PM2.5对血压的影响

徐建辉(综述),何荣华(审校)

(孝感市中心医院心血管内科，湖北 孝感 432000)



临床医学

PM2.5对血压的影响

徐建辉(综述),何荣华※(审校)

(孝感市中心医院心血管内科，湖北 孝感 432000)

摘要：近年来随着空气质量下降，人们更加重视环境污染的危害性。相关研究表明，空气污染物(主要是PM2.5)与心血管疾病关系密切。PM2.5会增加心血管疾病的发病率和病死率。心血管疾病如高血压，血栓形成，血管功能障碍，动脉粥样硬化，心肌梗死和心脏自主调节功能紊乱等也被认为与空气污染物有关。PM2.5对血压影响的确切机制尚不清楚，其可能机制是PM2.5通过直接作用、氧化应激、炎症及自主神经系统功能失调，继而导致血管舒缩功能受损，最终引起血压的变化。

关键词：血压；PM2.5；氧化应激/炎症；自主神经

近年来，随着经济发展和城市化进程的不断加快，空气污染日益严重，由此引发了一种灾害性气候，称为阴霾天气。流行病学研究表明，在阴霾天气时，医院住院人数明显增加，主要影响呼吸系统和心血管系统[1]。而大量关于空气中颗粒物对健康影响的研究也显示环境中颗粒物浓度的微小变化会增加急性心血管疾病的发病率和病死率[2-6]。阴霾天气中的颗粒物以PM2.5对人体产生的危害最大。在一项关于北京奥运会期间的空气质量与心肺功能的研究中，研究者发现改善空气质量不仅会对易感人群有帮助，而且还能降低健康成年人体内的氧化应激、炎症反应、心率和血压[7]。随着人们对空气污染危害以及控制空气污染的重要性的了解，越来越多的人开始关注PM2.5对血压的影响，现就PM2.5对血压的影响予以综述。

1PM2.5的定义

PM2.5也称细颗粒物，是指大气总悬浮颗粒物中空气动力学直径≤2.5 μm的粒子。它是空气中各种气态污染物经化学反应产生的二次粒子。PM2.5主要产生于交通、制造、能源等行业中的高温燃烧过程。由于其表面积较大，吸附大量有害物质(如重金属、酸性氧化物、有机污染物、细菌和病毒等)，且能通过呼吸到达肺泡，其中<0.1 fm的粒子还可以通过肺间质，随血循环到达其他器官，因此其对人体健康的危害较粗颗粒物大[8]。

2PM2.5对血压的影响

多项研究结果表明，不同剂量的PM2.5对血压的影响是不同的。Brook等[3-4]研究结果显示，PM2.5会引起血压升高，Cheng等[9]研究表明PM2.5会导致血压下降，而Mills等[5]研究结果却显示PM2.5对血压没有影响。导致这种结果的原因除了与各个研究中PM2.5的剂量不同相关外，可能还与所含化学物质成分及暴露方法等不同有关。

2.1人群研究一项来自中国台湾的人群调查研究发现，空气中颗粒物的增加会导致血压升高[10]。而另一项同样来自中国台湾的调查发现，在一定剂量的PM2.5中暴露1年后，受试者的血压、血糖、血脂均升高，同时还伴随有炎症反应[11]。而国内的另一项调查也发现，长期暴露于一定剂量的PM2.5中，会导致受试者血压升高，但这种差异只在男性人群中差异有统计学意义[12]。Brook等[13]的研究也同样显示，暴露于PM2.5会使舒张压显著升高。Brook等[14]在随后的研究中发现，暴露于高浓度的PM2.5会导致血压适度幅度的升高，同时超声发现动脉收缩的趋势更明显。而社区环境中相近浓度的PM2.5不会出现这些现象，这提示着可能是周边环境中PM2.5特殊成分引起这种不同的心血管反应。

Auchincloss 等[15]的一项调查中发现，PM2.5与脉搏压和收缩压有关，而与平均动脉压和舒张压的关系不大；在道路交通污染中，PM2.5与血压之间的联系更紧密。北京的一项关于PM2.5与血压相关性的研究得出了类似的结论，受试者为60名卡车司机和60名办公室人员，前者所处环境的PM2.5高于后者，结果显示，经过校正后，只有卡车司机的脉搏压高于办公室人员，但收缩压、舒张压、平均动脉压差异均无统计学意义[16]。Mills等[17]研究显示，低剂量的PM2.5不影响血压的变化且不损害血管功能。这些研究提示，一定剂量的PM2.5会对血压产生影响，并且在人群中得到了证实。

2.2动物实验同样的，在动物实验中，暴露于PM2.5后实验动物的血压变化也呈现多样性。在Wang等[18]的实验中，暴露于PM2.5会导致大鼠血压升高，同时伴有C反应蛋白、丙二醛水平的增加。在Nemmar等[19]的实验中，暴露于PM2.5后大鼠血压升高，并伴随着炎症和氧化应激。在其随后的实验中发现，血压正常的老鼠暴露于PM2.5后血压明显升高。体内及体外实验均证实暴露于PM2.5会影响血压，并且这些影响在高血压动物模型中将会恶化[20]。

与上述实验不同的是，Cheng等[9]的实验则显示PM2.5导致SD大鼠血压下降。在Wichers等[21]的实验中，PM2.5的影响是剂量依赖性的，通过肺部滴灌PM2.5，中高剂量组血压明显下降，但低剂量组变化不大。以上这些结果表明，PM2.5对血压的影响可能是呈剂量依赖性的。在某个范围内，会导致血压升高，但超出了这个剂量后，可能由于其毒性作用反而导致血压下降。

3PM2.5影响血压的可能机制

目前尚不清楚PM2.5影响血压的确切机制，可能存在以下3种机制：直接作用、氧化应激/炎症、自主神经系统功能平衡失调。

3.1直接作用吸入肺部的PM2.5中的细微颗粒或不溶解的纳米粒能直接转移到循环当中，进而影响心血管系统。由于它们的颗粒大小、所带电荷、化学成分和容易形成聚集物的特性，这些细微颗粒能顺利穿过肺部组织的上皮细胞或是肺-血液屏障[22-24]。这种转移的现象在动物中得到了证实[22,24]，但是在人体内没有发现[23,25]。一旦这种纳米粒进入了循环，它们就会导致局部的氧化应激和炎症，进而影响血管内皮，最终导致血压发生改变。

3.2氧化应激/炎症-内皮功能障碍PM2.5储存于肺部会导致局部出现炎症反应，紧接着会引发系统炎症[6]。氧化应激产物和炎性细胞因子释放入血液循环中。由于氧自由基的作用，暴露于PM2.5后心脏和肺部的活性氧化物增加[26]。炎症反应是连接PM2.5与影响健康因素生物学机制。C反应蛋白是一种重要的伴随着促炎症反应的急性期反应物，被认为是出现炎症反应的一种经典标志物[27]。体内及体外的动物实验均证实暴露于PM2.5后C反应蛋白水平增加[18-19]。在关于北京奥运会期间的空气污染对健康影响的人群研究中，研究者发现空气污染会人体内炎症反应增加[28-29]。而在Rudez等[30]和Wu等[31]群实验中却发现，空气污染不会导致人体出现系统炎症。此外，在Wang等[18]的实验中还发现，暴露于PM2.5后内皮素Ⅰ及血管内皮生长因子降低，提示血管内皮受损，表明PM2.5可能是通过炎症反应和氧化应激损害内皮系统从而发挥作用。Davel等[32]的实验同样发现，暴露于PM2.5后乙酰胆碱在肺动脉上引起的舒张作用明显受损。肺动脉组织内皮型一氧化氮合酶蛋白表达明显受限，且内皮型一氧化氮合酶水平降低与乙酰胆碱引起的舒张受限呈正相关，提示肺动脉上的内皮功能障碍可能与一氧化氮合成受限及血管炎症有关。在检测PM2.5对大鼠肾动脉功能的影响实验中发现，PM2.5会导致血管对乙酰胆碱的反应降低，且内皮型一氧化氮合酶水平显著降低。由于乙酰胆碱对血管的舒张作用是内皮依赖性的，提示PM2.5会导致血管内皮功能受损，而一氧化氮/内皮型一氧化氮合酶则可能是其相关机制[33]。另外，在细胞实验中也发现，PM2.5对血管内皮细胞具有毒害作用，并可能是通过氧化损伤途径导致血管内皮细胞死亡[8]。

另外，在人群研究中也发现，PM2.5可能会损害内皮功能。长期暴露于PM2.5导致血流介导的血管扩张降低。肱动脉的超声结果显示，长期暴露于PM2.5会导致内皮功能降低。这将很好地解释空气污染与心血管疾病病死率的关系。PM2.5可能是通过氧化应激，炎症及自主神经系统功能失调影响动脉管壁进而增加心血管疾病的发病率和病死率。同时，在动脉粥样硬化的多民族研究队列中研究发现，长期接触PM2.5与一氧化氮介导的内皮功能障碍的关系密切，证实PM2.5是心血管疾病的独立危险因素[34]。

3.3自主神经系统功能失调心率变异率、休息时的心率、血压等是由交感神经与副交感神经的分支自主神经系统调节。心率变异率及血压的变化表明心脏自主调节功能失调，并且预示着长期的心脏病的发病率和病死率[35]。有观点认为，PM2.5会导致心率及心律调节失衡，暴露于PM2.5后发现心率变异率全部降低继而出现心律失常[36-37]。动物实验表明PM2.5会影响心脏的自主神经系统，实验中犬暴露于PM2.5后心率变异率发生改变显示心脏的自主调节功能失调[38]。在人群试验中发现，暴露于PM2.5数分钟会引起健康年长受试者心率增加，同时与室外环境比较，室内时PM2.5对心率变异率的影响更明显[39]。

目前引起心脏自主调节功能紊乱详细的机制还不清楚，很可能是PM2.5通过呼吸道进入肺组织，并沉积在肺组织上，直接通过肺部的刺激性受体引起肺部的神经反射激活，从而改变了系统的自主平衡(如副交感神经或交感神经系统的活动或压力感受器)。动物实验提供了这种鼻咽部及呼吸道受体刺激的证据[40]。

4结语

随着社会经济的发展，环境污染也在逐年加重。其中，空气质量的下降显得尤为突出。空气污染中的PM2.5对人体危害甚大。一定剂量的PM2.5会对血压产生影响。目前PM2.5影响血压的确切机制还不清楚，其可能通过以下3条途径损害心血管系统：直接作用；氧化应激/炎症；自主神经平衡失调。PM2.5影响血压的机制很复杂，有待于进一步的更加深入的探究。

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Study on the PM2.5 Influence on Blood PressureXUJian-hui，HERong-hua.(DepartmentofCardiovascularMedicine,XiaoganCentralHospital,Xiaogan432000,China)

Abstract:In recent years,with the air quality getting worse,people pay more attention to the harmfulness of environmental pollution which damages our health.Related studies have shown that air pollutants(mainly PM2.5) is closely related to cardiovascular disease.PM2.5 can increase the morbidity and mortality of cardiovascular diseases.Cardiovascular diseases such as hypertension，thrombosis，vascular dysfunction，atherosclerosis，myocardial infarction and cardiac autonomic regulation dysfunction are considered to be related to air pollutants as well.The exact mechanism of the impact of PM2.5 on blood pressure is unclear,and the potential mechanisms may be PM2.5 direct function，oxidative stress/systemic inflammation and dysfunction of the autonomic nervous system,which in turn lead to impaired vasomotor function,and ultimately affect the blood pressure.

Key words：Blood pressure； PM2.5； Oxidative stress/inflammation； Autonomic nerves

收稿日期：2014-11-10修回日期：2015-03-19编辑：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.20.024

中图分类号：X513; R54

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)20-3710-04