Efeitos de interação de temperatura e ozônio (TROPICOZ)

Nas últimas décadas, a qualidade do ar nos EUA melhorou significativamente. Mesmo assim, milhões de pessoas nos EUA ainda vivem em condados que não atendem aos padrões de qualidade do ar para um ou mais poluentes. A mudança climática global é amplamente aceita como ocorrendo e acredita-se que tenha uma série de efeitos importantes e potencialmente adversos no ecossistema. Além disso, as mudanças no clima podem levar a maiores concentrações de poluentes atmosféricos nocivos, e a presença de alguns poluentes atmosféricos na atmosfera também pode acelerar as mudanças climáticas. Os efeitos na saúde são afetados por interações complexas entre as mudanças climáticas e a qualidade do ar. Pesquisas são necessárias para identificar as consequências dessas interações para a saúde pública. Um aspecto que tem sido pouco estudado é como as respostas fisiológicas à temperatura elevada são impactadas pelo estressor adicional da poluição do ar.

Vários estudos epidemiológicos mostraram uma forte ligação entre a exposição à poluição do ar e os efeitos cardiopulmonares adversos, como infecções do trato respiratório, exacerbação da asma, bronquite crônica, doença cardíaca isquêmica e acidente vascular cerebral [1-3]. O ozônio é um dos principais componentes do smog fotoquímico. Estudos controlados de exposição humana têm sido fundamentais para demonstrar que pode causar diminuição na função pulmonar [4-10] e inflamação pulmonar.[11-13] A inflamação inclui aumento de neutrófilos e mediadores pró-inflamatórios solúveis nas vias aéreas inferiores [14, 15].

A maioria desses estudos envolveu exposições controladas a concentrações relativamente altas (0,1 - 0,4 ppm) por curtos períodos de tempo (normalmente 2 horas). Esses estudos de exposição de curto prazo são úteis porque a) fornecem os dados de resposta à exposição mais fortes e quantificáveis ​​e b) permitem a investigação de mudanças biológicas que em si são transitórias e inconsequentes, mas podem ser extrapoladas para prever resultados de saúde em populações suscetíveis ou em exposições de longo prazo. Por exemplo, indivíduos saudáveis ​​expostos a 0,4 ppm de exposição ao ozônio por 2 horas [16] mostraram um decréscimo de 13,5% no VEF1, muitas vezes acompanhado apenas por sintomas leves, como irritação traqueobrônquica e tosse. No entanto, 3 horas após a exposição, esses sintomas haviam desaparecido em grande parte e apenas uma diminuição de 2,7% no VEF1 foi detectada. Em 24 horas, mesmo em concentrações mais altas de ozônio, a fase de recuperação normalmente é concluída. A principal preocupação de saúde pública é em indivíduos com doenças respiratórias. Se essas mesmas alterações ocorressem em uma pessoa com reserva reduzida, as alterações induzidas pelo ozônio seriam sobrepostas ao comprometimento pulmonar preexistente e poderiam ter efeitos significativos na saúde.

Apesar de quase 30 anos de pesquisa sobre os efeitos do ozônio, existem poucos estudos sobre a interação entre o ozônio e a temperatura. Embora o ozônio seja normalmente elevado quando o tempo está seco e quente, a maioria dos estudos de câmara controlada são realizados em temperaturas moderadas (70-75 oF). Esses estudos que abordaram temperaturas mais altas foram geralmente realizados na preparação para as Olimpíadas de Los Angeles em 1984 e centrados no comprometimento do desempenho do exercício. Por exemplo, Gibbons e Adams estudaram dez mulheres adultas jovens treinadas aeróbias, exercitadas continuamente a 66% da captação máxima de O2 por 1 h, enquanto expostas oralmente a ar filtrado e 0,15 e 0,30 ppm de ozônio em condições moderadas (24 graus oC) e quentes (35 graus oC) condições ambientais e mostrou que os indivíduos eram mais propensos a parar de se exercitar prematuramente em temperaturas quentes.[17] Gong estudou ciclistas de elite e mostrou resultados semelhantes.[18] Folinsbee et al., estudaram os efeitos de uma exposição de 2 h ao ozônio de alto nível (0,5 ppm) em 14 homens não fumantes sob quatro condições ambientais (64,4, 80,0, 85,2 e 92,0 oF) e descobriu que a maior diminuição na CVF ocorreu quando as exposições ao ozônio estavam na temperatura mais alta.[19]

Os estudos citados focaram em desfechos respiratórios. No entanto, está ficando claro que o ozônio pode ter efeitos sistêmicos e cardíacos. O ozônio reage rapidamente com os tecidos respiratórios e não é absorvido ou transportado para locais extrapulmonares. No entanto, estudos recentes também mostraram associações entre exposição prolongada ao ozônio e morbidade cardiovascular [20, 21]. Além disso, exposições de curto prazo ao ozônio podem causar pequenas alterações transitórias na variabilidade da frequência cardíaca (VFC) de alta frequência em adultos saudáveis ​​[22]. Estudos experimentais mostraram que o estresse térmico pode ter um efeito modesto semelhante sobre esse componente da VFC. [23] O efeito da combinação não foi estudado até o momento. Os estudos epidemiológicos que avaliam a relação ozônio-temperatura-cardíaco geralmente não são informativos, pois os dias de alto ozônio normalmente ocorrem durante o clima quente. Os métodos tradicionais não são adequados para discriminar entre os efeitos do ozônio e da temperatura, muito menos sua interação. Aqueles que estudaram a relação mostraram uma associação negativa entre temperatura e mortalidade por ozônio devido ao aumento do uso de ar condicionado. [24] Um estudo muito recente, no entanto, usando novas abordagens, examinou se o ozônio modificou as associações entre temperatura e mortalidade cardiovascular em 95 grandes comunidades nos EUA, 1987-2000, no verão. Eles descobriram que um aumento de 10°C na temperatura no mesmo dia estava associado a um aumento na mortalidade de 1,17% e 8,31% para o nível mais baixo e mais alto de concentração de ozônio em todas as comunidades, respectivamente.[25]

O objetivo deste estudo é realizar o primeiro estudo de câmara controlada para entender as alterações cardiovasculares resultantes da interação entre o calor e o ozônio. As informações obtidas com este estudo permitirão à EPA avaliar melhor os riscos dos poluentes atmosféricos durante uma onda de calor e fornecer conselhos sobre atividades para mitigar os efeitos.