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Effect of Par,culate Ma0er Air Pollu,on on Vascular Func,on - PowerPoint PPT Presentation

Effect of Par,culate Ma0er Air Pollu,on on Vascular Func,on in Chronic Obstruc,ve Pulmonary Disease Jayson Gifford PM Pollu'on and Cardiovascular Func'on


  1. Effect ¡of ¡Par,culate ¡Ma0er ¡Air ¡Pollu,on ¡on ¡Vascular ¡ Func,on ¡in ¡Chronic ¡Obstruc,ve ¡Pulmonary ¡Disease ¡ Jayson ¡Gifford ¡

  2. PM ¡Pollu'on ¡and ¡Cardiovascular ¡Func'on ¡ ¡ in ¡Health ¡and ¡COPD ¡ PM 2.5 ¡ ↑Inflamma,on ¡ ↑ ¡Free ¡Radicals ¡ ↑ ¡Oxida,ve ¡ Stress ¡ ↓Nitric ¡ Oxide ¡ ↓CV ¡ Func,on ¡

  3. Research ¡Ques'ons ¡ Research ¡Ques'ons ¡ 1. Is ¡the ¡cardiovascular ¡system ¡of ¡pa'ents ¡with ¡ COPD ¡more ¡severely ¡affected ¡by ¡PM ¡air ¡ pollu'on ¡than ¡age-­‑matched ¡controls? ¡ 2. Does ¡oxida've ¡stress ¡cause ¡the ¡adverse ¡ cardiovascular ¡effects ¡of ¡PM ¡air ¡pollu'on? ¡

  4. Methods : ¡ General ¡Design ¡ PM2.5 in Salt Lake City during Winter 2013-2014 70 60 24 Hour Mean PM 2.5 ( µ g/cm3) Polluted Air 50 Experiments 40 30 20 10 0 Clean Air Experiments 12/1/2013 12/15/2013 1/1/2014 1/15/2014 2/1/2014 2/15/2014

  5. Methods ¡ Experimental ¡Protocol: ¡ ¡Controls: ¡N=3 ¡ ¡COPD: ¡N=5 ¡ Pulmonary ¡ Blood ¡ Vascular ¡Func'on ¡Assessments ¡ Func'on ¡ Draw ¡ Flow ¡Mediated ¡Dila,on ¡ ¡ Passive ¡Limb ¡Movement ¡ (FMD) ¡ (PLM) ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Inflammatory ¡ ¡ ¡ Markers ¡ ¡ ¡ ¡ FVC ¡ ¡ Oxida've ¡ ¡ ¡ FEV 1 ¡ Stress ¡ ¡ ¡ ¡ Markers ¡ ¡ ¡ FEV 1 /FVC ¡ ¡ ¡ NO ¡ ¡ Bioavailability ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ 3 ¡ ¡

  6. Preliminary ¡Results: ¡ Pulmonary ¡Func,on ¡ 125 FEV1 (% Predicted) 100 75 50 25 0 Control COPD

  7. Preliminary ¡Results: ¡ Preliminary ¡Results: ¡ Vascular ¡Func,on: ¡Flow ¡Mediated ¡Dila,on ¡ Vascular ¡Func,on: ¡Flow ¡Mediated ¡Dila,on ¡ Clean Air Polluted #1 10 Polluted #2 FMD (% Dilation) 5 0 Control COPD

  8. Preliminary ¡Results: ¡ Vascular ¡Func,on: ¡Passive ¡Limb ¡Movement ¡ Controls 200 Clean Air AUC Polluted #1 Polluted #2 100 Leg Blood Flow (ml/min) 800 0 600 400 200 0 -60 0 30 60 Time (s) COPD 200 AUC 100 Leg Blood Flow (ml/min) 800 0 600 400 200 0 -60 0 30 60 Time (s)

  9. Preliminary ¡Results: ¡ Summary ¡ PM 2.5 ¡ ↓CV ¡ Func,on ¡

  10. Future ¡Direc,ons ¡ 1. Con'nue ¡the ¡study ¡next ¡winter ¡ 2. ¡Preventa've ¡Treatments? ¡

  11. Acknowledgments ¡ Utah ¡Vascular ¡Research ¡Lab ¡ U ¡of ¡U ¡Pulmonary ¡Rehab ¡ ¡ • Russell ¡Richardson, ¡PhD ¡ • Bill ¡Pazos ¡ • Ash ¡Nelson, ¡M.D. ¡ ¡ • Joshua ¡Lee, ¡PhD ¡ SLC ¡VA ¡Pulmonary ¡Clinic ¡ • Tyler ¡Mangum ¡ • John ¡Shigeoka, ¡M.D. ¡ • H. ¡Jonathan ¡Groot ¡ • Robert ¡Paine, ¡M.D. ¡ • Ma[hew ¡Rossman ¡ ¡ • Amy ¡Rogers ¡ Funding ¡ • Program ¡for ¡Air ¡Quality ¡Seed ¡ Grant ¡

  12. References ¡ Brook ¡R, ¡Shin ¡H, ¡Bard ¡R, ¡Burne[ ¡R, ¡Ve[e ¡A, ¡Croghan ¡C, ¡Thornburg ¡J, ¡Rodes ¡C ¡& ¡Williams ¡R. ¡(2011). ¡Explora'on ¡of ¡the ¡rapid ¡ • effects ¡of ¡personal ¡fine ¡par'culate ¡ma[er ¡exposure ¡on ¡arterial ¡hemodynamics ¡and ¡vascular ¡func'on ¡during ¡the ¡same ¡day. ¡ Environmental ¡health ¡perspec1ves ¡ 119, ¡688-­‑694. ¡ ¡ Dales ¡R, ¡Liu ¡L, ¡Szyszkowicz ¡M, ¡Dalipaj ¡M, ¡Willey ¡J, ¡Kulka ¡R ¡& ¡Ruddy ¡TD. ¡(2007). ¡Par'culate ¡air ¡pollu'on ¡and ¡vascular ¡ • reac'vity: ¡The ¡bus ¡stop ¡study. ¡ Interna1onal ¡Archives ¡of ¡Occupa1onal ¡and ¡Environmental ¡Health ¡ 81, ¡159-­‑164. ¡ ¡ Kim ¡CS ¡& ¡Kang ¡TC. ¡(1997). ¡Compara've ¡measurement ¡of ¡lung ¡deposi'on ¡of ¡inhaled ¡fine ¡par'cles ¡in ¡normal ¡subjects ¡and ¡ • pa'ents ¡with ¡obstruc've ¡airway ¡disease. ¡ American ¡Journal ¡of ¡Respiratory ¡and ¡Cri1cal ¡Care ¡Medicine ¡ 155, ¡899-­‑905. ¡ Logan ¡WP. ¡(1956). ¡Mortality ¡from ¡fog ¡in ¡London, ¡January, ¡1956. ¡ Bri1sh ¡medical ¡journal ¡ 1, ¡722-­‑725. ¡ ¡ • Meng ¡X, ¡Wang ¡C, ¡Cao ¡D, ¡Wong ¡CM ¡& ¡Kan ¡H. ¡(2013). ¡Short-­‑term ¡effect ¡of ¡ambient ¡air ¡pollu'on ¡on ¡COPD ¡mortality ¡in ¡four ¡ • Chinese ¡ci'es. ¡ Atmospheric ¡Environment ¡ 77, ¡149-­‑154. ¡ Miller ¡MR, ¡Shaw ¡CA ¡& ¡Langrish ¡JP. ¡(2012). ¡From ¡par'cles ¡to ¡pa'ents: ¡Oxida've ¡stress ¡and ¡the ¡cardiovascular ¡effects ¡of ¡air ¡ • pollu'on. ¡ Future ¡Cardiology ¡ 8, ¡577-­‑602. ¡ ¡ Pope ¡Iii ¡CA ¡& ¡Dockery ¡DW. ¡(2006). ¡Health ¡effects ¡of ¡fine ¡par'culate ¡air ¡pollu'on: ¡Lines ¡that ¡connect. ¡ Journal ¡of ¡the ¡Air ¡and ¡ • Waste ¡Management ¡Associa1on ¡ 56, ¡709-­‑742. ¡ ¡ Pope ¡Iii ¡CA ¡& ¡Kanner ¡RE. ¡(1993). ¡Acute ¡effects ¡of ¡PM10 ¡pollu'on ¡on ¡pulmonary ¡func'on ¡of ¡smokers ¡with ¡mild ¡to ¡moderate ¡ • chronic ¡obstruc've ¡pulmonary ¡disease. ¡ American ¡Review ¡of ¡Respiratory ¡Disease ¡ 147, ¡1336-­‑1340. ¡ Pope ¡Iii ¡CA, ¡Muhlestein ¡JB, ¡May ¡HT, ¡Renlund ¡DG, ¡Anderson ¡JL ¡& ¡Horne ¡BD. ¡(2006). ¡Ischemic ¡heart ¡disease ¡events ¡triggered ¡ • by ¡short-­‑term ¡exposure ¡to ¡fine ¡par'culate ¡air ¡pollu'on. ¡ Circula1on ¡ 114, ¡2443-­‑2448. ¡ Pope ¡Iii ¡CA, ¡Schwartz ¡J ¡& ¡Ransom ¡MR. ¡(1992). ¡Daily ¡mortality ¡and ¡PM10 ¡pollu'on ¡in ¡Utah ¡Valley. ¡ Archives ¡of ¡Environmental ¡ • Health ¡ 47, ¡211-­‑217. ¡ ¡ Rich ¡DQ, ¡Kipen ¡HM, ¡Huang ¡W, ¡Wang ¡G, ¡Wang ¡Y, ¡Zhu ¡P, ¡Ohman-­‑Strickland ¡P, ¡Hu ¡M, ¡Philipp ¡C, ¡Diehl ¡SR, ¡Lu ¡SE, ¡Tong ¡J, ¡Gong ¡J, ¡ • Thomas ¡D, ¡Zhu ¡T ¡& ¡Zhang ¡J. ¡(2012). ¡Associa'on ¡between ¡changes ¡in ¡air ¡pollu'on ¡levels ¡during ¡the ¡Beijing ¡olympics ¡and ¡ biomarkers ¡of ¡inflamma'on ¡and ¡thrombosis ¡in ¡healthy ¡young ¡adults. ¡ JAMA ¡-­‑ ¡Journal ¡of ¡the ¡American ¡Medical ¡Associa1on ¡ 307, ¡2068-­‑2078. ¡ Wellenius ¡GA, ¡Burger ¡MR, ¡Coull ¡BA, ¡Schwartz ¡J, ¡Suh ¡HH, ¡Koutrakis ¡P, ¡Schlaug ¡G, ¡Gold ¡DR ¡& ¡Mi[leman ¡MA. ¡(2012). ¡Ambient ¡ • air ¡pollu'on ¡and ¡the ¡risk ¡of ¡acute ¡ischemic ¡stroke. ¡ Archives ¡of ¡Internal ¡Medicine ¡ 172, ¡229-­‑234. ¡ ¡

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