摘要:当我们在繁华都市的车水马龙中穿梭,在袅袅升腾的油烟雾气中忙碌......细颗粒物PM2.5 正悄无声息地侵入我们的身体。在工业化和城市化飞速发展的当代,我们的生活被层层看不见的 “微尘之网” 所笼罩。这些微小到肉眼难以察觉的颗粒,看似微不足道,实则对我们心脏和
当我们在繁华都市的车水马龙中穿梭,在袅袅升腾的油烟雾气中忙碌......细颗粒物PM2.5 正悄无声息地侵入我们的身体。在工业化和城市化飞速发展的当代,我们的生活被层层看不见的 “微尘之网” 所笼罩。这些微小到肉眼难以察觉的颗粒,看似微不足道,实则对我们心脏和心血管系统发动着一场悄无声息却极具破坏力的 “战争”。
(图源:哈尔滨气象)PM2.5,即环境空气中直径小于等于 2.5 微米的颗粒物,因其体积小、重量轻,能在空气中长时间悬浮并被大气环流输送到很远的地方。其来源广泛得超乎想象,自然源和人为源都可以产出,比方说土壤扬尘、植物花粉、化石燃料燃烧、汽车尾气、二手烟、燃烧蚊香等等。
(图源:哈尔滨气象)在大众的普遍认知中,PM2.5 似乎主要对肺部健康造成威胁,毕竟它通过呼吸道进入人体。然而,随着越来越多研究的揭示出一个惊人的真相:PM2.5 对心脏的影响,也许才是更为隐蔽且致命。大气细颗粒物(PM2.5)作为影响城市空气质量的最主要污染来源之一,其可深入并沉积到深部肺组织,甚至可以穿过肺泡间质进入血液循环对心脑血管系统的健康造成危害。
根据美国国家科学院的最新暴露-反应模型研究数据显示:PM2.5每年约导致全球 890 万人死亡。(此前世界卫生组织统计的数据是:长期暴露于 PM2.5 导致全球范围内每年数约有 315 万人死亡,这一死亡人数,在当年就超过了高胆固醇这这种认知度更高的危险因素)。并且最反常识的是:PM2.5造成的死亡中,超过一半的死亡比例源于心血管疾病。
(图源:Hypertension)实际上,美国心脏协会(AHA)和欧洲心脏病学会(ESC)都已正式承认环境 PM2.5 是主要的心血管危险因素。PM2.5的短期升高会增加心肌梗塞、中风、心力衰竭、心律失常和心源性死亡的风险,增加了心血管疾病的住院率和死亡率。
美国癌症协会对美国151个城市120万人随访16年,发现PM2.5浓度每升高10μg/m³,心血管事件的风险增加1-3%,缺血性心脏病、心律失常、心力衰竭、心脏骤停等引起的死亡率增加 8%~18%。
而长期暴露的影响更大,心血管事件的风险可达10%。除了增加以上风险以外还会有急性风险,甚至加剧慢性心脏代谢疾病的发展,包括糖尿病和高血压。
欧洲空气污染影响队列研究机构针对5个国家无既往冠状动脉事件的100166人长达 11.5年的前瞻性研究发现,PM2.5暴露浓度符合欧洲空气质量标准时,每升高 5 μg·m-3,人群急性冠脉事件增加13%。
根据美国心脏协会的科学声明,暴露于 PM2.5 数小时至数周的时间就可能导致心血管事件;对于长期暴露于PM2.5 ,并且为高暴露人群时,预期寿命会缩短数月甚至数年。
许多病理学研究结果已经为此提供了生物学上的合理性,所以PM2.5暴露被认为是导致心血管疾病发病率和死亡率的一个可改变因素 。
(图源:MDPI)PM2.5对心血管疾病的影响机制很复杂。主要通过氧化应激、炎症、动脉粥样硬化、线粒体损伤、等机制对心血管系统造成损伤:
氧化应激和炎症反应:
PM2.5通过增加细胞内活性氧(ROS)水平,促进炎症因子的产生,从而抑制内皮祖细胞(EPCs)的功能。这种机制在动物实验中得到了证实,长期暴露于PM2.5的小鼠体内氧自由基和炎症因子显著升高,EPCs数量下降。
(图源:生命科学)动脉粥样硬化:PM2.5暴露可导致血液黏稠度升高、血管收缩增强,促进动脉粥样硬化的发生及局部缺血和血栓的形成。这进一步增加了冠心病、脑梗死、心力衰竭等心血管疾病的风险。研究表明,PM2.5的短期和中短期暴露可能促进人体鞘脂合成,导致含载脂蛋白B脂蛋白水平升高,进而影响动脉粥样硬化风险。
(图源:生命科学)自主神经系统干扰:PM2.5与肺内受体或神经相互作用,干扰自主神经系统,引起心律失常或冠状动脉血管张力的改变。这种机制可能导致心脏功能障碍,包括心肌细胞凋亡和右心室肥大等。
(图源:Journal of Extracellular Vesicles)线粒体损伤:PM2.5能够诱导线粒体功能障碍,导致氧化应激加剧,最终引发细胞凋亡和心脏缺陷。线粒体作为心脏的主要能量来源,其功能障碍会加剧氧化应激,最终导致心脏发育缺陷。研究发现,PM2.5暴露可导致心肌细胞线粒体融合/分裂异常,进而引发心肌细胞凋亡和心脏损伤。
(图源:Toxicology and Applied Pharmacology)即便在美国和欧盟现行监管标准以下的浓度水平,大城市地区长期暴露于可吸入颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5)也与冠状动脉硬化加速有关;根据估计,环境空气污染以及使用污染性燃料烹饪造成的家庭空气污染分别导致 13% 和 17% 的心血管疾病。
(丙烯醛是一种高反应性的不饱和醛,会在柴油、汽油、木材燃烧过程中,以及塑料制品使用、吸烟和用油脂油炸食物时产生。美国环境保护署将丙烯醛列为需重点关注的空气和水污染物。有力的证据表明,丙烯醛会对心肌细胞和内皮细胞造成损害,促使内皮功能失调、引发血管疾病以及心力衰竭。)
空气污染对心血管健康的影响是多方面的,减少空气污染和改善空气质量对于预防心血管疾病具有重要意义。
这警示着我们,必须要高度重视各类空气污染源的管控,无论是改善城市的大环境空气质量,减少工业排放、汽车尾气等带来的可吸入颗粒物,还是在日常生活中尽量避免使用污染性燃料烹饪、减少塑料制品不合理使用、远离吸烟环境以及改进烹饪方式。
除了政府要有所作为以外,我们个人也要从细微之处着手,为自身健康筑牢防线。
参考资料:
1、The Global Threat of Outdoor Ambient Air Pollution to Cardiovascular HealthTime for Intervention,美国医学会心脏杂志,2017
2、吸入高血压:净化空气以预防心脏代谢疾病,Hypertension,2020
3、Association between Air Pollution and Lipid Profiles,2023
4、PM2.5致心血管系统损伤及机制研究进展,《生命科学》 ,2023
5、Extracellular vesicles enclosed-miR-421 suppresses air pollution (PM2.5)-induced cardiac dysfunction via ACE2 signalling,Journal of Extracellular Vesicles,2022
来源:芯尚医疗