Статья
О роли загрязнения воздуха взвешенными частицами в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний. Меры профилактики
В обзоре освещены современные представления о роли загрязнения атмосферного воздуха взвешенными частицами (particulate matter, или PM) в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Для этой цели были использованы материалы статей, индексированных в базах PubMed и РИНЦ. Рассмотрены результаты влияния PM в зависимости от их размера, происхождения, химического состава, концентрации в воздухе на возникновение и прогрессирование ССЗ, меры профилактики. РМ с аэродинамическим диамет - ром ≤2,5 мкм (PM2,5) признаны самыми опасными. Эпидемиологическими исследованиями установлено дозозависимое действие РМ на клетки. Окислительный стресс, повреждение генома клеток и эпигенетические изменения при действии РМ являются важным звеном патогенеза ССЗ. Систематизация научных результатов посредством формализованного описания способствует пониманию патогенеза ССЗ, и облегчает использование этих результатов в практической медицине для оценки риска возникновения, ранней диагностики, прогноза, повышения эффективности лечения больных и разработки мер профилактики.
1. Lelieveld J, Evans JS, Fnais M, et al. The contribution of outdoor air pollution sources to premature mortality on a global scale. Nature. 2015;525:367-71. doi:10.1038/nature15371.
2. GBD 2015 Risk Factors Collaborators. Global, regional, and national comparative risk assessment of 79 behavioural, environmental and occupational, and metabolic risks or clusters of risks, 1990-2015: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2015. Lancet. 2016;388(10053):1659-724. doi:10.1016/S0140-6736(16)31679-8.
3. World Health Organization: Ambient (outdoor) air quality and health. 2018. https://www.who.int/en/news-room/fact-sheets/detail/ambient-(outdoor)-air-quality-and-health (14 Nov 2019).
4. Европейские рекомендации по профилактике сердечно-сосудистых заболеваний в клинической практике (пересмотр 2016). Российский кардиологический журнал. 2017;22(6):7-85. doi:10.15829/1560-4071-2017-6-7-85.
5. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2016 году: Государственный доклад. — М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2017. https://www.rospotrebnadzor.ru/upload/iblock/0b3/gosudarstvennyydoklad-2016.pdf (14 ноября 2019).
6. McGuinn LA, Ward-Caviness CK, Neas LM, et al. Association between satellite-based estimates of long-term PM2.5 exposure and coronary artery disease. Environ Res. 2016;145:9-17. doi:10.1016/j.envres.2015.10.026.
7. Meng X, Zhang Y, Yang K-Q, et al. Potential Harmful Effects of PM 2.5 on Occurrence and Progression of Acute Coronary Syndrome: Epidemiology, Mechanisms, and Prevention Measures. Int J Environ Res Public Health. 2016;13:748. doi:10.3390/ijerph13080748.
8. Li J, Cheng Y, Guo S, et al. Association between ambient particulate matter air pollution and ST-elevation myocardial infarction: A case-crossover study in a Chinese city. J Chemosphere. 2018;12: 219:724-9. doi:10.1016/j.chemosphere.2018.12.094.
9. Chen SY, Wu CF, Lee JH, et al. Associations between long-term air pollutant exposures and blood pressure in elderly residents of Taipei city: a cross-sectional study. Environ Health Perspect. 2015;123:779-84. doi:10.1289/ehp.1408771.
10. Liu C, Chen R, Zhao Y, et al. Associations between ambient fine particulate air pollution and hypertension: a nationwide crosssectional study in China. Sci Total Environ. 2017;584-585:869-74. doi:10.1016/j.scitotenv.2017.01.133.
11. Lui H, Tian Y, Cao Y, et al. Fine particulate air pollution and hospital admissions and readmissions for acute myocardial infarction in 26 Chinese cities. J Chemosphere. 2018;192:282-8. doi:10.1016/j.chemosphere.2017.10.123.
12. Yang BY, Guo Y, Bloom MS, et al. Ambient PM1 air pollution, blood pressure, and hypertension: Insights from the 33 Communities Chinese Health Study. Environ Res. 2019;170:252-9. doi:10.1016/j.envres.2018.12.047.
13. Rajagopalan S, Al-Kindi SG, Brook RD. Air Pollution and Cardiovascular Disease: JACC State-of-the-Art Review. J Am Coll Cardiol. 2018;72(17):2054-70. doi:10.1016/j.jacc.2018.07.099.
14. Wang X, Kindzierski W, Kaul P. Comparison of transient associations of air pollution and AMI hospitalisation in two cities of Alberta, Canada, using a case-crossover design. BMJ Open. 2015;5(11):e009169. doi:10.1136/bmjopen-2015-009169.
15. Zhang Q, Qi W, Yao W, et al. Ambient particulate matter (PM 2.5 /PM10) exposure and emergency department visits for acute myocardial infarction in Chaoyang District, Beijing, China during 2014: A case-crossover study. J Epidemiol. 2016;26(10):538-45. doi:10.2188/jea.JE20150209.
16. Shahrbaf MA, Mahjoob MP, Khaheshi I, et al. The role of air pollution on ST-elevation, myocardial infarction: a narrative mini review. Future Cardiol. 2018;14(4):301-6. doi:10.2217/fca-2017-0078.
17. Bourdrel T, Bind M-A, Béjot Y, et al. Cardiovascular effects of air pollution. Arch Cardiovasc Dis. 2017;110(11):634-42. doi:10.1016/j.acvd.2017.05.00.
18. Lin H, Guo Y, Zheng Y, et al. Long-Term Effects of Ambient PM2.5 on Hypertension and Blood Pressure and Attributable Risk Among Older Chinese Adults. Hypertension. 2017;69(5):806-12. doi:10.1161/HYPERTENSIONAHA.116.08839.
19. Song J, Lu M, Lu J, et al. Acute effect of ambient air pollution on hospitalization in patients with hypertension: A time-series study in Shijiazhuang, China. Ecotoxicol Environ Saf. 2019;170:286-92. doi:10.1016/j.ecoenv.2018.11.125.
20. Lawal AO. Air particulate matter induced oxidative stress and inflammation in cardiovascular disease and atherosclerosis: The role of Nrf2 and AhR-mediated pathways. Toxicol Lett. 2017;270:88-95. doi:10.1016/j.toxlet.2017.01.017.
21. Stone V, Miller M R, Clift MJD, at al. Nanomaterials Versus Ambient Ultrafine Particles: An Opportunity to Exchange Toxicology Knowledge. Environ Health Perspect. 2017;125(10):106002. doi:10.1289/EHP424.
22. Kelly FJ, Fussel JC. Role of oxidative stress in cardiovascular disease outcomes following exposure to ambient air pollution. Free Radic Biol Med. 2017;110:345-67. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2017.06.019.
23. Li R, Kou X, Geng H, et al. Mitochondrial damage: An important mechanism of ambient PM 2.5 exposure-induced acute heart injury in rats. J Hazard Mater. 2015;287:392-401. doi:10.1016/j.jhazmat.2015.02.006.
24. Kennedy DJ, Shrestha K, Sheehey B, et al. Elevated plasma marinobufagenin, an endogenous cardiotonic steroid, is associated with right ventricular dysfunction and nitrative stress in heart failure. Circ Heart Fail. 2015;8:1068-76. doi:10.1161/CIRCHEARTFAILURE.114.001976.
25. Thondapu V, Bourantas CV, Foin N, et al. Biomechanical stress in coronary atherosclerosis: Emerging insights from computational modelling. Eur Heart J. 2017;38(2):81-92. doi:org/10.1093/eurheartj/ehv689.
26. Gillette M, Morneau K, Hoang V, et al. Antiplatelet management for coronary heart disease: Advances and challenges. Curr Atheroscler Rep. 2016;18(6):35. doi:10.1007/s11883-016-0581-6.
27. Mordukhovich I, Coull B, Kloog I, et al. Exposure to sub-chronic and long-term particulate air pollution and heart rate variability in an elderly cohort: the Normative Aging Study. Environ Health. 2015;14:87. doi:10.1186/s12940-015-0074-z.
28. Wagner JG, Kamal AS, Morishita M, et al. PM 2.5-induced cardiovascular dysregulation in rats is associated with elemental carbon and temperature-resolved carbon subfractions. Part Fibre Toxicol. 2014;11:25. doi:10.1186/1743-8977-11-25.
29. Bai X, Liu Y, Wang S, et al. Ultrafine particle libraries for exploring mechanisms of PM2.5-induced toxicity in human cells. Ecotoxicol Environ Saf. 2018;157:380-7. doi:0.1016/j.ecoenv.2018.03.095.
30. Устинова О.Ю., Власова Е.М., Носов А.Е. и др. Оценка риска развития сердечно-сосудистой патологии у шахтеров, занятых подземной добычей хромовой руды. Анализ риска здоровью. 2018;3:94-103. doi:10.21668/health.risk/2018.3.10.
31. Feng L, Yang X, Asweto CO, et al. Low-dose combined exposure of nanoparticles and heavy metal compared with PM2.5 in human myocardial AC16 cells. Environ Sci Pollut Res Int. 2017;24(36):27767-77. doi:10.1007/s11356-017-0228-3.
32. McGuinn LA, Schneider A, Robert W, et al. Association of longterm PM2.5 exposure with traditional and novel lipid measures related to cardiovascular disease risk. Environ Int. 2019;122:193- 200. doi:10.1016/j.envint.2018.11.001.
33. Wu XM, Broadwin R, Basu R, et al. Associations between fine particulate matter and changes in lipids/lipoproteins among midlife women. Sci Total Environ. 2019;654:1179-86. doi:10.1016/j.scitotenv.2018.11.149.
34. Byun HM, Colicino E, Trevisi L, et al. Effects of Air Pollution and Blood Mitochondrial DNA Methylation on Markers of Heart Rate Variability. J Am Heart Assoc. 2016;5(4):pii: e003218. doi:10.1161/JAHA.116.003218.
35. Rodosthenous RS, Coull BA, Lu Q, et al. Ambient particulate matter and microRNAs in extracellular vesicles: a pilot study of older individuals. Part Fibre Toxicol. 2016;13:13. doi:10.1186/s12989-016-0121-0.
36. Robertson S, Miller MR. Ambient air pollution and thrombosis. Part Fibre Toxicol. 2018;15:1. doi:10.1186/s12989-017-0237-x.
37. Feng L, Yang X, Asweto CO, et al. Genome-wide transcriptional analysis of cardiovascular-related genes and pathways induced by PM2.5 in human myocardial cells. Environ Sci Pollut Res Int. 2017;24(12):11683-93. doi:10.1007/s11356-017-8773-3.
38. Wang Y, Zou L, Wu T, et al. Identification of mRNA-miRNA crosstalk in human endothelial cells after exposure of PM2.5 through integrative transcriptome analysis. Ecotoxicol Environ Saf. 2019;169:863-73. doi:10.1016/j.ecoenv.2018.11.114.
39. Xu X, Xu H, Qimuge A, et al. MAPK/AP-1 pathway activation mediates AT1R upregulation and vascular endothelial cells dysfunction under PM2.5 exposure. Ecotoxicol Environ Saf. 2019;170:188-94. doi:10.1016/j.ecoenv.2018.11.124.
40. Viehmann A, Hertel S, Fuks K, et al. Long-term residential exposure to urban air pollution, and repeated measures of systemic blood markers of inflammation and coagulation. Occup Environ Med. 2015;72:656-63. doi:10.1136/oemed-2014-102800.
41. Yorifuji T, Kashima S, Doi H. Fine-particulate air pollution from diesel emission control and mortality rates in Tokyo: a quasiexperimental study. Epidemiology. 2016;27:769-78. doi:10.1097/EDE.0000000000000546.
42. Yarahmadi M, Hadei M, Nazari SSH, et al. Mortality assessment attributed to long-term exposure to fine particles in ambient air of the megacity of Tehran, Iran. Environ Sci Pollut Res Int. 2018;25(14):14254-62. doi:10.1007/s11356-018-1680-4.
43. Faridi S, Shamsipour M, Krzyzanowski M, et al. Long-term trends and health impact of PM2.5 and O3 in Tehran, Iran, 2006-2015. Environ Int. 2018;114:37-49. doi:10.1016/j.envint.2018.02.026.
44. Азаров В.К., Гайсин С.В., Кутенёв В.Ф. К вопросу об экологически чистом городском транспорте. Журнал автомобильных инженеров. 2016;2:36-41.
45. Трескова Ю.В. Проблемы нормирования мелкодисперсных частиц в России и за рубежом. Молодой ученый. 2017;23:17-9. https://moluch.ru/archive/157/44398/ (15.11.2019).
46. Sofiev M, Winebrake JJ, Johansson L, et al. Cleaner fuels for ships provide public health benefits with climate tradeoffs. Nat Commun. 2018;9(1):406. doi:10.1038/s41467-017-02774-9
47. Ferguson MD, Semmens EO, Dumke C, et al. Measured pulmonary and systemic markers of inflammation and oxidative stress following wildland firefighter simulations. J Occup Environ Med. 2016;58:407-41. doi:10.1097/JOM.0000000000000688.
48. Héroux ME, Braubach M, Korol N, et al. Основные выводы о медицинских аспектах загрязнения воздуха: Проекты REVIHAAP и HRAPIE ВОЗ/ЕК. Гигиена и санитария. 2013;6:9-14.
49. Оганов Р.Г., Масленникова Г.Я. Индивидуальная профилактика сердечно-сосудистых заболеваний. Позиция европейских кардиологических обществ. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2017;16(1):4-7. doi:10.15829/1728-8800-2017-1-4-7.