沙塵暴天氣顆粒物對心血管疾病的影響及缺血的作用機制研究進展

聶芳菲 雷林峰 李星輝 王楠 張子揚

【摘要】許多流行病學和毒理學研究表明，大氣 PM10、PM2.5暴露與心血管疾病的入院率和死亡率有關。目前認為大氣顆粒物主要通過造成血管功能障礙、凝血功能異常、促進動脈粥樣硬化形成、氧化應激和炎性反應對心血管系統健康產生損害。其中對沙塵顆粒物與心血管疾病關系的研究尚不多且結論并不一致。本文通過文獻檢索閱讀，就沙塵顆粒與心血管之間存在的關聯進行分析。

【關鍵詞】沙塵暴；顆粒物；心血管疾病、影響；缺血；作用機制

【中圖分類號】R54 【文獻標識碼】A 【文章編號】ISSN.2095.6681.2018.29..02

沙塵暴是一種風與沙相互作用的災害性天氣現象，除可導致自然災害外，還可引發各種疾病[1]。因此，就對人體的危害而言，小粒徑顆粒的毒性比大顆粒要嚴重多。本文將對沙塵暴天氣中可吸入顆粒物（PM10、PM2.5）對心血管系統的影響及缺血機制的研究進展進行闡述。

1 顆粒物的理化性質

顆粒物體是指漂浮在空氣中，可以吸附一定的病原菌和金屬顆粒的污染物。在成因上，顆粒物主要承擔了病原菌載體的功能，使得病原菌得以進入人體，成為影響人類健康的危險因素。其主要來源是道路交通、燃燒、電廠活動和工業過程[2]。在各種空氣污染物中，顆粒物質（PM）是懸浮在空氣中的重要組分和微觀固體和液滴的復雜混合物。吸入PM可導致人類多種不良健康影響，具體取決于其最初的排放或形成來源，化學成分，不同大小，表面積和濃度。根據空氣動力學尺寸，PM通常分為可吸入（≤10 μm；PM10），粗（2.5～10 μm；PM2.5～10），細（≤2.5 μm；PM2.5）和超細（≤0.1 μm）；PM0.1）粒子。較小的顆粒可能更致病，因為它們更傾向于誘導全身性促氧化和促炎作用。對北京地區2006～2010年沙塵天氣高發時段的日入院人次引入半參數廣義相加模型分析，通過相關的統計方法，在控制日門診量、日歷效應等混雜因素的條件下，深入對沙塵天氣與心血管入院人次之間的關系研究，最終得出二者存在一定程度上的關聯性，入院人次隨著沙塵天數增加而增加，隨著PM2.5的濃度增加，RR值逐漸增大。在中國，沙塵暴（ADS）頻繁發生在中國北方冬末和春季（11月～5月）。亞洲沙塵隨西風向東移動，影響日本，韓國和其他鄰近地區。

2 作用機制

內皮在調節血壓，動脈粥樣硬化和血栓形成中起關鍵作用；因此，內皮功能障礙可能導致與PM暴露相關的心血管功能障礙。一項大型多元群體研究表明，長期PM暴露與內皮功能降低顯著相關，可通過減少血流擴張（FMD）和血管收縮來實現。環境PM誘導的心血管不利影響的另一種可能機制是止血系統的異常激活。人體依賴凝血因子來加強和完成由血小板活動引起的血栓形成，其中纖維蛋白原是該過程的核心。動脈粥樣硬化是心血管疾病的根本原因。病變起始，泡沫細胞形成和纖維斑塊形成是動脈粥樣硬化發展的關鍵風險因素。長期暴露于環境PM2.5可加速動脈粥樣硬化的發展。人體內的頸動脈膜中膜厚度可能與長時間暴露在生物燃料煙塵中有關，同時也進一步證實，機體組織如果長時間內暴露于生物燃料的煙塵中，可能會增加患頸動脈斑塊的危險因素，同時還可能會導致收縮壓升高的危險性增加。其作用機制可能與機體內通過肺組織介導炎癥有關，也可能與體內的氧化應激有關。大氣中的細小顆粒，因數量多，接觸的時間更長，總體表面積大，也就更容易吸附有害物質。大氣中顆粒物質可以誘導機體產生氧自由基，通過增強其體內的含量來刺激機體的氧化應激反應。長期暴露在PM2.5中，機體內的血漿凝血酶原時間（PT）指標明顯變短，同時受其影響的活化部分凝血活酶時間（APTT）也縮短，此外還會通過對PT和APTT的調節誘發血液高凝。有研究顯示，大氣PM2.5含量與胸主動脈鈣化負擔之間存在正相關關系，在每立方米內其含量增加2.4微克，通過一定的調控機制會引起胸主動脈鈣化負增加18%[3]。核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白（NLRP3）炎性體是最知名的核苷酸結合寡聚化結構域受體（NLR）。激活后，NLRP3募集凋亡相關斑點樣蛋白（ASC）并激活絲氨酸蛋白酶caspase-1（Pro-caspase-1）以形成活化的caspase-1，這是切割炎性細胞因子白細胞介素-1β（IL-1β）和白細胞介素-18（IL-18）的成熟的先決條件。

3 總結與展望

目前，大氣污染對人體健康的不良影響已經突顯，尤其是我國西北地區沙塵暴天氣對門診率、急診率的影響已受到關注。大量文獻研究初步證實了大氣顆粒物會在一定程度上加劇心血管疾病，對機體健康產生不良影響。但是目前的研究對沙塵顆粒與缺血性心臟病相關的研究依舊不多，二者之間的損傷負面效應存在很多復雜的因素和過程，途徑也相互疊加。顆粒物的成分及其作用極為復雜，目前的研究僅僅為冰山一角，仍需要大量深入的研究來進一步揭示其在機體內的作用機制，從而制定有效的防治策略。

參考文獻

[1] 趙洪宇，阮海衛，史晨雪，高戈武，閆晨光，舒新前.北京市PM_（2.5）理化特性及燃煤對大氣污染的研究進展[J].環境工程，2015，33（12）：63-68.

[2] 孫玉偉，劉春亮，祁 昕.四平市霧霾大氣顆粒物的理化性質和來源分析[J].山東化工，2017，46（02）：120-121+124.

本文編輯：趙小龍