Air Pollution and Arrhythmic Risk: The Smog Is Yet to Clear

Epidemiologic evidence has demonstrated that air pollution may impair cardiovascular health, leading to potentially life-threatening arrhythmias. Efforts have been made, with the use of epidemiologic data and controlled exposures in diverse animal and human populations, to verify the relationship between air pollution and arrhythmias. The purpose of this review is to examine and contrast the epidemiologic and toxicologic evidence to date that relates airborne pollutants with cardiac arrhythmia. We have explored the potential biological mechanisms driving this association. Using the PubMed database, we conducted a literature search that included the terms “air pollution” and “arrhythmia” and eventually divergent synonyms such as “particulate matter,” “bradycardia,” and “atrial fibrillation.” We reviewed epidemiologic studies and controlled human and animal exposures independently to determine whether observational conclusions were corroborated by toxicologic results. Numerous pollutants have demonstrated some arrhythmic capacity among healthy and health-compromised populations. However, some exposure studies have shown no significant correlation of air pollutants with arrhythmia, which suggests some uncertainty about the arrhythmogenic potential of air pollution and the mechanisms involved in arrhythmogenesis. While data from an increasing number of controlled exposures with human volunteers suggest a potential mechanistic link between air pollution and altered cardiac electrophysiology, definite conclusions regarding air pollution and arrhythmia are elusive as the direct arrhythmic effects of air pollutants are not entirely consistent across all studies.

RésuméDes preuves épidémiologiques ont démontré que la pollution de l'air peut altérer la santé cardiovasculaire en menant à des arythmies mettant en danger la vie du malade. Des efforts ont été réalisés par l'utilisation de données épidémiologiques et d'expositions contrôlées de diverses populations animales et humaines pour vérifier le lien entre la pollution de l'air et les arythmies. Le but de cette revue est d'examiner et de comparer à ce jour les preuves épidémiologiques et toxicologiques qui associent les polluants atmosphériques à l'arythmie cardiaque. Nous avons exploré les mécanismes biologiques potentiels soutenant cette association. À l'aide de la base de données PubMed, nous avons mené une recherche documentaire qui incluait les termes « pollution de l'air » et « arythmie » et par la suite les différents synonymes tels que « matières particulaires », « bradycardie » et « fibrillation auriculaire ». Nous avons revu indépendamment les études épidémiologiques, et les expositions humaines et animales contrôlées pour déterminer si les conclusions observationnelles avaient été corroborées par les résultats toxicologiques. De nombreux polluants ont démontré un certain pouvoir arythmique chez les populations en santé et chez celles dont la santé est compromise. Cependant, quelques études sur l'exposition n'ont montré aucune corrélation significative des polluants de l'air avec l'arythmie, suscitant une incertitude sur le potentiel arythmogène de la pollution de l'air et les mécanismes impliqués dans l'arythmogenèse. Tandis que les données provenant d'un nombre croissant d'expositions contrôlées réalisées avec des volontaires humains suggèrent un lien mécaniste potentiel entre la pollution de l'air et l'altération de l'électrophysiologie cardiaque, les conclusions catégoriques en ce qui a trait à la pollution de l'air et l’arythmie demeurent élusives puisque les effets arythmiques directs des polluants de l'air ne sont pas entièrement cohérents dans l'ensemble des études.