文摘
二氧化硫(所以2)是一种重要的空气污染物,导致正常的支气管收缩和哮喘的成年人。本文探讨了自主的后果2使用心率变异性的光谱分析。
正常心电图记录在12和12哮喘成年人接受污染物暴露。曝光时间1 h,双盲,随机,≥2周,包括空气和200年十亿分之几2。光谱分析的rr间隔。
所以2暴露与总功率的增加(TP)和高(高频)和低频(LF)的正常受试者,并减少这些指标与哮喘受试者。所以TP的差异2暴露与空气+ 1730 ms2在正常组和−1021 ms2哮喘组(p < 0.003)。高频各自的值是+ 964 ms2和539−女士2(p = 0.02)和低频,43 + 7女士2−57 2 ms2(p = 0.01)。没有观察到肺功能变化或症状组。
这表明,所以2暴露在空气污染浓度经常遇到的事件会影响自主神经系统。这可能是重要的理解机制2引起支气管收缩,空气污染的心血管效应。
二氧化硫(所以2)是一种常见的户外空气污染物和每天与欧洲肺部疾病住院率的变化1。而年平均浓度在城市地区的英国通常在10 - 20 ppb(磅),最多1小时200 - 300磅的通常方式记录下来。最近,最多1小时意味着> 500磅的记录在贝尔法斯特。这些浓度通常超过在东欧2。
在挑战的研究2能产生支气管收缩在正常和哮喘课程3。正常人相差很大的反应气体,大部分反应浓度4000 - 5000磅4,但没有记录在影响正常个体暴露于浓度< 1000磅5。支气管哮喘受试者发生在低浓度、肺功能的变化是可检测浓度的400当暴露与运动相结合5。机制在人类生产支气管收缩相对知之甚少,但被认为涉及刺激上呼吸道刺激受体6。阿托品有块2引起支气管收缩在正常的成年人7,这表明胆碱能反射,但这个代理只是部分哮喘患者有效8。无论是哮喘患者和法线之间的敏感性的差异2、阿托品的不同影响封锁在这些群体充分解释道。这种质疑这些观察到的差异可能是由于不同的自主反应这些团体2曝光。
光谱分析的心率变异性(HRV)现在是一个建立临床和研究工具的无创性评估自主神经系统的功能9。简而言之,一个连续的心电图记录离线计算机分析。录音编辑删除nonsinus异位节拍,停顿、文物和非周期的rr间隔(连续心室去极化之间的时间)的变化。然后rr间隔测量和功率谱密度分析提供信息如何执行权力(方差)分配作为频率的函数。短期录音,三个主要谱组件是可区分的;非常低的频率(甚低频)(≤0.04赫兹),低频(LF)(0.04 - -0.15赫兹)和高频(HF)(0.15 -0.4赫兹)。此外,总功率(TP)是测量这些组件的总和。生理的解释甚低频组件定义得很糟糕;相比之下,低频分量被公认为主要反映交感神经调制在高频分量反映了几乎完全副交感神经(迷走神经)调制。相对的交感神经和副交感神经平衡反映在低频:高频比率9。
的一系列研究污染物暴露的影响在男性,自主暴露在200磅的后果2在正常和哮喘成人志愿者是探索。目的是确定一种空气污染物暴露相关的浓度可能与检测相关的变化自主神经系统调制,如果是这样,描述的性质反应在正常和哮喘。
对象和方法
主题
24个成人志愿者参与的呼吸系统影响的研究细颗粒硫酸和硫酸氢铵,,所以2进行了研究。一半的受试者医生诊断轻度哮喘,其他人都是正常的,健康的成年人(表1所示⇓)。所有的志愿者吸烟者和主题与共存的心血管疾病或使用心血管药物被排除在外。哮喘受试者只使用短表演β-agonists有或没有吸入皮质类固醇剂量不超过400倍氯米松μg或等价的,每一天。β-agonists的所有用户都必须避免使用前至少4 h进行污染物暴露。这个项目是东伯明翰卫生行政部门批准的研究和伦理委员会。
曝光
曝光≥2周,进行了1小时时间的休息和在同一时间为每个单独的一天。使用的污染物是200磅的2,两个剂量颗粒硫酸氢铵和硫酸;只后的结果2提出了在这里。瓶装医用空气(中行,曼彻斯特,英国)是用于安慰剂曝光。所有风险进行了双盲,随机的顺序通过一个目的,闭路头只有曝光系统10。流过每个暴露的系统维持在120 L·分钟−1以防止任何重大曝光电路内的换气。所需的浓度2是通过混合瓶装医疗和瓶装60 ppm所以空气吗2使用质量流控制器(流技术解决方案,斯托克波特,英国)。验证了接触气体浓度使用紫外荧光气体分析仪(API集团、圣地亚哥、钙、美国)。对于每个接触,坐在舒适的椅子上,和他们的头中包含的圆顶曝光系统。墙上的输入端口的穹顶是定位在呼吸区内,出口在圆顶的屋顶。脖子密封实现了用一块修改潜水服的脖子。
测量
症状
受试者被要求记录的眼睛和喉咙发炎,咳嗽、喘息,痰液生产和呼吸困难和在每个接触之前,使用视觉模拟量表(血管)得分。
通风
pneumotachograph(肺机能图、白金汉宫、英国)成立的退出肢体接触电路,使体积,持续时间和开始时间被记录下来的每一次呼吸。口服热电偶流量传感器(Biggin山,肯特,英国)穿的是使我们的主题确定口腔和鼻腔的比例分区通风。
肺功能
研究对象进行肺量测定法之前和之后的风险敞口,进一步和间隔4 h。记录参数包括在一秒用力呼气量(FEV1)、用力肺活量(FVC)。肺功能测量是用pneumotachograph (Fleisch)和肺机能图Spirotrac III系统(英国白金汉),校准在每学习一天的开始。最好的≥3技术上可接受的打击是在每个时间点作为测量值。欧洲共同体煤钢(ECCS)预测值。
心率变异性
人穿着霍尔特记录器(牛津Medilog 4500年,牛津仪器,阿宾顿,英国)30分钟前,和每个暴露的持续时间。连续的心电图数据霍尔特录音是模板化。
Outlyers和异位识别和适当的审查。rr在3.41赫兹重新取样的时间间隔数据应用三次多项式和平稳性是由最小二乘近似线性回归。光谱分析是使用快速傅里叶变换和应用程序执行的汉宁窗长度512点。权力被报告为每个5分钟每个暴露为每个主题的时代。
数据分析
HRV数据平稳性检验。被发现有相当大的变化在第一个四世,因此比较数据被限制的最后七个世纪每1小时曝光。
组内匹配配对分析用于比较均值HRV频谱指数、肺功能参数,心率和通风的措施之间的风险。配对t测试被用于意义。意义测试组之间的比较也是由t。
结果
症状,通风和肺功能
所有的风险敞口都良好的耐受性和完成所有科目。没有症状评分的差异在正常或哮喘组之间的接触。在正常组没有明显差异在空气和通风参数测量2风险敞口。哮喘组2接触与一个小但显著增加意味着相对于安慰剂(呼吸频率216.0呼吸·敏−115.1、空气呼吸·分钟−1p = 0.04, 95%置信区间0.16 - -1.57 (CI)的差异呼吸·分钟−1),但平均体积呼吸(因此没有显著差异2318.8 L,空气:311.4升;p = 0.7)。至少95%的呼吸鼻,之间没有明显联系的频率口腔呼吸等2暴露在两组。FEV没有明显变化1或其他肺功能参数2暴露在两组。完整的肺功能数据报告将在别处。
讨论
已经证明了200磅2与总数减少有关,高,低频率功率在哮喘受试者和总量增加,高、低频率在正常的受试者。这些差异自主反应的哮喘和正常成人受试者2接触发生在没有检测到症状或肺功能的变化。这意味着,所以2暴露在空气污染水平可以经常遇到事件在欧洲1,可能有子的临床效果。这表明一个系统性的影响污染物气体可能影响在确定机械的途径为呼吸道和非呼吸道空气污染物的影响。
所以对健康的影响的机制2不是完全理解。在这项研究中,浓度高于使用2是一种强大的支气管收缩的,即。在哮喘患者约400磅的浓度5和在正常浓度> 1000磅的科目4。这种效应在正常受试者用抗胆碱能药物可以完全废除,但只是部分与哮喘受试者的逆转。这些差异已经难以解释,但是建议2可能产生支气管收缩在正常和哮喘气道通过不同的途径。一直认为,这些影响可能是介导的外围航空公司,但这种情况不太可能目前发现的浓度2工作(200)小如果这个高度可溶性污染物气体会穿透气管11。这将意味着上呼吸道,包括鼻、咽或喉可能是重要的在确定这些影响。
所以2可以迅速适应受体激活(rar)和C-fibres吗12在上呼吸道和气管,生产集中增加迷走神经介导的语气导致远端支气管收缩。也有一些证据表明,喉c纤维刺激会导致当地气道狭窄6。同样的,所以2可能会引起当地气道狭窄通过感官的直接刺激粘膜神经末梢神经源性炎症的过程吗13,尽管这对人类呼吸道还有待证明3。支持后者的解释来自工作证明刺激鼻腔刺激可以通过诱导肺总阻力增加收缩,与此同时,支气管扩张发生在较低的航空公司14。喉响应之间的这种差异,开展航空公司表明,一个越低,迷走神经介导机制不太可能负责并指向一个本地神经源性炎症等作用。
作者认为目前的自主发现变化符合这两个通路的存在(图1所示⇓)。提出的主要自主影响被测量与接触2高频功率的变化。这是平衡的变化低频功率,因此没有整体肺功能的变化。在正常受试者,主要途径似乎是通过RAR / c纤维路线,导致中枢神经系统与增加迷走神经反射的语气(增加高频功率)。在受试者患有哮喘,建议当地(近端)气道狭窄(可能是通过神经源性炎症)是主导反应,观察减少高频功率(即。减少迷走神经的语气)反映中枢神经系统调节、补偿远端支气管扩张。减少高频功率平衡,减少低频功率,因此没有净测量肺功能的变化。这增加了支持假设神经源性炎症可能在哮喘气道狭窄的一个重要机制以应对吸入2。主题与哮喘的相对灵敏度2可能反映了增加接触粘膜感觉神经末梢,由于上皮脱落,哮喘的特征15。
这个假设需要进一步探索,但是如果所示,会超出控制的机制的理解与哮喘气道直径在正常人和主题。空气污染暴露已被证明是与发病率和死亡率的增加有关呼吸道和心血管疾病16- - - - - -20.。虽然空气污染的呼吸作用直观,缓解心血管影响的理解机制已被证明难以捉摸。提出了一系列的潜在机制,包括动态的心率变异性降低污染物暴露和减少HRV与风险增加心肌梗死后死亡21心力衰竭患者22。目前的研究结果和他人的23- - - - - -26表明,污染物暴露可以引起自主反应,这些反应可能在不同的子组的人口。可能这些自主反应可能微不足道的心血管影响健康的人,但可能有更多的那些有潜在心脏疾病的重要后果。相反可能患病的心脏无力应对这些自主调节,个人是在非呼吸道发病率或死亡率的风险增加污染物集。
- 收到了2000年3月10日。
- 接受2000年12月18日。
- ©人期刊有限公司