Risposte biologiche umane all'ozono a basso livello (SNOZ)
Panoramica dello studio
Stato
Condizioni
Intervento / Trattamento
Descrizione dettagliata
Gli inquinanti atmosferici, compreso l'ozono, sono stati implicati nell'influenzare gli esiti sulla salute. In particolare, è stato dimostrato che l'esposizione ad alti livelli di ozono influisce sulla funzione polmonare e causa infiammazione polmonare. Il preoccupante lavoro basato sulla comunità ha implicato che alti livelli di ozono siano correlati con un aumento delle visite al pronto soccorso per l'asma pediatrico. A causa degli effetti negativi sulla salute, sono stati fissati gli standard EPA per i livelli di ozono sicuri, attualmente a 0,07 ppm. Tuttavia, si stima che 100 milioni di americani vivano in aree in cui i livelli di ozono rimangono periodicamente al di sopra dello standard EPA. E sebbene questo standard EPA fosse stato stabilito sulla base dei dati disponibili, all'epoca non era chiaro se l'esposizione naturale all'ozono di basso livello, come le fluttuazioni tra 0,06 e 0,08 ppm durante il giorno, potrebbe influire anche sulla salute.
Questo gruppo ha esaminato in precedenza la funzione polmonare e la risposta infiammatoria negli adulti esposti a bassi livelli di ozono, esposizione a 0,06 ppm per 6,6 ore, durante l'esercizio intermittente moderato. I ricercatori hanno scoperto che in risposta all'esposizione a basso livello di ozono (0,06 ppm) con l'esercizio, si osserva un declino della funzionalità polmonare e un'infiammazione delle vie aeree neutrofile. Ciò che rimane poco chiaro è se l'ozono a basso livello da solo - senza esercizio - causerà effetti sulla salute simili.
Per simulare l'esposizione all'ozono in una tipica giornata estiva in una città inquinata, gli investigatori esporranno i soggetti a un livello variabile di ozono, da 0,06 ppm a 0,08 ppm, anziché a 0,07 ppm costanti. La variazione da 0,06 ppm a 0,08 ppm, quindi di nuovo a 0,06 ppm avverrà ogni ora.
Tipo di studio
Iscrizione (Effettivo)
Fase
- Non applicabile
Contatti e Sedi
Luoghi di studio
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-
North Carolina
-
Chapel Hill, North Carolina, Stati Uniti, 27599
- Center for Environmental Medicine, Asthma and Lung Biology
-
-
Criteri di partecipazione
Criteri di ammissibilità
Età idonea allo studio
Accetta volontari sani
Sessi ammissibili allo studio
Descrizione
Criterio di inclusione:
- Maschi e femmine di età compresa tra i 18 e i 50 anni.
- Segni vitali entro i limiti normali all'ammissione allo studio: Saturazione periferica di ossigeno (SpO2)> 94%, pressione sanguigna sistolica tra 150-90 mm Hg, pressione sanguigna diastolica tra 100-60 mm Hg, afebbrile.
- Volume espiratorio forzato (FEV1) di almeno l'80% del previsto.
Criteri di esclusione:
- Qualsiasi condizione medica cronica considerata dal PI una controindicazione allo studio di esposizione, incluse malattie cardiovascolari significative, diabete che richiede farmaci, malattia renale cronica, malattia tiroidea cronica o malattia renale.
- Uso di steroidi sistemici o per via inalatoria.
- Uso di FANS o aspirina entro 7 giorni da ogni visita di studio e incapacità di sospendere questi farmaci prima di ogni sessione dello studio.
- Donne incinte o che allattano
- Uso di sigarette o altri prodotti a base di nicotina per via inalatoria nell'ultimo anno o storia di fumo di sigaretta superiore a 5 anni.
Piano di studio
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 |
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Sperimentale: Aria Filtrata, poi Ozono
I partecipanti a questo braccio riceveranno prima aria pulita filtrata seguita dall'ozono
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I partecipanti saranno esposti a una concentrazione di ozono per 6,5 ore a una concentrazione che varia da 0,06 a 0,08
I partecipanti saranno esposti ad aria pulita filtrata
Ozono e tracker della frequenza cardiaca
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Sperimentale: Ozono, poi Aria Filtrata
I partecipanti a questo braccio riceveranno prima l'ozono seguito da aria pulita filtrata
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I partecipanti saranno esposti a una concentrazione di ozono per 6,5 ore a una concentrazione che varia da 0,06 a 0,08
I partecipanti saranno esposti ad aria pulita filtrata
Ozono e tracker della frequenza cardiaca
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Cosa sta misurando lo studio?
Misure di risultato primarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
|---|---|---|
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Variazione della % di leucociti polimorfonucleati (PMN) nel fluido di lavaggio nasale immediatamente dopo l'esposizione rispetto al basale
Lasso di tempo: Linea di base, immediatamente dopo l'esposizione
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I partecipanti saranno esposti all'aria filtrata (FA), quindi all'ozono (O3) o O3, quindi FA. Il fluido di lavaggio nasale (NLF) verrà raccolto dai partecipanti durante una visita di riferimento entro due settimane prima di ogni esposizione e nei seguenti momenti per ciascuna esposizione: immediatamente dopo l'uscita dalla camera di esposizione e 24 ore dopo l'esposizione. La percentuale di PMN come percentuale delle cellule infiammatorie totali (totale di monociti e macrofagi, PMN, eosinofili, basofili, linfociti e cellule epiteliali bronchiali) sarà determinata in ciascuna raccolta di NLF mediante conte differenziali di cellule su vetrini cytospin. La variazione dei valori dal basale all'immediata post-esposizione verrà calcolata per ciascun partecipante per ciascuna esposizione. I valori saranno confrontati tra FA e O3. |
Linea di base, immediatamente dopo l'esposizione
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Variazione della % di leucociti polimorfonucleati (PMN) nel fluido di lavaggio nasale 24 ore dopo l'esposizione rispetto al basale
Lasso di tempo: Basale, 24 ore dopo l'esposizione
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I partecipanti saranno esposti all'aria filtrata (FA), quindi all'ozono (O3) o O3, quindi FA. Il fluido di lavaggio nasale (NLF) verrà raccolto dai partecipanti durante una visita di riferimento entro due settimane prima di ogni esposizione e nei seguenti momenti per ciascuna esposizione: immediatamente dopo l'uscita dalla camera di esposizione e 24 ore dopo l'esposizione. La percentuale di PMN come percentuale delle cellule infiammatorie totali (totale di monociti e macrofagi, PMN, eosinofili, basofili, linfociti e cellule epiteliali bronchiali) sarà determinata in ciascuna raccolta di NLF mediante conte differenziali di cellule su vetrini cytospin. La variazione dei valori dal basale alle 24 ore post-esposizione verrà calcolata per ciascun partecipante per ciascuna esposizione. I valori saranno confrontati tra FA e O3. |
Basale, 24 ore dopo l'esposizione
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Misure di risultato secondarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
|---|---|---|
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Concentrazioni di interleuchina-6 (IL-6) nel fluido di rivestimento epiteliale nasale (ELF): modifica immediatamente dopo l'esposizione rispetto al basale
Lasso di tempo: Linea di base, immediatamente dopo l'esposizione
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I partecipanti saranno esposti all'aria filtrata (FA), quindi all'ozono (O3) o O3, quindi FA. Il rivestimento epiteliale nasale (ELF) verrà raccolto dai partecipanti durante una visita di riferimento entro due settimane prima di ogni esposizione e nei seguenti momenti per ciascuna esposizione: immediatamente dopo l'uscita dalla camera di esposizione e 24 ore dopo l'esposizione. La concentrazione di IL-6 sarà determinata in ciascun campione ELF mediante saggio immunologico. La variazione delle concentrazioni di IL-6 dal basale all'immediata post-esposizione verrà calcolata per ciascun partecipante per ciascuna esposizione. I valori saranno confrontati tra FA e O3 per determinare l'effetto dell'ozono sulla produzione di IL-6 nasale. |
Linea di base, immediatamente dopo l'esposizione
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% di leucociti polimorfonucleati (PMN) nell'espettorato indotto: variazione 24 ore dopo l'esposizione dalla visita di screening
Lasso di tempo: Visita di screening e 24 ore post-esposizione
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I partecipanti saranno esposti all'aria filtrata (FA), quindi all'ozono (O3) o O3, quindi FA. L'espettorato indotto verrà raccolto dai partecipanti dopo l'inalazione di soluzione salina ipertonica. L'espettorato indotto verrà raccolto alla visita di screening entro sei settimane prima della prima esposizione e 24 ore dopo ogni esposizione. La % PMN come percentuale delle cellule infiammatorie totali (totale di monociti e macrofagi, PMN, eosinofili, basofili, linfociti e cellule epiteliali bronchiali) sarà determinata in ciascuna raccolta di espettorato indotto mediante conte differenziali di cellule su vetrini cytospin. La variazione dei valori dal basale alle 24 ore post-esposizione verrà calcolata per ciascun partecipante per ciascuna esposizione. I valori saranno confrontati tra FA e O3. |
Visita di screening e 24 ore post-esposizione
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La percentuale del volume espiratorio forzato previsto in un secondo (% del FEV1 previsto): modifica immediatamente dopo l'esposizione rispetto al basale
Lasso di tempo: Linea di base, immediatamente dopo l'esposizione
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I partecipanti saranno esposti all'aria filtrata (FA), quindi all'ozono (O3) o O3, quindi FA. La spirometria standard per ottenere le misurazioni del FEV1 e della capacità vitale forzata (FVC) verrà eseguita al basale entro due settimane prima della prima esposizione e immediatamente dopo l'uscita dalla camera di esposizione per ciascuna esposizione. La % Predicted FEV1 verrà calcolata dai valori misurati rispetto a quelli attesi. La variazione della percentuale di FEV1 previsto dal basale all'immediata post-esposizione verrà calcolata per ciascun partecipante per ciascuna esposizione. I valori saranno confrontati tra FA e O3 per determinare l'effetto dell'ozono sulla % Predicted FEV1. |
Linea di base, immediatamente dopo l'esposizione
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Concentrazioni di interleuchina-6 (IL-6) nel fluido di rivestimento epiteliale nasale (ELF): modifica 24 ore dopo l'esposizione rispetto al basale
Lasso di tempo: Basale, 24 ore dopo l'esposizione
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I partecipanti saranno esposti all'aria filtrata (FA), quindi all'ozono (O3) o O3, quindi FA. Il rivestimento epiteliale nasale (ELF) verrà raccolto dai partecipanti al basale entro due settimane prima della prima esposizione e nei seguenti momenti per ciascuna esposizione: immediatamente dopo l'uscita dalla camera di esposizione e 24 ore dopo l'esposizione. La concentrazione di IL-6 sarà determinata in ciascun campione ELF mediante saggio immunologico. La variazione delle concentrazioni di IL-6 dal basale a 24 ore dopo l'esposizione sarà calcolata per ciascun partecipante per ciascuna esposizione. I valori saranno confrontati tra FA e O3 per determinare l'effetto dell'ozono sulla produzione di IL-6 nasale. |
Basale, 24 ore dopo l'esposizione
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Concentrazioni di interleuchina-8 (IL-8) nel fluido di rivestimento epiteliale nasale (ELF): modifica immediatamente dopo l'esposizione rispetto al basale
Lasso di tempo: Linea di base, immediatamente dopo l'esposizione
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I partecipanti saranno esposti all'aria filtrata (FA), quindi all'ozono (O3) o O3, quindi FA. Il rivestimento epiteliale nasale (ELF) verrà raccolto dai partecipanti al basale entro due settimane prima della prima esposizione e nei seguenti momenti per ciascuna esposizione: immediatamente dopo l'uscita dalla camera di esposizione e 24 ore dopo l'esposizione. La concentrazione di IL-8 sarà determinata in ciascun campione ELF mediante saggio immunologico. La variazione delle concentrazioni di IL-8 dal basale all'immediata post-esposizione verrà calcolata per ciascun partecipante per ciascuna esposizione. I valori saranno confrontati tra FA e O3 per determinare l'effetto dell'ozono sulla produzione di IL-8 nasale. |
Linea di base, immediatamente dopo l'esposizione
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Concentrazioni di interleuchina-8 (IL-8) nel fluido di rivestimento epiteliale nasale (ELF): modifica 24 ore dopo l'esposizione rispetto al basale
Lasso di tempo: Basale, 24 ore dopo l'esposizione
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I partecipanti saranno esposti all'aria filtrata (FA), quindi all'ozono (O3) o O3, quindi FA. Il rivestimento epiteliale nasale (ELF) verrà raccolto dai partecipanti al basale entro due settimane prima della prima esposizione e nei seguenti momenti per ciascuna esposizione: immediatamente dopo l'uscita dalla camera di esposizione e 24 ore dopo l'esposizione. La concentrazione di IL-8 sarà determinata in ciascun campione ELF mediante saggio immunologico. La variazione delle concentrazioni di IL-8 dal basale a 24 ore dopo l'esposizione sarà calcolata per ciascun partecipante per ciascuna esposizione. I valori saranno confrontati tra FA e O3 per determinare l'effetto dell'ozono sulla produzione di IL-8 nasale. |
Basale, 24 ore dopo l'esposizione
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Strain ventricolare sinistro (LVS): modifica immediatamente dopo l'esposizione rispetto al basale
Lasso di tempo: Basale e immediatamente dopo l'esposizione
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La tensione ventricolare sinistra sarà valutata al basale prima dell'esposizione (entro due settimane) e immediatamente dopo l'esposizione misurando la tensione longitudinale globale (GLS), una misura ecocardiografica della meccanica miocardica.
Il GLS viene misurato utilizzando il tracciamento delle macchioline, una tecnica mediante la quale piccole impronte del miocardio, o macchioline, vengono tracciate durante il ciclo cardiaco per consentire la quantificazione della funzione sistolica del ventricolo sinistro.
GLS è più sensibile delle misure tradizionali della funzione ventricolare, come la frazione di eiezione, nel rilevare decrementi della contrattilità clinicamente inapparenti ma prognosticamente importanti.
La variazione della deformazione longitudinale globale sarà calcolata per determinare l'effetto dell'ozono sulla deformazione ventricolare sinistra.
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Basale e immediatamente dopo l'esposizione
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Espressione del gene IL-1 beta delle cellule epiteliali nasali: conta relativa dell'mRNA immediatamente dopo l'esposizione (corretta al basale), ozono vs aria filtrata
Lasso di tempo: Visita di screening e immediatamente post-esposizione
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RNA isolato da biopsie di cellule epiteliali nasali raccolte durante la visita di screening (basale) entro sei settimane prima della prima esposizione e immediatamente dopo ogni esposizione.
L'RNA sarà analizzato tramite reazione quantitativa a catena della polimerasi in tempo reale (qPCR) per determinare l'impatto dell'O3 sull'espressione del gene infiammatorio.
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Visita di screening e immediatamente post-esposizione
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Dilatazione mediata dal flusso (FMD): modifica immediatamente dopo l'esposizione rispetto al basale
Lasso di tempo: Basale e immediatamente dopo l'esposizione
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I partecipanti saranno sottoposti a valutazione della dilatazione dell'arteria brachiale mediata dal flusso mediante ecografia brachiale al basale prima dell'esposizione (entro due settimane) e immediatamente dopo l'esposizione a FA o O3 per valutare l'impatto dell'esposizione a O3 sulla funzione endoteliale.
La dilatazione mediata dal flusso dell'arteria brachiale (FMD) è un indice non invasivo della funzione endoteliale vascolare.
L'afta epizootica viene misurata mediante ultrasuoni ad alta frequenza ed è espressa come variazione percentuale del diametro arterioso in risposta all'iperemia reattiva indotta da 5 minuti di ischemia dell'avambraccio.
La compromissione della funzione endoteliale porta all'aterosclerosi ed è associata ad un aumentato rischio di eventi cardiovascolari.
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Basale e immediatamente dopo l'esposizione
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Variazione della variabilità della frequenza cardiaca
Lasso di tempo: basale, immediatamente dopo l'esposizione
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La misurazione non è stata eseguita in quanto l'apparecchiatura (derivazioni ECG e monitoraggio della frequenza cardiaca e del ritmo) apparteneva all'EPA e non è stata resa disponibile per questo studio
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basale, immediatamente dopo l'esposizione
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Espressione del gene IL-6R delle cellule epiteliali nasali: conta relativa dell'mRNA immediatamente dopo l'esposizione (corretta al basale), ozono vs aria filtrata
Lasso di tempo: Visita di screening e immediatamente post-esposizione
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RNA isolato da biopsie di cellule epiteliali nasali raccolte durante la visita di screening (basale) entro sei settimane prima della prima esposizione e immediatamente dopo ogni esposizione.
L'RNA sarà analizzato tramite reazione quantitativa a catena della polimerasi in tempo reale (qPCR) per determinare l'impatto dell'O3 sull'espressione del gene infiammatorio.
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Visita di screening e immediatamente post-esposizione
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Espressione del gene IL-8 delle cellule epiteliali nasali: conta relativa dell'mRNA immediatamente dopo l'esposizione (corretta al basale), ozono vs aria filtrata
Lasso di tempo: Visita di screening e immediatamente post-esposizione
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RNA isolato da biopsie di cellule epiteliali nasali raccolte durante la visita di screening (basale) entro sei settimane prima della prima esposizione e immediatamente dopo ogni esposizione.
L'RNA sarà analizzato tramite reazione quantitativa a catena della polimerasi in tempo reale (qPCR) per determinare l'impatto dell'O3 sull'espressione del gene infiammatorio.
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Visita di screening e immediatamente post-esposizione
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La percentuale della capacità vitale forzata prevista (% FVC prevista): variazione immediatamente dopo l'esposizione rispetto al basale
Lasso di tempo: Linea di base, immediatamente dopo l'esposizione
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I partecipanti saranno esposti all'aria filtrata (FA), quindi all'ozono (O3) o O3, quindi FA.
La spirometria standard per ottenere le misurazioni del FEV1 e della capacità vitale forzata (FVC) verrà eseguita al basale entro due settimane prima della prima esposizione e immediatamente dopo l'uscita dalla camera di esposizione per ciascuna esposizione.
La % Predicted FVC sarà calcolata dai valori misurati rispetto ai valori attesi.
La variazione della % prevista di FVC dal basale all'immediata post-esposizione verrà calcolata per ciascun partecipante per ciascuna esposizione.
I valori saranno confrontati tra FA e O3 per determinare l'effetto dell'ozono sulla % Predicted FVC.
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Linea di base, immediatamente dopo l'esposizione
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Collaboratori e investigatori
Collaboratori
Investigatori
- Investigatore principale: David B Peden, MD, University of North Carolina, Chapel Hill
Pubblicazioni e link utili
Pubblicazioni generali
- Peden DB, Setzer RW Jr, Devlin RB. Ozone exposure has both a priming effect on allergen-induced responses and an intrinsic inflammatory action in the nasal airways of perennially allergic asthmatics. Am J Respir Crit Care Med. 1995 May;151(5):1336-45. doi: 10.1164/ajrccm.151.5.7735583.
- Little, R. J. and Rubin, D. B. (2014). Statistical analysis with missing data. John Wiley & Sons.
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Termini relativi a questo studio
Termini MeSH pertinenti aggiuntivi
Altri numeri di identificazione dello studio
- 15-2677
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