Ostra ekspozycja na olej napędowy: przedłużony wpływ na stan zapalny i układ naczyniowy (DEVA)

Wstęp Olej napędowy i jego produkty stanowią jedno z najczęstszych zanieczyszczeń dotykających ludzi mieszkających na obszarach miejskich i wiejskich na świecie. Większość pacjentów zgłaszających się na oddziały ratunkowe była prawdopodobnie narażona na chroniczną ekspozycję na spaliny silników Diesla, zwłaszcza ci mieszkający w pobliżu ruchliwych dróg miejskich i autostrad. Uważa się, że spaliny z silników Diesla stanowią ponad 50% cząstek atmosferycznych o średniej średnicy aerodynamicznej mniejszej niż 10 μM (PM10), które są odpowiedzialne za zanieczyszczenie powietrza. W przypadku drobnych cząstek o średnicy mniejszej niż 2,5 μM (PM2,5) i bardzo małych cząstek o średnicy poniżej 0,1 μM wkład w zanieczyszczenie powietrza jest znacznie większy. Cząsteczki te są na tyle małe, że można je wdychać i osadzać w płucach, gdzie mogą wywierać szkodliwy wpływ.

W Europie i Japonii badania epidemiologiczne wykazały wysokie wskaźniki zachorowalności na choroby układu krążenia, a także ostre i przewlekłe choroby układu oddechowego w następstwie narażenia zawodowego na spaliny z silników Diesla. Eksperymentalne badania na zwierzętach wykazały również, że narażenie na rozcieńczoną emisję z silnika Diesla upośledza czynność skurczową lewej komory, napęd współczulny, zwłóknienie/fibrynolizę i przyspiesza miażdżycę. Badania epidemiologiczne i eksperymentalne modele zwierzęce są jednak dość nieprecyzyjne w odniesieniu do mechanizmów odpowiedzialnych za te skutki i klinicznego wpływu przewlekłego narażenia na spaliny silników Diesla. Ponadto, chociaż udokumentowano związek między ostrymi zespołami wieńcowymi (ACS) a ostrą ekspozycją na spaliny silników Diesla, nie wiadomo, czy stosunkowo krótkotrwała ekspozycja może powodować przedłużone reakcje zapalne i/lub wpływać na funkcję śródbłonka i właściwości ścian naczyń w w taki sposób, aby potencjalnie sprzyjać rozwojowi zmian miażdżycowych.

Celem niniejszej pracy jest ocena wpływu krótkotrwałego narażenia na spaliny silników Diesla na elastyczność tętnic, czynność naczyń i biomarkery stanu zapalnego.

Metody Badana populacja Ochotnicy zostaną włączeni do tego randomizowanego, podwójnie ślepego, skrzyżowanego badania Wszyscy ochotnicy, którzy zostali zakwalifikowani do udziału w badaniu, będą wolni od chorób układu krążenia, nadciśnienia, cukrzycy, chorób płuc i ostrych chorób zapalnych lub przewlekłych. Pacjenci, u których zostanie stwierdzony nieprawidłowy wyjściowy elektrokardiogram z 12 odprowadzeń i/lub upośledzone testy czynności układu oddechowego, zostaną wykluczeni z badania.

Osoby przyjmujące leki sercowo-naczyniowe, suplementy przeciwutleniające lub witaminowe, doustne środki antykoncepcyjne lub środki przeciwzapalne w ciągu dwóch miesięcy przed włączeniem do badania zostaną wykluczone.

Z badania wyłączone zostaną również kobiety otrzymujące hormonalną terapię zastępczą oraz kobiety przed menopauzą z nieregularnymi cyklami miesiączkowymi. Wszystkie kobiety wybrane do badania zostaną poddane testom ciążowym przed każdą sesją badania.

Projekt badania Jest to randomizowane, podwójnie ślepe badanie krzyżowe. Wszyscy badani będą narażeni na działanie powietrza lub zanieczyszczeń podczas dwóch sesji, które odbędą się w odstępie 4 tygodni w godzinach od 8.00 do 10.00 w laboratorium ad hoc. W każdej sesji badani będą poddani 2-godzinnemu okresowi ekspozycji na kontrolowane ilości spalin z silników Diesla lub przefiltrowane powietrze. Podczas każdej sesji wykonywane będą pomiary markerów funkcji naczyń (rozszerzenie zależne od przepływu, prędkość fali tętna i wskaźnik augmentacji), aktywność układu współczulnego oraz badania krwi obrazujące profil zapalny i fibrynolityczny. Pomiary te zostaną wykonane na linii podstawowej (przed ekspozycją - T0), pod koniec 2-godzinnej sesji (T2) i 24 godziny po zakończeniu ekspozycji (T24) (Rysunek 1).

Pomiary u każdej kobiety biorącej udział w badaniu zostaną wykonane w tej samej fazie cyklu miesiączkowego (późna faza lutealna). Uczestnicy będą powstrzymywali się od picia alkoholu i płynów zawierających kofeinę oraz stosowania leków zawierających kofeinę, a także od palenia tytoniu. Wszyscy ochotnicy zostaną poddani ocenie po tym, jak pozostali na czczo przez co najmniej 8 godzin. Uczestnicy zostaną poinstruowani, aby unikać zmian nawyków żywieniowych i aktywności fizycznej w okresie badania.

Narażenie na spaliny z silników Diesla i przefiltrowane powietrze Narażenie wolontariuszy na spaliny z silników Diesla będzie odbywać się w specjalnie do tego przeznaczonym pomieszczeniu o powierzchni 30m2, które zostało hermetycznie zamknięte. Spaliny z silnika wysokoprężnego będą wytwarzane przez silnik wysokoprężny (2500 cm3 i mocy 100-150 KM) i odprowadzane systemem rur do pomieszczenia ekspozycyjnego. Przed przystąpieniem do badania poziomy tlenku węgla (CO) w pomieszczeniach oraz stężenia drobnych cząstek stałych unoszących się w powietrzu (PM2,5) będą mierzone, kontrolowane i utrzymywane w pożądanych granicach za pomocą przenośnych przyrządów środowiskowych. W celu zapewnienia odpowiedniego poziomu narażenia na pył PM2,5 i CO wszystkie pomiary będą kontrolowane i porównywane z odpowiednimi normami Komisji Europejskiej. W szczególności 25 µg/m3 (średni roczny limit) dla cząstek PM2,5 i 10 µg/m3 (maksymalna średnia dzienna z 8 godzin) dla CO.

Pomiary naczyniowe Ocena funkcji śródbłonka Za pomocą ultrasonograficznego przetwornika liniowego (U/S) funkcja śródbłonka zostanie oceniona poprzez oszacowanie dylatacji zależnej od przepływu (FMD) w tętnicy ramiennej, zgodnie ze standardowymi protokołami.

Pomiary sztywności tętnicy centralnej Prędkość fali tętna tętnicy szyjnej-udowej (PWV), wskaźnik sztywności aorty, zostaną obliczone na podstawie pomiarów czasu przejścia tętna i odległości między 2 miejscami rejestracji (PWV = odległość w metrach podzielona przez czas przejścia, w sekund) przy użyciu dobrze sprawdzonego nieinwazyjnego urządzenia (SphygmoCor; AtCor Medical, Sydney, Australia), jak opisano wcześniej.

Pomiar odbić fali AIx krzywej ciśnienia centralnego (aortalnego) zostanie obliczona jako złożony wskaźnik odbić fali i sztywności tętnicy przy użyciu zatwierdzonego, dostępnego na rynku systemu (SphygmoCor; AtCor Medical, Sydney, Australia), który wykorzystuje zasadę aplanacji tonometria. Przebiegi ciśnienia promieniowego będą kalibrowane na podstawie sfigmomanometrycznego ciśnienia skurczowego i rozkurczowego mierzonego w tętnicy ramiennej. Ponieważ na AIx mają wpływ zmiany częstości akcji serca, została ona odpowiednio skorygowana (skorygowana dla stałego HR wynoszącego 75 uderzeń na minutę; AI75).

Ocena aktywności układu współczulnego Zmienność rytmu serca (HRV) wyraża wpływ autonomicznego układu nerwowego na czynność serca. Niską HRV można przypisać zwiększonemu napięciu współczulnemu i stwierdzono, że wiąże się to ze zwiększoną chorobowością i śmiertelnością z przyczyn sercowo-naczyniowych. Aktywność układu współczulnego zostanie oceniona przez obliczenie HRV za pomocą ciągłego badania elektrokardiograficznego (EKG), które rejestrowano przez 20 minut za pomocą urządzenia Holtera. Dane EKG zostaną następnie przesłane do komputera w celu oceny HRV, która została przeprowadzona zgodnie z aktualnymi międzynarodowymi wytycznymi, oraz zmierzone zostanie odchylenie standardowe przedziałów normalnych do normalnych (SDNN). (oprogramowanie Holtera, Synescope, wersja 3.1, ELA Medical, Francja).

Markery fibrynolizy i zapalenia Próbka krwi żylnej na czczo zostanie pobrana przez nakłucie żyły na linii podstawowej (przed ekspozycją - T0), na koniec 2-godzinnej sesji (T2) i 24 godziny po zakończeniu ekspozycji (T24). Próbki krwi żylnej będą odwirowane przy 3000 obr./min, a surowicę zebrano i przechowywano w temperaturze -80°C do czasu oznaczenia.

Stan prozakrzepowy oceniano mierząc poziom fibrynogenu za pomocą systemu Multifibren® U. Aktywność fibrynolityczna zostanie oceniona za pomocą pomiarów poziomów białka C w osoczu i aktywności białka S, które zostały zmierzone odpowiednio zestawami STA® - Staclot® Protein C i HemosIL™ Protein S Activity. Co więcej, zmiany w stosunku do stanu wyjściowego w profilu stanu zapalnego wywołane spalinami z silników Diesla będą badane poprzez pomiar białka C-reaktywnego (CRP) w surowicy za pomocą urządzenia Architect Abbott.