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

（1.寧夏醫(yī)科大學研究生學院，寧夏 銀川 750004；2.甘肅中醫(yī)藥大學，甘肅 蘭州 730000；3.甘肅省人民醫(yī)院，甘肅 蘭州 730000；4.吉首大學，湖南 湘西土家族苗族 416106）

沙塵暴是一種風與沙相互作用的災害性天氣現(xiàn)象，除可導致自然災害外，還可引發(fā)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(tǒng)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(zhì)

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(yè)過程[2]。在各種空氣污染物中，顆粒物質(zhì)（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(jù)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(qū)2006～2010年沙塵天氣高發(fā)時段的日入院人次引入半?yún)?shù)廣義相加模型分析，通過相關(guān)的統(tǒng)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(guān)系研究，最終得出二者存在一定程度上的關(guān)聯(lián)性，入院人次隨著沙塵天數(shù)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(fā)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(qū)。

2 作用機制

內(nèi)皮在調(diào)節(jié)血壓，動脈粥樣硬化和血栓形成中起關(guān)鍵作用;因此，內(nèi)皮功能障礙可能導致與PM暴露相關(guān)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(nèi)皮功能降低顯著相關(guān)，可通過減少血流擴張（FMD）和血管收縮來實現(xiàn)。環(huán)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(tǒng)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(fā)展的關(guān)鍵風險因素。長期暴露于環(huán)境PM2.5可加速動脈粥樣硬化的發(fā)展。人體內(nèi)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(guān)，同時也進一步證實，機體組織如果長時間內(nèi)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(nèi)通過肺組織介導炎癥有關(guān)，也可能與體內(nèi)的氧化應激有關(guān)。大氣中的細小顆粒，因數(shù)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(zhì)。大氣中顆粒物質(zhì)可以誘導機體產(chǎn)生氧自由基，通過增強其體內(nèi)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(nèi)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(diào)節(jié)誘發(fā)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(guān)關(guān)系，在每立方米內(nèi)其含量增加2.4微克，通過一定的調(diào)控機制會引起胸主動脈鈣化負增加18%[3]。核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白（NLRP3）炎性體是最知名的核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域受體（NLR）。激活后，NLRP3募集凋亡相關(guān)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(jié)與展望

目前，大氣污染對人體健康的不良影響已經(jīng)突顯，尤其是我國西北地區(qū)沙塵暴天氣對門診率、急診率的影響已受到關(guān)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(chǎn)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(guān)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(nèi)的作用機制，從而制定有效的防治策略。