PM2.5的毒性及机制的进展

周 蕊，邵 帅，王彦清

1.金乡县环境保护局，山东济宁 272200

2.沈阳师范大学古生物研究所，辽宁沈阳 110034

1 定义

PM2.5（Suspended particulate mater with aerodynamic diameter less than 2.5μm），指的是能够进入人体肺泡的空气动力学直径不大于2.5 μm的大气悬浮颗粒。

PM2.5的来源有三种：一是直接排放到大气中的固体颗粒；二是排放的空气中的气体直接凝结成的固体颗粒；三是排放到空气中的气体经过化学反应产生的固体颗粒。PM10和PM2.5不仅严重影响着空气质量甚至对人类身体有着非常大的危害。

PM10和PM2.5的浓度严重影响着城市人群由于大气颗粒性物质导致的疾病的发病率和死亡率。美国1997年PM2.5的标准是年均0.015mg/m3，日均0.065mg/m3。2006年美国环保局将PM2.5标准改为0.035mg/m3。我国环境保护部与2011年11月16日首次公布中国PM2.5标准，年均0.035mg/m3，日均0.075mg/m3。

目前，由于PM2.5对人类健康的严重影响，引起越来越多的人对大气PM2.5的注意。本文结合国内外对PM2.5的研究，系统的说明了其对生物健康的影响。

2 PM2.5对呼吸系统健康的影响

PM2.5能够通过呼吸道直接进入人体肺部，使呼吸道和肺部细胞产生细胞毒性和免疫反应，甚至使机体遗传物质受损造成严重危害。

夏萍萍, 郭新彪等2008年研究表明，PM2.5能够引起大鼠肺损伤和全身炎症。晓开提·依不拉音等2011年研究表明，沙尘暴中的PM2.5能够引起大鼠呼吸系统损伤并且随着浓度增高损伤加重。贾玉巧，赵晓红等2011年研究表明，PM2.5和PM10能够诱导人肺部成纤维细胞分泌TNF- IL-6 IL-8造成损害。

梁春梅，操基玉等在2011年研究表明，随着PM2.5染毒浓度的增高，胎鼠AECⅡ细胞存活率下降。彭辉，姜薇2009年研究表明，低剂量PM2.5促进肺腺癌细胞A549 细胞的增殖，而高浓度抑制其增殖，表明其可引起A549 细胞的炎性损伤。徐佳, 牛静萍等2008年研究表明，随着PM2.5中金属元素的增多，大鼠巨噬细胞吞噬功能下降。以上研究表明PM2.5能够直接损伤生物肺部细胞。

3 PM2.5对心血管健康的影响

流行病学研究表明，PM2.5严重影响着人类心血管健康，它不仅能增加高血压，冠心病的糖尿病等心血管疾病的发病率和死亡率，同时也能增加健康人群的犯病率。

PM2.5能够促使血管平滑肌细胞（VSMC）增生，而血管平滑肌细胞增生是高血压，动脉粥样硬化和血管成形术后血管再狭窄和心血管疾病发病率的基础，主要表现为血管平滑肌细胞的过度增殖，引起血管重塑，血管壁增厚，管腔变窄，导致心血管损害。

魏爱丽，孟紫强，牛瑞芳2006年研究表明，PM2.5及其有机提取物可以使淋巴细胞微核率增高，核分裂指数下降。曹娟，牛静萍2006年研究表明，PM2.5中的镍可以导致大鼠血清中的白介素-6（IL-6）和C-反应蛋白（CRP）水平增高。

郑灿军，王菲菲研究表明PM2. 5可以影响细胞存活率，同时其还可以抑制心肌细胞的搏动，并随着其含量的增高其搏动频率降低。敖当，谭建新研究表明，在PM2.5值在10mg/L～200mg/L的浓度范围内时，促进血管平滑肌细胞VSMC的PCNA、 VCAM-1的表达，刺激血管平滑肌细胞增殖可能对心血管系统的损害。随着PM2.5剂量加大心肌激酶、C 反应蛋白、血压和心率的差异显著加大，证明其对大鼠的心血管系统有较大损伤，同时也表明其对患有心血管疾病的大鼠影响更大。

同时PM2.5的存在使大鼠VSMC的NO分泌，促进ET1 合成，刺激VSMC增殖。它的存在破坏了VSMC的NO、ET 1分泌的动态平衡，对心血管疾病的发生有非常重要的影响。邓芙蓉，郭新彪等人研究表明，PM2.5可影响心肌组织缝隙连接蛋白Cx43 表达使自发性高血压大鼠心律异常。

以上研究表明，PM2.5可以影响血管平滑肌细胞的增殖以及心血管疾病中其它重要物质的分泌，严重影响生物的心血管健康。

4 PM2.5的毒性机制及研究方向

PM2.5的毒性机制比较复杂，氧化应激引起的氧化损伤可能是推测的机制之一。Sagai等发现PM2.5具有产生活性氧(ROS)的能力。ROS 的产生与呼吸、循环系统损伤密切相关。Dellinger 等用 EPR 技术检测到 PM2.5自身含有大量的半醌类自由基，且这些自由基通过催化ROS 循环对 DNA 造成损伤。

PM2.5是一个十分复杂的有害物质的复合体，其毒理效应也是一个由多种因素导致的多重损伤的复杂过程，所以用某一项指标很难真实地反映机体受损情况。

为了降低PM2.5的危害我们应该做到以下几点：一是我们应该系统的研究PM2.5，充分了解其毒性及其对人体的危害；二是降低PM2.5的排放量应当成为我们国家下步的环境保护工作重点；三是使大众充分认识PM2.5的危害性，加大对易感人群的保护，确保大众身体健康；四是国家要明确我国PM2.5的标准，加强PM2.5的含量的检测，尤其是大中城市中PM2.5含量检测，使大家充分认识我国PM2.5形式的严重性。

[1]夏萍萍，郭新彪，邓芙蓉，刘红.气管滴注大气细颗粒物对大鼠的急性毒性.环境与健康杂志，2008，1，25(1)：4-6.

[2]晓开提·依不拉音，地丽拜尔·斯拉木，范妙丽.沙尘暴PM2.5对大鼠呼吸系统免疫损伤机制研究.新疆医科大学学报，2011，34(10)1097-1100.