氣候變化對人類健康的影響已是不爭的事實。WHO估計近30年內(nèi),每500萬人將會有超過15萬人死于因氣候改變引起的疾病。尤其在冬季及寒冷地區(qū),心血管疾病發(fā)病率及死亡率明顯增加。
研究證實,氣溫與心血管病死亡率呈U型關(guān)系,寒冷地區(qū)氣溫每降低1℃,心血管疾病死亡率增加1%。在圣誕節(jié)期間,西方人有超過4.65%心源性死亡和超過4.99%的非心源性死亡的發(fā)生。國外學者指出,大氣溫度每下降10℃,總冠脈事件的發(fā)生率增加13%,冠心病事件和死亡率增加11%,經(jīng)常性事件增加26%。當平均每日氣溫低于26.2℃時,急性心肌梗死入院率將增加30%到70%。
寒冷應激是急性心梗重要“推手”
近日,哈爾濱醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院心血管內(nèi)科主任田野教授向科技日報記者介紹,中國北方寒冷地區(qū)因其特殊的寒地氣候,為心血管系統(tǒng)疾病高發(fā)區(qū)。為哈爾濱市冬季氣溫在零下19℃以下時,死亡人數(shù)隨溫度降低顯著增加,其中2.7%的人口死亡可歸因于低溫寒冷,尤其是冠心病患者受低溫寒冷的沖擊最大。
田野說,近年來,寒冷應激對急性心肌梗死病理生理狀態(tài)及發(fā)病機制的影響越來越受到學界的關(guān)注和重視。概括起來,寒冷應激可通過誘導交感神經(jīng)興奮、加重動脈粥樣硬化炎癥反應、致使內(nèi)皮細胞功能障礙、適應性產(chǎn)熱增加使ATP生成不足等相關(guān)機制而引發(fā)急性心肌梗死,成為急性心梗幕后重要的“推手”。
動物實驗顯示,寒冷暴露的大鼠,其循環(huán)、泌尿系統(tǒng)中腎上腺素和去甲腎上腺素水平顯著增加,慢性暴露于寒冷環(huán)境可激活交感神經(jīng)——腎上腺素系統(tǒng)。交感神經(jīng)過度興奮,腎上腺素分泌兒茶酚胺增多,增強血小板聚集,血液黏度增高;冠狀動脈強烈而持續(xù)痙攣或冠狀動脈血管內(nèi)膜損傷,出血與急性血栓形成,導致冠狀動脈急性閉塞而發(fā)生急性心肌梗死。
同時,寒冷暴露可增加血漿腎素活性和血管緊張素Ⅱ形成,激活腎素——血管緊張素系統(tǒng)(RAS)。寒冷刺激交感神經(jīng)系統(tǒng),通過RAS系統(tǒng)激活,使冠狀動脈收縮、血壓升高。長時間暴露于寒冷的環(huán)境,因其誘導的高血壓和隨后的血管肥厚可削弱一氧化氮合酶(eNOS)及其催化生成的一氧化氮(NO)功能。NO是一個重要的調(diào)節(jié)血壓和血管內(nèi)皮功能的血管擴張劑,能調(diào)節(jié)血管的緊張度及血流量。研究表明,在寒冷應激誘發(fā)的冠狀動脈痙攣患者體內(nèi),可發(fā)現(xiàn)局部和循環(huán)中的NO合成減少或活性降低,內(nèi)皮依賴性的舒張作用減弱,節(jié)段性痙攣性收縮加強。
寒冷應激打亂動態(tài)平衡
寒冷的冬季是呼吸道感染的高發(fā)季節(jié),呼吸道感染能使冠心病病情惡化,增加其死亡率。另外,感染已被認為是冠心病的一個危險因素,它可通過直接破壞動脈壁、促進炎癥反應和血栓形成、刺激平滑肌細胞增殖和遷移、增加脂質(zhì)沉積和激活凝血系統(tǒng)、增加細胞因子、趨化因子和細胞黏附分子表達等引發(fā)或加重冠心病。
正常生理情況下,人體處于炎癥與抗炎的動態(tài)平衡,而在寒冷應激時,這種動態(tài)平衡被打亂,寒冷刺激增量調(diào)節(jié)促炎性細胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6,抑制IFN-γ、IL-10等抑炎因子的表達。同時,持續(xù)寒冷刺激能夠增量調(diào)節(jié)IL-6在主動脈、心臟和腎臟的表達,并增大巨噬細胞和T細胞在腎臟的浸潤。其機制可能是寒冷應激使腎上腺皮質(zhì)分泌增加,激活RAS系統(tǒng),使AngⅡ活性增加,AngⅡ可刺激血管平滑肌細胞增加IL-6的合成和釋放。
提高了冠狀動脈血栓發(fā)生率
研究發(fā)現(xiàn),寒冷應激高血壓大鼠及寒地的高血壓人群內(nèi)皮功能障礙,eNOS表達減少,eNOS功能下降在內(nèi)皮功能紊亂中扮演重要“角色”。血管內(nèi)皮細胞處于易損的功能性界面,是“內(nèi)皮——心臟事件鏈”的始動因子和載體。由于寒地冬季時間長達3—4月,研究顯示持續(xù)的寒冷刺激可誘導交感神經(jīng)活性增高,激活RAS系統(tǒng),導致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)持續(xù)應激。同時,寒地的一些不良生活方式如吸煙、攝入高脂飲食、葉酸缺乏,其所致的高血漿同型半胱氨酸均可引起體內(nèi)內(nèi)皮細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激而導致內(nèi)皮細胞凋亡。內(nèi)皮細胞功能紊亂不僅增加血管壁對AS的易感性,也提高了冠狀動脈血栓栓塞性疾病的發(fā)生率。
寒冷環(huán)境使能量代謝出現(xiàn)障礙
適應性產(chǎn)熱是機體在寒冷應激時的產(chǎn)熱反應,以平衡體溫及能量代謝。在寒冷應激時,質(zhì)子經(jīng)解偶聯(lián)蛋白(UCP)途徑進入到線粒體中,并產(chǎn)生大量熱量保持機體體溫恒定。當機體長期處在寒冷應激環(huán)境中,細胞會產(chǎn)生大量活性氧(ROS)引起氧化應激,并且,持續(xù)的寒冷應激導致ATP合成不足。ATP為一種高能磷酸化合物,在細胞中與ADP的相互轉(zhuǎn)化實現(xiàn)能量的儲存和利用,從而保證細胞各項生命活動的能量供應。研究表明AS進展期斑塊中,寒冷、缺氧環(huán)境使能量代謝出現(xiàn)障礙,致使生成的ATP嚴重不足。
綜合上述研究結(jié)果,田野認為,寒冷應激成為又一個急性心肌梗死的危險因素。寒冷應激對機體的生理狀態(tài)、生化指標,以及免疫機制的影響舉足輕重。合理處理好寒冷應激問題,在嚴冬氣候到來之前制定相應心肌梗死的防范措施具有深遠意義。
