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除糖尿病、高血压、吸烟、高胆固醇血症和遗传易感性等传统心血管疾病(CVD)危险因素外,目前越来越多的证据表明,环境中的某些物理和化学因素对CVD也具有显著影响。
图1 污染暴露的影响
噪音与CVD1.循证证据交通噪音污染是日益严重的公共卫生问题。荟萃分析(中等水平证据)表明,道路交通噪音对缺血性心脏病(IHD)死亡率的RR为1.02 (95%CI:0.97–1.08),提示道路噪音与CVD死亡率略增加相关。
证据显示,交通噪音或为心梗的危险因素,但相关研究结果并不一致,尚需更多证据证实。
有关噪音与高血压发病率的研究多为横断面设计,研究质量不高,且研究结果并不一致。
中等质量证据证实,道路噪音可增加卒中风险。
少数研究表明,噪音可增加心衰风险。为数不多的关于噪音与房颤风险的研究得出了不一致的结果。
流行病学证据表明,主要来自交通道路的噪音还与多种CVD危险因素相关,如糖尿病、肥胖等代谢疾病,睡眠障碍等。
除此之外,研究还表明,噪音与抑郁症、身体活动减少,以及饮酒和吸烟相关。
2.噪声影响CVD的机制长期暴露在噪音环境中,首先会导致CVD危险因素(如糖尿病、高血压和高胆固醇血症)的发展和凝血因子的激活,最终导致心梗、心衰、心律失常和卒中的发生,如图2A。除此之外,噪音还会导致睡眠障碍,干扰活动,干扰交流等,进而增加CVD风险。图2 噪音的不利影响
注:A.噪声暴露的直接(听觉)和间接(非听觉)效应;B.神经元激活;C.神经元激活及随后的动脉粥样硬化,提示噪音暴露可带来更高的CVD风险
空气污染与CVD空气污染(主要是PM10和/或PM2.5)或与急性冠脉综合征(ACS)、慢性冠脉疾病和外周动脉疾病、心衰和心律失常风险增加相关。
图3 空气污染阈值及对健康的影响
注:A.空气污染阈值;B.PM2.5暴露可导致斑块破裂;C.不同的PM2.5阈值对CVD风险的影响
1.缺血性心脏病通常来讲,空气污染时,致命或非致命性冠脉疾病的发病率较高。女性健康倡议研究(The Women’s Health Initiative Study )显示,长期暴露于PM2.5(10 µg/m³)的女性(非)致命性冠心病的发病率高出21%。ESCAPE试验显示长期暴露于PM10(10 µg/m³)与冠脉事件发生率增加12%相关,长期暴露于PM2.5(5 µg/m³)与冠脉事件发生率增加13%相关。荟萃分析显示,PM2.5、二氧化氮、二氧化硫和一氧化碳暴露均与心梗发病率增加有关。
更为重要的是,已确诊冠心病的患者即使短期暴露于PM2.5也与ACS风险增高相关。
长期暴露于PM2.5会通过持续的斑块进展增加心血管风险,而短期PM2.5似乎会触发斑块破裂,短期和长期暴露均会增加CVD事件风险(图3B)。
总体而言,大气污染物对IHD的影响更大,同时PM2.5>20µg/m³的斑块脆弱性也更高,提示即使短期高浓度的PM2.5 µg/m³也可能导致急性斑块破裂。
2.心衰英国的一项队列研究显示,PM和二氧化氮长期暴露与心衰发病率增加相关。荟萃分析显示,PM10和PM2.5短期增加与心衰住院或死亡率较高相关。 3.心律失常在健康人群中的研究未能得到令人信服的证据,证实空气污染与心律失常或心室异位起搏相关。但研究发现,院外心脏骤停与短期空气污染相关,如颗粒物,尤其是PM2.5。 4.脑血管疾病多项研究明,长期或短期空气污染与卒中住院率或死亡率增加相关。女性健康倡议研究显示,长期PM2.5暴露增加10µg/m³,卒中和因脑血管病而死亡的风险增加35%,脑血管疾病死亡风险增加83%。
我国研究亦显示,PM10和二氧化氮暴露12年与脑血管疾病死亡增加相关。
5.CVD死亡多项研究及荟萃分析表明,短期接触 PM、二氧化氮和臭氧与心血管死亡率增加相关。短期暴露于PM10和PM2.5的RR分别为1.0060(95% CI:1.0044-1.0077)和1.0092(95% CI:1.0061-1.0123)。美国心脏协会(AHA)的一份立场声明指出,与急性PM2.5暴露相比,长期暴露时的全因死亡率更高。
ESCAPE研究则并未发现长期PM2.5暴露与CVD死亡之间的显著统计学相关性。相反,PM2.5 对全因死亡率的影响已被广泛接受。
图4 空气、光和噪声污染对CVD影响的病理生理学机制
室外光污染与CVD光污染会导致昆虫、动物和鸟类的昼夜节律受损,从而导致过早死亡和生物多样性丧失。
对于人类而言,昼夜节律基因失调为非传染性疾病的主要原因。关键昼夜节律基因的突变和表达变化可导致肥胖和高血糖等,可严重影响人类健康,尤其是增加代谢疾病风险。
对于老年受试者,户外夜间光污染每增加5 lux ,血压可增加3-4 mmHg。夜间人造光污染还与老年人冠心病和死亡率风险增加相关。
气温升高与CVD有证据表明,气温与急性心梗之间存在关联。多项研究表明,寒冷和热暴露均可能会增加心梗风险。高温(气候相关)可通过以下直接或间接机制增加CVD事件风险:
①高温与体表血液循环和出汗相关,进而导致心脏压力、血液黏度、血浆胆固醇和白细胞介素6水平的增加。
②温度升高或导致睡眠障碍,如睡眠时间过短(<6h)或睡眠片段化,从而增加CVD风险。
③高温或导致体力活动减少,这与CVD风险增高相关。反之,在高温下进行身体活动本身也是健康相关的风险因素。
环境污染的控制措施有哪些?图5 环境污染应对策略
1.噪音暴露道路噪音是最主要的噪音源,在居民区附件的主干道上可设置限速,增设隔音屏障等措施,以有效缓解噪音。建筑物隔音(如使用隔音窗、隔音板等),可有效减少室外噪音暴露。
随着技术进步,可设计噪音较小的汽车发动机和轮胎,以及火车静音制动模块。
对于飞机噪音的控制,鉴于夜间噪音对健康的不利影响最为限制,因此可禁止夜间空中交通。
2.空气污染(1)降低空气污染的措施在日常生活中,个人进行简单的生活方式干预即可减少空气污染暴露。
现有证据证实,佩戴经验证的N95口罩/呼吸器或可改善较高PM2.5环境暴露所导致的CVD风险。尽管没有一致的证据证实其对CVD事件的影响,但在PM2.5空气质量极差的情况下暂时使用N95口罩/呼吸器也是有益的。若无N95口罩/呼吸器,则也可使用外科口罩。
使用汽车空气过滤器和空调可减少旅行期间PM 2.5和超细颗粒物(UFP)暴露。
除此之外,在空气污染时待在室内、关闭门窗等也有利于降低空气污染暴露。
(2)个人身体活动的缓解策略
关于身体活动对健康的获益,以及户外体育活动期间空气污染暴露的潜在不利影响正在探究中。
Kim等的全国队列研究纳入了1469972例20-39岁的年轻人显示,即使暴露于低或中度PM水平下,户外体育活动也有明显获益;久坐受试者的CVD风险明显增加。此外,作者计算了环境污染和身体活动的“盈亏平衡点”,提示在PM2.5浓度≥100 µg/m³的环境中,每日骑行1.5h或步行10h有害。
此外,国家还可以通过降低排放水平等政策来降低空气污染对CVD的影响。
3.光污染暴露关灯是减少光污染最简单的缓解方法,尤其是对于光并非绝对必要时。技术地进步也有助于减少光污染,如光屏蔽技术、节能灯、智慧城市技术等。
此外,鉴于蓝光发射对昼夜节律的影响最为显著,因此可减少蓝光使用。
结语几乎所有的环境风险因素暴露均会触发一系列特定的病理生理机制,这些机制以应激激素信号、氧化应激和炎症为中心。
鉴于环境污染因素、不健康行为(如吸烟、久坐)和传统风险因素(如高血压、糖尿病、肥胖)均会触发类似的病理机制,或存在叠加/协同效应,从而导致非传染性疾病更显著的发展和更快的进展。
医脉通编译自:Thomas Münzel, Omar Hahad, Mette Sørensen, et al. Environmental risk factors and cardiovascular diseases: a comprehensive expert review. Cardiovascular Research. 2022; 118(14): 2880-2902.
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