氣候因素變化對急性心肌梗死及心力衰竭影響的研究現(xiàn)狀

黃建華、張瓊綜述，馬江偉審校

綜述

氣候因素變化對急性心肌梗死及心力衰竭影響的研究現(xiàn)狀

黃建華、張瓊綜述，馬江偉審校

氣候因素對心血管疾?。–VD）作用顯著。急性心肌梗死及心力衰竭發(fā)病率，住院率，死亡率呈現(xiàn)季節(jié)性規(guī)律。冬季較夏季發(fā)病率高，且與空氣污染嚴(yán)重性呈正相關(guān)。這與氧化應(yīng)激,炎癥反應(yīng)，凝血活性增強(qiáng),纖溶功能受損，心率加快，心率變化率的下降等均有關(guān)?，F(xiàn)根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)研究，對氣候因素與急性心肌梗死、心力衰竭關(guān)系進(jìn)行綜述，并對其發(fā)病機(jī)制有個初步了解。

氣候因素；顆粒物質(zhì)（PM）2.5；溫度；大氣壓；濕度；心肌梗死；心力衰竭

目前我國約有2.3億人患冠心病， 每年近300萬人死于心血管疾?。–VD），每天平均約有8200人。CVD已成為威脅人類健康的頭號殺手[1]，嚴(yán)重影響著人的期望壽命和生存質(zhì)量。近年來，極端氣候頻繁發(fā)生，對CVD影響越來越大。2006年在加利福尼亞熱浪期間，急診就診率，住院率，死亡率都明顯增加，其主要原因也為氣候變化導(dǎo)致CVD發(fā)作。這使得氣候應(yīng)激對CVD影響受到了更多關(guān)注。已有的研究表明，氣候因素中的空氣污染[2]、氣溫、大氣壓、空氣濕度、風(fēng)速等因素都與CVD發(fā)病和死亡有關(guān)[3]。氣候變化與急性心肌梗死，心力衰竭具有顯著相關(guān)性[4]。我們研究和探討氣候變化對急性心肌梗死，心力衰竭發(fā)病率的氣候規(guī)律和季節(jié)分布，了解其發(fā)病機(jī)制，有利于進(jìn)一步確定病因，加強(qiáng)預(yù)防和診治。采取有效的措施來減少氣候?qū)VD的不良影響，減輕患者痛苦和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，節(jié)約醫(yī)療資源，對于保障人民身體健康有重要意義。

1 空氣污染、顆粒物質(zhì)（PM）2.5與心肌梗死

1.1 空氣污染的構(gòu)成

氣候因素對空氣質(zhì)量也有著直接影響。在一定的時間和空間上，氣候的變化在空氣質(zhì)量的組成中起著重要作用。因此空氣污染也成為氣候因素的一部分。空氣污染主要是氣態(tài)物質(zhì)和PM的混合物。主要氣態(tài)污染物質(zhì)為臭氧（O3），一氧化碳（CO），二氧化碳（CO2），二氧化氮（NO2），二氧化硫（SO2）。它們大多來源于礦物燃料的高溫燃燒。PM是懸浮在空氣中的固體和液體PM的混合體。根據(jù)空氣動力學(xué)直徑可分為PM10（指直徑小于等于10μm）和PM2.5（直徑小于等于2.5μm）。PM2.5主要是由初級燃燒PM和次級燃燒PM組成。人們越來越關(guān)注細(xì)PM2.5對健康的影響，PM2.5會被深深地吸入到人的肺部，對人造成更大危害。

1.2 空氣污染中的PM與心肌梗死密切相關(guān)

PM會導(dǎo)致原有CVD患者病情進(jìn)一步惡化。PM會引起血管內(nèi)皮細(xì)胞的表達(dá)上調(diào)，誘發(fā)心肌毒性反應(yīng)。Dockery等曾通過心肌梗死小鼠與對照組小鼠實驗得出，原有心肌梗死的小鼠對PM暴露更敏感，通過誘導(dǎo)心肌梗死細(xì)胞A受體數(shù)量增加使內(nèi)皮素的上調(diào)表達(dá)從而對心肌產(chǎn)生毒性作用。由此可見那些原有心肌梗死的患者當(dāng)周圍空氣污染加重時更易發(fā)病。一項橫斷面分析顯示在1995年～1996年對大波斯頓地區(qū)833個確診為心肌梗死患者，心肌梗死發(fā)作與發(fā)病前2 h或1～2 d前空氣中PM2.5濃度的升高有密切關(guān)系。美國馬薩組塞州伍斯特市一項病例對照研究顯示長期暴露的PM2.5濃度升高1/4，急性心肌梗死的危險性增加16%（95%可信區(qū)間:1.04～1.29）[5]。Mustafi?等[6]的空氣污染短期暴露和心肌梗死Meta分析首次系統(tǒng)性評估其相關(guān)力度。結(jié)果顯示除臭氧（O3）以外所有的主要污染物質(zhì)都和心肌梗死危險性相關(guān)。其相對危險度（RR）值95%可信區(qū)間（CI）分別為CO:1.048（1.026～1.070）；NO2:1.011（1.006～1.016）；SO2:1.010（1.003～1.017）；PM10:1.006（1.002～1.009） 和 PM2.5:1.025（1.015～1.036）。對于O3，RR值為1.003（95% CI：0.997～1.010，P=0.36）。O3與心肌梗死的關(guān)系很難解釋。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)夏天氣溫高，O3濃度高的時候，心肌梗死發(fā)病率相對少些，也許可以提示O3具有保護(hù)性作用，這還有待進(jìn)一步研究證實。除了上訴數(shù)據(jù)外，還有大量國內(nèi)外研究都可證實空氣污染與心肌梗死存在相關(guān)性，當(dāng)空氣污染越嚴(yán)重，心肌梗死的發(fā)病率更多，預(yù)后更差。

2 空氣污染和心力衰竭

Shah等[7]做了全球范圍Meta分析。其收集共1 146 份文獻(xiàn)，結(jié)果顯示心力衰竭的住院率或死亡率和空氣污染物濃度升高有關(guān)。CO濃度比例每增加百萬分之一，心力衰竭住院率或死亡率增加3.52%（95% CI：2.52～4.54）， SO2，NO2，NO3濃度比例每增加十億分之十，其住院率或死亡率分別增加2.36% （95% CI：1.35～3.38），1.70%（95% CI：1.25～2.16）和 0.46%（95% CI:-0.10～1.02）。PM2.5，PM10濃度每升高10 μg/m3，此危險概率分別增加2.12%（95% CI：1.42～2.82）和1.63%（95% CI：1.20～2.07）。可見除了NO3外，CO、SO2、NO2、PM2.5、PM10對心力衰竭發(fā)病預(yù)后都有不利影響。

PM對心力衰竭的影響不容忽視。大量的文獻(xiàn)報道PM2.5會導(dǎo)致心力衰竭死亡率，發(fā)病率和住院率增高。Pope等[8]對2 628例心力衰竭住院患者分析其發(fā)病與PM2.5污染的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)兩周內(nèi)PM2.5累計平均量達(dá)到10 μg/m3時，心力衰竭住

院率增加13.1%（95%CI：1.3～26.2）。

在國內(nèi)廣州地區(qū)2008年～2012年進(jìn)行的研究顯示當(dāng)PM10，NO2，SO2濃度上升10 μg/m3，每天急診心力衰竭救護(hù)車分派數(shù)量相應(yīng)增量分別為3.54%（95%CI:1.35～5.74）， 5.29%（95%CI:2.28～8.30）和 4.34% （95% CI:1.71～6.97）[9]?？梢娫谖廴鞠鄬Ρ容^嚴(yán)重的中國大陸地區(qū)，空氣污染短期暴露會進(jìn)一步加重心力衰竭的發(fā)病率。

3 氣候因素與急性心肌梗死的關(guān)系

3.1 氣溫與急性心肌梗死

已有很多研究都說明急性心肌梗死的住院率，發(fā)病率與氣候有著密切關(guān)系，在短期（3 d）炎熱氣候下，心肌梗死發(fā)病率可顯著升高[10]。一些熱浪事件的發(fā)生造成較高的死亡率。另外有調(diào)查也表明：急性心肌梗死的最低和最高發(fā)病率呈季節(jié)分布。溫度不規(guī)則的變化同樣引起心肌梗死死亡率的增加[11]。

在瑞士一調(diào)查顯示[12]：統(tǒng)計24 h內(nèi)每小時的天氣變量與每日住院的三個時間窗口（24 h、48 h和144 h）急性心肌梗死發(fā)病率，進(jìn)行多變量分析。結(jié)果是：環(huán)境壓力，壓力梯度，風(fēng)速與發(fā)病率呈正相關(guān)。這樣一個因果關(guān)系得出假設(shè)：氣候變化對動脈粥樣硬化斑塊破裂，炎癥標(biāo)志物生成以及交感神經(jīng)活動等病理生理機(jī)制可能產(chǎn)生影響。

最近一項研究描述巴基斯坦鋼鐵醫(yī)院不同氣候季節(jié)急性冠狀動脈綜合征（不穩(wěn)定性心絞痛、ST抬高型心肌梗死、非ST抬高型心肌梗死）重癥監(jiān)護(hù)室住院率關(guān)系。其住院率都呈現(xiàn)季節(jié)分布，即冬季158例（36.9%），夏季130例（30.3%），春季80例（18.69%），秋季60例（14.02%）[13]?？梢娮≡郝适芗竟?jié)顯著影響，冬季的入院率最高。且研究新發(fā)現(xiàn)非ST抬高型心肌梗死在冬季發(fā)病率較ST抬高型心肌梗死更具有氣候變化模式。新西蘭對ST抬高型心肌梗死患者按不同季節(jié)做出住院率統(tǒng)計，比較不同季節(jié)住院率，結(jié)果冬季比夏季急性心肌梗死發(fā)病有明顯升高（P＜0.02）。尤其在那些大于70歲的老年中，冬季的發(fā)病比夏季高8.5%[14]。

3.2 空氣濕度對急性心肌梗死有明顯影響

研究結(jié)果顯示月平均濕度與急性心肌梗死呈負(fù)相關(guān)[15]。易發(fā)病的相對濕度多在6O%以下，約占總數(shù)的59%。而另一研究呈正相關(guān)，相關(guān)關(guān)系非常顯著（r=0.6466，P＜0.01），發(fā)病的濕度在70%以上最多，此范圍發(fā)病患者占總數(shù)的57.9%。原因可能為相對濕度的增加體表水分蒸發(fā)導(dǎo)致皮膚和臟器的換氣功能降低，從而加重了心肌需氧指數(shù)的升高。

3.3 氣壓對急性心肌梗死的發(fā)病率死亡率也有相關(guān)性

法國一長達(dá)10年的縱向調(diào)查研究顯示氣壓與心肌梗死發(fā)病率、死亡率呈“V”形關(guān)系。當(dāng)氣壓在1 016 mbar（1 mbar=0.1 kPa）時，每天CVD發(fā)病率最低。當(dāng)比1 016 mbar低和高10 mbar氣壓都會引起CVD分別增高12%（P=0.001）和11%（P=0.01）。國內(nèi)研究報道，氣壓與心肌梗死發(fā)病有顯著關(guān)系（P＜0.05），但并非線性關(guān)系。當(dāng)氣壓在一定范圍（925～935 kPa）時，氣壓與發(fā)病間關(guān)系不明顯；當(dāng)氣壓超過或低于這個范圍時，氣壓與發(fā)病呈正相關(guān)，隨著氣壓的增高發(fā)病也增高，隨著氣壓的降低發(fā)病也降低[3]。但也有研究顯示低氣壓與心肌梗死有明顯相關(guān)性[15]。

造成以上結(jié)論不一致的原因考慮心肌梗死的發(fā)病不單獨與氣壓，空氣濕度有關(guān)，還受風(fēng)速，人群易感性，地理環(huán)境，太陽輻射等綜合因素影響，故結(jié)果可能有差異性。正因為如此，目前研究氣壓，空氣濕度，風(fēng)向，風(fēng)速對心肌梗死影響都以其綜合性作用作研究，考慮其總體失平衡而最終導(dǎo)致發(fā)病。

4 氣候因素與心力衰竭的關(guān)系

4.1 氣溫與心力衰竭

隨著人口老齡化，心力衰竭越來越威脅著人們的健康，帶來巨大軀體痛苦和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。大量流行病學(xué)和臨床研究表示氣溫變化對心力衰竭的發(fā)病率、死亡率有著明顯影響。Stewart等[16]對氣溫變化與心力衰竭關(guān)系提出了深遠(yuǎn)意義。據(jù)統(tǒng)計顯示冬季住院率明顯高于夏季（P＜0.0001）。女性心力衰竭住院高峰在12月（比平時多12%），最少在7月份（比平時低7%），（危險比1.14， P＜0.001）。對于男性，冬季多6%，夏季少8% （危險比1.16， P＜0.001）。對于那些大于75歲老人，冬季心力衰竭住院率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于夏季，高出15%到18%。從死亡率角度來看，呈現(xiàn)同樣的冬高夏低趨勢。從而可以看出心力衰竭發(fā)病是有明顯的季節(jié)變化分布規(guī)律。長期的溫度變化更會引起心力衰竭老年人死亡率增加[17]。

一天內(nèi)溫差變化對心力衰竭也是危險因素，溫差越大，心力衰竭死亡率、發(fā)病率就越高。Lim等[18]在2003年～2006年間總結(jié)數(shù)據(jù)得出溫度日差（DTR）增加心肺疾病影響顯著。2013年香港大學(xué)做的一項研究證實心力衰竭住院率在冬季有明顯的高峰，且每天氣溫差變化1℃，心力衰竭患者急診住院率增高0.86%（95%CI：0.31～1.43）[19]。

4.2 大氣壓、空氣濕度與心力衰竭

目前國內(nèi)外研究考慮空氣濕度、氣壓為影響心力衰竭不可忽略的調(diào)節(jié)因素[19]。國內(nèi)統(tǒng)計顯示過高過低的氣壓和空氣濕度都會引起心力衰竭發(fā)病率變化。主要原因是天氣潮濕悶熱、氣壓急劇波動，引發(fā)交感神經(jīng)興奮性增強(qiáng)，從而導(dǎo)致血壓升高、心率加快、心肌耗氧量增加，引起了心力衰竭頻繁發(fā)生[20]。此外在寒冷且濕度較低的干燥環(huán)境中，空氣污染加劇，同樣導(dǎo)致心力衰竭急診就診數(shù)明顯升高。在那些空氣濕度較低的城市每天SO2濃度和心力衰竭住院率關(guān)系明顯增強(qiáng)。當(dāng)空氣濕度較低時，SO2每升高10 μg/m3，心血管疾病（主要為心力衰竭）住院增加1.67% （95%CI: 0.65～2.71），而在濕度較高時，則增加0.81%（95%CI: 0.43～1.19）。雖然沒有統(tǒng)計學(xué)差別，但空氣濕度低時心力衰竭住院危險概率有升高傾向。上世紀(jì)90年代，南京地區(qū)調(diào)查顯示，當(dāng)日平均氣壓在l02 kPa以上時，CVD多發(fā)，少發(fā)于102 kPa以下時。且氣壓下降超過0.50 kPa時心力衰竭發(fā)病明顯增高，氣壓上升超過0.50 kPa，心力衰竭發(fā)病率明顯降低 （P＜0.001）。柳葉刀曾記載濕度影響出汗量來調(diào)節(jié)體液循環(huán)，從而對心力衰竭產(chǎn)生作用。氣壓對高血壓患者的影響表現(xiàn)為降壓藥物的藥效反應(yīng)性下降。而血壓的高低又與心功能有著密切聯(lián)系，這也為探索氣壓與心力衰竭所潛在的生理機(jī)制提供了線索。

除了氣溫，氣壓，空氣濕度因素，其他氣候環(huán)境因素，如風(fēng)速，風(fēng)向[3]，太陽活動，日照時間長短，宇宙射線，地球磁場[21]都會對心力衰竭造成影響，最終引起住院率、發(fā)病率、死亡率的季節(jié)性分布差異。

5 氣候因素引起CVD高發(fā)的機(jī)制研究

5.1 空氣污染對心肌梗死、心力衰竭的作用機(jī)制

空氣污染物質(zhì)引起CVD機(jī)制很復(fù)雜，目前尚未被人們完全認(rèn)識。目前的生物學(xué)知識使人們了解到污染可直接作用

于心血管系統(tǒng)、肺、血液，并通過肺部氧化應(yīng)激，炎癥反應(yīng)產(chǎn)生間接作用。其主要分為四方面：（1）PM沉積在肺泡，通過肺巨噬細(xì)胞和上皮細(xì)胞引起細(xì)胞因子激活并使炎癥細(xì)胞聚集。（2）空氣污染物引起健康人群血漿粘滯度增強(qiáng)和C反應(yīng)蛋白升高[22]。已有大量前瞻性研究報道在那些凝血活性增強(qiáng)，纖溶功能受損的個體中CVD風(fēng)險性明顯增加。Seaton等推斷由于空氣污染，氣道炎癥反應(yīng)可能增加血液粘滯度，導(dǎo)致CVD發(fā)生數(shù)量的增加。（3）PM可引起心率加快，心率變化率（HRV）下降[23]。HRV下降是心臟自主神經(jīng)功能下降的標(biāo)志，是交感神經(jīng)系統(tǒng)和副交感神經(jīng)系統(tǒng)綜合作用的表現(xiàn)，其生理意義在心肌梗死和心力衰竭研究中都有所報道。這一過程主要通過兩條途徑。PM吸入激活交感神經(jīng)系統(tǒng)，使HRV下降，累積產(chǎn)生室性心動過速。另一方面PM激活肺間質(zhì)和氣道受體引起副交感迷走反射增強(qiáng)。這一綜合作用最終產(chǎn)生交感活性，在心力衰竭患者中最顯著。（4）空氣污染可引起血管收縮劑的增加，如內(nèi)皮素等，增加血管阻力，引起心肌缺血，心臟負(fù)荷增加而加重心力衰竭。

5.2 氣溫對心肌梗死、心力衰竭的作用機(jī)制

對于冬季寒冷環(huán)境引起CVD高發(fā)的原因很復(fù)雜，目前尚不能完全解釋，有些理論可以初步說明其機(jī)制。在較寒冷天氣，血流動力學(xué)，血液因素改變致動脈血栓形成。冬季低溫可以引起血小板計數(shù)增加，紅細(xì)胞增多，血液粘滯度增強(qiáng)，血漿膽固醇增多，血管阻力增加，心率增快，血壓增高[24]，膽固醇，皮質(zhì)醇升高，纖維蛋白原水平上升，神經(jīng)激素激活，這些都會引起CVD，促發(fā)心律失常，心肌缺血和心律失常，進(jìn)一步加重心力衰竭[25]。其次，冬季寒冷氣候，空氣污染相對嚴(yán)重，呼吸道感染多發(fā)，易誘發(fā)心力衰竭。冬季生活方式改變，軀體活動減少，日照減少，維生素D缺乏，脂肪攝入增加，體重指數(shù)增高。冬季飲酒量較多，可誘發(fā)心房顫動，減弱心肌收縮力，都可誘發(fā)和加重心力衰竭。最后氣溫變化也可能對人體免疫有影響，Bull曾指出溫差變化可引起體液和細(xì)胞免疫改變，使人免疫力下降，抵抗力下降，從而加重心力衰竭。

6 小結(jié)

總之，氣候變化關(guān)系到空氣污染嚴(yán)重性，空氣污染已是普遍的公共健康問題，流行病學(xué)數(shù)據(jù)顯示那些甚至低于世界衛(wèi)生組織（WHO）標(biāo)準(zhǔn)的空氣污染也產(chǎn)生不良健康影響。目前只有少部分對CVD分型進(jìn)行研究，我們需要新的研究，更進(jìn)一步探索其病理生理機(jī)制。了解氣候因素對于CVD的影響具有深遠(yuǎn)意義。健康環(huán)保部門及醫(yī)院可以增加更多的設(shè)施保護(hù)易感人群，如老年人，原有高血壓，糖尿病，心肺疾病的人群，尤其那些溫差變化比較大的地區(qū)的老年人。對于老年人加強(qiáng)科普宣教具有重要意義，使其加強(qiáng)自我保護(hù)，及時做好防寒保暖，溫差驟變時減少外出，可避免原有CVD發(fā)作。

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2015-04-21）

（編輯：王寶茹）

上海市衛(wèi)生和計劃生育委員會（面上）（201440611）

201400 上海市，遼寧醫(yī)學(xué)院上海市奉賢區(qū)中心醫(yī)院研究生基地（黃建華、張瓊）；上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院南院 心內(nèi)科（馬江偉）

黃建華 碩士研究生 主要從事心內(nèi)科方面研究 Email: 281284528@qq.com 通訊作者：馬江偉 Email:majiangwei2004@126.com

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1000-3614（2015）09-0910-03

10.3969/j.issn.1000-3614.2015.09.020