Points saillants de la recherche :
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Résumé
Arrière-plan
L’exposition aux particules fines (particules fines de diamètre aérodynamique ≤ 2,5 μm [PM2,5]) a été associée à un risque d’arythmies cardiaques chez l’adulte. Cependant, l’association entre l’exposition aux PM2,5 et les arythmies cardiaques chez les adolescents reste floue.
Méthodes et résultats
Pour étudier l’association et l’évolution temporelle entre l’exposition aux PM2,5 et les arythmies cardiaques chez les adolescents, nous avons analysé les données collectées auprès de 322 adolescents ayant participé à l’examen de suivi du PSCC ( Penn State Child Cohort ). Nous avons obtenu les concentrations de PM2 sur 24 heures au niveau individuel avec un néphélomètre. Simultanément à la mesure des PM2, nous avons obtenu des données ECG sur 24 heures à l’aide d’un moniteur Holter, à partir desquelles des arythmies cardiaques, notamment des contractions auriculaires prématurées et des contractions ventriculaires prématurées (PVC), ont été identifiées. La concentration de PM2 et le nombre de contractions auriculaires prématurées/PVC ont été résumés en segments basés sur 30 minutes. Des modèles polynomiaux à retard distribué dans un cadre de modèle binomial négatif ont été utilisés pour évaluer l’effet de la concentration de PM2 sur le nombre de contractions auriculaires prématurées et d’ESV.
L’exposition aux PM2,5 était associée à une augmentation aiguë du nombre de PVC.
Plus précisément, une augmentation de 10 μg/m3 de la concentration de PM2,5 était associée à une augmentation de 2 % (IC à 95 %, 0,4 % à 3,3 %) du nombre de PVC de 0,5 à 1,0, 1,0 à 1,5 et 1,5 à 2,0 heures après l’exposition. De manière cumulative, une augmentation de 10 μg/m3 des PM2 était associée à une augmentation de 5 % (IC à 95 %, 1 % à 10 %) du nombre de PVC dans les 2 heures suivant l’exposition. La concentration de PM2,5 n’était pas associée à une contraction auriculaire prématurée.
Conclusions
L’exposition aux PM2,5 a été associée à une augmentation aiguë du nombre d’arythmies ventriculaires dans un échantillon de population d’adolescents. L’évolution dans le temps de l’effet des PM2 sur l’arythmie ventriculaire se situe dans les 2 heures suivant l’exposition.
commentaires
Les particules respiratoires (c’est-à-dire de minuscules particules en suspension dans l’air) provenant de la pollution atmosphérique peuvent déclencher des rythmes cardiaques irréguliers (arythmies) chez les adolescents en bonne santé, selon une nouvelle recherche publiée dans le Journal of the American Heart Association , une revue en libre accès à comité de lecture. par des pairs de l’American Heart Association.
Alors que les effets cardiovasculaires négatifs de la pollution de l’air chez les adultes sont déjà établis, cette étude est la première à évaluer l’impact de la pollution de l’air sur les adolescents de la population générale.
« Bien que relativement rares, des rythmes cardiaques irréguliers peuvent entraîner une mort cardiaque subite chez les adolescents et les jeunes adultes en bonne santé. "Nos résultats liant la pollution de l’air à des rythmes cardiaques irréguliers suggèrent que les particules peuvent contribuer au risque de mort cardiaque subite chez les jeunes", a déclaré Fan He, Ph.D., auteur principal de l’étude et instructeur en sciences de la santé publique. à l’Université de Pennsylvanie. Collège médical d’État à Hershey, Pennsylvanie. "Étant donné que les maladies cardiovasculaires de l’enfance et de l’adolescence peuvent persister jusqu’à l’âge adulte et affecter le risque de maladies cardiovasculaires majeures plus tard dans la vie, l’identification de facteurs de risque modifiables d’arythmie cardiaque pouvant entraîner une mort subite d’origine cardiaque chez les adolescents devrait revêtir un grand intérêt public."
L’étude a examiné l’impact de la respiration de particules fines sur la fréquence cardiaque des adolescents. Les particules fines (PM2,5) mesurent moins de 2,5 microns et peuvent être facilement inhalées profondément dans les poumons et même pénétrer dans la circulation sanguine. Les particules inférieures à 2,5 microns sont généralement liées à la combustion de carburant, comme les particules provenant des gaz d’échappement des voitures ou des incendies de forêt . Une fois inhalés, les polluants irritent les poumons et les vaisseaux sanguins autour du cœur, et des recherches antérieures ont suggéré qu’avec le temps, les polluants augmentent le processus pathologique dans les artères.
Les chercheurs ont étudié l’impact de la pollution particulaire respiratoire sur deux types de rythmes cardiaques irréguliers caractérisés par une contraction prématurée du muscle cardiaque (extrasystole). Lors des contractions auriculaires prématurées (PAC), le battement cardiaque provient des oreillettes (cavités supérieures du cœur). Cela ne provoque généralement aucun symptôme ni dommage ; Cependant, des contractions auriculaires prématurées et fréquentes ont été associées à un risque accru de fibrillation auriculaire, une forme grave d’arythmie dans laquelle les cavités supérieures tremblent au lieu de battre efficacement, augmentant ainsi le risque de caillots sanguins et d’accident vasculaire cérébral. . Les contractions ventriculaires prématurées (PVC) se produisent lorsque le battement cardiaque provient de l’un des ventricules (cavités inférieures du cœur). Ceux-ci augmentent également le risque de crise cardiaque, d’accident vasculaire cérébral, d’insuffisance cardiaque ou de mort cardiaque subite plus tard.
Si les contractions prématurées ne provoquent pas de symptômes, elles ne sont pas traitées. Cependant, s’ils surviennent fréquemment et entraînent une sensation fréquente d’arrêt du rythme cardiaque, d’accélération du rythme cardiaque ou de palpitations, un traitement avec des médicaments, des dispositifs ou des procédures implantables peut être recommandé.
Les chercheurs ont analysé les données de santé de 322 adolescents (âge moyen 17 ans ; 56 % d’hommes ; 79 % d’adolescents blancs non hispaniques) vivant dans le centre de la Pennsylvanie qui ont participé à une évaluation de suivi dans le cadre de l’étude Penn State Child Cohort. Cette étude, menée entre 2002 et 2006, a initialement recruté des enfants âgés de 6 à 12 ans. Les données analysées dans cette étude ont révisé les résultats de l’évaluation de suivi près de 7,5 ans plus tard (2010-2013).
Ce groupe d’enfants ne souffrait pas de problèmes cardiovasculaires majeurs et était considéré comme présentant un faible risque d’arythmie cardiaque. Dans l’étude de suivi, les chercheurs ont mesuré simultanément l’exposition aux fines particules dans l’air que chaque adolescent respirait (à l’aide d’un appareil appelé néphélomètre) pendant 24 heures et les enregistrements ECG des rythmes cardiaques de chaque adolescent à l’aide d’un petit appareil. moniteur portable appelé moniteur Holter.
La concentration moyenne de PM2,5 mesurée dans l’étude était d’environ 17 microgrammes de particules par mètre cube d’air (µg/m3) par jour, ce qui est bien en dessous de la norme sanitaire de qualité de l’air de 35 µg/m3. m3 établi par l’Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis.
L’étude a révélé :
- 79 % des participants ont eu au moins un battement de cœur irrégulier au cours de la période d’étude de 24 heures. De ce groupe, 40 % n’avaient que des contractions auriculaires prématurées, 12 % n’avaient que des contractions ventriculaires prématurées et 48 % avaient les deux.
- Une augmentation de 5 % du nombre de contractions ventriculaires prématurées a été observée dans les deux heures suivant l’exposition pour chaque augmentation de 10 µg/m3 des PM2,5.
- Aucune association n’a été trouvée entre la concentration de particules et le nombre d’extrasystoles auriculaires.
« Il est alarmant de constater un impact aussi important de la pollution de l’air sur les arythmies cardiaques lorsque la qualité de l’air reste conforme aux normes de santé établies par l’EPA. Cela peut suggérer que les adolescents vivant dans des zones très polluées, comme les centres-villes, courent un risque encore plus grand », a-t-elle déclaré.
Les résultats étaient cohérents avec les données précédemment obtenues chez les adultes en utilisant des méthodes similaires par ces chercheurs et d’autres, bien que l’augmentation des contractions ventriculaires prématurées soit encore plus importante chez les adultes. Réduire le risque d’arythmie cardiaque chez les adolescents pourrait réduire leur risque de développer une maladie cardiaque à l’âge adulte, selon les auteurs de l’étude.
"Notre étude a révélé que la pollution de l’air augmente le risque de maladies cardiovasculaires et de mort subite d’origine cardiaque , même chez les adolescents en bonne santé", a-t-il déclaré. « Des mesures de protection, telles que le port de masques et l’évitement d’activités physiques vigoureuses, peuvent être justifiées les jours où les concentrations de particules sont élevées, en particulier aux heures de pointe du matin. »
Le moyen le plus efficace de réduire l’exposition de chacun à la pollution de l’air est de soutenir des réglementations plus strictes sur la qualité de l’air à l’échelle nationale, a déclaré l’expert bénévole de l’American Heart Association, Robert D. Brook, MD, FAHA, professeur de médecine. à la Wayne State University à Détroit. Brook est co-auteur de plusieurs déclarations scientifiques de l’American Heart Association sur la pollution atmosphérique.
"Les niveaux de PM2,5 ont considérablement diminué depuis les années 1970 et 1980 en raison de réglementations qui ont certainement été liées à une amélioration des effets sur la santé et de l’espérance de vie", a déclaré Brook. "Nous décrivons dans une récente déclaration scientifique de l’AHA , intitulée Actions de protection individuelle contre l’exposition à la pollution atmosphérique particulaire, les stratégies et les activités ou les changements de comportement qui peuvent réduire l’exposition à la pollution, comme les filtres à air portables, les masques faciaux, les respirateurs et l’exercice en dehors des heures de pointe. . Cependant, aucune étude n’a montré que ces mesures pouvaient réellement prévenir les effets cliniques néfastes sur la santé, tels que les crises cardiaques.
Selon une déclaration politique de l’American Heart Association de 2020 citant une étude mondiale, la pollution de l’air ambiant est largement reconnue comme un contributeur important aux maladies cardiovasculaires et à la mort. En 2017, on estimait que l’exposition à la pollution atmosphérique particulaire était associée à plus de 7 millions de décès prématurés et à la perte de 147 millions d’années de vie en bonne santé dans le monde. L’Association recommande le développement ultérieur d’approches politiques fondées sur des données probantes, un investissement continu dans la recherche et une innovation accrue et des partenariats transformateurs pour réduire le fardeau cardiovasculaire des polluants de l’air ambiant aux États-Unis.
"L’aspect le plus intéressant et le plus significatif de cette étude est clairement que les résultats ont été trouvés chez de jeunes adolescents en bonne santé", a déclaré Brook. « L’étude conforte les inquiétudes selon lesquelles même les jeunes en bonne santé ne sont pas à l’abri des réponses cardiovasculaires indésirables aux PM2,5 et des niveaux d’exposition conformes aux normes nationales de qualité de l’air ambiant sur 24 heures établies par l’EPA. "Il est plausible que les résultats aident à expliquer la raison potentielle de l’apparition des arythmies et même de la mort subite chez certains jeunes sensibles."
Le Dr He et ses collègues évaluent actuellement l’impact de la pollution atmosphérique sur d’autres marqueurs de l’activité électrique cardiaque. Cette étude était limitée par l’impossibilité d’analyser l’impact de la pollution atmosphérique sur différents sous-types de contractions ventriculaires prématurées, ce qui pourrait aider les cardiologues à mieux comprendre comment la pollution affecte la fonction cardiaque. Les résultats de cette étude chez les adolescents pourraient ne pas être généralisables aux enfants plus jeunes.
Perspective clinique
Quoi de neuf?
La présente étude est la première du genre à montrer une association aiguë entre la pollution atmosphérique par les particules fines avec des diamètres aérodynamiques ≤2,5 μm et l’arythmie ventriculaire dans un échantillon de population d’adolescents.
L’évolution temporelle de l’impact de la pollution atmosphérique sur l’arythmie ventriculaire s’est déroulée dans les 2 heures suivant l’exposition.
Quelles sont les implications cliniques ?
En raison de la nature omniprésente et involontaire de la pollution atmosphérique, des mesures de contrôle de la pollution atmosphérique peuvent être prises pour réduire le risque d’arythmie cardiaque chez les adolescents.
Réduire le risque d’arythmie cardiaque pendant l’adolescence pourrait réduire davantage le fardeau des maladies cardiovasculaires chez les adultes en raison de l’importance d’une prévention précoce des maladies cardiovasculaires dès le début de la vie.
mort cardiaque subite
La mort subite d’origine cardiaque (SCD) constitue une menace majeure pour la santé publique. On estime que la drépanocytose représente environ 50 % des décès liés aux maladies cardiovasculaires et 15 à 20 % de la mortalité toutes causes confondues dans les pays occidentaux. Bien que relativement rare, la drépanocytose chez les enfants et les jeunes en bonne santé, y compris les athlètes d’élite, a un impact dévastateur sur leurs familles. De plus, compte tenu du grand nombre d’années de vie perdues, le fardeau de santé publique lié à la drépanocytose chez les jeunes n’est pas négligeable. En conséquence, les causes de la drépanocytose chez les enfants et les jeunes ont été largement étudiées. Contrairement aux personnes âgées, chez qui la maladie coronarienne athéroscléreuse est la cause prédominante de drépanocytose, l’arythmie cardiaque est l’un des facteurs de risque les plus importants de drépanocytose chez les jeunes. Par exemple, les MSC inexpliquées (c’est-à-dire sans cause apparente après une autopsie complète), qui peuvent être principalement attribuées à des arythmies cardiaques, représentent un tiers des MSC chez les enfants et les jeunes adultes. Il est donc d’une grande importance pour la santé publique d’identifier les facteurs de risque modifiables d’arythmies cardiaques chez les enfants et les adolescents.
La survenue d’arythmies cardiaques peut être attribuée à une altération de l’équilibre autonome cardiaque, à une inflammation systémique et au stress oxydatif. Avec ces processus biologiques, il est plausible que l’exposition aux PM2 soit également liée à un risque accru d’arythmies cardiaques . En effet, l’association entre les PM2 et les arythmies cardiaques a été observée dans des études épidémiologiques chez l’adulte basées sur des données de mortalité, des épisodes d’arythmie capturés par un défibrillateur automatique implantable et une surveillance ECG. Par exemple, l’exposition à long terme aux PM2 a été associée à une mortalité accrue due aux arythmies , en particulier chez les fumeurs. De plus, une exposition aiguë aux PM2 a été associée à un risque accru de fibrillation auriculaire enregistrée par un défibrillateur automatique implantable quelques heures après l’exposition16. Tant dans la population adulte générale que chez les patients atteints de maladies cardiovasculaires, l’exposition aux particules environnementales a également été associée à des arythmies ventriculaires sur la surveillance ECG.
Bien que ces études aient fourni des preuves irréfutables soutenant l’exposition aux PM2 comme facteur de risque d’arythmies cardiaques, presque toutes ont été menées chez des adultes, y compris des patients souffrant de maladies cardiovasculaires préexistantes. Par conséquent, les résultats ne peuvent pas être généralisés aux populations à faible risque, telles que les adolescents qui ne souffrent pas de maladies cardiovasculaires sous-jacentes. Compte tenu de l’importance primordiale des arythmies dans la cause de la drépanocytose chez les jeunes, il est urgent de comprendre si l’exposition aux PM2 déclenche des arythmies cardiaques chez les jeunes.
Par conséquent, nous avons mené cette étude pour évaluer l’association entre la concentration ambiante de PM2,5 et les arythmies cardiaques dans un échantillon de population d’adolescents. Notre hypothèse est que le niveau élevé de PM2,5 est associé à une augmentation aiguë du nombre d’arythmies cardiaques quelques heures après l’exposition.
Les co-auteurs sont Jeff D. Yanosky, Sc.D. ; Julio Fernández-Mendoza, Ph.D. ; Vernon M. Chinchilli, Ph.D. ; Laila Al-Shaar, Ph.D. ; Alexandros N. Vgontzas, MD; Edward O. Bixler, Ph.D. ; et Duanping Liao, MD, Ph.D.
