The Human Cost of Air Pollution / Professor C. Arden Pope lll

The Human Cost of Air Pollutionהאוויר זיהום של האנושי המחיר

- ה פופ ארדן IIIפרופסור , יוטה יונג בריגהם מאוניברסיטת

אוויר זיהום של והאנושי הכלכלי המחיר בכנס הוצגחיפה, טכניון

2008לנובמבר 27

- " שי אגאי קרן י ע תורגם

הארווי. )1 טרום (1628עידן : מיוצר הדם כגון מוטעות הנחות התקיימו להארווי עד

" " / מהלב, רוח ה את מושכים הריאות או ו הלב בכבד . בשנת הדם בכלי הדם את וויליאם 1628ומזרימים

שבה סגורה כמערכת הדם מחזור על דיווח הארווי. " הלב משאבת י ע הדם מוזרם

Laennec’s Stethoscope, 1816Painted by Robert A. Thom Modern Electronic Stethoscope

Wood Stethoscope1860

2: הלב. מסתמי מחלות- ב הסטטוסקופ בלב 1816התפתחות רשרושים אבחון אפשרה

, הגדלת מסתמיות מחלות על המעידים בריאות וצפצופים , מזיהום, כתוצאה הנגרמת מפרצת הלב של כשלון הלב

אלה . מחלות שיעורי לבבית עגבת או וראומטיזם סטרפטוקוקיואנטיביוטיקות בפניצלין השימוש עם משמעותי באופן ירדו

. העשרים המאה של השנייה המחצית במהלך נוספות

ורושם מודד האילס סטפןבשנת חיה של דם לחץ

1722

ראשוני כספית מונומטרדם , לחץ 1896למדידת

דיגיטאלי מודרני מכשירלמדידת

3: דם. לחץ יתר מחלותבתחילת דם לחץ למדידת חיצוניים מכשירים התפתחות בעקבות

והסיכון, כרוני גבוה דם לחץ בין הקשר גם התגלה המאה . ומשמשות פותחו רבות תרופות קרדיווסקולאריות למחלות

. הדם לחץ להנמכת לטיפול

, ' הראשון האלקרטורדיוגרמה עם הובן אינת 1903ויליאם " מודרני ג אק מוניטור מכשיר

4: לב. קצב הפרעותהיכולת את דרמטית שיפרה האלקטרוקרדיוגרפיה התפתחות

- ( לב להתקפות עדות וכן ופרפורים קצב הפרעת לאבחןischemic heart disease .)לטיפול מאמצים נעשו הזמן עם

" " השתלות י ע או תרופתי טיפול י ע אם לבביות קצב בהפרעותומסתמים . לב קוצבי

מצאו פתולוגיים העשרים המאה מתחילת ) ( ואחרים ללב דם המספקים כליליים שעורקים

. " שומני פלאק י ע נסתמיםכתוצאה הנו זה שפלאק הציעו נוספים מחקרים

שמועבר כולסטרול ובמיוחד בדם משומנים " צפיפות נמוכי ליפופרוטאינים י ע לעורקים

(LDL)" הרע " הכולסטרול להלןפלאק ) השומן מרבצי הזמן עם

) וגורמים- נצברים עורקים טרשת אתרוסקלרוטיטרשת , התקדמות העורקים באטימות לעלייה

, , התקבל כליליות לב למחלות שמובילה עורקים . פריפיאליים דם כלי ומחלות

- ה משנות הצנתור 30החל התפתחות עם ) התאפשר ) הלב של רנטגן צילום והאנגיוגרמה

" ניתוחי י ע בו ולטפל בלב הפלאק את לגלות " י, ) ע דם כלי כירוגיית אנגיופלסטיקה מעקפים

) פיתוח ובנוסף הפלאק ודחיסת בלון החדרת . הכולסטרול להורדת תרופות

5 " צנרת. " כבעיית קרדיווסקולאריות :כרוניתמחלות

' 1912ב- כתוצאה לב התקף שחווה פציינט על האריק ימס ג דיווח . תפקיד את אישרו המשך מחקרי פלאק עם בעורק שנתקע דם מקרישאינם המסוכנים הדם שקרישי והדגימו אקוטיים לב באירועי הדם קרישי

של צבירים וליצור להיפרד הנטייה בעלי אלה אלא הגדולים בהכרח . לקיחה כולל לב התקף של במקרה היום הראשוני הטיפול דם קרישי

תהליכי ) ומעכב הדם את המדלל חומר אספירין של גדולה כמות של.) דם קרישי יצירת

קרדיווסקולאריות. 6 " מחלות צנרת " :אקוטיתכבעיית

שתהליכים רבים ממחקרים עדויות הצטברו האלפיים שנות בתחילתעם יחד משמועתיים גורמים הנם טרשת LDLדלקתיים בתחילת

. ובהתקדמותה העורקיםהעורקים, טרשת של תרומבוטיים לסיבוכים תורמת דלקתיות בנוסף

, מעלה דם בצבירי הקשורים אקוטיים לסיבוכים הסיכון את ומעלהולנוע מהדופן להיקרע העורקים בטרשת הפלאק של הסיכון את

לשבץ וכן לב להתקף להוביל שיכולים צבירים וליצור הדם במחזורמוחי.

דלקתי. 7 מתהליך כחלק קרדיווסקולאריות מחלות: ואקוטי כרוני

Figure. Interactive effects of HSCRP (hs-CRP) and lipid testing in men (left) and women (right).From Ridker PM. Circulation 2001;103:1813-1818.

, . - לראות ניתן בנוסף עולה היחסי הסיכון לשומן החשיפה ברמת עלייה שיש ככללשומן חשיפה של הנמוכות ברמות הדלקתיים, שגם החלבונים שרמת ככל

עולה– היחסי הסיכון (עולה - , - נשים.) שמאל גברים ימין

לשומנים בחשיפה היחסי בסיכון אינטראקטיבי אפקט - דלקתיים ולחלבונים

Hansson et al. Nature Reviews Immunology 6, 508-519 (July 2006) | doi:10.1038/nri1882

Cellular composition of atherosclerotic plaques.

הפלאק ביצירת השונים התהליכים של יותר טובה להבנה והאימונולוגיים הביולוגיים המחקרים כמותבעלייה . נמצא

פלאק של התאי ההרכבעורקי:

8... לב. , כשל לידי מביאה וסחוטה מזדקנת משאבה

אלא מעייפות הלב פעימות להפסקת כלל קשור אינו לב כשל למעשה: שונות מחלות התפתחות של תוצאה

.1 ( כרוניות בעיות כליליות לב מחלותדם המובילים דם כלי של ואקוטיות. אחרות( איסכמיות לב ומחלות ללב

.2. המסתמים של מחלות

.3. גבוה דם לחץ מחלות

הלב 4. בקצב בעיות

ונוספות.....

ורפואה קרדיווסקולאריות מחלות של בהקשר פרספקטיבות מגוון ישנם

המסתמים של מחלות

גבוה דם לחץ מחלות

הלב בקוצב הפרעות

הדם בכלי אקוטיות בעיות

הדם בכלי כרוניות בעיות

ואקוטיים כרוניים דלקתיים תהליכים

) ( ספיקה אי הלב הזדקנות

ונוספים

. ? הרפואה בעולם האחרונות ההצלחות כולם צודק ומיפרספקטיבות ולאחד להרחיב מהיכולת מגיעות הקרדיווסקולארי

שונות . טיפוליות

על הידועה הבדיחה עיוורים 6כמו " י ע רק פיל לתאר המנסים

המישוש

? נוספות פרספקטיבות ישנן האם

- לב שמא ) ריאהמחלות או( ריאה של- בפרספקטיבה לב

ואפדימיולוגיה אוויר זיהום

- ראשי לבבית תחלואה של אפדימיולוגיהפרקים

1930-1950כתוצאה • היו חמור אוויר זיהום של באפיזודות גבוהים תמותה שיעורי

. , שניהם של קומבינציה רבים במקרים ולבביות ריאתיות מהפרעותהתשעים שנות של אמצע עד תחילה

•- אבל , נשימתית בתחלואה התמקדו החוקרים מרביתחשיפה • בין אסוציאציה אבחנו עיתיות סדרות של תצפיתיים מחקרים

(- חלקיקי / Particles Matter-PMלחומר ממחלות( אשפוזים ותמותה. ולב נשימה

•PM חזקה באסוציאציה פרוספקטיבים קוהורט במחקרי התגלה. קרדיופולומנרית לתמותה

1997-2008

. לבביות ומחלות אוויר זיהום של במחקרים דרמטי גידול מפורסמים קרדיווסקולאריות ומחלות אוויר זיהום של מחקרים

. הקרדיווסקולארית בעיתונות ומצוטטים

בבלגיה Meuseעמק 1930בדצמבר ,1-5הערפיחשל פי ) ( 60תמותה נשימה ומחלות לב ממחלות תמותה כולל מהצפוי 6אנשים יותר

פנסילבניה, דונורה ,) חמור) זיהום , 27-31ארוע 1948אוקטובר

From, Public Health Service,Bulletin No. 306, 1949

פנסילבניה, דונורה

פנסילבניה , דונורה

, פנסילבניה דונורה היום צהריFrom: history.sandiego.edu/gen/nature/images/donora.jpg

- - בין, התרוצצו העיר כבאי חמצן אוהל פנסילבניה דונורהחמצן אספקת לאפשר האנשים

--20 ) פי ) וריאה לב ממחלות כתוצאה מוות מהצפוי 6מקרי

אנגליה, ) , 5-9לונדון (1952בדצמבר



, אחרות תעשייתיות וארובות פחמיות כוח מתחנות בלונדון הערפיח

, וביתיות תעשייתיות ארובות לונדוני ערפיח

, ביתיות ארובות בלונדון ערפיח

, מכוניות עשן בלונדון ערפיח

, בלונדון הערפיח 1952אירוע

From: Brimblecombe P. The Big Smoke, Methuen 1987

" האוויר " זיהום את עוקבת התמותה עקומת את לראות ניתן

Nu

mb

ers

of

De

ath

s

0

50

100

150

200

250

300CardiovascularRespiratory

Dec 1-4 Dec 5-8(Episode)

Dec 9-12 Dec 13-16

Figure 2. London deaths for cardiovascular and respiratory disease basedon coroner's records for 4-day periods before during and after theDecember 1952 episode. (Adopted from Ministry of Health 1954 andLogan 1953).

תמותה רישומי על בהתבסס לב ומחלות נשימתיות ממחלות בלונדון , 4תמותה הזיהום אירוע לפני ימים. האירוע ולאחר האירוע במהלך

Num

bers

of

Dea

ths

0

100

200

300

400

500

600

700

Coronary diseaseMyocardial degenerationPneumoniaBronchitis

Nov 23-29 Nov 30-Dec 6 Dec 7-13 (ApproximateEpisode Week)

Dec 14-20 Dec 21-27

Figure 1. Weekly number of deaths of selected causes from death certificates, LondonAdministrative County, for weeks prior to, during, and following the December 1952air pollution episode. (Adopted from Ministry of Health 1954 and Logan 1953)

. , הזיהום אירוע ולאחר במהלך לפני השבועות במהלך נבחרות מסיבות בלונדון תמותה

London

Schwartz and Marcus. Am J Epidemiology 1990

מנה - של ראשונית אנליזה " תמותה: של אנליזה א ז תגובה

. עשן לריכוזי כחשיפה יומית

בלונדון תמותה בנתוני שימושלנטרל ) 14במהלך בכדי חורפים

" כ בד שבחורף העובדה אתבאופן יותר גבוהה תמותה ישנה

של התפרצויות בעקבות טבעישפעת(.

קפיצות C-Rפונקציית פחות עם. הגבוהים בריכוזים

סף - רמת לקיום עדות איןthreshold

? נושמים אנחנו מה( - חנקן טהור , 21%חמצן(, )78%אוויר פחמן( , ארגון

..... חמצני- דו

+: כולל מזהמים גזים . . . SO2, NO2, CO, O3מגוון

+: חלקיקיים חומר

מעל ) - חלקיקי קוטר גס חלקיקי (2.5חומר מיקרומטר - - ל ) מתחת חלקיקי קוטר עדיין חלקיקי (2.5חומר מיקרומטר

+ אחרים מזהמים

החלקיקיים קטנים כמה עד?העדינים

אנושית שערה(60 m diameter)

PM10

(10 m)PM2.5

(2.5 m)

באוויר החלקיקים פרקציית של הגדלה(www.nasa.gov/vision/earth/environment)

הגדלה במיקרוסקופ

של אלקטרוניפייח חלקיקי

From:Park K, Cao F, Kittelson DB, McMurry PH. Environ Sci Technol 2003

אוויר זיהוםבסאוות'

יוטה, לייק

יוטה עמק

בחורף • אינברסיהזיהום" את לוכדת

המקומי האווירשל • הרצה מעיין

טבעי ניסוי

, , יוטה עמק פלדה לייצור מקומי PM10 = 150 ) 1989 מפעלg/m3)

, יוטה (PM10 = 50 g/m3 ) 1989 עמק

עשן" " ארובת מעל תרמלי ביעבוע

, יוטה, (PM10 = 220 g/m3 ) 1989 עמק

כאן שגרים אמיתיים אנשים ישנם , , תינוקות, ילדים כולל למטה

, שנושמים בהריון ונשים זקנים. זה כל את

יוטה בעמק מוקדמות אפדימיולוגיות עבודות של סיכום

בריאותית השפעה

החולים • בבתי באישפוזים עלייה

נשימתיים • בסימפטומים עלייה

ריאה • בתפקודי ירידה

ספר • מבתי בהיעדרויות עלייה

נשימתית • בתמותה ולבביתעלייה

המתאימים רפרנסים

Pope (1989) Am. J. Public HealthPope (1991) Arch. Environ. Health

Pope, Dockery, Spengler, Raizenne (1991) Am. Rev. Resp. Dis.Pope, Dockery (1992) Am. Rev. Resp. Dis.Pope, Kanner (1993) Am. Rev. Resp. Dis.

Ransom, Pope (1992) Environ. Res

Pope, Schwartz, Ransom (1992) Arch. Environ. HealthPope, Kalkstein (1996) Environ. Health Perspect.Pope, Hill, Villegas (1999) Environ. Health Perspect.

יומית תמותה רישום המתאר גרף

יוטה בעמק תמותה

במהלך היומית התמותה נבחנה.1985-1990השנים- יוטה בעמק

של • יומי ביום 2.7ממוצע

של יומיות PM10מדידותיומי • 47µg/m3ממוצע µg/m3365מקסימום •

פואסונית ברגרסיה בשימוששל עלייה כל שעל התקבל

10µg/m3 בריכוזPM10 ישנה % של בתמותה 1.5עלייה

היומית

% in

crea

se in

mor

talit

y

0

1

2

3

Estimates frommeta analysis

Estimates from Multicity studies

29 c

ities

(Lev

y et

al.

2000

)

GA

M-b

ased

stu

dies

(Stie

b et

al.

2002

, 200

3)

Una

djus

ted

(And

erso

n et

al.

2005

)

6 U

.S. c

ities

(Kle

mm

and

Mas

on 2

003)

8 C

anad

ian

citie

s(B

urne

tt an

d G

oldb

erg

200

3)

9 C

alifo

rnia

n ci

ties

(Ost

ro e

t al.

2006

)

10 U

.S c

ities

(Sch

war

tz 2

000,

200

3)

14 U

.S c

ities

, cas

e-cr

osso

ver

(Sch

war

tz 2

004)

NM

MA

PS

, 20-

100

U.S

. citi

es(D

omin

ici e

t al.

2003

)

AP

HE

A-2

, 15-

29 E

urop

ean

citie

s(K

atso

uyan

ni e

t al.

2003

)

9 F

renc

h ci

ties

(Le

Ter

tre

et a

l. 20

02)

13 J

apan

ese

citie

s(O

mor

i et a

l. 20

03)

Non

GA

M-b

ased

stu

dies

(Stie

b et

al.

2002

, 200

3)

Pub

licat

ion

bias

adj

uste

d (A

nder

son

et a

l. 20

05)

7 K

orea

n ci

ties

(Lee

et a

l. 20

00)

20

g/m

3 P

M10

20

g/m

3 P

M10

20

g/m

3 P

M10

20

g/m

3 P

M10

20

g/m

3 P

M10

10

g/m

3 PM

2.5

20

g/m

3 P

M10

10

g/m

3 PM

2.5

10

g/m

3 PM

2.5

20

g/m

3 P

M10

20

g/m

3 P

M10

20

g/m

3 P

M10

20

g/m

3 BS

40

g/m

3 TS

P

20

g/m

3 SP

M

Rev

iew

of

Asi

an L

it.--

8 st

udie

s(H

EI R

epor

t, T

able

TS

2)20

g/

m3 P

M10

20

g/m

3 P

M10

20

g/m

3 PM

10

Estimates frommeta analysisfrom Asian Lit

PA

PA

Stu

dies

--4

stud

ies

(HE

I Rep

ort,

Tab

le T

S2)

Asi

an L

it. in

corp

orat

ing

PA

PA

stu

dies

(HE

I Rep

ort,

Tab

le T

S2)

18 L

atin

Am

. stu

dies

(P

AH

O 2

005)

20

g/m

3 P

M10

- ב - PM2.5של g/m3 10עלייה ב PM10של g/m3 20או

- ב בתמותה לעלייה .1.5%עד 0.4%תוביל - בתמותה היחסי בסיכון ועקבית העלייה משמעותית אבל קטנה

) ( במחקרים- וכן קודמים מחקרים מספר הכוללות אנליזות אנליזות במטה. ערים במספר שנערכו מקיפים

Short-term PM exposure and CV mortality

לחלקיקים - מועד קצרת ואשפוז PMחשיפה. קרדיווסקולארית מתחלואה

- ב - PM2.5של g/m3 10עלייה ב PM10של g/m3 20או

- ב קרדיווסקולארים לאישפוזים היחסי בסיכון לעלייה 0.4%תוביל.2.6%עד

, ערים מקיפים ומחקרים אנליזות במטה עקבית שוב זו עלייהשונות.

לסיבה ספציפית תמותה על השפעה של ההערכותבריכוז מעלייה .PMכתוצאה

המוות סיבת התמותה" % כ מסה

באחוזים עלייהספציפית בתמותה

כתוצאה לסיבה- ב g/m3 50מעלייה

PM2.5של

עודפת % עלייהכתוצאה בתמותה

לחלקיקים מחשיפה

הסיבות כל 100 7.0 100

נשימה 8 25.0 28

קרדיווסקולאריות

45 11.0 69

אחרות 47 0.4 3Source: Pope. Environmental Perspectives 108(suppl4):713-723(2000)

? טווח- ארוכת חשיפה לגביי ומה אוקי

An Association Between Air Pollution andMortality in Six U.S. Cities

Dockery DW, Pope CA III, Xu X, Spengler JD,Ware JH, Fay ME, Ferris BG Jr, Speizer FE.

New England Journal of Medicine 1993שיטות:

במהלך פרוספקטיבי של 14-16מעקב 8,111שנים. " ב בארה ערים בשש החיים מבוגרים

- אוויר מזהמי מספר של ,+TSP ,PM10, PM2.5, SO4, H ניטורSO2, NO2, O3 .

, כולל השרדות ניתוחי באמצעות נעשה נתונים ניתוחשל .Cox Proportional Hazards Models מודלים

, , , , : השכלה עישון מין גיל פרטים בין והבדלים לנתונים תקנון , תעסוקתית .BMIחשיפה

" ב בארה ערים בשש תמותה מחקר

זיהום ממוצ

ע

ערים המזוהמו

ביותר ת

נקיות ערים

שרידות סיכויי

מעקב - שנות

סמך ) ורווח מתוקנן יחסי לעישון( 95%סיכון- ו PM2.5סיגריות

המוות , סיבת כרגע מעשניםחבילה 25 שנות

לעומת ביותר מזוהמת עירביותר הנקייה העיר

שש " ערים במחקר" ב" בארה

הכול 2.00(1.51-2.65)

1.26(1.08-1.47)

ריאות סרטן 8.00(2.97-21.6)

1.37(0.81-2.31)

Cardio-pulmonary-( ונשימה (לב

2.30(1.56-3.41)

1.37(1.11-1.68)

אחרים 1.46(0.89-2.39)

1.01(0.79-1.30)

שיעורים יחס

PM2.5

ממש אלה שתוצאות שנראה למרות.) (" ישר" קו על יושבות הנקודות מוזמנות

רבים במקומות זו אנליזה על חזרו רבות עבודותלאותה והגיעו יותר גדולים מדגמים עם בעולם

את- מעלה חלקיקי אוויר לזיהום חשיפה מסקנה. ריאה ומחלות לב ממחלות לתמותה הסיכון

. אלה מעבודות חלק לראות ניתן הבאים בשקפים

Particulate Air Pollution as a Predictor of Mortality in a Prospective Study of U.S. Adults

Pope CA III, Thun MJ, Namboodiri MM,Dockery DW, Evans JS, Speizer FE, Heath CW Jr.

Am J Respir Crit Care Med 1995שיטות:

מ אוויר זיהום נתוני של וקישור אזורים 51-151אנליזה- " ל סיכון גורמי עם ב בארה שהנם 500,000מטרופולינים בוגרים

מקוהורט . ACS-CPSIIחלק

Clark Heath

Michael Thun

- ו ) מתוקנן יחסי ( ) 95%סיכון - שלא מי לעומת לעישון סמך בר רווח ) וסולפאטים עדינים חלקיקים של טווח ועבור מעולם עישן

המוות סיבת כרגע מעשן סולפאטים חלקיקים עדינים

הכול 2.07(1.75-2.43)

1.15(1.09-1.22)

1.17(1.09-1.26)

ראות סרטן 9.73(5.96-15.9)

1.36(1.11-1.66)

1.03(0.80-1.33)

ולב נשימה 2.28(1.79-2.91)

1.26(1.16-1.37)

1.31(1.17-1.46)

All other 1.54(1.19-1.99)

1.01(0.92-1.11)

1.07(0.92-1.24)

25 July 1997

Dan KrewskiRick BurnettMark Goldbergand 28 others

Legal uncertainty largely resolved with 2001 unanimous ruling by the U.S. Supreme Court.

Spatial analysis of air pollution and mortality in Los Angeles. (Jerrett, Burnett, Ma, et al. Epidemiology 2005

LOS ANGELES

• Figure

החשיפה וזמן אוויר זיהום למנת החשיפה של ההשפעהארוך חשיפה בזמן מתבוננים אם יותר משמעותית אף

רק ) תתבטא היום חריג אוויר לזיהום חשיפה האם יותר)' , , וכד מחרתיים מחר גם אולי היום חריפה בתמותה

C-R function is linear

Effects of changes in exposureobserved within two years

Joel Schwartz Louise Ryan

The effect of dose and timing of dose on the association between airborne particles andSurvival. (Schwartz, Coull, Laden, Ryan. EHP 2008)

Miller et al. Long-Term exposure to Air Pollution and Incidence of Cardiovascular Events in Women. NEJM 2007

Joel Kaufman

Per

cen

t in

crea

se i

n m

ort

alil

y ri

sk (

95%

CI)

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60All Cause CPD CVD IHD

Orig

inal

(D

ocke

ry e

t al.

1993

)

6-C

ities

Med

icar

e (E

ftim

et a

l. 20

08)

ACS

Rea

naly

sis

(Kre

wsk

i et a

l. 20

00)

Ext

ende

d (L

aden

et a

l. 20

06)

Six Cities

Orig

ianl

(P

ope

et a

l. 19

95)

Rea

naly

sis

(Kre

wsk

i et a

l. 20

00)

Ext

ende

d I (

Pop

e et

al.

2002

)

Intr

a-m

etro

LA

(Je

rret

t et a

l. 20

05)

Ext

ende

d II

(Kre

wsk

i et a

l. 20

08)

AC

S M

edic

are

(Efti

m e

t al.

2008

)

Six Cities ACS

SixCities ACS ACS

Orig

inal

(D

ocke

ry e

t al.

1993

)

Rea

naly

sis

(Kre

wsk

i et a

l. 20

00)

Orig

ianl

(P

ope

et a

l. 19

95)

Rea

naly

sis

(Kre

wsk

i et a

l. 20

00)

Ext

ende

d I (

Pop

e et

al.

2002

)

Intr

a-m

etro

LA

(Je

rret

t et a

l. 20

05)

Ext

ende

d II

(Kre

wsk

i et a

l. 20

08)

Ext

ende

d (L

aden

et a

l. 20

06)

Rea

naly

sis

(Kre

wsk

i et a

l. 20

00)

Ext

ende

d I (

Pop

e et

al.

2004

)

Ext

ende

d I (

Pop

e et

al.

2004

)

Intr

a-m

etro

LA

(Je

rret

t et a

l. 20

05)

Ext

ende

d II

(Kre

wsk

i et a

l. 20

08)

" ו " הערים שש מחקרי את המסכם ACSשקף- ב העלייה עם לתמותה בסיכון עלייה של .g/m3 10 השפעה

Per

cen

t in

crea

se i

n m

ort

alil

y ri

sk (

95%

CI)

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90All Cause CPD CVD IHD

Six

Citi

es

Six

Citi

es, M

edic

are

(Efim

et a

l. 20

08)

ACSACS

Osl

o, m

en a

nd w

omen

, 51-

70 (

Nae

ss e

t al.

2007

) ACS

AH

SM

OG

, Mal

es (

McD

onne

ll et

al.

2000

)

VA

, Hyp

erte

nsiv

e, M

ales

(Li

pfer

t et a

l. 20

06)

11 C

A c

ount

y, e

lder

ly (

Ens

trom

200

5)

Fre

nch

PA

AR

C (

Fill

eul e

t al.

2005

)

Dut

ch C

ohor

t (B

eele

n et

al.

2008

)

Six

Citi

es

Six

Citi

es

AC

S

LA LA

LA

Wom

en's

Hea

lth In

itiat

ive

(Mill

er e

t al.

2007

)

AH

SM

OG

, Fem

ale

(Che

n et

al.

2005

)

Osl

o, m

en a

nd w

omen

, 71-

90 (

Nae

ss e

t al.

2007

)

Gem

an w

omen

(G

ehrin

g et

al.

2006

)

U.S

. Med

icar

e; E

ast/C

entr

al/W

est (

Zeg

ar e

t al.

2008

)

AC

S M

edic

are

(Efim

et a

l. 20

08)

AH

SM

OG

, Mal

es (

McD

onne

ll et

al.

2000

)

Fre

nch

PA

AR

C (

Fill

eul e

t al.

2005

)G

eman

wom

en (

Geh

ring

et a

l. 20

06)

Dut

ch C

ohor

t (B

eele

n et

al.

2008

)

בסיכון עלייה של והשפעה שונים קוהרטים של רבים מחקרים המסכם שקף- ב העלייה עם .g/m3 10 לתמותה

-? מנגנון ישנו האם אמיתי זה האם? אפשרי ביולוגי

? , המנגנונים מהם כיצד כן אםזיהום בין שמקשרים הפתופיזיולוגיים

? קרדיווסקולארית ותמותה אוויר

ריאה

ריאה • דלקתריאתי • בתפקוד ירידהבסימפטומים • עלייה

נשימתייםמחלות • של והחמרה האצה

כרוניות חסימתיות ריאה

חלקיקים של השפעהעל עדינים

קליפורניה מדרום ילדים בריאות מחקרSouthern California Children’s Health Study

על אוויר זיהום של השפעהגדילת בעיקר ילדים בריאות

. ריאה תפקודי

David Bates, Advisor

W. James Gauderman John Peters

- הריאות שנפח הילדים אחוז יותר גבוה האוויר שזיהום שככל לראות ניתןמ לפחות הגיע " 80%שלהם . שבאזור א ז יותר גבוה היה הצפוי מהנפח

. הצפויה- המקסימלית לתפקודיות מתפתחות לא הילדים ריאות מזוהם•Gauderman et al. The effect of air pollution on lung development from 10 to 18 years of age. New England Journal of Medicine 2004•Gauderman et al. Effect of exposure to traffic on lung development from 10 to 18 years of age: a cohort study. Lancet 2007

של בדם מרקריםומצב סיסטמטית דלקתיות

חימצונית עקה

בגלובולין • CRPעלייהדלקתיים • מתווכים

לאוקוציטים • של אקטיבטוריםדם וטסיות

הדם • קרישיות של הגברה

- חלקיקים על PMהשפעת

לב

לב מחלות העלאתהתקפי כולל איסכמיות

לב

הדם כלי

את ) • המרפדת התאים שכבת האנדותיול תפקוד אי) הדם כלי

עורקים • טרשת ) הפלאק) יציבות ערעור תהליך של האצה

של השפעהעל חלקיקים

מוחשל באיסכמיה עלייה

כולל ) הצרברוואסקולאר) מוחי שבץ

לחלקיקים חשיפהעדיניים

↓נשימתית דלקת

חימצונית ועקה ( בדם שומנים עם (יחד

↓תהליך של האצה

יציבות ערעורהפלאק

ל -PMחשיפה↓

דלקת נשימתית↓

תגובה מערכתית דלקתית (הכוללת שחרור של מתווכים דלקתיים, לאוקוציטים, טסיות דם, וגירוי מח העצמות)

↓הפלאק יציבות ערעור תהליך של האצה

:בארנבות שבאופן טבעי נוטות ליצור טרשת עורקים נמצא ש

PMחשיפה ל-↓↓

האיצה את תהליך יצירת הפלאק העורקי עם אפיוניות של רגישות .גדולה יותר להפרדות הפלאק

" י ע שבוצעו מחקרים של -van Eeden, Hogg, Suwa et al. (1997 סדרההציעו:(2002

Stephan van Eeden

James Hogg

Sun et al. (JAMA 2005)

Representative Photomicrographs of Aortic Arch Sections . לראות ניתן לחלקיקים חשיפה ועם בשומן מעושרת תזונה עם בעורקים חתך

החשיפות שתי בשילוב מתקבל ביותר הגרוע שהמצב

נורמלית - Normal Chowתזונה - בשומן עשירה High-Fat Chowתזונה

ונקי מפולטר אוויר - חלקיקי זיהום עם ונקי PMאוויר מפולטר אוויר - חלקיקי זיהום עם PMאוויר

Souza, Saldiva, Pope, Luiza. Chest 1998

:מנפטרי שיטות המוות לאחר בניתוח נאספה ריאתית רקמהנקיים ואזורים מזוהמים באזורים שגרו מפציינטים דרכים תאונות

. , - ברזיל פאולו סאו ליד

:עדויות תוצאות בעל היה יותר מזוהמים באזורים שגר מי . בריאה כרוני דלקתי מצב של היסטופתולוגיות

Circulation. 2004;109:71-77.

שיטות: של טווח ארוכת חשיפה בין הקושרים פתופיזיולוגיים מסלולים

לחשיפה PMחלקיקים- אפשרית ספציפית מסיבה ותמותה תמותה עםחלקיקית.

– , , ממחקר נתונים המוות וסיבת סיכון גורמי פטירה CPS-IIתעודות. אוויר זיהום לנתוני קושרו

כמו סטטיסטיים במודלים שימוש תוך האחרים הסיכון גורמי ניטרול.ACSבאנליזת

Table 1. Expected patterns of PM-mortality associations for specific causes ofcardiopulmonary deaths based on three hypothesized general pathophysiologicalpathways.

Cause of Death

AcceleratedProgression

of COPD

Inflammation/Accelerated

Atherosclerosis

Altered Cardiac

AutonomicFunction

All cardiovascular diseases plus diabetes Ischemic heart disease Dysrhythmnias, heart failure, cardiac arrest Hypertensive disease Other atherosclerosis, aortic aneurysms Cerebrovascular disease Diabetes All other cardiovascular diseases Diseases of the respiratory system COPD and allied conditions Pneumonia and influenza All other respiratory

John Godleski

- ו ספציפיות מוות לסיבות פתופיזיולוגיה פתופיזיולוגיים 3בדיקת מסלולים- ל מחשיפה ספציפית בתמותה קשורים להיות שיכולים . PM משוערים

RR

(95

% C

I)

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

1.05

1.10

1.15

1.20

1.25

1.30

1.35

1.40

All

Ca

rdio

vasc

ula

rp

lus

Dia

bet

es

Isch

em

ic h

ear

td

ise

ase

Dys

rhyt

hmia

s,H

ea

rtfa

ilure

, C

ard

iac

arre

st

Hyp

ert

en

sive

dis

ea

se

Oth

er

Ath

ero

scle

rosi

s,a

ortic

an

eury

sms

Cer

eb

ro-

vasc

ula

r

Oth

er

Car

dio

-va

scul

arDia

bet

es

Res

pira

tory

Dis

ea

ses

CO

PD

an

da

llied

co

nditi

ons

Pn

eum

onia

,In

flue

nza

All

othe

rre

spira

tory

Figure 1. Adjusted relative risk ratios for cardiovascular and respiratory mortality associated witha 10 g/m3 change in PM2.5 for 1979-1983, 1999-2000, and the average of the two periods.

(Relative size of the dots correspond to the relative number of deaths for each cause.)

של בשינוי לבבית ותמותה נשימתית לתמותה מתוקנן יחסי 10µg/m3 PM2.5סיכון.1999-2000, 1979-1983בשנים התקופות לשתי והממוצע

סיבה מכל תמותות של היחסי המספר את מייצג הנקודה של היחסי הגודל

Kunzli et al. EHP 2005

Nino Kunzli

הפנימית דופן עובי בחינתמראה – הראש עורק שללריכוזי שהחשיפה שככלגבוהה עדינים חלקיקים

הדופן, עובי יותר - יותר עבה הפנימית

למעשה , הדם כלי וצינור. יותר צר

שיטות:של case-crossoverמחקר איסכמיים ארועים של

- ) ב ) יציבה לא ואנגינה לב התקף 12,865הלב - ב מוגדרים לב .Utah’s Wasatch Frontחולי

Jeffrey Anderson

Circulation. 2006;114-2443-2448.

%

0.00

5.00

10.00

15.00

Figure 1. Percent increase in risk (and 95% CI) of acute coronary events associated with 10 g/m3 of PM2.5, or PM10 for

different lag structures.

Con

curr

ent d

ay

Con

curr

ent d

ay

1-da

y la

g

1-da

y la

g

2-da

y la

g

2-da

y la

g

3-da

y la

g

3-da

y la

g

2-da

y m

ovin

g av

.

2-da

y m

ovin

g av

.

4-da

y m

ovin

g av

.

3-da

y m

ovin

g av

.

3-da

y m

ovin

g av

.

4-da

y m

ovin

g av

.

PM2.5

PM10

ו ) בסיכון העלייה ( 95%אחוז - לעלייה באסוציאציה אקוטיים לב ארועי של סמך בר רווח- ב עדינים שונה .lagבחלקיקים

באנגיוגרפיה שימושקרדיולוגים, לבבית

בתמונה לראות יכולים. הלב עורקי את

%

-10.00

-5.00

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

Figure 2. Percent increase in risk (and 95% CI) of acute coronary events associated with 10 g/m3 of PM2.5, stratified by various characteristics.

All

acut

e co

rona

ry

Sub

sequ

ent M

I

Uns

tabl

e A

ngin

a

Age

<65 Age

>=

65

Mal

eF

emal

e

Sm

okin

g

Non

Sm

okin

g

BM

I<30

BM

I>=

30

CH

F,y

esC

HF

,no

Hyp

erte

nsio

n,ye

s

Hyp

erte

nsio

n,no

Hyp

erlip

idem

ia,y

esH

yper

lipid

emia

,no

Dia

bete

s,ye

sD

iabe

tes,

no

Fam

ily h

isto

ry,y

esF

amily

his

tory

,no

# ofDiseasedVessels

# of Risk Factors

01

2

3

0

1

2

3

4+

Inde

x M

I

של יותר גבוה לריכוז בחשיפה אקוטי לב לארוע היחסי בסיכון העלייה 10µg/m3אחוזPM2.5 , , ( מין . גיל שונים למאפינים (.BMIהתיקנון , שונות, ומחלות עישון סכרת

שיטות:בעקבות 2,628של case-crossoverמחקר אישפוזים

. לב- ספיקת אי

מסקנות:בחולים לבבית בדקומפנסציה משתתפת אוויר לזיהום חשיפה

של, HFעם השפעה דרך שריר PMאולי של איסכמיה על. / , קצב, הפרעות או ו האוטונומית הלב מערכת הלב

Example 5. Relation of Heart Failure Hospitalization to Exposure to Fine Particulate Air Pollution (Am. J. Cardiology 2008)

Figure 1. Percent increase in risk and 95% CIs of HF admissions andreadmissions, associated with a 10 g/m3 of PM2.5 for selected laggedmoving average (MA) exposures 0 to 28 days.

• - בתמותה אוטונומי תפקוד אי של בחלק וגדלה הולכת הבנה ישנהלבבית.

של • , HRVמדידות בתפקוד היטב מוגדרים מדידים אינדיקטורים מספקות. האוטונומית המערכת

האוטונומית הלב מערכת בתפקוד שינויי

Example 3a: Pope, Verrier, Lovett et al. Am Heart J 1999

:במהלך שיטות חוזרות של 24מדידות 7על AECGשעות. , אוויר לזיהום חשיפה ולאחר במהלך לפני נבדקים

: ראשוניות עלייה תוצאות אינדיבידואלים אפקטים ניטרול לאחרשל PM10של g/m3 100 ב- לירידה SDNNב- 18msגרמה

" כ) סה של (.HRVמדידה

PM10 (g/m3)

0 20 40 60 80 100 120 140

24-h

r S

DN

N

50

75

100

125

150

175

200

225

1

1 1

1

1

2

2

2

2 2

3

3

4

4

4

4

5 5

5

5

5

6 6 6

6 6

7 7

7

Twenty-four hour SDNN (ms) plotted over PM10 with

plots of individual regression lines.

PM

10 (u

g/m

3 )

0

20

40

60

80

100

120

140

Feb 1 Feb 8 Feb 15 Feb 22 Feb 29 Mar 7 Mar 14

5, 6

2

1

4, 5

5, 6 6

2, 4

1, 2

, 4

17

7

1, 3

1, 3

6

65

2, 5

2

7

4

Plot of daily PM10 during data collection period.

Larger dots represent days with ambulatory ECGmonitoring. Individuals being monitored areidentified by their corresponding subject numbers.

Time in hours (9:45-17:45, Jan. 4, 2000)

Mea

n nu

mbe

r of

lit c

igar

ette

s

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

1.75

-hr

SD

NN

(m

s)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Nonsmoking areaNicotine = 0 g/m3

RSP = 18 g/m3

Smoking areaNicotine = 21g/m3

RSP = 41 g/m3


RSP = 12 g/m3

Smoking areaNicotine = 53 g/m3

RSP = 48 g/m3

Time in hours (10:15-18:15, Dec. 22, 1999)

Mea

n nu

mbe

r of

lit c

igar

ette

s

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

1.75

-hr

SD

NN

(m

s)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180


RSP = 43 g/m3


RSP = 166 g/m3


RSP = 26 g/m3


RSP = 57 g/m3

Example 3b: Pope, Eatough, Gold et al. EHP 2001

ניטור שהו 8במהלך AECGניתוח הנבדקים כאשר שעותבטרמינל עישון ללא באזור ושעתיים העישון באזור שעתיים

. פעמיים לסירוגין- - סביבתי- טבק נמצא ) ETSעישון לחלקיקים בחשיפה הקשור

- ) ב לירידה קשור נמצא הסיגריות -10msבעשן .SDNNב

Hawthorne Winter

(1999/2000)

Nov 29 Dec 19 Jan 8 Jan 28 Feb 17 Mar 8 Mar 28

Nu

mb

er

of

Ob

serv

atio

ns

0

5

10

15

20

PM

2.5 ( g

/m3 )

0

20

40

60

Hawthorne Summer

(2000)

Jun 11 Jul 1 Jul 21 Aug 10 Aug 30 Sep 19

Nu

mb

er

of

Ob

serv

atio

ns

0

5

10

15

20

PM

2.5 ( g

/m3)

0

20

40

60

Bountiful

(2000/2001)

Nov 17 Dec 17 Jan 16 Feb 15 Mar 17 Apr 16 May 16 Jun 15

Nu

mb

er

of

Ob

serv

atio

ns

0

5

10

15

20

PM

2.5 ( g

/m3)

0

20

40

60

Lindon

(2000/2001)

Nov 17 Dec 17 Jan 16 Feb 15 Mar 17 Apr 16 May 16 Jun 15

Nu

mb

er

of

Ob

serv

atio

ns

0

5

10

15

20

PM

2.5 ( g

/m3)

0

20

40

60

Figure 1.

של 24ניטור שיטות: שעותAECG מרקרים של ואיסוף

פנל במחקר לדלקת בדםקהילות 88ב משלוש זקנים

Wasatch Front inבאזור Utah.

Example 4b: Pope, Hansen, Long, et al. EHP 2004

תוצאות:

של g/m3-100עלייהבאסוציאציה PM2.5בריכוז

עם:

של 35msec (SE=8)ירידה.SDNNב-

0.81( SE=0.17 )mg/dl increase in CRP

0 10 20 30 40 50 60 70

SD

NN

, p

art

ial r

esi

du

als

-100

-50

0

50

100

1

1

1

2

2

2

3

3 3

4 4

4

5

5

6

6

7

7

7

8 8 8

9

9

9

10

10 10

11

11

12

12 12 15

15

15

16

16 16

17

17

17

19

19

19

20

20

20 21 21 22

22

23

23

23

24

24

24

26

26

26

27 27

27 28 28

28

29

29

29

30 30 30

31

31

32 32 32

33

33 33 34 34

34

34

35 35

35

35

36

36

36 36

37

37

38

38 38 38

39

39

39

39 40

40

40

41 41 41

42 42

42 42

43

43

43 44 44 44

45

45 45 46

46

46

46

46 47

47

47

48

48

48

49

49

49 50

50 50 51

51

51 51

52 52

52

52

53 53

53 54

54

54

55

55 55

56

56

56

57 57

58

58

59

59

60

60 61 61

61

62

62

62 63

63 63

64

64 64 65

65

65

66

66

71

71 67

67

67 68

68 68 69 69

70

70

72 72

73

73

73

74 74

74

75 75

76

76

76

77

77

77

78

78

79

79

80 80

80

81

81 81

82

82

82

83

83

83

86

86 87

87

88

88

89

89

90

90 92

92

93

93

94 94

95

95

PM2.5 (g/m3)

0 10 20 30 40 50 60 70

CR

P,

pa

rtia

l re

sid

ua

ls

-4

-2

0

2

4

1 1 1 2 2 2 3

3 3

4

4 4

5

5 6 6 7

7 7 8 8

8 9

9 9

10 10 10 11 11 11 12 12

12

15

15

16 16

16 17 17 17 19

19 20

20

20 21 21

22 22 23 23 23

24 24 24

25 26

26 26

27

27

27

28

28 28 29 29 29

30

30 30 31 31 32 32

32 33

33 33 34 34 34

35 35

35 35 36 36 36 36 37 37

38

38 38

38 39 39 39 39 39 40 40 41 41

42 42 42 42 43 43

43 44

44 44

45

45

45

46 46 46

46 46 47 47

47 48

48 48

49

49 49

50

50 50

51 51 51 51 52

52 52 52

53

53 53

54 54

54

55 55

55 56 56 56 57

57

57 58

58 59

59 60

60 61 61 61

62 62 62

63

63

63 64 64

64

65

65 65

66 66 71 71

67

67

67

68 68

68 69

69 70 70

72

72

73 73

73 74

74 75

75 75

76

76 76

77 77

77

78

78

79

79 80 80 80 81 81 81

82

82

82

83 83

83

86 86

87 87

88 88

89

89

90 90 92 92

93

93

95

95

Figure 3.

Example 4b: Pope, Hansen, Long, et al. EHP 2004

מחקרים 20מעל , ונבדקים חשיפות שיטות מגוון

- ל חשיפה בין - PMאסוציאציה ו לב HRVקצב

- ב לשינויים -HRבנוסף :HRV , PMוב עם אסוציאטיבי ( על בהתבסס לב קצב (.ICDהפרעת

. קרדיאלי היפוך

. " ח בבע בתפקודו או הקרדיאלי בקצב שינוי

הלב של האוטונומית במערכת שינויים

from www.sads.org.uk

מושתל לב קוצב(Peters, et al. 2000; Dockery et al. 2005)

(Henneberger et al. 2005)

(Godleski et al. 2000; Watkinson et al. 2001; Wellenius et al. 2002; Wichers et al. 2004)

דםבזרימה • שינוי

בצמיגות • עלייהחלקיקים • של טרנסלוקציה

פריפריאלי • תרומבוזיסהחמצן • בסטורציית ירידה

חימצונית ועקה כרונית דלקתב • דלקתי- CRPעלייה חלבון

דלקתיים • מתווכיםוטסיות • לאוקציטים של אקטיבציה

PMנשימת

מוחהדם • כלי של באיסכמיה עלייה

מוחי- שבץ במוח

לבהמערכת • בתפקוד שינוי

האוטונומית של • ברהפולריזציה שינוי

הלבלבבית • באיסכמיה עלייההעורקים • בטרשת עלייה

• - לב התקפי לב כשל

הדם כליעורקים • טרשת

יציבותו • ואי הפלאק בניית בקצב עלייההאנדותיול • בתיפקוד פגיעה

הדם • בלחץ ועלייה הדם כלי הצרות

ריאותדלקת•

חימצונית • עקהמחלות • של מואצת התפתחות

- כרוניות .COPDריאהנשימתיים • בסימפטומים עלייה

נשימתי • רפלקס אפקטריאה • בתפקודי ירידה

Pope and Dockery,JAWMA 2006.

אלה , תוצאות אחת בפרספקטיבה לפחות- טובות חדשות הנן

רבים סיכון מגורמי אחד רק הנו אוויר זיהום , לשנותו שניתן גורם זהו אך לב למחלות

. - משמיים גזרה אינו הוא בו ולשלוט

NEJM 2004

Reduction in fine particulate air pollution:Extended follow-up of the Harvard Six Cities Study(Laden, Schwartz, Speizer, Dockery. AJRCCM 2006)

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

0 5 10 15 20 25 30 35

PM2.5 (g/m3)

Mor

talit

y R

isk

Rat

io

SteubenvilleTopeka

Watertown

Kingston

St. LouisPortage

Francine Laden

" " ב " בארה ערים שש במחקר שנבחנו בערים המצב מה ובדק שחזר מחקרהיחסי בסיכון לירידה הובילה חלקיקי אוויר זיהום בריכוזי שירידה הראה

. ... בחיים- שנשאר למי הפיך הוא שהמצב אומרת זאת לתמותהויפה העדינים חלקיקים ריכוזי את ולהפחית השינוי את לעשות הזמן זה ולכן

. קודם אחת שעה

The Human Cost of Air Pollution / Professor C. Arden Pope lll

Technology

crp pm

diameter pm

shortterm pm exposure

cv mortality pm

fat chow pm

particles matterpm

public health pope

res pope