Vědci odhalují, že krátkodobá inhalace ozonu neoškodí pouze plíce; Přetváří mikroby v ústech a muži čelí největším rizikům.
Studie: Dopad expozice ozonu na orální mikrobiom: kontrolovaná, randomizovaná, crossover pokus. Obrázek kredit: Marina DeMeshko/Shutterstock.com
Ozon je toxický environmentální znečišťující látka s rozsáhlými účinky na tělo. Nová studie v Prostředí a zdraví zkoumá dopad ozonu na ústní mikrobiom a funkce plic.
Zavedení
Ozon se tvoří během světle indukovaných reakcí oxidů dusíku a těkavých organických sloučenin. Hladiny ozonu rostou po celém světě, zejména z výfukových a průmyslových procesů vozidel.
Ozon je jed schopný způsobit poškození dýchacích, nervózních a kardiovaskulárních poškození. Jeho špatné účinky se mohou pohybovat od ischemického srdečního onemocnění nebo chronického obstrukčního plicního onemocnění (CHOPN) na Alzheimerovu chorobu (AD). Americká agentura pro ochranu životního prostředí (EPA) identifikuje ozon jako přispěvatel k poškození plic. Ve skutečnosti každé zvýšení hladiny ozonu ozonu 10 PPB zvyšuje riziko úmrtí na respirační problémy o 4% ve srovnání s jinými příčinami.
Plíce a ústa sdílejí mnoho běžných organismů kvůli jejich blízkosti a skutečnosti, že se oba setkávají v krku. Orální mikrobiom také sdílí více organismů s jinými částmi těla, od mozku po srdce. Změny v perorálním mikrobiomu jsou spojeny s plicními chorobami, jako je pneumonie, CHOPN, rakovina plic a astma, a dokonce i cystická fibróza.
Ústní dutina patří mezi první, kdo se setká s ozonem v prostředí. Eliminuje ozon relativně pomalu ve srovnání s nosem, což je zranitelnější vůči efektům ozonu. Proto ozon inhalovaný ústy proniká do plic více než nasally inhalovaný ozon.
O studii
Současná studie byla randomizovaná kontrolovaná studie srovnávající expozici ozonu s filtrovaným vzduchem, aby se odhalily účinky a vztah expozice ozonu na plicní funkci a perorální mikrobiom u zdravých dospělých.
Studie následovala po randomizovaném designu crossoveru. V každé paži bylo 29 jedinců náhodně vystaveno buď filtrovanému vzduchu nebo 280 ppb ozonu po dobu dvou hodin. Tato koncentrace byla vybrána, protože se blíží nejvyšší průměrné denní maximální denní maximální 8hodinové koncentraci ozonu 286 ppb v Číně v Pekingu. Expozice je však mnohem kratší, než by se vyskytovala v reálných podmínkách.
Během celého dvouhodinového zasedání měli účastníci deset minut odpočinku střídavě s deseti minuty cvičení (ve formě skokových konektorů). Cílem bylo dosáhnout cílové průměrné minutové ventilace během cvičení (VE) povrchu těla 7-11 min/m2 a zajistit jednotnou expozici pro všechny účastníky.
Po expozici byly provedeny různé testy plicní funkce: nucený výdechový objem za jednu sekundu (FEV1), nucená vitální kapacita (FVC) a špičkový expirační tok (PEF). Vzorky byly odebrány současně pro analýzu perorálního mikrobiomu. Po dvou týdnech byly skupiny změněny. Celý experiment byl dokončen za měsíc.
Průměrný věk účastníků byl 21,97 let a index jejich tělesné hmotnosti byl 21,51 kg/m2 (v normálním rozmezí). Bylo jich 19 mužů a 10 žen.
Nálezy studie
Při vystavení ozonu byla změřená koncentrace ozonu ve filtrovaném vzduchu stabilní při pěti dílech na miliardu (PPB), vs. 282 ppb.
Plicní funkce
Po akutní expozici ozonu ozonu se parametry plic klesly okamžitě a pozorovatelně. Nucená vitální kapacita (FVC), která měří maximální objem vzduchu násilně vydechovaný po plné inhalaci, klesl v průměru o 12% (410 ml).
Objem násilně vydechovaný za jednu sekundu (nucený výdechový objem za jednu sekundu, FEV1) také snížil o 360 ml, což je 12% pokles. Vrcholový výdechový tok také klesl o 0,81 l/s (~ 14%). Muži představovali celkový pokles, což ukazuje na 14% až 17% snížení FEV1, FVC a PEF. Naproti tomu funkce plic u žen zůstala nezměněna. To by mohlo být způsobeno rozdíly v zánětlivých drahách specifických pro sexu, potenciálně spuštěné ozonem.
Orální mikrobiom
Po expozici ozonu se perorální mikrobiom stal méně různorodým. Indexy druhů, hojnost a chao indexy klesly o 21-22%.
Zdá se, že ozon selektivně potlačuje mikrobiální rozmanitost, jak ukazuje výrazný pokles počtu druhů. To je bez ohledu na změny v celkovém počtu druhů nebo vyrovnanosti distribuce.
Mnoho postižených druhů je spojeno s orálními onemocněními, včetně zubního kazu, plaku, parodontitidy a spinocelulárního karcinomu. Jeden, Haemophilus sputumje prominentní v případech plic zánět a běžně se vyskytuje u lidí s infekcemi NASOPHARYNX produkujících hnis.
Zdá se, že změny mikrobiomu jsou poháněny změnami ozonem v specifických metabolických drahách zapojených do biosyntézy a metabolismu více biomolekul. Důležité je, že perorální mikrobiom hraje roli při reakci na znečišťující látky tím, že rozbije škodlivé sloučeniny. Změny, které zde vidíte, naznačují, že přispívá k účinkům ozonu na biologii člověka.
Změny ve funkci plic byly v souladu s zprostředkováním mikrobem Treponema střednícož se zvýšilo o ~ 96% u mužů a 135% u žen. Studie také zjistila podstatné změny v jiných mikrobech, přičemž zvýšení se pohybovalo od 55% do 80% a snižuje se z 30% na 36%, což odráží rušivý vliv ozonu na strukturu komunity.
U žen bylo postiženo méně druhů než u mužů (7 vs. 14). Treponema znamená byl jediný druh, který vykazoval konzistentní změnu s expozicí ozonu u obou pohlaví. Může to působit jako citlivý marker plicní funkce související s ozonem. Tato nálezy taxonů a cest jsou průzkumné, protože žádný přežil korekci míry falešného objevu, statistická metoda používaná ke snížení falešných pozitiv, pokud je mnoho srovnání testováno najednou.
Závěr
Studie zdůrazňuje škodlivé účinky expozice ozonu na plíce a perorální mikrobiom, zejména u mužů. Podle této analýzy změny v Treponema znamená byly v souladu s zprostředkující rolí ve snížené funkci plic, která se zdá být citlivým indikátorem expozice ozonu. Muži byli citlivější na ozon než ženy, vykazovali chudší funkci plic a změnili perorální mikrobiom po expozici.
