สำหรับผู้ให้บริการด้านสุขภาพ

โอโซนกับสุขภาพของผู้ป่วยของคุณ: การฝึกอบรมสำหรับผู้ให้บริการด้านสุขภาพ

• โอโซนกับโรคหอบหืด

  ส่วนนี้ของหลักสูตรกล่าวถึงปัญหาการสัมผัสและผลกระทบต่อสุขภาพที่คนทั่วไปทุกคน ส่วนถัดไป  ผลกระทบต่อสุขภาพในผู้ป่วยโรคหอบหืดและโรคทางเดินหายใจเรื้อรังอื่นๆจะกล่าวถึงประเด็นเหล่านี้โดยเฉพาะสำหรับผู้ที่เป็นโรคหอบหืดและโรคปอดเรื้อรังอื่นๆ

  การแนะนำ
• ผู้คนสัมผัสกับโอโซนได้อย่างไร?
• โอโซนทำปฏิกิริยาในทางเดินหายใจอย่างไร?
• ผลกระทบทางสรีรวิทยาและอาการเฉียบพลันของโอโซนคืออะไร?
• โอโซนมีผลอย่างไรในระดับเซลล์?
• การตอบสนองแตกต่างกันไปในแต่ละบุคคลอย่างไร?
• ผลกระทบของโอโซนต่อการตายคืออะไร?
• ผลกระทบอื่นๆ ที่อาจเกิดขึ้นจากการได้รับโอโซนในระยะสั้นคืออะไร?
• สังเกตผลกระทบในระดับการเปิดรับแสงใด
• ผลกระทบของการได้รับโอโซนซ้ำๆ หรือเป็นเวลานานๆ มีอะไรบ้าง?

...

---

การแนะนำ

การหายใจเอาโอโซนในระดับพื้นดินสามารถส่งผลให้เกิดผลกระทบต่อสุขภาพหลายอย่างที่สังเกตได้ในประชากรกลุ่มกว้าง บางส่วนของผลกระทบเหล่านี้ ได้แก่ :

• การชักนำให้เกิดอาการทางระบบทางเดินหายใจ
• การลดลงของการทำงานของปอด
• การอักเสบของทางเดินหายใจ

อาการทางระบบทางเดินหายใจอาจรวมถึง:

• อาการไอ
• ระคายคอ
• เจ็บ แสบร้อน หรือรู้สึกไม่สบายที่หน้าอกเมื่อหายใจเข้าลึกๆ
• แน่นหน้าอก หายใจมีเสียงหวีด หรือหายใจถี่

นอกจากผลกระทบเหล่านี้แล้ว หลักฐานจากการศึกษาเชิงสังเกตยังบ่งชี้อย่างชัดเจนว่าความเข้มข้นของโอโซนในแต่ละวันที่สูงขึ้นนั้นสัมพันธ์กับอาการหอบหืดที่เพิ่มขึ้น การเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลที่เพิ่มขึ้น การตายรายวันที่เพิ่มขึ้น และตัวบ่งชี้การเจ็บป่วยอื่นๆ ความสอดคล้องและการเชื่อมโยงกันของหลักฐานสำหรับผลกระทบต่อผู้ป่วยโรคหืดแสดงให้เห็นว่าโอโซนสามารถทำให้อาการหอบหืดแย่ลงและเพิ่มความไวต่อสิ่งกระตุ้นโรคหอบหืดได้

รูปที่ 2: พีระมิดผลกระทบที่เกิดจากโอโซน
ความสัมพันธ์ระหว่างความรุนแรงของผลกระทบและสัดส่วนของประชากรที่ประสบกับผลกระทบสามารถนำเสนอในรูปของปิรามิด หลายคนประสบกับผลกระทบที่ร้ายแรงน้อยที่สุดซึ่งพบได้บ่อยที่สุดซึ่งแสดงอยู่ที่ด้านล่างของพีระมิด มีคนจำนวนน้อยที่ได้รับผลกระทบที่รุนแรงกว่า เช่น การรักษาตัวในโรงพยาบาลหรือการเสียชีวิต

ผู้คนสัมผัสกับโอโซนได้อย่างไร?

การได้รับสัมผัสหลักเกิดขึ้นเมื่อผู้คนหายใจเอาอากาศแวดล้อมที่มีโอโซนเข้าไป อัตราการสัมผัสของแต่ละบุคคลจะสัมพันธ์กับความเข้มข้นของโอโซนในอากาศโดยรอบและปริมาณอากาศที่บุคคลนั้นหายใจต่อนาที (การระบายอากาศแบบนาที) ปริมาณแสงสะสมเป็นฟังก์ชันของทั้งอัตราและระยะเวลาในการเปิดรับแสง   

แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วความเข้มข้นของโอโซนในอากาศภายนอก (โดยรอบ) จะใกล้เคียงกันในหลายพื้นที่ในพื้นที่ที่มีการระบายออก แต่ปัจจัยหลายประการอาจส่งผลต่อความเข้มข้นของโอโซนใน ถนน). ความเข้มข้นของโอโซนภายในอาคารโดยทั่วไปจะแปรผันระหว่าง 20% ถึง 80% ของระดับภายนอกอาคาร ขึ้นอยู่กับว่าเปิดหรือปิดหน้าต่าง ใช้เครื่องปรับอากาศ หรือปัจจัยอื่นๆ เช่น แหล่งที่มาภายในอาคาร ผู้ที่ได้รับแสงสะสมมากที่สุดคือผู้ที่ออกกำลังกายกลางแจ้งอย่างหนักเป็นเวลานานเมื่อความเข้มข้นของโอโซนสูง นอกจากนี้ ในระหว่างการออกกำลังกาย ผู้คนจะหายใจได้ลึกขึ้น และการดูดซึมโอโซนอาจเปลี่ยนจากทางเดินหายใจส่วนบนไปยังส่วนลึกของทางเดินหายใจ เพิ่มความเป็นไปได้ที่จะเกิดผลเสียต่อสุขภาพ 

ระดับโอโซนอาจส่งผลต่อระดับภายในอาคารของอัลดีไฮด์บางชนิดที่ก่อตัวขึ้นเป็นผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาของโอโซนกับสารภายในอาคาร (Apte et al 2008) สิ่งนี้เป็นช่องทางที่เป็นไปได้สำหรับผู้ที่อยู่ในอาคารเพื่อสัมผัสกับผลกระทบต่อระบบทางเดินหายใจซึ่งเกิดจากผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาโอโซน จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อทดสอบความสำคัญของความเสี่ยงต่อผลกระทบต่อสุขภาพ 

โอโซนทำปฏิกิริยาในทางเดินหายใจอย่างไร?

เนื่องจากโอโซนมีความสามารถในการละลายน้ำได้จำกัด ระบบทางเดินหายใจส่วนบนจึงไม่มีประสิทธิภาพในการกำจัดโอโซนจากอากาศที่หายใจเข้าไปเท่ากับมลพิษที่ละลายน้ำได้ เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO 2 ) หรือก๊าซคลอรีน (Cl 2 ) ดังนั้น โอโซนส่วนใหญ่ที่หายใจเข้าไปจะไปถึงทางเดินหายใจส่วนล่างและละลายในชั้นบางๆ ของของเหลวเยื่อบุผิว (ELF) ตลอดทางเดินหายใจที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าของปอด

ในปอด โอโซนจะทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วกับสารชีวโมเลกุลจำนวนหนึ่ง โดยเฉพาะสารที่มีหมู่ไทออลหรือเอมีน หรือพันธะคาร์บอน-คาร์บอนที่ไม่อิ่มตัว ปฏิกิริยาเหล่านี้และผลิตภัณฑ์ของพวกมันมีลักษณะไม่ดี แต่เชื่อกันว่าผลกระทบขั้นสุดท้ายของการได้รับโอโซนนั้นเกิดจากอนุมูลอิสระและสารออกซิแดนท์ชนิดอื่นๆ ใน ELF ซึ่งทำปฏิกิริยากับเซลล์เยื่อบุผิว เซลล์ภูมิคุ้มกัน และตัวรับประสาทใน ผนังทางเดินหายใจ ในบางกรณี โอโซนเองอาจทำปฏิกิริยาโดยตรงกับโครงสร้างเหล่านี้ ผลกระทบหลายอย่างที่มีกลไกที่แตกต่างกันเกิดขึ้นพร้อมกันหลังจากการสัมผัสโอโซนในระยะสั้น และจะอธิบายไว้ด้านล่าง

รูปที่ 3: โอโซนมีปฏิกิริยาสูงในทางเดินหายใจ
เมื่อหายใจเข้าไปในทางเดินหายใจ โอโซนจะทำปฏิกิริยากับโปรตีนและไขมันบนพื้นผิวของเซลล์หรืออยู่ในของเหลวเยื่อบุปอด ซึ่งลดความลึกจาก 10 µm ในทางเดินหายใจขนาดใหญ่เป็น 0.2 µm ในบริเวณถุงลม เซลล์เยื่อบุผิวในทางเดินหายใจเป็นเป้าหมายหลักของโอโซนและผลิตภัณฑ์จากโอโซน เซลล์เหล่านี้ได้รับบาดเจ็บและทำให้เอ็นไซม์ภายในเซลล์รั่ว เช่น แลคเตตดีไฮโดรจีเนสเข้าไปในช่องทางเดินหายใจ รวมทั้งส่วนประกอบของพลาสมา เซลล์เยื่อบุผิวยังปล่อยสารสื่อกลางการอักเสบหลายชนิดที่สามารถดึงดูดเม็ดเลือดขาวชนิดโพลีมอร์โฟนิวเคลียร์ (PMNs) เข้าสู่ปอด กระตุ้นอัลวีโอลาร์มาโครฟาจ และเริ่มเหตุการณ์ที่นำไปสู่การอักเสบของปอด สารต้านอนุมูลอิสระที่มีอยู่ในเซลล์และของเหลวในเยื่อบุอาจปกป้องสิ่งกีดขวางเยื่อบุผิวจากความเสียหายจากโอโซนหรือผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยา
ที่มา: Devlin et al., (1997)

ผลกระทบทางสรีรวิทยาและอาการเฉียบพลันของโอโซนคืออะไร?

ผลกระทบทางสรีรวิทยาที่เด่นชัดของการได้รับโอโซนในระยะเวลาสั้นๆ คือไม่สามารถหายใจเข้าไปได้เต็มความจุของปอด การศึกษาการรับสัมผัสของมนุษย์ที่มีการควบคุมได้แสดงให้เห็นว่าการรับสัมผัสในระยะสั้น - มากถึง 8 ชั่วโมง - ทำให้การทำงานของปอดลดลง เช่น การลดปริมาณการหายใจออกในหนึ่งวินาที (FEV1) และอาการทางเดินหายใจต่อไปนี้:

• ไอ
• ระคายคอ
• เจ็บ แสบร้อน หรือรู้สึกไม่สบายที่หน้าอกเมื่อหายใจเข้าลึกๆ
• แน่นหน้าอก หายใจมีเสียงหวีด หรือหายใจถี่

ผลกระทบสามารถย้อนกลับได้ โดยการปรับปรุงและการฟื้นตัวจนถึงระดับพื้นฐานจะแตกต่างกันไปตั้งแต่สองสามชั่วโมงไปจนถึง 48 ชั่วโมงหลังจากได้รับโอโซนในระดับสูง

ความคิดในปัจจุบันคือการเปลี่ยนแปลงของอาการและการทำงานของปอดเกิดจากการกระตุ้นตัวรับระบบประสาททางเดินหายใจ (อาจเป็นเส้นใย C ของทางเดินหายใจ) และการส่งผ่านไปยังระบบประสาทส่วนกลางผ่านทางเส้นประสาทเวกัลที่อวัยวะ แม้ว่าการได้รับโอโซนจะส่งผลให้ทางเดินหายใจบางส่วนตีบแคบลง แต่เชื่อกันว่าการยับยั้งการทำงานของประสาทในการหายใจเข้าที่ปริมาตรปอดสูงเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้หายใจเข้าไม่เต็มความจุปอด

รูปที่ 4: โอโซนกระตุ้นการตอบสนองของระบบประสาทในหลอดลม
การกระตุ้นเส้นใยประสาทระหว่างเยื่อบุผิว nociceptive โดยโอโซนนำไปสู่การไอแบบสะท้อนกลับและการลดลงของแรงบันดาลใจสูงสุดที่ผ่อนคลายโดย opioid agonists ซึ่งปิดกั้นทางเดินประสาทสัมผัส กลไกที่เป็นไปได้สองประการที่เกี่ยวข้อง: (1) การกระตุ้นตัวรับการระคายเคืองทำให้เกิดอาการไอและกระตุ้นให้เกิดรีเฟล็กซ์ที่เป็นสื่อกลางทาง vagally ซึ่งเพิ่มความต้านทานต่อทางเดินหายใจ อาจผ่านการหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบทางเดินหายใจที่ถูกบล็อกโดย atropine; (2) การกระตุ้นด้วยเส้นใย C จะปล่อยนิวโรไคนิน เช่น สาร P ที่ขยายหลอดเลือดฝอยบริเวณใกล้เคียง กระตุ้นต่อมเมือก และหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบในทางเดินหายใจผ่านตัวรับนิวโรไคนิน Prostaglandin E2 ที่ปล่อยออกมาจากเซลล์เยื่อบุผิวที่สัมผัสกับโอโซนหรือผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาโอโซนยังทำให้เส้นใย C ไว
ที่มา: Devlin และคณะ (2540)

ผลกระทบโดยรวมจึงมีข้อจำกัดในธรรมชาติเป็นหลักโดยมีส่วนประกอบอุดกั้นขนาดเล็กลงซึ่งสะท้อนถึงการลดลงของความจุชีพบังคับ (FVC), FEV1 และมาตรการสไปโรเมตริกอื่นๆ ที่ต้องใช้แรงบันดาลใจอย่างเต็มที่ มีแนวโน้มว่าการเปลี่ยนแปลงการทำงานของปอดและอาการทางระบบทางเดินหายใจเป็นสาเหตุของการสังเกตว่าการได้รับโอโซนในระยะสั้นจำกัดความสามารถในการออกกำลังกายสูงสุด 

การเปลี่ยนแปลงรูปแบบการหายใจที่เกิดจากโอโซนเป็นการหายใจตื้นที่เร็วขึ้นอาจเป็นสัญญาณของการกระตุ้น C-fiber และอาจเป็นการป้องกันการตอบสนองเพื่อจำกัดการซึมผ่านของโอโซนลึกเข้าไปในทางเดินหายใจ ผลกระทบดังกล่าวยังอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงรูปแบบการสะสมและการเก็บรักษาสารอื่นๆ ที่สูดดมเข้าไป เช่น สารก่อภูมิแพ้และมลภาวะของอนุภาค (หรือที่เรียกว่าอนุภาคสสาร)  

รูปที่ 5: ผลกระทบของโอโซนต่อการทำงานของปอดโอโซนช่วยลดตำแหน่งการหายใจสูงสุด (ที่ด้านซ้ายของเส้นโค้ง) และอาจเพิ่มปริมาตรคงเหลือเล็กน้อย (ด้านขวา) การลดลงของแรงบันดาลใจสูงสุดจะลดความจุของหัวใจที่ถูกบังคับ (FVC) และทำให้การวัดการไหลของการหายใจลดลง เช่น การไหลที่ 50% ของ FVC ที่หมดอายุ (FEF50%) เนื่องจากโอโซนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในความต้านทาน ความสัมพันธ์ระหว่างการไหลและปริมาตรจึงไม่เปลี่ยนแปลงในระดับมาก ที่มา: Devlin และคณะ (2540) 

โอโซนมีผลอย่างไรในระดับเซลล์?

ผลของการได้รับสัมผัสในระยะสั้น โอโซนและ/หรือตัวกลางปฏิกิริยาทำให้เกิดการบาดเจ็บต่อเซลล์เยื่อบุผิวทางเดินหายใจ ตามมาด้วยผลกระทบอื่นๆ ตามมา ผลกระทบเหล่านี้สามารถวัดได้ด้วยเทคนิคที่เรียกว่าการล้างหลอดลม (BAL) ซึ่งจะมีการเก็บตัวอย่างของเหลวเยื่อบุผิว (ELF) ระหว่างการส่องกล้องตรวจหลอดลมของอาสาสมัครที่ทดลองสัมผัสกับโอโซน สามารถวิเคราะห์เซลล์และเครื่องหมายทางชีวเคมีในของเหลวล้างและในเลือดเพื่อให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับผลกระทบของการสัมผัส

หลักฐานสำหรับการอักเสบของทางเดินหายใจหลังการสัมผัสโอโซนรวมถึงรอยแดงที่มองเห็นได้ของทางเดินหายใจซึ่งเห็นได้ในระหว่างการส่องกล้องตรวจหลอดลม เช่นเดียวกับการเพิ่มจำนวนของนิวโทรฟิลในของเหลวล้าง การบาดเจ็บของเซลล์ได้รับการแนะนำโดยการเพิ่มความเข้มข้นของแลคเตตดีไฮโดรจีเนส (LDH) ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ปล่อยออกมาจากไซโตพลาสซึมของเซลล์เยื่อบุผิวที่ได้รับบาดเจ็บใน ELF ผู้ไกล่เกลี่ย (เช่น ไซโตไคน์ พรอสตาแกลนดิน ลิวโคไตรอีน) ที่ปล่อยออกมาจากเซลล์ที่บาดเจ็บรวมถึงจำนวนหนึ่งที่ดึงดูดเซลล์อักเสบซึ่งส่งผลให้เกิดการตอบสนองต่อการอักเสบของนิวโทรฟิลในทางเดินหายใจ นอกจากนี้ยังสามารถตรวจพบผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาของโอโซนและตัวกลางบางชนิดที่ผลิตในปอดในเลือด ซึ่งเป็นกลไกที่เป็นไปได้สำหรับผลกระทบนอกปอดจากการสัมผัสโอโซน  

รูปที่ 6: ผลกระทบของโอโซนต่อการทำงานของปอด 

ภาพถ่ายเหล่านี้แสดงทางเดินหายใจของปอดที่แข็งแรง (ซ้าย) และทางเดินหายใจปอดที่อักเสบ (ขวา) เอื้อเฟื้อภาพโดยบริษัท PENTAX Medical

ผลกระทบที่เกิดจากโอโซนที่ได้รับการบันทึกไว้อื่น ๆ ที่อาจเกี่ยวข้องกับการบาดเจ็บและการตอบสนองต่อการอักเสบคือ:

• การอุดกั้นทางเดินหายใจขนาดเล็กเพิ่มขึ้น
• การลดลงของความสมบูรณ์ของเยื่อบุผิวทางเดินหายใจ
• การเพิ่มขึ้นของปฏิกิริยาทางเดินหายใจที่ไม่เฉพาะเจาะจง
• การลดลงของกิจกรรม phagocytic ของ alveolar macrophages

การลดลงของความสมบูรณ์ของเยื่อบุผิวสามารถวัดได้โดยการเพิ่มความเข้มข้นของโปรตีนในพลาสมาที่ปรากฏใน ELF หลังการสัมผัส และโดยการกวาดล้างเครื่องหมายที่มีฉลากวิทยุที่สูดดมจากปอดไปยังเลือดอย่างรวดเร็วมากขึ้น สิ่งนี้มีศักยภาพในการเพิ่มการเคลื่อนย้ายของสารที่หายใจเข้าไป (เช่น สารก่อภูมิแพ้หรือมลพิษทางอากาศที่เป็นอนุภาค) จากทางเดินหายใจไปยังสิ่งของคั่นระหว่างหน้าหรือเลือด และอาจปรับเปลี่ยนผลกระทบที่ทราบของสารก่อภูมิแพ้ที่สูดดมต่อโรคหอบหืดและฝุ่นละอองต่อการเสียชีวิต

แม้ว่าความสำคัญของปฏิกิริยาที่ไม่จำเพาะต่อทางเดินหายใจที่เพิ่มขึ้นต่อสารต่างๆ เช่น เมทาโคลีนหรือฮีสตามีนจะไม่เป็นที่เข้าใจในบุคคลที่มีสุขภาพดี แต่ก็เป็นเรื่องที่น่ากังวลอย่างชัดเจนสำหรับผู้ที่เป็นโรคหอบหืด เนื่องจากปฏิกิริยาในทางเดินหายใจที่เพิ่มขึ้นเป็นตัวทำนายการกำเริบของโรคหอบหืด (ดูหัวข้อแสดงหัวข้อย่อย  โอโซนส่งผลต่อผู้ที่เป็นโรคหอบหืดอย่างไร )

การลดลงของฟังก์ชันมาโครฟาจอาจรบกวนการป้องกันโฮสต์ ในช่วงหลายวันหลังจากการสัมผัสเพียงครั้งเดียว การอักเสบ การอุดกั้นทางเดินหายใจขนาดเล็ก และการซึมผ่านของเยื่อบุผิวที่เพิ่มขึ้น เซลล์เยื่อบุผิวทางเดินหายใจ ciliated ที่เสียหายจะถูกแทนที่ด้วยเซลล์ต้นแบบ และเซลล์เยื่อบุผิวชนิดที่ 1 ที่เสียหายจะถูกแทนที่ด้วยเซลล์ชนิดที่ 2 ที่ทนต่อโอโซนมากขึ้น ในช่วงหลายสัปดาห์ เซลล์ประเภท II จะแยกความแตกต่างออกเป็นเซลล์ประเภท I และหลังจากการสัมผัสเพียงครั้งเดียวนี้ ทางเดินหายใจจะกลับสู่สถานะก่อนเปิดรับแสง

การตอบสนองแตกต่างกันไปในแต่ละบุคคลอย่างไร?

ลักษณะเด่นอย่างหนึ่งของการตอบสนองแบบเฉียบพลันต่อการสัมผัสโอโซนในระยะสั้นคือความแปรปรวนจำนวนมากที่มีอยู่ในแต่ละบุคคล ตัวอย่างเช่น สำหรับการสัมผัสโอโซน 400 ppb เป็นเวลา 2 ชั่วโมง (หมายเหตุ: 400 ppb เท่ากับ 0.4 ppm) ซึ่งรวมถึงการออกกำลังกายอย่างหนักเป็นเวลา 1 ชั่วโมง บุคคลที่ตอบสนองน้อยที่สุดอาจไม่มีอาการหรือการทำงานของปอดเปลี่ยนแปลง ในขณะที่บุคคลที่ตอบสนองมากที่สุด อาจพบว่า FEV1 ลดลง 50% และมีอาการไอรุนแรง หายใจถี่ หรือปวดเมื่อหายใจไม่ออก ช่วงการตอบสนองที่คล้ายคลึงกันนี้เห็นได้ชัดสำหรับการสัมผัส 80 ppb เป็นเวลา 6.6 ชั่วโมงกับกิจกรรมระดับปานกลาง 5 ชั่วโมง การตอบสนองของแต่ละคนตกอยู่ในสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นการกระจายแบบเอกรูปแบบระหว่างสุดขั้วทั้งสองนี้ ผู้ที่มีการตอบสนองมากหลังจากได้รับสารในหนึ่งวันก็มีแนวโน้มที่จะมีการตอบสนองมากเมื่อได้รับสารซ้ำ ในทำนองเดียวกัน ผู้ที่มีการตอบสนองเล็กน้อยหลังจากสัมผัสในหนึ่งวันมักจะมีการตอบสนองเล็กน้อยเมื่อสัมผัสซ้ำ ความแปรปรวนเล็กน้อยที่สังเกตได้ในการทำงานของปอดและการตอบสนองต่ออาการสามารถอธิบายได้จากความแตกต่างของอายุและดัชนีมวลกาย (BMI) กับผู้ใหญ่วัยหนุ่มสาว (วัยรุ่นถึงสามสิบ) และผู้ที่มีดัชนีมวลกายสูงจะตอบสนองได้ดีกว่าผู้ใหญ่ที่มีอายุมากกว่า (วัยห้าสิบ) ถึงแปดสิบ) และผู้ที่มีค่าดัชนีมวลกายต่ำ ผลลัพธ์ที่คล้ายกับในรูปที่ 8 จะเห็นได้จากการสัมผัสเป็นระยะเวลานานขึ้นจนถึงความเข้มข้นที่เกี่ยวข้องกับระดับบรรยากาศ (เช่น ในช่วง 60 ถึง 120 ppb) ความแปรปรวนเล็กน้อยที่สังเกตได้ในการทำงานของปอดและการตอบสนองต่ออาการสามารถอธิบายได้จากความแตกต่างของอายุและดัชนีมวลกาย (BMI) กับผู้ใหญ่วัยหนุ่มสาว (วัยรุ่นถึงสามสิบ) และผู้ที่มีดัชนีมวลกายสูงจะตอบสนองได้ดีกว่าผู้ใหญ่ที่มีอายุมากกว่า (วัยห้าสิบ) ถึงแปดสิบ) และผู้ที่มีค่าดัชนีมวลกายต่ำ ผลลัพธ์ที่คล้ายกับในรูปที่ 8 จะเห็นได้จากการสัมผัสเป็นระยะเวลานานขึ้นจนถึงความเข้มข้นที่เกี่ยวข้องกับระดับบรรยากาศ (เช่น ในช่วง 60 ถึง 120 ppb) ความแปรปรวนเล็กน้อยที่สังเกตได้ในการทำงานของปอดและการตอบสนองต่ออาการสามารถอธิบายได้จากความแตกต่างของอายุและดัชนีมวลกาย (BMI) กับผู้ใหญ่วัยหนุ่มสาว (วัยรุ่นถึงสามสิบ) และผู้ที่มีดัชนีมวลกายสูงจะตอบสนองได้ดีกว่าผู้ใหญ่ที่มีอายุมากกว่า (วัยห้าสิบ) ถึงแปดสิบ) และผู้ที่มีค่าดัชนีมวลกายต่ำ ผลลัพธ์ที่คล้ายกับในรูปที่ 8 จะเห็นได้จากการสัมผัสเป็นระยะเวลานานขึ้นจนถึงความเข้มข้นที่เกี่ยวข้องกับระดับบรรยากาศ (เช่น ในช่วง 60 ถึง 120 ppb)

รูปที่ 7: ความแปรปรวนของการตอบสนองต่อการสัมผัสโอโซน ที่มา: Devlin และคณะ (2540)	รูปที่ 8: ความไวต่อการสัมผัสโอโซนนั้นสัมพันธ์กับอายุ ที่มา: Devlin และคณะ (2540)

ความแตกต่างในความรุนแรงของการตอบสนองต่อการอักเสบยังมีอยู่ และดูเหมือนว่าความแตกต่างในการตอบสนองเหล่านี้จะคงที่เมื่อเวลาผ่านไป อย่างไรก็ตาม ขนาดของการตอบสนองของการทำงานของปอดที่ใช้สื่อประสาทเป็นสื่อกลางนั้นไม่เกี่ยวข้องกับระดับของการบาดเจ็บของเซลล์และการอักเสบสำหรับแต่ละบุคคล ซึ่งบ่งชี้ว่าผลกระทบทั้งสองนี้เป็นผลมาจากกลไกการทำงานที่แตกต่างกัน หลักฐานเพิ่มเติมสำหรับกลไกการออกฤทธิ์หลายอย่างมีให้โดยการศึกษาการแทรกแซงของยา มีหลักฐานว่าอาหารเสริมวิตามินซีและอีอาจลดผลกระทบการทำงานของปอดจากโอโซนได้เล็กน้อย แต่ไม่ลดการตอบสนองการอักเสบหรืออาการ การรักษาล่วงหน้าด้วยยาต้านการอักเสบที่ไม่ใช่สเตียรอยด์ (NSAID) ช่วยลดการทำงานของปอดและการตอบสนองต่ออาการ แต่ไม่ตอบสนองต่อการอักเสบในผู้ที่ไม่เป็นโรคหืด ในอาสาสมัครที่เป็นโรคหืด การรักษาด้วย NSAID ไม่ได้ปิดกั้นการเปลี่ยนแปลงการทำงานของปอดที่จำกัดซึ่งเห็นในผู้ที่ไม่มีอาการหอบหืด แต่ได้ลดทอนการเปลี่ยนแปลงบางอย่างเนื่องจากการอุดกั้นทางเดินหายใจ การบำบัดล่วงหน้าด้วยสเตียรอยด์สูดดมในปริมาณสูงแสดงให้เห็นว่าสามารถลดการไหลเข้าของนิวโทรฟิลหลังจากได้รับโอโซนในผู้ที่เป็นโรคหอบหืด แต่ไม่ใช่ในผู้ที่ไม่เป็นโรคหอบหืด

ความแตกต่างที่แท้จริงในการตอบสนองต่อโอโซนของแต่ละคนอาจเป็นผลมาจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมหรือพันธุกรรม การวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าความแตกต่างทางพันธุกรรมระหว่างสายพันธุ์ของหนูสามารถอธิบายการตอบสนองต่อการอักเสบได้หลากหลาย หลักฐานเบื้องต้นบางอย่างบ่งชี้ว่าความหลากหลายทางพันธุกรรมของเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระและยีนที่ควบคุมการตอบสนองต่อการอักเสบอาจปรับเปลี่ยนผลกระทบของการได้รับโอโซนต่อการทำงานของปอดและการอักเสบของทางเดินหายใจ 

โอโซนมีผลอย่างไรต่อการตาย ?

การศึกษาแสดง:

• โอโซนเกี่ยวข้องกับการตายที่เพิ่มขึ้น
• ผลกระทบที่แท้จริงของโอโซนต่อการตายนั้นสูงกว่ามากในผู้สูงอายุ
• ความสัมพันธ์ระหว่างโอโซนกับการตายจะเด่นชัดที่สุดในช่วงฤดูร้อน

การวิจัยทางระบาดวิทยาเมื่อเร็วๆ นี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการสัมผัสมลพิษอนุภาคที่มีความเข้มข้นต่ำซึ่งเป็นสารมลพิษทางอากาศทั้งในระยะสั้นและระยะยาวมีความสัมพันธ์กับอัตราการเสียชีวิตที่เพิ่มขึ้น การตรวจสอบข้อมูลใหม่ซึ่งอิงจากผลการวิจัยเหล่านั้น รวมถึงการศึกษาใหม่บ่งชี้ว่าการได้รับโอโซนในระยะสั้นยังสัมพันธ์กับอัตราการเสียชีวิตที่เพิ่มขึ้นในแต่ละวันด้วย 

การศึกษาที่เป็นตัวแทนของประชากรสหรัฐมากที่สุด (Bell et al 2004) ได้ประเมินความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนการตายรายวันและความเข้มข้นของโอโซนในบรรยากาศสำหรับชุมชนขนาดใหญ่ 95 แห่งของสหรัฐในช่วงปี 2530-2543 แม้ว่าจะมีความแตกต่างกันอย่างมากในด้านขนาดของผลกระทบในชุมชนต่างๆ แต่ความเสี่ยงที่เกินโดยรวมโดยรวม 0.5% ในการเสียชีวิตรายวันโดยไม่ตั้งใจถูกสังเกตสำหรับทุกๆ 20 ppb ที่เพิ่มขึ้นในความเข้มข้นของโอโซนเฉลี่ย 24 ชั่วโมง (ประมาณเท่ากับการเพิ่มขึ้น 30 ppb เฉลี่ย 8 ชั่วโมง) ในวันเดียวกัน มีหลักฐานว่าผลกระทบมีมากที่สุดในวันที่ได้รับสาร โดยมีผลกระทบตกค้างเล็กน้อยที่เห็นได้ชัดเป็นเวลาหลายวัน ความเสี่ยงส่วนเกินสะสม 1.04% ถูกสังเกตสำหรับทุกๆ 20 ppb ที่เพิ่มขึ้นในความเข้มข้นเฉลี่ย 24 ชั่วโมงในช่วงสัปดาห์ก่อนหน้า 

แม้ว่าการประมาณการความเสี่ยงการตายของโอโซนมีแนวโน้มที่จะสูงขึ้นเพียงเล็กน้อยสำหรับประชากรที่มีอายุมากกว่าเมื่อเทียบกับประชากรที่อายุน้อยกว่า (โดยส่วนใหญ่มาจากการศึกษาของเมดิแคร์ในผู้ที่มีอายุ 65 ปีขึ้นไป) ผลสัมบูรณ์ของโอโซนต่อการตายนั้นสูงกว่ามากในผู้สูงอายุเนื่องจากค่าที่สูงกว่า อัตราการเสียชีวิตพื้นฐาน อย่างไรก็ตาม แม้แต่ในผู้สูงอายุ ความเสี่ยงที่จะเสียชีวิตในวันใดวันหนึ่งอันเป็นผลมาจากการได้รับโอโซนนั้นค่อนข้างน้อย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีบุคคลจำนวนมากที่มีความเสี่ยงทั่วประเทศ ผลกระทบจากขนาดนี้จึงมีความหมายต่อสุขภาพของประชาชน    

ความเหนือกว่าของการศึกษาอนุกรมเวลาอื่น ๆ สนับสนุนการมีอยู่ของความสัมพันธ์ของโอโซนและการตาย แม้ว่าจะมีการประมาณผลกระทบที่กว้างกว่า เนื่องจากการศึกษามีขนาดเล็กกว่าเป็นหลัก การทบทวนวรรณกรรมนี้โดยอิสระโดยสภาวิจัยแห่งชาติสรุปว่าโอโซนในระยะสั้นน่าจะเกี่ยวข้องกับการเสียชีวิตก่อนวัยอันควร        

ข้อสังเกตอื่น ๆ ในการศึกษาเหล่านี้ ได้แก่ การค้นพบว่าความสัมพันธ์ระหว่างการตายในชั้นบรรยากาศโอโซนจะเด่นชัดที่สุดในช่วงฤดูร้อน โดยมีผลกระทบเล็กน้อยหรือน้อยกว่าในฤดูหนาว นอกจากนี้ยังปรากฏว่าความสัมพันธ์ของการตายด้วยโอโซนยังคงมีอยู่เมื่อการตายจำกัดเฉพาะจากโรคหัวใจหรือโรคปอด หรือเฉพาะสาเหตุจากโรคหัวใจและหลอดเลือดเพียงอย่างเดียว การประมาณความเสี่ยงสำหรับสาเหตุการตายอื่นๆ โดยทั่วไปไม่สอดคล้องกันในการศึกษาต่างๆ ซึ่งอาจสะท้อนถึงอำนาจทางสถิติที่ต่ำกว่าที่เกี่ยวข้องกับอัตราการเสียชีวิตรายวันที่น้อยลง ในการศึกษาของ Bell ใน 95 เมือง อัตราผลกระทบเฉพาะเมืองที่สังเกตได้นั้นแตกต่างกันอย่างมาก ระดับความแปรปรวนนี้สะท้อนถึงความสัมพันธ์ของโอโซนกับการเสียชีวิตในเมืองต่างๆ ที่แตกต่างกันนั้นไม่ชัดเจน แต่ทำให้เกิดคำถามว่าค่าเฉลี่ยเดียวมีค่า 0 หรือไม่ อัตราการตายรายวันเพิ่มขึ้น 5% ควรใช้กับทุกเมือง คำถามอื่นๆ ที่ยังไม่ได้รับคำตอบเกี่ยวข้องกับความเข้มข้นต่ำสุดที่ผลกระทบเหล่านี้เกิดขึ้น และกลไกที่เป็นไปได้ของการกระทำที่มีส่วนรับผิดชอบต่อการตายที่เพิ่มขึ้นในหมู่คนจำนวนมากที่ใช้เวลาส่วนใหญ่ในอาคารซึ่งโดยทั่วไปแล้วระดับโอโซนค่อนข้างต่ำ เบลล์และคณะ แบ่งวันออกเป็นวันที่มีความเข้มข้นของโอโซนเฉลี่ย 24 ชั่วโมงสูงและต่ำกว่า 60 ppb และพบว่าความสัมพันธ์นั้นคล้ายคลึงกันสำหรับทั้งสองส่วนย่อย ซึ่งบ่งชี้ว่าความสัมพันธ์นั้นมีอยู่แม้ในระดับโอโซนที่ต่ำมาก กลไกทางชีววิทยาที่รับผิดชอบต่อความสัมพันธ์การตายของโอโซนส่วนใหญ่ยังไม่ทราบ แม้ว่าผลของโอโซนต่อการควบคุมอัตโนมัติของระบบหัวใจและหลอดเลือด ต่อกลไกการแข็งตัวของเลือด และต่อสารออกฤทธิ์ต่อหลอดเลือดในเลือดกำลังอยู่ในระหว่างการตรวจสอบอย่างแข็งขัน

ผลกระทบอื่น ๆ ที่อาจเกิดขึ้นจากการสัมผัสโอโซนในระยะสั้นคืออะไร?

ผลกระทบอื่นๆ ที่อาจเกิดขึ้นจากการสัมผัสโอโซนในระยะสั้น ได้แก่:

• การเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลและการเข้าห้องฉุกเฉินสำหรับสาเหตุระบบทางเดินหายใจ
• การขาดเรียน

มีหลักฐานทางระบาดวิทยาที่สอดคล้องกันว่าระดับโอโซนโดยรอบมีความสัมพันธ์กับเครื่องหมายอื่นๆ ของโรคระบบทางเดินหายใจ โดยเฉพาะในช่วงฤดูร้อน โดยทั่วไป การศึกษาได้รายงานความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างความเข้มข้นของโอโซนในระยะสั้นกับการเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลและการเข้าห้องฉุกเฉินสำหรับสาเหตุระบบทางเดินหายใจ แม้ว่าการศึกษาทั้งหมดจะไม่พบผลกระทบที่มีนัยสำคัญ แต่การประมาณการความเสี่ยงสำหรับการศึกษาส่วนใหญ่เป็นไปในเชิงบวก มีแนวโน้มว่าผู้ที่มีความเสี่ยงต่อโรคระบบทางเดินหายใจร้ายแรงที่สุดคือผู้ที่มีโรคระบบทางเดินหายใจ หลักฐานบ่งชี้ว่าการเพิ่มขึ้นของการเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลสำหรับโรคระบบทางเดินหายใจเป็นผลมาจากการกำเริบของโรคหอบหืดและอาจเป็นโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง (COPD) เนื่องจากการนอนโรงพยาบาลรายวันมีจำนวนน้อย  

มีการสังเกตความสัมพันธ์ระหว่างโอโซนกับการขาดเรียนในการศึกษาสองครั้ง อย่างไรก็ตาม ในกรณีหนึ่ง การขาดงานเกี่ยวข้องกับการวัดความเสี่ยงในระยะยาว และอีกกรณีหนึ่ง การขาดงานไม่ได้จำกัดเฉพาะการเจ็บป่วย แม้ว่าผลลัพธ์หลังนี้จะสอดคล้องกับการติดเชื้อที่เพิ่มขึ้นรองจากการป้องกันโฮสต์ที่บกพร่อง แต่จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมก่อนที่จะได้ข้อสรุปเกี่ยวกับผลกระทบใดๆ ของการได้รับโอโซนต่อการติดเชื้อทางเดินหายใจ     

รูปที่ 9: จำนวนการรับเข้าระบบทางเดินหายใจแบบฉุกเฉินหรือแบบเร่งด่วนรายวันในโรงพยาบาลผู้ป่วยเฉียบพลันมีความสัมพันธ์กับอัตราการรับ
โอโซนโดยประมาณ ความเข้มข้นของโอโซนสูงสุด - ชั่วโมง ล่าช้า 1 วัน อัตราค่าเข้าชมได้รับการปรับตามรูปแบบตามฤดูกาล เอฟเฟกต์วันในสัปดาห์ และเอฟเฟกต์ในโรงพยาบาล โอโซนแสดงความสัมพันธ์เชิงบวกและมีนัยสำคัญทางสถิติกับการเข้ารับการรักษาระบบทางเดินหายใจสำหรับ 91% ของโรงพยาบาลในช่วงฤดูใบไม้ผลิถึงฤดูใบไม้ร่วง แต่ไม่ใช่ในช่วงฤดูหนาวเดือนธันวาคมถึงมีนาคมเมื่อระดับโอโซนต่ำ   ที่มา: Burnett et al., 1994; US EPA, 1996

โอโซนเกี่ยวข้องกับการรักษาตัวในโรงพยาบาลทุกวันสำหรับโรคหัวใจและหลอดเลือดในการศึกษาบางชิ้น แต่ไม่พบผลลัพธ์ที่สอดคล้องกัน การศึกษาจำนวนหนึ่งได้สำรวจความสัมพันธ์ระหว่างโอโซนกับแง่มุมอื่นๆ ของพยาธิสรีรวิทยาของหัวใจและหลอดเลือด รวมถึงความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจ กล้ามเนื้อหัวใจตายเฉียบพลัน และภาวะหัวใจเต้นเร็วในผู้ที่ฝังอุปกรณ์กระตุ้นหัวใจ แม้ว่าข้อมูลบางอย่างบ่งชี้ถึงความสัมพันธ์ แต่ผลลัพธ์ในขณะนี้ไม่ได้ยืนยันความสัมพันธ์อย่างสมบูรณ์ระหว่างการสัมผัสโอโซนกับเหตุการณ์ที่ไม่พึงประสงค์ต่อระบบหัวใจและหลอดเลือด

สังเกตผลกระทบในระดับการเปิดรับแสงใด

ความเข้มข้นของโอโซนที่สังเกตเห็นผลกระทบครั้งแรกขึ้นอยู่กับระดับความไวของแต่ละบุคคล เช่นเดียวกับปริมาณที่ส่งไปยังทางเดินหายใจ ในทางกลับกัน ขนาดยาจะเป็นฟังก์ชันของความเข้มข้นของบรรยากาศ การระบายนาที และระยะเวลาที่ได้รับสาร สิ่งนี้สามารถแสดงเป็นสูตรคร่าวๆ:

ปริมาณ = ความเข้มข้นของบรรยากาศ X ระดับการออกแรง (ช่วยหายใจเป็นนาที) X ระยะเวลาที่สัมผัส

ดังนั้นบุคคลที่ทำกิจกรรมที่ต้องใช้กำลังมาก (การช่วยหายใจในนาทีที่สูงกว่า) เป็นเวลาหลายชั่วโมงมีแนวโน้มที่จะตอบสนองต่อความเข้มข้นที่ต่ำกว่าเมื่อสัมผัสในขณะพัก (การช่วยหายใจในนาทีที่ต่ำกว่า) ในเวลาที่สั้นกว่า ตัวอย่างต่อไปนี้แสดงให้เห็นประเด็นนี้:

• คนหนุ่มสาวโดยเฉลี่ยที่เล่นกีฬาที่ต้องออกแรง เช่น ฟุตบอลหรือบาสเกตบอลแบบเต็มสนามกลางแจ้งเป็นเวลา 2 ชั่วโมง คาดว่าจะประสบกับการทำงานของปอดเล็กน้อยถึงปานกลางและอาการต่างๆ รวมถึงการบาดเจ็บและการอักเสบของปอดหลังจากได้รับโอโซน 120 ppb
• หากคนหนุ่มสาวโดยเฉลี่ยคนเดียวกันพักผ่อนกลางแจ้งเป็นเวลาสองชั่วโมง ผลกระทบดังกล่าวจะไม่เกิดขึ้นจนกว่าปริมาณรังสีจะสูงถึง 300-400 ppb  
• คนทำงานกลางแจ้งโดยเฉลี่ยที่ทำงานเป็นพักๆ อาจประสบกับการทำงานของปอดเล็กน้อยถึงปานกลางและผลกระทบจากอาการ เช่นเดียวกับการบาดเจ็บของปอดและการอักเสบหลังจากสัมผัสโอโซน 60 ถึง 70 ppb เป็นเวลา 8 ชั่วโมง 

บุคคลที่มีความไวสูงจะได้รับผลกระทบดังกล่าวที่ความเข้มข้นต่ำ ในขณะที่บุคคลที่มีความไวน้อยกว่าจะได้รับผลกระทบเหล่านี้ที่ความเข้มข้นสูงกว่าเท่านั้น

เด็กที่ไม่เป็นโรคหอบหืดจะมีการทำงานของปอดลดลงเช่นเดียวกับผู้ใหญ่วัยหนุ่มสาว แต่เด็กมักไม่รายงานอาการทางเดินหายใจที่ความเข้มข้นของโอโซนต่ำสุด ยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่าเป็นผลมาจากความไวต่ออาการที่ลดลง หรือเด็กมีโอกาสรับรู้และรายงานอาการน้อยลงหรือไม่ 

มีการศึกษาในห้องและการศึกษาภาคสนามที่พิจารณาถึงระดับการสัมผัสโอโซนที่สังเกตผลกระทบได้เป็นครั้งแรก ไม่น่าแปลกใจที่การศึกษาภาคสนามแสดงผลในระดับที่ต่ำกว่าการศึกษาในห้อง ทั้งนี้เนื่องจากการศึกษาภาคสนามสามารถดูกลุ่มประชากรที่อ่อนไหวง่าย (รวมถึงเด็ก) รวมถึงการสัมผัสกับมลพิษประเภทอนุมูลอิสระทั้งหมด และอาจรวมถึงระยะเวลาการสัมผัสที่นานขึ้น ตัวอย่างเช่น การศึกษาภาคสนามของคนงานเกษตรและนักเดินป่าแนะนำว่าการเปลี่ยนแปลงการทำงานของปอดอาจเกี่ยวข้องกับการได้รับโอโซนเป็นเวลานานในระดับที่ต่ำกว่าที่สังเกตในการศึกษาในห้องทดลอง ด้านล่างนี้เป็นข้อค้นพบจากการศึกษาภาคสนามและเชิงสังเกตที่สำคัญ

แม้ว่าผลลัพธ์จะแตกต่างกันบ้าง แต่การศึกษาภาคสนามหลายชิ้นชี้ให้เห็นว่าการทำงานของปอดของเด็กที่เป็นโรคหืดและเด็กที่ไวต่อโอโซนและการออกกำลังกายของนักกีฬาที่ใช้ความอดทนสูงอาจได้รับผลกระทบในวันที่ความเข้มข้นของโอโซนสูงสุด 8 ชั่วโมงน้อยกว่า 80 ppb โอโซน  

ข้อมูลห้องฉุกเฉินจากการศึกษาหนึ่งบ่งชี้ว่าการโจมตีด้วยโรคหอบหืดในประชากรที่อ่อนไหวที่สุด (เช่น เด็กที่เป็นโรคหอบหืดหรือโรคทางเดินหายใจที่มีปฏิกิริยา) เพิ่มขึ้นหลังจากวันที่ความเข้มข้นของโอโซนสูงสุด 1 ชั่วโมงเกิน 110 ppb (เทียบเท่าโดยประมาณกับค่าเฉลี่ย 8 ชั่วโมง 82 ppb) (White et al., 1994) การศึกษาอีกชิ้นหนึ่งสังเกตว่าการเข้ารับการตรวจในห้องฉุกเฉินสำหรับโรคหอบหืดเพิ่มขึ้นในวันถัดจากวันที่ค่าเฉลี่ย 7 ชั่วโมงเกิน 60 ppb เมื่อเทียบกับวันที่มีความเข้มข้นของโอโซนต่ำ (ไวเซิล et. al., 1995)

สำหรับผลกระทบที่วัดได้จากการศึกษาเชิงสังเกตประเภทอื่นๆ ระดับต่ำสุดที่คาดว่าผลกระทบจะเกิดขึ้นนั้นยากต่อการระบุด้วยเหตุผลหลายประการ ตรวจพบผลกระทบของโอโซนต่อการตายรายวันแม้ว่าวันศึกษาจะจำกัดเฉพาะผู้ที่มีความเข้มข้นของโอโซนเฉลี่ย 24 ชั่วโมงต่ำกว่า 60 ppb (เทียบเท่าโดยประมาณกับค่าเฉลี่ย 8 ชั่วโมงต่ำกว่า 90 ppb) ในการศึกษาหนึ่ง การเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลด้วยสาเหตุระบบทางเดินหายใจดูเหมือนจะเป็นไปตามความสัมพันธ์เชิงเส้นลงไปจนถึงระดับภูมิหลัง (รูปที่ 9) การสร้างแบบจำลองการตอบสนองต่อการสัมผัสที่จำกัดแสดงให้เห็นว่าหากมีเกณฑ์จำนวนประชากรสำหรับผลกระทบของโอโซนเหล่านี้ มีแนวโน้มว่าใกล้ขีดจำกัดล่างของความเข้มข้นของโอโซนโดยรอบในสหรัฐอเมริกา

ผลกระทบของการได้รับโอโซนซ้ำๆ หรือเป็นเวลานานๆ มีอะไรบ้าง?

หนึ่งในคำถามที่ยังไม่มีคำตอบที่สำคัญเกี่ยวกับผลกระทบต่อสุขภาพของโอโซนคือ ความเสียหายที่เกิดขึ้นซ้ำๆ การอักเสบ และการซ่อมแซมที่เกิดจากการได้รับโอโซนในระยะสั้นซ้ำๆ หลายปีจะส่งผลให้เกิดผลเสียต่อสุขภาพนอกเหนือจากผลเฉียบพลันหรือไม่

การสัมผัสโอโซนทุกวันเป็นระยะเวลา 4 วันส่งผลให้ผลกระทบเฉียบพลันและสื่อกลางทางประสาทบางอย่างลดลง (เช่น การเปลี่ยนแปลงและอาการของการทำงานของปอด) สำหรับการสัมผัสที่ตามมาซึ่งเกิดขึ้นภายใน 1 ถึง 2 สัปดาห์ ดังนั้น ผู้เชี่ยวชาญด้านสุขภาพบางคนจึงแนะนำว่าบุคคลที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีโอโซนสูงอาจได้รับการปกป้องจากผลกระทบที่เป็นอันตรายจากการได้รับโอโซนในระยะยาว อย่างไรก็ตาม คนอื่น ๆ แนะนำว่าการลดทอนของแนวโน้มที่เกิดจากโอโซนในการหายใจเร็วและตื้นอาจทำให้กลไกการป้องกันทื่อ ส่งผลให้มีการส่งมอบและสะสมโอโซนมากขึ้นในทางเดินหายใจและการตอบสนองทางเดินหายใจอื่น ๆ ที่อธิบายไว้ด้านล่าง

การศึกษารวมถึงการล้างหลอดลมและการตรวจชิ้นเนื้อเยื่อเมือกในหลอดลมบ่งชี้ว่า กระบวนการของการบาดเจ็บ การอักเสบ และการซ่อมแซมไม่เหมือนกับการเปลี่ยนแปลงการทำงานของปอดที่อาศัยสื่อกลาง หลังจากการสัมผัสเป็นเวลา 4 หรือ 5 วัน เครื่องหมายของการบาดเจ็บของเซลล์และความสามารถในการซึมผ่านของเยื่อบุผิวที่เพิ่มขึ้นยังคงสูงขึ้น และการเพิ่มขึ้นของ PMN เยื่อเมือกในทางเดินหายใจ ซึ่งไม่ปรากฏหลังจากได้รับสัมผัสเพียงครั้งเดียว นอกจากนี้ การทำงานของทางเดินหายใจขนาดเล็กไม่เหมือนกับผลกระทบจากระบบประสาท สังเกตพบว่าการทำงานของทางเดินหายใจขนาดเล็กจะยังคงกดดันอยู่ตลอดระยะของการสัมผัส และคิดว่าเกี่ยวข้องกับการอักเสบที่กำลังดำเนินอยู่

การศึกษาในสัตว์ทดลองได้แสดงให้เห็นอย่างต่อเนื่องว่าการได้รับโอโซนที่มีความเข้มข้นสูงกว่าระดับสิ่งแวดล้อมเป็นเวลานาน ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาอย่างต่อเนื่อง ซึ่งอาจเป็นสัญญาณของโรคทางเดินหายใจเรื้อรัง สัตว์ที่สัมผัสสัมผัสประสบการณ์ metaplasia ของเซลล์เมือกและเซลล์เยื่อบุผิว hyperplasia ในทางเดินหายใจส่วนบน เช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในทางเดินหายใจส่วนล่าง รวมถึงการเพิ่มขึ้นของเนื้อเยื่อเส้นใยในบริเวณเยื่อชั้นใต้ดินและการเปลี่ยนแปลงของทางเดินหายใจส่วนปลาย นอกจากการเปลี่ยนแปลงรูปแบบทางเดินหายใจและการเปลี่ยนแปลงของเยื่อชั้นใต้ดินแล้ว การสัมผัสระยะยาวของไพรเมตที่อายุน้อยมากต่อโอโซนและสารก่อภูมิแพ้ไรฝุ่นในบ้านพร้อมกันยังพบว่าส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในเส้นชั้นในของทางเดินหายใจ เช่นเดียวกับการสะสมของอีโอซิโนฟิลในทางเดินหายใจส่วนปลาย แนะนำการเหนี่ยวนำฟีโนไทป์ของการแพ้ การศึกษาอื่นๆ ระบุว่าการที่สัตว์เกิดอาการแพ้ต่อแอนติเจนนั้นเกิดขึ้นได้ง่ายกว่าในระหว่างการสัมผัสโอโซนอย่างต่อเนื่อง ตามมาตรการดั้งเดิม มีหลักฐานเพียงเล็กน้อยว่าการสัมผัสสัตว์เป็นเวลานานส่งผลให้การทำงานของทางเดินหายใจเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก อย่างไรก็ตาม การค้นพบทางสัณฐานวิทยาเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการได้รับโอโซนในระยะยาวอาจมีบทบาทในการพัฒนาหรือลุกลามของโรคปอดเรื้อรังและ/หรือโรคหอบหืด

หลักฐานทางระบาดวิทยายังไม่สามารถสรุปได้ว่าการได้รับสัมผัสของมนุษย์เป็นเวลานานเกี่ยวข้องกับผลกระทบต่อสุขภาพทางเดินหายใจเรื้อรังในมนุษย์หรือไม่ การศึกษาแบบภาคตัดขวางหลายชิ้นพบว่าคนหนุ่มสาวที่ใช้ชีวิตในวัยเด็กในสถานที่ที่มีความเข้มข้นของโอโซนสูงมีการวัดค่าการทำงานของปอดต่ำกว่าผู้ที่มาจากสถานที่ที่มีโอโซนต่ำ อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการสังเกตผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันในการศึกษาระยะยาวเกี่ยวกับการทำงานของปอดในเด็กหรือในการศึกษาแบบภาคตัดขวางอื่น ๆ เมื่อไม่นานมานี้ การศึกษาระยะยาวสองครั้งได้สังเกตความสัมพันธ์ระหว่างการพัฒนาของโรคหอบหืดและความเข้มข้นของโอโซนในระยะยาวในกลุ่มย่อยของประชากร การค้นพบนี้ไม่ได้รับการยืนยันในการศึกษาระยะยาวหรือภาคตัดขวางอื่น ๆ แต่สอดคล้องกับเอกสารทางพิษวิทยาของสัตว์ ส่วนหนึ่งของความยากในการประเมินความสัมพันธ์ดังกล่าวคือการศึกษาทางระบาดวิทยาตามยาวจำนวนน้อยที่ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อประเมินสุขภาพทางเดินหายใจในตัวอย่างที่มีการสัมผัสโอโซนที่แตกต่างกัน การเคลื่อนที่ของประชากรตลอดจนการไม่สามารถประเมินการสัมผัสโอโซนและสารก่อกวนอื่น ๆ ได้อย่างแม่นยำในช่วงเวลาหลายปีทำให้อำนาจของการศึกษาลดลงและนำไปสู่ความลำเอียงทั้งในการศึกษาระยะยาวและภาคตัดขวาง

แม้ว่าธรรมชาติของวรรณกรรมทางระบาดวิทยาจะยังสรุปไม่ได้ แต่วัฏจักรของความเสียหาย การอักเสบ และการซ่อมแซมซ้ำๆ ในมนุษย์ และการค้นพบทางสัณฐานวิทยาจากการศึกษาทางพิษวิทยาในสัตว์บ่งชี้ว่าควรหลีกเลี่ยงการสัมผัสซ้ำในระยะสั้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเด็กเล็ก จนกว่าจะทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบของการได้รับโอโซนในระยะยาว