Acute and chronic effects of traditional and novel markers of air pollution on blood markers of inflammationand coagulation
Final Report Abstract
Hintergrund: Epidemiologische Studien haben einen Zusammenhang zwischen Außenluftschadstoffen und kardiovaskulärer Morbidität und Mortalität gezeigt. Dabei scheinen eine systemische Entzündungsreaktion sowie oxidativer Stress, die durch Partikel in der Außenluft hervorgerufen werden, eine Rolle zu spielen. Während Zusammenhänge zwischen kurzfristigen Änderungen der Luftschadstoffe und der Höhe verschiedener Blutbiomarker, die Inflammation und/oder Koagulation widerspiegeln, bereits in epidemiologischen Studien gezeigt wurden, ist der Zusammenhang mit einer längerfristig erhöhten Exposition, beispielsweise am Wohnort, bisher deutlich weniger erforscht. Fragestellungen und Methoden: In dieser Arbeit wurde untersucht, ob Patienten mit und ohne metabolische Störungen (z.B. Typ 2 Diabetes) besonders empfindlich auf Luftschadstoffe reagieren. Zudem sollten neue und vielleicht gesundheitsrelevantere Luftschadstoffmarker identifiziert werde. Darüber hinaus sollten mechanistische Zusammenhänge sowohl zwischen kurzfristiger wie auch langfristiger Exposition gegenüber Luftschadstoffen und kardiovaskulären Erkrankungen weiter geklärt werden. Ergebnisse: Zusammengefasst zeigt sich ein klarer Zusammenhang zwischen einem Anstieg verschiedener Luftschadstoffe und einem Anstieg der Blutbiomarker bei Teilnehmerinnen und Teilnehmern mit einer potenziellen genetischen Prädisposition bezüglich des Entgiftungsstoffwechsels, die auf eine verstärkte Entzündungsreaktion in diesem Probandenpanel deuten. Dabei waren die Ergebnisse für die neuartigen Luftschadstoffparameter noch deutlicher als mit den klassischerweise gemessenen und gesetzlich regulierten Größenverteilungen von Partikeln. Dies stützt unsere Hypothese, dass Luftschadstoffe zu systemischen Entzündungsreaktionen führen, besonders in empfindlichen Untergruppen der Bevölkerung. Langfristig kann dies zu einem Fortschreiten von Erkrankungen wie Arteriosklerose führen. Weiterhin zeigen unsere Ergebnisse, dass neben einer kurzfristigen auch eine längerfristige Luftschadstoff-Exposition zu Entzündungsreaktionen führt. Dabei scheint der Verkehr eine besondere Rolle zu spielen, während Grünflächen protektiv wirken können. Ausblick: Das Fehlen neuartiger Luftschadstoffparameter in Routinemessungen stellt eine Einschränkung sowohl für die Wissenschaft wie auch für den Schutz der öffentlichen Gesundheit dar. Als eine Konsequenz aus diesem Projekt schlagen wir daher vor, zusätzliche Luftschadstoffparameter in eine umfassende Luftqualitätsmessung aufzunehmen. Der Fokus solcher Netzwerke sollte breit genug sein, um eine Bewertung der Einhaltung von EU Standards sowohl in Hintergrund Messstationen wie auch an sogenannten „Hotspot“ Sites vornehmen zu können, und gleichzeitig eine Untersuchung der Exposition der Bevölkerung in Studien zu Gesundheitseffekten zu ermöglichen. Die gefundenen positiven Zusammenhänge zwischen den neuartigen Luftschadstoffmarkern und Blutbiomarkern sollen zur Validierung in derselben Studienpopulation mit anderen Gesundheitsparametern, wie z.B. EKG Parametern sowie in Expositionskammern unter kontrollierten Bedingungen untersucht werden. Darüber hinaus ist es sinnvoll, auch natürliche und ursachenspezifische Mortalität als Zielgröße in die Analysen einzubeziehen.
Publications
- Associations between ambient air pollution and blood markers of inflammation and coagulation/fibrinolysis in susceptible populations. Environ Int. 2014 Sep;70:32-49
Rückerl R, Hampel R, Breitner S, Cyrys J, Kraus U, Carter J, Dailey L, Devlin RB, Diaz-Sanchez D, Koenig W, Phipps R, Silbajoris R, Soentgen J, Soukup J, Peters A, Schneider A
(See online at https://doi.org/10.1016/j.envint.2014.05.013) - Ultrafeine Aerosolpartikel in der Außenluft: Perspektiven zur Aufklärung ihrer Gesundheitseffekte. Gefahrstoffe- Reinhaltung der Luft 11- 12/2014, Seite 492-500
Birmili, W.; Rückerl, R.; Hoffmann, B.; Weinmayr, G.; Schins, R.; Kuhlbusch, T. A. J.; Vogel, A.; Weber, K.; Franck, U.; Cyrys, J.; Peters, A.
- Association of novel metrics of particulate matter with vascular markers of inflammation and coagulation in susceptible populations -results from a panel study. Environ Res. 2016 Oct;150:337-47
Rückerl R, Schneider A, Hampel R, Breitner S, Cyrys J, Kraus U, Gu J, Soentgen J, Koenig W, Peters A
(See online at https://doi.org/10.1016/j.envres.2016.05.037)
