Gesundheitliche Auswirkungen von Ozon bei Patienten …

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Gesundheitliche Auswirkungen von Ozon bei Patienten mit Asthma und anderen chronischen Atemwegserkrankung

Einführung

Patienten mit vorbestehender Erkrankungen der Atemwege sind möglicherweise mit einem erhöhten Risiko für unerwünschte Wirkungen von Ozonbelastung, weil die Reaktion auf Ozon mit der Pathophysiologie der zugrunde liegenden Erkrankung in Wechselwirkung treten können oder einfach, weil diese Patienten haben im Allgemeinen weniger Lungenreserve und kann nicht die Reduktion der Lungenfunktion tolerieren oder die Erhöhung der Symptome.

Menschen mit Asthma sind eine große und wachsende Segment der Bevölkerung und auch der Auswirkungen der Ozonexposition als besonders anfällig bekannt. Da die Prävalenz von Asthma bei Kindern besonders hoch ist und weil die Kinder sind in der Regel mit einem Risiko von höheren Expositionen aufgrund verbrachte Zeit in Bewegung und im Freien, können sie überproportional von Ozonbelastung betroffen sein.

An den Tagen, wenn die Ozonwerte hoch sind, Menschen mit Asthma neigen dazu, Erfahrung:

  • Die Lungenfunktion dekrementiert
  • Erhöhte respiratorische Symptome
  • Erhöhte Medikamenteneinnahme
  • Erhöhte Häufigkeit von Asthmaanfällen
  • Die verstärkte Nutzung von Gesundheitsleistungen

Obwohl die Daten inkonsistent sind, schlagen einige epidemiologische Studien, dass langfristige Exposition gegenüber Ozon eine Rolle bei der Entwicklung von Asthma spielen könnte. Langzeit-Exposition von sehr jungen Versuchstiere führt zu Veränderungen in der Entwicklung von Immunzellen in die Atemwege und die Exposition von erwachsenen Tieren verstärkt die Tendenz Sensibilisierung gegenüber Allergenen zu entwickeln.

Asthma Grundlagen

Klinisch Asthma ist eine chronische entzündliche Erkrankung der Atemwege, in denen viele Zelltypen eine Rolle spielen, insbesondere Mastzellen, Eosinophilen und T-Lymphozyten. Bei empfindlichen Personen führt die Entzündung rezidivierende Keuchen, Atemnot, Brustenge und Husten, besonders nachts und / oder am frühen Morgen. Diese Symptome sind in der Regel mit weit verbreitet, aber variable Obstruktion verbunden, die zumindest teilweise reversibel ist, entweder spontan oder mit der Behandlung. Die Entzündung verursacht auch eine damit verbundene Erhöhung der Atemwegsempfindlichkeit auf eine Vielzahl von Stimuli. Die grundlegenden physiologischen Veränderungen von Asthma sind Bronchospasmus, durch Reduktion der obstruktiven (Luftstrom bezogen) Lungenfunktion, Ödem gemessen und Hypersekretion.

Der Nachweis der bronchialen Entzündung ergibt sich aus:

  • Mess unspezifische bronchiale Hyperreagibilität
  • Bronchiallavage (BAL)
  • Bronchialbiopsien
  • induzierten Sputum

Die Mehrheit der Asthma ist mit allergischen Reaktionen auf gemeinsame Allergene wie Hausstaubmilben (HDM), Pollen, Tierhaare und Schimmelpilze verbunden. Die Erkrankung hat eine bestimmte genetische Komponente. In genetisch prädisponiert Personen, die Exposition gegenüber Allergenen können immunologische Sensibilisierung führen.

Sensibilisierung beinhaltet die Herstellung von Antikörpern, die an das Immunglobulin E (IgE) Klasse gehören. Bei wiederholter Exposition gegenüber Allergenen, sofortige und verzögerte (Spätphase) Antworten in einer Subpopulation von sensibilisierten Personen auftreten können. Diese Reaktionen umfassen Entzündungen der Atemwege (charakterisiert durch die Anwesenheit von Entzündungszellen wie Eosinophile und aktivierten T-Helfer-Lymphozyten) und Atemwegsobstruktion, die reversibel ist entweder spontan oder mit entsprechenden Medikamenten.

Abbildung 10: Faktoren bei der Induktion und Verschlimmerung von Asthma beteiligt. Die Induktion von Asthma bei genetisch anfälligen Menschen bei Exposition gegenüber häufigen Allergenen oder bestimmte Chemikalien auftreten können. Unspezifische Reiz und Promotoren können Induktion durch Verletzungen und erhöhte Aufnahme von Allergenen oder durch Modulation Immunreaktionen (gestrichelte Pfeil) erleichtern. Beide Allergene und Reizstoffe können bestehende Asthma verschlimmern. Entzündungen und Atemwegsobstruktion bei Asthma sind reversibel. Folglich Schwere der Erkrankung variabel ist (Doppelpfeile), Abhängigkeit von Umwelteinflüssen sowie Anfälligkeitsfaktoren wie hier angegeben. Die Induktion von Asthma bezieht sich sowohl auf die Akquisition von immunologischer Empfindlichkeit gegenüber Allergenen und die Progression zu einer klinisch nachweisbaren Erkrankung, die durch eine reversible Atemwegsobstruktion gekennzeichnet ist. Exazerbation von Asthma kann mit anschließender Re-Exposition gegenüber Allergenen oder durch Bestrahlen mit einer Anzahl von nicht-spezifischen Auslösern von Lungenentzündung und Atemwegsobstruktion, wie beispielsweise respiratorische Viren, Tabakrauch, Holzrauch oder bestimmte Luftschadstoffe wie Ozon auftreten.

Es wurde auch vorgeschlagen, daß einige dieser Auslöser durch Erhöhung Sensibilisierung gegenüber Allergenen, die Induktion von Asthma erleichtern. Dies kann über eine Modulation von Immunantworten oder Verletzung Atemwegsepithel, Effekte auftreten, die Allergene ermöglicht das Immunsystem Barriere zu durchdringen und durch Antigen-Verarbeitungszellen aufgenommen zu werden. Die Induktion von Asthma bezieht sich sowohl auf die Akquisition von immunologischer Empfindlichkeit gegenüber Allergenen und die Progression zu einer klinisch nachweisbaren Erkrankung, die durch eine reversible Atemwegsobstruktion gekennzeichnet ist. Exazerbation von Asthma kann mit anschließender Re-Exposition gegenüber Allergenen oder durch Bestrahlen mit einer Anzahl von nicht-spezifischen Auslösern von Lungenentzündung und Atemwegsobstruktion, wie beispielsweise respiratorische Viren, Tabakrauch, Holzrauch oder bestimmte Luftschadstoffe wie Ozon auftreten.

Anfälligkeitsfaktoren, die für die Exposition gegenüber Allergenen, welche die potentielle und nonallergic Auslöser sind, zusätzlich zu der genetischen Komponente:

  • Insgesamt Gesundheitszustand
  • Lebensstil
  • Sozioökonomischen Status
  • Wohngegend
  • Gesamtexposition Geschichte

Asthma Statistiken

Nach Asthma Statistiken von der American Academy of Allergy Asthma zusammengestellt & Immunologie (AAAAI):

  • Über 23 Millionen Menschen, darunter fast 7 Millionen Kinder haben Asthma.
  • Ein Durchschnitt von 1 von jeweils 10 Kindern im Schulalter hat Asthma.
  • 2011 Daten von den Centers for Disease Control zeigen eine Asthma-Prävalenz von 8,4% in den Vereinigten Staaten.
  • Asthma war verantwortlich für 3.384 Todesfälle in den Vereinigten Staaten im Jahr 2005.
  • Es wird geschätzt, dass die Zahl der Menschen mit Asthma von mehr als 100 Millionen im Jahr 2025 wachsen wird.
  • Asthma ist für etwa 500.000 Krankenhauseinweisungen pro Jahr; Asthma ist die dritte rangUrsache für Krankenhauseinweisungen bei Kindern unter 15 Jahren.
  • Die jährlichen wirtschaftlichen Kosten von Asthma ist etwa 20 Milliarden $. Direkte Kosten machen etwa $ 15 Milliarden dieser Summe und indirekte Kosten wie verlorene Produktivität eine weitere $ 5000000000 hinzuzufügen.

Trends in Richtung einer erhöhten Prävalenz, Todesfälle und Kosten der Krankheit sind auch in vielen anderen Ländern beobachtet worden. Die Zunahme der Inzidenz von Asthma kann nicht einfach durch Änderungen in diagnostischen Kategorisierung in Einklang gebracht werden, und es hat eine zu schnelle durch Veränderungen im Genpool erläutert werden. Aus diesen Gründen hat es zwischen der Umwelt und Asthma ein wachsendes Interesse an der Vereinigung gewesen.

Wie wirkt Ozon Menschen mit Asthma?

Es gibt zwei Hauptmechanismen, durch den Menschen mit Asthma stärker durch Ozon beeinträchtigt werden könnte als die ohne Asthma. Die erste ist, dass diejenigen mit Asthma könnten mehr reagieren oder empfindlich auf Ozon sein und daher die Lungenfunktion Veränderungen erfahren und respiratorische Symptome, die für alle, aber entweder bei niedrigeren Konzentrationen oder mit größerer Stärke. Es gibt Hinweise aus einigen kontrollierten Expositionsstudien und einige epidemiologische Studien, dass dies wahr sein kann. Bei weitem die größere individuelle und öffentliche Gesundheit Sorge ist, dass die Verletzung, Entzündung und erhöhte Atemwegsreaktivität durch Ozon Exposition induziert in einer Verschlechterung einer Person zugrunde liegenden Asthma-Status zur Folge haben kann, ist die Wahrscheinlichkeit eines Asthma Exazerbation zu erhöhen oder eine Anforderung für weitere Behandlung .

Einige Panelstudien haben Beziehungen von Umgebungsozonkonzentration mit einem erhöhten Asthma-Symptome und mit einem erhöhten Gebrauch von Medikamenten bei Kindern mit Asthma gefunden. Weitere epidemiologische Studien haben Beziehungen zwischen höheren Ozonwerten dokumentiert und erhöhte ER Besuche und Krankenhauseinweisungen aufgrund von Asthma in der warmen Jahreszeit. In einem Lager für Kinder mit Asthma in New York, wurde es, dass an den Tagen beobachtet, wenn die Ozonkonzentrationen waren hoch, Kinder im Lager verwendet, um ihre Asthma-Inhalatoren häufiger als an den Tagen, wenn die Ozonwerte niedrig waren. Vermutlich war dies aufgrund einer Wahrnehmung, dass ihr Asthma an diesen Tagen schlimmer war. Maßnahmen der Peak-Flow bei diesen Kindern waren an den Tagen niedriger, wenn die Ozonwerte hoch waren, um diese Hypothese zu unterstützen. Obwohl die Ergebnisse unter Panelstudien von Asthmatikern etwas inkonsistent sind, einer der größten (Mortimer 2002) mit 846 asthmatischen Kindern von acht US-städtischen Gebieten im Laufe eines Sommers überwacht fand Beweise für niedrigere Werte von Peak-Flow und eine erhöhte Prävalenz von Atemwegs Symptome für mehrere Morgen nach Tagen, an denen die Ozonwerte waren hoch. Kürzungen in der Morgenlungenfunktion und einer Zunahme der Morgen Symptome sind ein Anzeichen für eine Verschlechterung Asthma-Status und sind mit einem erhöhten Asthma-Exazerbationen konsistent. Es gibt einige Hinweise, dass Kinder mit schwererem Asthma sind eher diese ozonbedingten Effekte als die mit leichtem Asthma zu erfahren.

Abbildung 11: Unscheduled täglich Asthma-Medikamente Verwendung von Kindern mit Asthma ist mit der Sommerzeit Ozon Luftverschmutzung.

Die Verwendung von inhalativen Beta-adrenergen Agonisten Medikamente Asthma Verschlimmerung zu lindern wird, aufgetragen gegen die Ozonkonzentrationen im Sommer Asthma Lagern durchgeführt für Kinder 7 bis 13 Jahre alt, während der letzten Woche im Juni 1991 bis 1993 in der Connecticut River Valley, in Windrichtung von New York City. Jedes Kind s normalen Arzt verschriebene Medikamente wurden während jeder Woche erhalten. Eine Erhöhung der 1-Stunden-Tages maximalen Ozonkonzentration von 84 bis 160 ppb war signifikant mit erhöhter ungeplante Medikamente pro Tag verabreicht verbunden. Quelle: Thurston et al. 1997

In Atlanta, GA, in Buffalo und New York City, NY, und an vielen anderen Orten in den Vereinigten Staaten, Besuche in der Notaufnahme eines Krankenhauses zur Behandlung von Asthma waren häufiger an den Tagen, wenn die Ozonkonzentration hoch waren (in der Regel über 110 ppb als 1 -Stunden-Durchschnitt oder 60 ppb als 7-Stunden-Mittelwert) im Vergleich zu niedrigen Ozon Tage. Ebenso wurden in einigen Orten, Krankenhauseinweisungen für Asthma höher folgenden Tage, an denen die Ozonwerte mit Effekten erhöht waren im Allgemeinen größer ist in der warmen Jahreszeit als in der kalten Jahreszeit.

Abbildung 12: Asthma bei Kindern und reaktive Atemwegserkrankung erscheint nach Zeiten hoher Ozonbelastung verschärft werden. Keine Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen der Anzahl der Arztbesuche und 1 Stunde maximale Ozonwerte unter 0,11 ppm (110 ppb) beobachtet; jedoch, wenn die Ozonwerte erreicht oder überschritten 0,11 ppm, die Anzahl der Besuche in ein Krankenhaus Kliniken für Asthma bei Kindern oder reaktive Atemwegserkrankung am folgenden Tag war etwa ein Drittel höher als zu anderen Zeiten. Quelle: White et al. 1994
Die Gültigkeit dieser epidemiologischen Beobachtungen wurde durch die Ergebnisse der kontrollierten experimentellen Ozon Belichtungen in menschlichen Freiwilligen, bei denen Marker für Asthma Status unterstützt worden, nachdem Ozon gemessen und nach sauberer Luft Belichtungen. In diesen Studien wurde Ozon nachgewiesen Entzündung der Atemwege zu verschlechtern, um die Atemwege als Reaktion auf inhalierte Allergen zu erhöhen und nicht-spezifische Atemwegsempfindlichkeit zu erhöhen, von denen jede wahrscheinlich Verschlechterung des Asthmas anzuzeigen.

In mehreren Studien an Ozon ausgesetzt Menschen mit Asthma beobachtet ohne Asthma einen größeren Zustrom in neutrophilen Granulozyten (PMN) und größere Veränderungen in anderen Markern der Entzündung der Atemwege als Individuen zu haben, eine intensivere Entzündungsreaktion hindeutet. In einer Studie erhöhten Ozon die Zahl der eosinophilen Granulozyten in der Bronchiallavage (BAL) Flüssigkeit von Menschen mit Asthma gefunden. Im Gegensatz dazu Eosinophile sind nicht in der BAL von Individuen ohne Asthma infolge der Ozonexposition gefunden.

In einer anderen Studie, Hausstaubmilbe (HDM) empfindlichen Personen unterzog Atemwegs Herausforderung mit HDM-Antigen nach Ozonexposition und nach Luft ausgesetzt. Wie in Abbildung 13 zu sehen ist, nach Ozonexposition, benötigt die Konzentration von HDM ein Rückgang von 20% in FEV1 zu verursachen reduziert wurde der Luft ausgesetzt im Vergleich zu, was darauf hindeutet, dass Menschen mit Asthma eine größere Reaktion auf Umweltniveaus HDM folgende Ozonexposition haben würde.

Abbildung 13: Ozonexposition erhöht die Reaktionsfähigkeit von Menschen mit allergischem Asthma zu inhaliert Hausstaubmilben-Antigen. Die Grafik zeigt die Atemwegsempfindlichkeit von Menschen mit leichten allergischen Asthma inhaliert Hausstaubmilben-Allergen nach 7,6 Stunden Exposition sowohl Ozon (0,16 ppm) und gefilterte Luft. Der Punkt auf der äußersten linken Seite der Grafik zeigt die durchschnittliche Konzentration von inhalativen Hausstaubmilben Antigen benötigt, um eine 20% ige Abnahme der FEV1 folgende Luftaussetzzeiten zu erzeugen. Der Punkt auf der rechten Seite zeigt die durchschnittliche Konzentration erforderlich, um eine 20% FEV1 Rückgang im Anschluss an die Ozonbelastung zu erzeugen. Im Durchschnitt nach einer Ozonexposition weniger Antigen erforderlich, um die FEV1 Rückgang im Vergleich zu einer Luftexposition zu erzeugen. Die Punkte in der Mitte des Graphen sind die Daten für die einzelnen Teilnehmer, nachdem sowohl Luft als auch Ozonexposition. Sieben von neun Teilnehmern erforderlich, um eine niedrigere Dosis von Antigen 20% FEV1 Abnahme im Anschluss an die Ozonbelastung im Vergleich zu der Luft ausgesetzt zu erzeugen. Quelle: Kehrl et al. 1999

Viele Studien haben gezeigt, dass nicht-spezifische Atemwegsempfindlichkeit größer ist folgende Ozonexposition. Insgesamt sind diese experimentellen Ergebnisse bei Menschen und Versuchstieren mit Ozon konsistent eine Zunahme der Schwere von Asthma verursacht, und zusammengenommen stellen eine plausible biologischen Mechanismus für die epidemiologische Beobachtungen. Dies legt nahe, dass die beobachteten Beziehungen zwischen Umgebungsozonbelastung und die höhere Wahrscheinlichkeit, einen Asthmaanfall und andere Manifestationen der Verschlechterung des Asthmas kausalen erleben.

COPD und anderen chronischen Atemwegserkrankungen

Epidemiologische Studien haben wenig statistische Aussagekraft hatte die Beziehungen zwischen anderen Unterkategorien von Atemwegserkrankungen und Ozon wegen der geringen Zahl der Hospitalisierungen im Verhältnis zur gesamten Atem oder Asthma Einweisungen erkennen. COPD ist die eine andere Atemwegserkrankungen, für die eine Beziehung zwischen Ozon und Krankenhausaufnahme beobachtet wurde; wenn auch in nur relativ wenige Studien. In kontrollierten Labor Belichtungen, Patienten mit COPD haben auch kleine Verringerungen zu erleben im arteriellen Blutsauerstoffsättigung folgende 2-Stunden-Exposition bis 300 ppb mit leichtem Training beobachtet. Es ist zwar nicht klar, ob diese kleine Veränderungen in der Sauerstoffsättigung in Reaktion auf relativ hohe Ozonkonzentrationen sind ausreichend ist, um eine Verschlimmerung der COPD beitragen, die in Hospitalisierung führt, deutet darauf hin, Umsicht, dass Personen mit COPD und anderen Erkrankungen der Atemwege chronische Aktivität im Freien anstrengende vermeiden sollten Tage, an denen Ozonkonzentrationen sind hoch.

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