文摘
模拟研究表明,城市自行车增加吸入剂量的化石能源的黑碳(BC)。使用数量的黑色物质在气道巨噬细胞的标志长期吸入公元前公元前我们试图比较吸入剂量在伦敦(英国)骑自行车和non-cyclists。
气道巨噬细胞碳评估28(58%)的48名健康成人(骑自行车和14 non-cyclists 14日)出席诱导痰。短期(24小时)暴露于公元前评估在工作日代表27 28个科目。血清白介素(IL) 1β- 2、IL - 6、引发、集落刺激因子和肿瘤坏死因子(TNF) -α评估在26的28个科目。
骑自行车的人被发现增加了气道巨噬细胞碳与non-cyclists相比(意味着±se1.81±0.21与1.11±0.07μm2;p < 0.01)。短期监测显示没有区别在公元前24小时暴露在两组之间。然而,骑自行车上下班期间暴露于更高浓度的公元前(p < 0.01)。气道巨噬细胞碳与监控通勤BC (n = 28;r = 0.47, p < 0.05)。TNF-α骑自行车的人被发现增加(p < 0.05),但没有其他细胞因子增加。
上班骑自行车在伦敦与公元前长期吸入剂量的增加有关。是否骑自行车本身公元前增加吸入剂量仍不清楚。
吸入颗粒物(PM)的化石燃料燃烧与不良健康效应有关,包括减少肺功能(1和死亡率上升2]。尽管PM-induced健康影响的机制没有完全定义,动物模型在体外研究表明,炎性细胞因子释放从气道细胞是一个重要因素3]。化石能源的技术点的可吸入尺寸范围(< 10μm空气动力学直径(PM10)是由元素黑碳纳米颗粒的聚合物(BC) (4]。BC城市内浓度的变化,因此,反映当地化石能源的技术点的浓度的变化10(5]。例如,公元前区高和点10发生在城市主要道路(6]。因此家里的距离最近的主要道路被广泛用作个人暴露于公元前或点的标志10在流行病学研究7,8]。然而,个人也暴露于公元前当使用公路前往工作(6)(图1)。的确,有担心,上班骑自行车,结合每分通气量增加(V′E)[9)和增加了通勤时间接近新生成的废气,显著增加了公元前吸入剂(10,11]。
到目前为止,在公元前吸入剂量通勤的影响是未知的。最近,我们开发了一种方法来评估公元前的长期吸入剂量使用的能力降低气道巨噬细胞(AMs)公元前保留吸入剂量依赖性的方式在很长一段时间(12]。在青少年中,我们之前报道成反比的碳在AMs(碳)和肺功能13]。其他团体报道之间的关联是碳和代理标记心血管疾病的糖尿病成人(14,15]。在本研究中我们提出,相比之下,个人通过公共交通工具上下班,经常骑车上班暴露个人长期高浓度的公元前公元前导致降低气道剂量的增加。我们试图测试这个假设使用的组合是公元前碳测量和个人监测在健康成年人只骑车去工作在伦敦(英国),或者只使用公共交通和/或步行(16]。我们也试图比较系统性的促炎细胞因子在两组。
材料和方法
主题
研究的合格标准是:18-40年岁经常上班在伦敦东区或在伦敦中心至少3年,没有国内个人吸烟或二手烟暴露的历史在过去3年,和没有急性或慢性病症。排除标准:临床前3个月内呼吸道感染,使用蜡烛、木材或明火,并通过汽车上班。汽车司机排除由于大多数伦敦人不开车上班。受试者被归类为骑自行车的人如果他们习惯性地骑车从家到工作。Non-cyclists被归类为个人减刑工作步行或者公共交通工具,或两者的结合。课题研究了从2010年11月到2011年3月。当地研究伦理委员会批准了这项研究中,所有受试者提供书面同意。
问卷调查
主题完成一份调查问卷,关于吸烟史和平常的上班方式。受试者的邮政编码是记录和的距离家最近的主要道路(m)计算使用免费的地图工具(17]。简单地说,每个主题的家的邮政编码是进入网站上的“极速搜索”框,和确定使用导航工具。最近的点最近的主要道路上(归类为一个“A”路)被识别和家庭主要道路距离读取“总距离”框。
肺功能
肺功能测定使用MicroMedical麦蓝3500肺活量计可8(英国卡地纳健康,贝辛斯托克,英国)与数据管理系统符合美国胸科学会指南(18]。煤层瓦斯循环显示了直接的质量控制。Post-bronchodilator用力呼气量在1 s (FEV1)、用力肺活量(FVC)、用力呼气流量在25 - 75% FVC和FEV1/ FVC记录。
气道巨噬细胞碳
使用痰诱导气道巨噬细胞获得。根据标准技术诱导痰处理(13]。0.1%二硫苏糖醇治疗后清除粘液(Sigma-Aldrich,普尔,英国),插头气道细胞的识别和移除。细胞被cytocentrifuged (Cytospin;Shandon科学、道、英国)到显微镜载玻片,沾Diff-Quik(戴德贝林,迪尔菲尔德,,美国)。幻灯片进行分析是碳,因为之前报道(13]。简单地说,数字彩色图像的AMs随机显微镜领域获得从每个主题使用尼康数码相机,尼康Eclipse 80我显微镜(尼康仪器,Amstelveen、荷兰)x100放大。PictureFrame(达光电Goleta、钙、美国)被用来获取图像。的形象舞台千分尺(千分尺S-12S阶段,0.1毫米/ 50分;Pyser-SGI,肯特,英国)也获得了在同一放大。图像J(美国马里兰州贝塞斯达国家健康研究所)被用来分析图像,使用阶段的形象与定标校准微米格。每个点映像最初使用Adobe Photoshop处理元素(Adobe Systems Inc .)圣何塞、钙、美国)。每个点图像“剪切和粘贴”,从广角图像和细胞核移除。图像J软件是用来测量BC(μm的面积2在AMs)。“阈值”命令调整,以获得最合适的黑色区域可见色彩图像。碳在每个点的面积计算,平均碳(μm2)是来自50个随机选择的AMs /主题,由操作员选择被蒙蔽通勤状况。
公元前监控
个人暴露于公元前监控使用便携式aethalometer(美国麦基科学AE51伯克利分校CA)穿在受试者在他代表工作日痰诱导产生了足够的碳点分析(即。一些天后痰感应)。代表工作日正常工作时被定义为一个星期的主题有一个回程之间正常工作的地方和他们的习惯居所视为典型的习惯性的通勤行为。aethalometer是白天进行了腰部,当受试者在室内。晚上,班长被旁边的床上。公元前暴露决心使用microAethCOM基于pc的软件应用程序。软件输出描述公元前的平均浓度(ng·m−3一个预定义的采样周期。在这项研究中,采样时间设置为5分钟和个人接触每一个公元前5分钟浓度的总和。这种接触指标是直接与浓度时间曲线下的面积成正比。公元前暴露通勤,在家和在其他活动然后计算使用时间的日记完成了当天的监控。背景点10浓度是获得一个固定的空气污染监测站在伦敦市中心的位置(北肯辛顿)19]。气象数据来自一个气象站在大伦敦(20.]。
系统性的细胞因子
研究对象接受可选的血痰诱导后取样。血液是离心机和血清冻结在-70°C。细胞因子的定义先天的通过他们的报道能力释放肺细胞刺激点10在活的有机体内,即。白介素(IL) 1β(21,22],[- 223),il - 6 (22,引发21,22],集落刺激因子(gm - csf) [21)、肿瘤坏死因子(TNF) -α[24]。血清细胞因子测定使用96多点MS2400人类ProInflammatory-9丛敏感工具包(美国马里兰州盖瑟斯堡内消旋规模发现,,)。板是根据制造商的指示和处理读MSD部门成像仪(内消旋规模发现)。数据分析使用MSD发现工作台软件(内消旋规模发现)。
统计分析
数据分析使用IBM SPSS 18.0版(美国纽约阿蒙克)。数据被概括为±se。比较了使用未配对t和表达为95%可信区间(CI)的差异和相关性使用皮尔逊相关性。p值< 0.05被认为是显著的。
结果
对痰诱导48成年人参加。28(58%)产生足够数量的AMs(≥50)评估碳加载(骑自行车和14 non-cyclists 14日)。26的28个受试者同意取血样。除了一个小重量上的差异,学科之间没有明显的人口统计学差异分析(n = 28)而不是分析点碳(n = 20)(表S1)。虽然骑自行车更大比例的受试者男性(p < 0.05) (表1),年龄没有明显差异,身高,体重,家庭主要道路距离,和骑自行车和non-cyclists之间post-bronchodilator肺功能(表1)。个人BC监测进行了27日的28日均值±科目se诱导痰后间隔为79.2±8.8天。当天监控没有差别的背景点10骑自行车和non-cyclists之间或气象变量(表2)。
平均曝光/时间为公元前两组显示最高的阴谋暴露在白天出现,最低的接触发生在晚上(图2)。没有区别在公元前24 h,公元前回家,或者在其他时期暴露于公元前,骑自行车和non-cyclists之间(表2)。然而,在自行车通勤BC高出2.6倍(p < 0.01) (表2公元前24小时接触),更高的分数与上下班骑自行车(41±3.4%与18±4.2%;p < 0.001) (图3)。公元前上下班骑自行车的人是由于增加的结合增加了通勤时间(p < 0.01) (表2公元前),和更高的道路上用于上下班(11681±1375与7135±1714 ng·m−3每5分钟;p < 0.05)。公元前最大峰值总是发生在上下班期间两组,但是骑自行车的人的最大峰值浓度较高(p < 0.05) (表2)。
从健康儿童(兼容以前的数据13),标志着intra-subject加载点碳负载的变化在两个骑自行车的人和non-cyclists (图4)。骑自行车的人要高出1.6倍碳与non-cyclists (1.81±0.21与1.11±0.07μm2,95%可信区间0.22 - -1.17;p < 0.01) (图5)。是碳与通勤BC (n = 27个;r = 0.47, p < 0.05),但不是与公元前公元前暴露在家里或暴露在non-commuting活动(BC)。没有关系我碳和年龄(r = 0.16, p =不显著)。
系统性的gm - csf没有区别,IL-1β- 2、il - 6和骑自行车和non-cyclists之间引发(表3)。然而,骑自行车(n = 14)相比有更高的TNF-αnon-cyclists (n = 12;p < 0.05) (表3)。
讨论
在这项研究中健康的伦敦人经常上班通过自行车,或公共交通/散步,我们试图测试的假设通勤骑自行车是增加长期吸入剂量的BC。使用BC的面积在AMs的标志公元前的长期“内部”剂量,我们发现骑自行车的人要高1.6倍是碳与乘客使用公共交通工具。短期个人监测后执行的“外部”暴露于公元前是碳分析显示在公元前24小时骑自行车和non-cyclists之间没有区别。然而,骑自行车的人花更长的通勤,因此公元前上下班要高出2.6倍。这些结果表明:1)暴露于公元前在通勤是碳有不成比例的影响;和2)短期监测提供了洞察公元前长期吸入剂量时行为是习惯性的。在最近的一项研究中对通勤方式的影响暴露于空气污染,Zuurbieret al。(6)报道,骑自行车的人在阿纳姆(荷兰)使用通勤路线没有暴露于公元前水平的提高(烟尘)受试者相比,使用公共交通,但当的效果V′E被认为是,骑自行车是与公元前模仿吸入剂量增加有关6]。是增加碳自行车兼容公元前锻炼增加吸入剂量的假设。然而,骑自行车的人在我们的研究中有一个自由选择的路线,因此折算时间和暴露在更高水平的BC通勤。因此,我们不能评估的独立贡献自行车/增加V′E本身是碳。另一种解释为什么暴露于公元前在上下班期间,但不是在其他时候,与我有关的碳是公元前的高峰刚生成的废气,逃避上呼吸道的过滤机制。确实个人情节公元前公元前暴露的骑自行车的人显示很高的山峰在上下班(图S1)。还需要进一步的研究来评估BC山峰是碳的影响;因为这也可能是公元前的吸入剂量相关的室内环境香烟烟雾,和室内生物质烟。
流行病学研究表明,个体暴露在公元前化石能源的技术应该可行。例如,触发器的多元回归分析心肌梗死,发现由于人口比例最高的是暴露于交通排放;其次是体育锻炼(25]。此外,以人群为基础的研究发现,公元前浓度时间埋葬一段家庭住址与增加住院的冠心病、慢性心脏病死亡率和提高在调整了年龄、性别、已有的伴随疾病、社区社会经济地位,和点2.5也没有2(7]。暴露于公元前也涉及代理人在健康成年人的健康影响。例如,McCrackenet al。(26研究端粒长度,细胞老化的标志(27),发现增加年度BC暴露与降低端粒长度在健康不吸烟的男性。是否在伦敦健康水平的提高是碳自行车是未来的一个危险因素的健康影响是未知的,但在不吸烟的糖尿病成人,Jacobset al。(14报道称,一个7.2 U·L−1增加等离子体氧化低密度脂蛋白(冠状动脉疾病的危险因素28),是与每个0.25μm相关联2增加碳排放。我们没有测量脂蛋白,但有趣的是,95%可信区间为骑自行车的人之间的差异是碳和non-cyclists在目前的研究是在0.22和1.17之间μm2。适度增加血清TNF-α骑自行车的人在目前的研究并提供初步证据的下游系统吸入公元前的效果。这些数据符合Tornqvistet al。(29日),报告增加血清300年健康成年人吸入后24 h TNF-αμg·m−3柴油机尾气点;然而,我们TNF-α数据进行解释时应特别谨慎。首先,多种细胞因子检测少量的科目增加错误的可能性。其次,我们发现没有显著关联要么血清TNF-α和通勤公元前公元前24小时,或者是碳。
对我们的研究有局限性。例如,目前尚不清楚是碳反映了公元前吸入的剂量超过几周,几个月,甚至几年。然而,它是不太可能是碳只反映了公元前短期吸入剂量。首先,在大鼠之间有很强的关联是碳和公元前长期吸入剂量(12]。其次,在马拉维成年人我们发现碳足迹与燃料的BC-generating潜力经常使用在家里做饭(30.]。第三,我的寿命降低气道,因此它能够获得吸入公元前由几个月(31日]。进一步限制是有性别失衡骑自行车和non-cyclists在目前的研究。这种不平衡反映在伦敦骑自行车的行为,男性自行车做两倍的旅行比女性在25岁到44岁年龄段32]。性是碳的影响不太可能因为:1)我们以前没有发现性之间的关联和碳在健康的青少年13];2)Jacobset al。(15)没有发现之间的联系是碳和性的大型研究成人糖尿病患者;和3)之间没有显著性差异是碳雄性和雌性(未配对t检验)。
总之,骑车上班在伦敦与碳相比,旅游工作增加了公共交通和/或散步。在骑自行车的人是由于碳增加,在某种程度上,旅游工作,长时间暴露在高当地公元前的浓度。个人BC监控是一种很有前途的方法,规划个人上下班路线,但解释这些数据并不简单。例如,骑车上班的交通密度低路肯定会减少单位时间通勤公元前,但是如果旅行时间的增加,总通勤BC暴露可能会保持不变。总之,骑自行车去工作在伦敦与公元前长期吸入剂量的增加有关。是否增加V′E与骑自行车是一个独立的危险因素增加吸入BC仍不清楚。
确认
其中的一些研究数据被表示为一个抽象的国会在2011年的欧洲呼吸学会在阿姆斯特丹,荷兰。188bet官网地址
脚注
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- 收到了2011年11月10日。
- 接受2012年1月29日。
- ©2012人队