mineures de la variabilité de la fréquence cardiaque à haute fréquence (HRV) chez des adultes en bonne santé [22]. Des études expérimentales ont montré que le stress thermique peut avoir un effet modeste similaire sur cette composante de la VRC. [23] L'effet de la combinaison n'a pas été étudié à ce jour. Les études épidémiologiques évaluant la relation ozone-température-cardiaque n'ont généralement pas fourni d'informations, car les jours où l'ozone est élevé se produisent normalement par temps chaud. Les méthodes traditionnelles ne sont pas adaptées pour discriminer les effets de l'ozone et de la température, sans parler de leur interaction. Ceux qui ont étudié la relation ont montré une association négative entre la température et la mortalité due à l'ozone en raison de l'utilisation accrue de la climatisation. [24] Une étude très récente, cependant, utilisant de nouvelles approches a examiné si l'ozone modifiait les associations entre la température et la mortalité cardiovasculaire dans 95 grandes communautés aux États-Unis, 1987-2000, en été. Ils ont découvert qu'une augmentation de température de 10 oC le même jour était associée à une augmentation de la mortalité de 1,17 % et 8,31 % pour les concentrations d'ozone les plus faibles et les plus élevées dans toutes les communautés, respectivement.[25]

Le but de cette étude est de réaliser la première étude en chambre contrôlée afin de comprendre les changements cardiovasculaires résultant de l'interaction entre la chaleur et l'ozone. Les informations obtenues grâce à cette étude permettront à l'EPA de mieux évaluer les risques liés aux polluants atmosphériques lors d'une vague de chaleur et de fournir des conseils sur les activités visant à atténuer les effets.