PM_(2.5)对心血管系统的影响及中医药防治

PM_(2.5)(空气动力学等效直径Dp≤2.5μm)是大气颗粒物的主要组成成分和主要毒性成分,大量研究结果发现,PM_(2.5)能直接或间接影响心血管系统,其中氧化应激、炎症是主要的致病机制。本文综述PM_(2.5)通过氧化应激与炎症反应相关途径对内皮细胞的损伤、细胞程序化死亡的研究进展以及中医药防治的相关研究,并提出PM_(2.5)对心血管系统的影响可能与血管内皮细胞焦亡性损伤有关。     

PM2.5致心血管疾病的研究进展

大气细颗粒物(PM2.5)影响心血管健康的潜在病理生理机制主要包括:氧化应激与炎症、脂蛋白异常、内质网应激、内皮细胞功能障碍、凝血纤溶系统的异常激活、心脏功能改变和自主神经系统紊乱等。本文综述PM2.5暴露对心血管疾病的影响以及潜在的病理生理机制。     

大气细颗粒物对心血管毒性作用机制的研究进展

大气细颗粒物（ fine particulate matter ,PM2.5）是指大气中直径≤2.5μm的颗粒物,也称为可入肺颗粒物,它是大气污染的主要成分之一,每立方米空气中PM2.5的含量越高,代表空气污染越严重。 PM2.5成分复杂,粒径小,数量多,表面积大,而且沉降慢、传播距离远,可作为一些化学物质、细菌、病毒的载体。 PM2.5可到达肺泡并在肺泡中沉积,通过血液循环到达全身各个系统,严重危害人类健康。国内外流行病学调查研究结果显示,短期暴露于PM2.5能升高血压,诱发心律失常、心肌缺血、心肌梗死、心力衰竭甚至猝死［1-2］。长期暴露能使人群心血管事件发生和死亡风险升高［3-4］。 PM2.5进入呼吸系统引起肺部及全身的氧化应激,激活凝血系统,促进动脉硬化,导致自主神经系统失衡,进而引起一系列的心血管毒性：氧化应激损伤和炎症反应［5］,血管功能障碍［6］,动脉粥样性硬化［7］,自主神经系统失衡等［8］,从而增加心血管事件的发生和死亡风险。笔者从氧化应激损伤和炎症反应、血液系统改变、动脉粥样硬化,自主神经失衡等方面对PM2.5的心血管毒性作用机制的研究进展作一综述。     

PM2.5对男性生殖功能的影响

近年来,大气细颗粒物(PM2.5)污染日益严重,不仅影响心血管系统及呼吸系统,对男性生殖功能同样也有重要影响。PM2.5对男性生殖功能的损害作用包括破坏血睾屏障完整性,损伤精子相关参数以及通过破坏下丘脑-垂体-性腺轴的功能影响生殖内分泌相关激素水平,其中公认的可能机制为氧化应激学说。基于氧化应激还可通过影响线粒体供能、破坏精子质膜和核内DNA产生生殖毒性作用,但目前相关研究尚处于起步阶段,未来仍需进一步研究以揭示PM2.5对生殖功能的影响。     

PM2.5致心肺损伤的研究

PM2.5粒径小,表面积大,易吸附空气中的有毒、有害物质;质量轻,流动性大,降速低,易长时间漂浮于大气中,可随人体呼吸运动进入肺泡甚至血液循环,已成为严重威胁人类心肺健康的主要污染物。PM2.5主要通过氧化应激、免疫失调、炎症反应、钙离子稳态失调等多种机制导致严重的呼吸道和肺部损伤,同时也可通过气血屏障进入血液系统致严重的全身炎症反应和心血管系统损伤。各种心肺疾病的发病率、住院率及病死率的增加均与PM2.5存在相关性。但目前还没有很好的办法减少或消除这些危害,未来还需更多的实验研究进一步证实这些危害的机制,并针对其危害机制制订有效的预防措施和治疗方案。     

PM2.5对血压的影响

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。     

PM2.5对高血脂症大鼠心血管系统的影响

目的观察PM2.5对高血脂症大鼠心血管系统的影响,分析高血脂症大鼠是否存在易感性。方法高脂饲料喂养诱导高血脂症的Wistar大鼠和普通饲料喂养的Wistar大鼠各32只,采用气管滴注不同剂量的PM2.5进行染毒,通过检测染毒后大鼠血清心肌酶、C反应蛋白、血脂,测量血压、心率,观察不同浓度的PM2.5对心血管系统的影响。结果大鼠经PM2.5染毒后,高血脂症组与对照组相比,心肌激酶、C反应蛋白、血压和心率均有显著性差异(P<0.05),且随着PM2.5剂量的增加而升高。结论 PM2.5对正常和病理状态的大鼠心血管系统均有损伤作用,但对高血脂症大鼠心血管系统的影响明显高于正常大鼠,提示高血脂症大鼠受PM2.5影响具有易感性。     

N-乙酰半胱氨酸对PM2.5致支气管上皮细胞损伤的保护作用体外实验

背景 大气污染物中的PM2.5可以引起气道上皮细胞炎症反应,N-乙酰半胱氨酸(N-acetyl-L-cysteine,NAC)可以有效减轻这种炎症反应,但相关的自噬机制研究较少.通过对自噬机制的研究,可为抑制PM2.5诱导的气道炎症反应提供新思路.目的 探讨N-乙酰半胱氨酸对PM2.5引起的支气管上皮细胞损伤的保护机制.方法 将人支气管上皮细胞(BEAS-2B)按照不同暴露因素设为控制对照组、PM2.5组、PM2.5+NAC组.对照组使用普通培养基处理16 h;PM2.5组用普通培养基预处理4 h后再用含有PM2.5的培养基处理12 h;PM2.5+NAC组用含有NAC的培养基预处理4 h再用含有PM2.5的培养基处理12 h.流式细胞仪分析细胞凋亡情况,使用荧光共聚焦显微镜观察LC3荧光量,Western blot法观察LC3Ⅱ/LC3Ⅰ及P62的情况,分析三组细胞发生自噬的情况.结果 与对照组和PM2.5+NAC组比较,PM2.5组细胞凋亡明显增加;而PM2.5+NAC组由PM2.5(100μg/mL)引起的BEAS-2B细胞凋亡明显被抑制.免疫荧光结果显示,与对照组比较,PM2.5组LC3荧光量明显增加;与PM2.5组比较,PM2.5+NAC组LC3荧光量明显减少.Western blot结果显示,与对照组比较,PM2.5组LC3Ⅱ/LC3Ⅰ明显增加,P62明显减少;与PM2.5组比较,PM2.5+NAC组LC3Ⅱ/LC3Ⅰ明显减少,P62明显增加.结论 NAC可以抑制PM2.5介导的人支气管上皮细胞的凋亡和自噬,从而减少细胞的损伤.     

PM2.5暴露对心血管疾病影响的研究进展

PM2. 5是大气颗粒物中对人类健康危害较大的一员。PM2. 5对人体多系统功能的损害机制及PM2. 5的防治方法已成为当前的研究热点。PM2. 5可对呼吸系统产生影响已被大家所认识,但仍有较多人群尚未认识到PM2. 5可增加心血管系统疾病的发生率和病死率。近年来,已有大量研究证实了PM2. 5可通过氧化应激反应、炎症反应、免疫调节等多个方面对心肌细胞产生影响。目前,我国大气污染形势严峻,PM2. 5可携带多种有害物质进入人体,严重威胁居民的心血管健康,积极防治PM2. 5显得尤为重要。     

PM2.5影响呼吸系统疾病的机制探讨

PM2.5能够引起机体炎症反应、氧化应激、免疫功能失调、细胞DNA损伤等,这些病理变化参与气道高反应性、气道黏液分泌增加等,引起呼吸系统疾病的发生或诱发其急性加重,目前对其机制的研究虽不够完善,但为治疗方案的研究提供了一定的借鉴。     

丹参酮ⅡA磺酸钠对PM2.5染毒血管内皮细胞的保护作用

目的 观察丹参酮ⅡA磺酸钠(STS)对PM2.5引起的血管内皮细胞EA.hy926损伤的保护作用.方法 取对数生长期EA.hy926细胞分为对照组、100 μg/mL PM2.5组及STS干预组(先给予12.5、25、50 μg/mL STS干预后再加入100 μg/mL PM2.5).24 h后CCK8法测定细胞的存活率,荧光标记法检测细胞内氧自由基生成情况,流式细胞术检测细胞凋亡率,Western blot法检测凋亡蛋白酶Caspase-9和Caspase-3的表达变化.结果 PM2.5对EA.hy926细胞有明显的毒性,可以导致细胞内氧自由基生成增多,并引起Caspase-9和Caspase-3活化造成细胞凋亡,与对照组比较差异有统计学意义;STS可以抑制PM2.5对EA.hy926细胞的毒性,降低胞内活性氧(ROS)生成及Caspase-9和Caspase-3的活化,减少细胞凋亡数目,与PM2.5组比较差异有统计学意义.结论 丹参酮ⅡA磺酸钠可以减少PM2.5引起的血管内皮细胞凋亡,其保护作用可能与抑制氧自由基生成有关.     

男性雄激素影响血管内皮细胞机制的研究进展

雄激素是体内决定男性特征的最重要物质,其生理作用贯穿男性生命周期的全部生理活动。血管内皮细胞损伤参与心血管、男性生殖等慢性疾病的发生、发展。雄激素主要通过结合雄激素受体影响血管内皮细胞功能,亦可转化为雌激素发挥部分作用,其主要途径是调节炎症反应、氧化应激、细胞增殖、细胞凋亡、细胞迁移及血脂代谢。生理量雄激素具有保护作用,其水平异常则表现损害作用。该文综述雄激素调节血管内皮细胞功能的作用与机制,以期为防治相关疾病提供参考。     

中药及复方改善血管内皮细胞氧化应激损伤的研究进展

动脉粥样硬化、冠心病等心血管疾病的病理生理基础是病理性血管重构,而血管内皮细胞(vascular endothelial cell,VEC)功能障碍是病理性血管重构的始动环节。VEC是锚定在基底层、与血液成分和细胞直接接触的单层细胞,是氧化应激、活性氧及其相关信号通路的作用靶点。近年来,中药在治疗心血管疾病方面卓有成效,许多中药复方、中药提取物可通过抗氧化作用保护VEC,调节心血管疾病的发生发展。本文对近年来中药及复方改善VEC氧化应激损伤的作用及其相关机制的研究进行总结,为推动其抗氧化研究及应用提供参考。     

Nrf2/HO-1信号轴在氧化应激性疾病中的机制

在氧化应激性疾病发生发展过程中,活性氧(reactive oxygen species,ROS)的清除障碍或生成过多导致爆发性释放后,可损伤机体各组织器官。最新研究证明：核因子E2相关因子2/血红素加氧酶-1(nuclear factor erythroid-2-related actor 2/heme oxygenase 1,Nrf2/HO-1)信号轴通过发挥抗炎、抗氧化、减少线粒体损伤、调节钙离子内流、调控细胞凋亡(apoptosis)、焦亡(pyroptosis)、铁死亡(ferroptosis)及自噬(autophagy)等作用,抵抗氧化应激损伤,这为它在不同脏器(呼吸、心血管、神经、消化、泌尿、血液)的氧化应激性疾病中的治疗潜力提供了分子机制上的理论基础。因此,有效调控Nrf2/HO-1信号轴可成为治疗氧化应激性疾病的重要靶点。     

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征与心律失常

睡眠相关的呼吸紊乱在已确诊的心血管疾病患者中高度流行,阻塞性呼吸暂停在睡眠中引起间歇性的低氧血症和二氧化碳潴留,在自主神经功能、血管活性物质、炎症、氧化应激、内皮功能、血栓形成、胸腔压力等病理生理方面促进了心脏和血管疾病的发生,与心律失常有着密切的关系。     

Airborne fine particulate matter induced pulmonary inflammation as well as oxidative stress in neonate rats

Background Airborne fine particulate matter （PM） can induce pulmonary inflammation which may adversely affect human health, but very few reports about its effect on the neonate rats are available. This study aimed to observe the potential impact and toxicity of fine PMs on the airway in neonate rats.Methods Pulmonary inflammation, cytotoxicity, histopathology, and antioxidants as well as oxidant products were assessed 24 hours after intratracheal instillation of fine PM consecutively for 3 days. Cytotoxicity of fine PM was measured in Hep-2 cells.Results Rats treated with high dose fine PM developed significant pulmonary inflammation characterized by neutrophiland macrophage infiltration. The inflammatory process was related to elevated level of TNF-α and prooxidant/antioxidant imbalance in the lung. Cytotoxicity studies performed in human epithelial cells indicated that high dose fine PM significantly reduced cell viability.Conclusion The study demonstrated acute exposure to fine PM induced airway inflammation as well as increased oxidative stress in addition to its direct toxic effect on airway epithelium cells.     

PM2．5对被动吸烟大鼠慢性气道炎症及氧化应激反应的影响

目的探讨PM2．5短期暴露对被动吸烟大鼠慢性气道炎症和氧化应激反应的影响及可能机制。方法48只雄性Wistar大鼠分为正常对照组（n=12）和被动吸烟模型组（n=36）,后者在给予被动吸烟45d后再随机分为单纯被动吸烟组、低剂量（1．25mg／mL）PM2.5暴露组和高剂量（5mg／mL）PM2．5暴露组（n=12）。在末次PM2．5染毒24h时点,测定大鼠肺功能;收集支气管-肺泡灌洗液（BALF）,细胞涂片及吉姆萨（Giemsa）染色后进行细胞计数及分类,对BALF中自介素-6（IL-6）、丙二醛（MDA）、总抗氧化能力（T-AOC）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH—Px）和过氧化氢酶（CAT）等指标进行检测;取左肺上叶肺组织,利用光学显微镜（光镜）和透射电子显微镜（透射电镜）观察肺组织学改变和细胞超微结构。结果单纯被动吸烟组和PM2．5暴露组BALF中自细胞总数均显著高于正常对照组（P〈0．05）,高剂量PM2．5暴露组中性粒细胞百分比显著高于低剂量PM2．5暴露组（P〈0．05）。随着PM2．5暴露浓度的升高,大鼠肺功能参数显著降低（P〈0．05）。与正常对照组比较,单纯被动吸烟组和PM2．5暴露组BALF中IL-6和MDA水平显著升高,T-AOC、GSH—Px和CAT水平显著降低,差异均有统计学意义（P〈0．05）;与单纯被动吸烟组比较,高剂量PM2．5暴露组IL-6和MDA水平显著升高,T-AOC、GSH—Px和CAT水平显著降低,差异均有统计学意义（P〈0．05）。光镜观察可见单纯被动吸烟组大鼠的支气管壁、血管腔及小气道内中性粒细胞、淋巴细胞、巨噬细胞及嗜酸性粒细胞浸润,肺泡间隔明显变薄或融合,肺泡腔内渗出、充血,肺泡管扩张等结构破坏;PM2.5暴露组上述炎症过程进一步加剧,透射电镜观察发现巨噬细胞和肺泡Ⅱ型上皮细胞超微结构发生明显改变。结论PM2．5短期暴露可加重被动吸烟大鼠气道慢性炎症及氧化应激反应。     

PM2.5对THP1巨噬细胞TLR4表达及氧化应激水平的影响

目的探讨大气细颗粒物（particulate matters,PM）2.5对THP1巨噬细胞TLR4表达及氧化应激水平的影响。方法THP1巨噬细胞分别给予来自中国北京、美国巴尔的摩地区的PM2.5刺激24 h,检测巨噬细胞TLR4、Nrf2表达水平,以及细胞内活性氧（ROS）产生水平。结果与对照组比较,低浓度（50 μg/mL）北京地区和巴尔的摩地区PM2.5刺激24 h后,细胞TLR4、Nrf2表达水平与细胞内ROS产生水平均升高（P < 0.05）。与对照组比较,高浓度（200 μg/mL）北京地区和巴尔的摩地区PM2.5刺激24 h后,细胞TLR4表达水平、Nrf2表达水平均降低（P < 0.05）,北京地区组细胞内ROS产生水平降低（P < 0.05）,巴尔的摩地区组细胞内ROS升高（P < 0.05）。结论低浓度PM2.5可促进巨噬细胞TLR4表达,升高氧化应激水平,高浓度PM2.5可降低巨噬细胞TLR4表达,降低氧化应激水平。     

Oxidative Damage to Lung Tissue and Peripheral Blood in Endotracheal PM2.5-treated Rats

Objective To investigate the oxidative damage to lung tissue and peripherial blood in PM2.5-treated rats. Methods PM2.5 samples were collected using an auto-sampling instrument in summer and winter. Treated samples were endotracheally instilled into rats. Activity of reduced glutathione peroxidase （GSH-Px） and concentration of malondialdehyde （MDA） were used as oxidative damage biomarkers of lung tissue and peripheral blood detected with the biochemical method. DNA migration length （μm） and rate of tail were used as DNA damage biomarkers of lung tissue and peripheral blood detected with the biochemical method. Results The activity of GSH-Px and the concentration of MDA in lung tissue significantly decreased after exposure to PM2.5 for 7-14 days. In peripheral blood, the concentration of MDA decreased, but the activity of GSH-Px increased 7 and 14 days after experiments. The two indicators had a dose-effect relation and similar changing tendency in lung tissue and peripheral blood. The DNA migration length （μm） and rate of tail in lung tissue and peripheral blood significantly increased 7 and 14 days after exposure to PM2.5. The two indicators had a dose-effect relation and similar changing tendency in lung tissue and peripheral blood. Conclusion PM2.5 has a definite oxidative effect on lung tissue and peripheral blood. The activity of GSH-Px and the concentration of MDA are valuable biomarkers of oxidative lung tissue damage induced by PM2.5. The DNA migration length （μm） and rate of tail are simple and valuable biomarkers of PM2 5-induced DNA damage in lung tissues and peripheral blood. The degree of DNA damage in peripheral blood can predict the degree of DNA damage in lung tissue.     

肠道菌群失调与血管内皮损伤的相关机制研究概况

肠道菌群是一个具有调控机体屏障、调节代谢活动等功能的重要微生物群。近年来研究发现,肠道菌群紊乱与多种疾病相关。肠道菌群及其代谢产物的失调可能会引起血管内皮炎症、氧化应激等,可能是血管内皮损伤的重要因素之一。该文综述近年来肠道菌群在血管内皮损伤中的作用机制及相关治疗方法,为优化心血管疾病的治疗策略提供新的理论参考。