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研究发现PM2.5危害心血管健康新机制

2017-08-17 10:21:40 财新网   作者: 周泰来  

医学界已有大量证据表明空气污染,特别是PM2.5能够危害心血管健康,但其作用机制尚未完全明确。近日发表的一项研究称,PM2.5可以激活人体下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),提高应激激素的分泌,进而产生血压升高、炎症反应等现象,从而影响心血管健康。

上述论文于8月15日在心血管领域国际权威杂志《循环》(Circulation)上发表。论文通讯作者,复旦大学公共卫生学院环境卫生学教授、国家环境与健康专家咨询委员会委员阚海东向财新记者介绍,医学界传统上认为,PM2.5危害心血管健康的机制有二。第一PM2.5会在肺部导致局部炎症。颗粒物在肺部被巨噬细胞吞噬后,巨噬细胞会释放出炎症因子,炎症因子进入血液循环系统,导致长期慢性的心血管健康危害。第二PM2.5可能透过血气屏障,直接进入血液循环系统,造成全身的系统性炎症。

而阚海东团队的最新研究提供了一个新的机制,即PM2.5可以通过神经内分泌系统影响心血管健康。阚海东称,研究发现,PM2.5可以激活人体下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),HPA轴是人体非常重要的调节身体各种器官系统功能的复杂系统。PM2.5激活HPA轴后,引发应激激素分泌增加,而应激激素分泌的增加会导致血压升高、炎症反应等一系列后端的反应。

该研究在复旦大学江湾校区招募了来自17个寝室的55名健康大学生参与实验。研究第一阶段,受试者按寝室随机分为高暴露组和低暴露组,高暴露组的受试者寝室中放置具有净化功能的空气净化器,低暴露组受试者的寝室中放置拆除颗粒物滤网后,没有净化效果的空气净化器;在研究的第二阶段,两组受试者交换处理方式,原先有滤网的寝室放没滤网的净化器,原先没滤网的寝室放有滤网的净化器。前后两个研究阶段均持续约9天,中间间隔约12天的休息期。参加实验的学生在每个研究阶段结束后立即接受健康检测并采集血清和晨尿样本。

为减小室内的细微颗粒的可能来源,受试者被要求在研究期间不要在寝室里做饭或者打扫卫生。除了上课之外,受试者被要求尽可能多的呆在他们的寝室里。研究人员不仅测量了受试者寝室内PM2.5水平,还在江湾校区主楼楼顶上装了一个PM2.5检测仪,以获得室外PM2.5浓度数据。最后还获取了全上海13个固定监测站每小时的PM2.5数据。每个受试者都要填写一张自己的时间-位置表。研究人员据此计算每个受试者在研究过程中的PM2.5暴露浓度。研究结果显示,使用了装有和未装有滤网的空气净化器的受试者寝室内的PM2.5水平分别为8.6和46.8μg/m3。匹配了受试者的时间-场景转换后,高暴露组的受试者日均PM2.5暴露水平为53.1μg/m3,低暴露组的PM2.5日均暴露水平为24.3μg/m3。

经血清代谢组学分析等手段,研究发现,不同PM2.5暴露水平下,志愿者小分子血清代谢物出现显著差异。在高暴露组受试者的血清中皮质醇、皮质素、肾上腺素和去甲肾上腺素这4种应激激素的含量分别是低暴露组的1.33、1.18、1.20和1.57倍,并且受试者的PM2.5暴露每上升10μg/m3上述四种应激激素分别上升7.53%(皮质醇),3.69%(皮质素),5.17%(肾上腺素)和11.28%(去甲肾上腺素)。

阚海东称,这些应激激素的上升会导致血压升高,而“血压升高是心血管疾病发生的最重要的,排名前三位的危险因素。”

吸入PM2.5的是人的呼吸道和肺,PM2.5是如何激活HPA轴的呢?阚海东说,一个假设是人的呼吸道和肺里面有很多神经节,PM2.5吸到肺里面也许会激活这些神经节,进而刺激到中枢神经HPA轴。阚海东表示,研究团队目前正在动物上做类似的研究工作,来观察神经节的改变以及中枢神经系统的改变。

《2010年全球疾病负担评估》的中国部分显示,2010年中国有124万居民死亡与空气污染有关,其中61万为脑血管疾病,28万为缺血性心脏病,20万为慢性阻塞性肺疾病,1万为呼吸道感染。公众对空气污染的健康危害忧心忡忡。

“我们的研究表明,空气净化器对人的心肺系统的健康确实起到明确的保护作用。”阚海东说。“但是我们看到的有用,指的是空气净化对血液里面这些蛋白质水平的有用和那些小分子代谢物的有用,但是从宏观尺度上到底能不能降低人的发病和死亡风险,尚需更多的研究来证实。”

阚海东称,该研究还发现,PM2.5和胰岛素抵抗有关。“我们以前发过一篇文章,发现PM2.5在我们国家,跟糖尿病的患病率显著相关,在控制了各种混杂因素(如吸烟、肥胖)后,PM2.5重的地方糖尿病的患病率就高,PM2.5轻的地方,糖尿病患病率就低。”阚海东说。“我们在代谢组学上看到的,PM2.5和糖类代谢改变有关,那最终会不会导致糖尿病?我们想为宏观水平上的PM2.5和糖尿病的关系提供一些微观机制上的证据。”




责任编辑: 曹吉生

标签: PM2.5 心血管健康

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