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The Interaction of Social Factors With Air Pollution (SOZIAL)

25 luglio 2017 aggiornato da: David Diaz-Sanchez, Environmental Protection Agency (EPA)

Purpose:

The purpose of this protocol is to understand how social factors such as psychosocial stress may modify how people respond to air pollution. Ultimately this will help us understand health disparities from poor air quality.

Participants:

Up to 40 healthy adults,18-33 years old with different perception of stress will participate and complete this study.

Procedures (methods):

Subjects will be exposed to clean air and to ozone ( 300ppb) for 2 hours in a controlled environment chamber. Cardiac, vascular, pulmonary and cognitive function will be evaluated pre, immediately post and 18 hr post exposure.

The primary endpoint will be Heart Rate Variability . Secondary endpoints will include pulmonary function, analysis of blood clotting/coagulation factors, biomarkers of stress, cognitive function, radial artery pulse wave measurements and analysis of soluble factors present in plasma.

Panoramica dello studio

Descrizione dettagliata

Over the past decades, air quality in the U.S. has improved significantly. Even so, millions of people in the U.S. still live in counties that do not meet air quality standards for one or more pollutants. Ozone is a major component of photochemical smog and is one of the most thoroughly studied gaseous pollutants. Controlled human exposure studies have been critical in demonstrating that it can cause airway inflammation 1-3, including increases in neutrophil infiltration into the lung and the production of pro-inflammatory mediators 4,5[, and ultimately decrements in lung function [reviewed in 6]. More recent studies have shown that ozone can also increase vascular inflammation, as well as alter autonomic nervous system control of heart rate and cardiac repolarization 7. Numerous epidemiological studies have also demonstrated an association between acute and chronic exposure to ambient levels of ozone and various health effects most notably asthma 6. These studies have also highlighted a need to incorporate social and nonchemical factors into risk assessments 8. Similarly, social factors such as psychological stress are now regarded as important contributors to asthma outcomes 9,10. This protocol is aimed at investigating how stress impacts health responses to air pollutants. Since psychosocial stress-related susceptibility has been proposed to explain social disparities, this will help us understand which populations and individuals are at increased risk from air pollution.

This protocol is designed to determine whether nonchemical stressors exacerbate ozone effects. In particular we will focus on elevated psychosocial stress as it has been shown to contribute to several adverse health outcomes, most notably, to cardiovascular disease. The physiological mechanism by which psychosocial stress leads to health effects is due, at least in part, to elevated circulating glucocorticoids, or stress hormones, which are regulated by the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA). In the last 30 years the concept of allostasis has evolved. Allostasis is the process whereby an organism adapts to the demands of the environment. An allostatic load model applies this concept to chronic stress11. In this model the perception of threat over long time intervals (perceived stress) can cause over-activation of the HPA-axis resulting in changes in physiological systems as chemical imbalances in autonomic nervous system, central nervous system, neuroendocrine, and immune system activity. Factors such as genetics, behavior, life events and diet can impact this model. To our knowledge no clinical study has investigated the link between air pollution effects on cardiovascular disease and psychosocial stress. However, several studies have now shown an association between stress and respiratory outcomes to air pollution. Claugherty and colleagues (2007) found an association between traffic-related air pollution and asthma solely among children exposed to violence 12. Shankardass and colleagues demonstrated that children from stressful households are more susceptible to the effects of traffic-related pollution on the development of asthma 13. In that study, stress was evaluated using the Perceived Stress Scale (PSS) developed by Dr. Sheldon Cohen of Carnegie Mellon University. This is the most widely used psychological instrument for measuring the perception of stress and has been validated in multiple studies. We will use this scale to evaluate the degree to which subjects appraise situations in their life as stressful. Heart rate variability (HRV) is considered to be a reliable biomarker of stress. Chronic stress has been shown to be associated with decreases in HRV 14. Since acute ozone exposure can also cause changes in HRV, we have chosen HRV as our primary endpoint. We hypothesize that the imbalance between the sympathetic and the parasympathetic nervous system caused by chronic stress will result in altered responses to ozone exposure that will be reflected by HRV.

Tipo di studio

Interventistico

Iscrizione (Effettivo)

40

Fase

  • Non applicabile

Contatti e Sedi

Questa sezione fornisce i recapiti di coloro che conducono lo studio e informazioni su dove viene condotto lo studio.

Luoghi di studio

    • North Carolina
      • Chapel Hill, North Carolina, Stati Uniti, 27514
        • U.S. EPA Human Studies Facility

Criteri di partecipazione

I ricercatori cercano persone che corrispondano a una certa descrizione, chiamata criteri di ammissibilità. Alcuni esempi di questi criteri sono le condizioni generali di salute di una persona o trattamenti precedenti.

Criteri di ammissibilità

Età idonea allo studio

Da 18 anni a 33 anni (Adulto)

Accetta volontari sani

Sessi ammissibili allo studio

Tutto

Descrizione

Inclusion Criteria:

  • Healthy men and women between 18 and 33 years of age.

    1. 4-point Perceived Stress Symptom score <2 or >6
    2. Physical conditioning allowing intermittent, moderate exercise for two hours.
    3. Ability to complete the exposure exercise regimen without reaching 80% of predicted maximal heart rate.

      Predicted maximal heart rate will be calculated using the equation (described by Tanaka et al. [2001] J. Am. Coll. Cardiol.): [208bpm-((0.7) x (age in years))]

    4. Normal baseline 12-lead resting EKG, or if the automated reading is not normal the EKG must be approved by a study cardiologist.
    5. Normal lung function Forced vital capacity (FVC) ≥ 80% of that predicted for gender, ethnicity, age and height (according to NHANESIII guidelines).

      Forced expiratory volume in one second (FEV1) ≥ 80%of that predicted for gender, ethnicity, age and height.

      FEV1/FVC ratio ≥ 80% of predicted values.

    6. Oxygen saturation ≥ 96% on room air.

Exclusion Criteria:

  • . Individuals with a history of acute or chronic cardiovascular disease, chronic respiratory disease, diabetes, rheumatologic diseases, or immunodeficiency state.

    2. Individuals with a Framingham risk score (Hard Coronary Heart Disease; HCHD; 10-year risk) ≥10.

    3. Individuals with asthma or a history of asthma. 4. Individuals who are allergic to chemical vapors or gases. 5. Females who are pregnant, attempting to become pregnant, or breastfeeding. 6. Individuals that are unwilling or unable to stop taking vitamin C or E, or medications that may impact the results of ozone challenge such at least two weeks prior to the study and for the duration of the study. Medications not specifically mentioned here may be reviewed by the investigators prior to an individual's inclusion in the study.

    7. Individuals who have smoked tobacco during the last five years or those with a history of >5 pack years.

    8. Individuals living with a smoker who smokes inside the house. 9. Individuals with a body mass index (BMI) >35 or <18. Body mass index is calculated by dividing the weight in kilograms by the square of the height in meters.

    10. Individuals with occupational exposures to high levels of vapors, dust, gases, or fumes on an on-going basis.

    11. Individuals with uncontrolled hypertension (≥150 systolic or ≥90 diastolic).

    12. Individuals that do not understand or speak English. 13. Individuals that are unable to perform the exercise required for the study. 14. Individuals that are taking beta blocker medications. 15. Individuals with a history of skin allergies to adhesives used in securing EKG electrodes.

    16. Individuals with unspecified diseases, conditions, or medications that might influence the responses to the exposures, as judged by the medical staff.

    17. Individuals that are unwilling or unable to stop taking over-the-counter pain medications such as aspirin, ibuprofen (Advil, Motrin), naproxen (Aleve), or other non-steroidal anti-inflammatory ("NSAID") medications for 48 hours prior to the exposures and post-exposure visits.

    18. Individuals that are taking systemic steroids or beta-blocker medications. 19. Individuals with a hemoglobin A1c (HbA1c) level > 6.4%.

Temporary Exclusion Criteria

  1. Individuals with active seasonal allergies during the time of participation in the study.
  2. Individuals suffering from acute respiratory illness within four weeks prior to any of the study exposure series.
  3. Individuals that have been exposed to smoke and fumes within 24 hours of any study visit.
  4. Individuals that have consumed alcohol within 24 hours of any study visit.
  5. Individuals that have engaged in strenuous exercise within 24 hours of any study visit.
  6. Individuals that have been exposed to ozone-based home air purifiers within 24 hours of any study visit.
  7. Individuals that have been exposed to unvented household combustion sources (gas stoves, lit fireplaces, oil/kerosene heaters) within 48 hours of any study visit.

Piano di studio

Questa sezione fornisce i dettagli del piano di studio, compreso il modo in cui lo studio è progettato e ciò che lo studio sta misurando.

Come è strutturato lo studio?

Dettagli di progettazione

  • Scopo principale: Scienza basilare
  • Assegnazione: Randomizzato
  • Modello interventistico: Assegnazione incrociata
  • Mascheramento: Doppio

Armi e interventi

Gruppo di partecipanti / Arm
Intervento / Trattamento
Sperimentale: Ozono
L'esposizione all'ozono sarà condotta in una camera di esposizione presso l'EPA Human Studies Facility nel campus UNC.
Each subject will be exposed up to 0.3ppm ozone for 2 hours. Subjects will exercise on a bike or treadmill. Each exercise session will consist of a 15 minute exercise interval at a level of up to 25 L/min/m2BSA followed by a 15 minute rest period.
Altri nomi:
  • O3
Comparatore fittizio: Aria pulita
L'esposizione all'aria pulita sarà condotta in una camera di esposizione presso l'EPA Human Studies Facility nel campus UNC.
Each subject will be exposed to clean air for 2 hours. Subjects will exercise on a bike or treadmill. Each exercise session will consist of a 15 minute exercise interval at a level of up to 25 L/min/m2BSA followed by a 15 minute rest period.

Cosa sta misurando lo studio?

Misure di risultato primarie

Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Cambiamenti nella variabilità della frequenza cardiaca
Lasso di tempo: Pre-esposizione a 24 ore dopo l'esposizione
Registrazione dell'elettrocardiogramma di 10 minuti (misurato mediante Holter ECG) in cui il soggetto ha riposato per 20 minuti prima. Raccolti su un registratore ECG a 12 derivazioni Mortara H12+ (Mortara Instrument, Inc., Milwaukee, WI). Gli ECG registrati digitalmente sono campionati a 180 Hz.
Pre-esposizione a 24 ore dopo l'esposizione

Misure di risultato secondarie

Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Volume espiratorio forzato nel primo secondo (FEV1)
Lasso di tempo: Pre-esposizione a 24 ore dopo l'esposizione
Il volume espiratorio forzato nel primo secondo (FEV1) è determinato mediante spirometria eseguita su uno spirometro dry seal interfacciato a un computer.
Pre-esposizione a 24 ore dopo l'esposizione
Indice del fattore di coagulazione/coagulazione
Lasso di tempo: Pre-esposizione a 24 ore dopo l'esposizione
L'indice dei fattori di coagulazione/coagulazione è la variazione percentuale media in un paniere di fattori di coagulazione/coagulazione (d-dimero, PA-1, tPA, fattore vWillebrand e plasminogeno) nel sangue in seguito all'esposizione all'ozono rispetto all'aria pulita.
Pre-esposizione a 24 ore dopo l'esposizione
Indice dei marcatori infiammatori
Lasso di tempo: Pre-esposizione a 24 ore dopo l'esposizione
L'indice dei marcatori infiammatori è la variazione percentuale media in un paniere di fattori correlati all'infiammazione sistemica (IL-6, IL-8, TNF-a, IL-b, CRP) nel sangue dopo l'esposizione all'ozono rispetto all'aria pulita.
Pre-esposizione a 24 ore dopo l'esposizione
Capacità vitale forzata
Lasso di tempo: Pre-esposizione a 24 ore dopo l'esposizione
La capacità vitale forzata (FVC) è determinata dalla spirometria eseguita su uno spirometro a tenuta stagna interfacciato a un computer.
Pre-esposizione a 24 ore dopo l'esposizione
Cortisol
Lasso di tempo: Pre exposure to 24hours post exposure
The mean % change of cortisol levels in the blood following exposure to ozone vs. clean air.
Pre exposure to 24hours post exposure
Cognitive function performance
Lasso di tempo: Pre exposure to 24hours post exposure
Index of cognitive function tests measured using six tests of the Cantab Research Suite (Reaction Time Test (RTI), Attention Switching Task (AST), Spatial Working Memory (SWM), Paired Associate Learning (PAL), Rapid Visual Information Processing (RVP), and Stop Signal Task (SST)) following exposure to ozone vs. clean air.
Pre exposure to 24hours post exposure

Collaboratori e investigatori

Qui è dove troverai le persone e le organizzazioni coinvolte in questo studio.

Investigatori

  • Investigatore principale: David Diaz-Sanchez, PhD, U.S. Environmental Protection Agency

Pubblicazioni e link utili

La persona responsabile dell'inserimento delle informazioni sullo studio fornisce volontariamente queste pubblicazioni. Questi possono riguardare qualsiasi cosa relativa allo studio.

Pubblicazioni generali

Collegamenti utili

Studiare le date dei record

Queste date tengono traccia dell'avanzamento della registrazione dello studio e dell'invio dei risultati di sintesi a ClinicalTrials.gov. I record degli studi e i risultati riportati vengono esaminati dalla National Library of Medicine (NLM) per assicurarsi che soddisfino specifici standard di controllo della qualità prima di essere pubblicati sul sito Web pubblico.

Studia le date principali

Inizio studio

1 luglio 2014

Completamento primario (Effettivo)

1 settembre 2016

Completamento dello studio (Effettivo)

1 gennaio 2017

Date di iscrizione allo studio

Primo inviato

30 luglio 2014

Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità

30 luglio 2014

Primo Inserito (Stima)

1 agosto 2014

Aggiornamenti dei record di studio

Ultimo aggiornamento pubblicato (Effettivo)

26 luglio 2017

Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC

25 luglio 2017

Ultimo verificato

1 luglio 2017

Maggiori informazioni

Termini relativi a questo studio

Altri numeri di identificazione dello studio

  • # 13-1644

Queste informazioni sono state recuperate direttamente dal sito web clinicaltrials.gov senza alcuna modifica. In caso di richieste di modifica, rimozione o aggiornamento dei dettagli dello studio, contattare register@clinicaltrials.gov. Non appena verrà implementata una modifica su clinicaltrials.gov, questa verrà aggiornata automaticamente anche sul nostro sito web .

Prove cliniche su Clean Air

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