青年健康志愿者交通主干道短期暴露前后其心率变异性的改变

于莹莹,宋宏 ,熊移民 ,王方 ,王育珩 ，赵丽 ,杨振

(1.广州铁路疾病预防控制中心，广东 广州 510010; 2.中山大学公共卫生学院，广东 广州 510080 )



青年健康志愿者交通主干道短期暴露前后其心率变异性的改变

于莹莹1,2,宋宏2,熊移民1,王方1,王育珩1，赵丽1,杨振1

(1.广州铁路疾病预防控制中心，广东 广州 510010; 2.中山大学公共卫生学院，广东 广州 510080 )

目的 观察青年健康志愿者短期暴露交通主干道前后，心率变异性的改变。方法 健康志愿者16名，男女各半。动态连续监测每个研究对象在一天之中暴露交通主干道的污染物浓度及心率变异性。结果 PM10、NO2、CO浓度在交通主干道的暴露时段显著高于暴露前及暴露后清洁环境的两个时段。心率变异性中rMSSD、LF、HF暴露时段均高于暴露前后两个时段的水平；SDNN在暴露时段高于暴露后时段的水平。结论 受自主神经支配的HRV指标(rMSSD，LF，HF)在主干道暴露时段水平的升高，提示该指标在短期暴露效应上是敏感的。

交通主干道污染；青年志愿者；短期暴露；心率变异性

大量研究表明，空气污染的短期及长期暴露与近年来心血管疾病发病率与死亡率的逐渐上升有很大联系[1]，特别是患有心肺疾患的病人对空气污染更为敏感[2]。有研究指出空气污染物通过作用于呼吸道、炎症反应或通过化学反应作用于心肌细胞的离子通道等引起心脏自主神经的改变，心率变异性HRV的降低被认为是影响心血管死亡率及发生率的一个危险因素[3]。

本研究通过实验研究，招募年轻健康志愿者，在实验期间内监测志愿者在交通主干道主要污染物的个体暴露浓度及动态心电图。通过短期暴露，探索主干道环境暴露对年轻健康的人群心率变异性的急性效应。

1 方法

1.1 研究对象

入选对象满足无吸烟喝酒嗜好，无心肺功能疾病史，近两周无身体不适，BMI≤30，血压、常规心电图、血常规正常。符合条件者中抽取对象共16名，男女各半，年龄20～28岁。

1.2 研究设计

本研究于2009年12月进行。采用pannel study[4]研究设计，研究对象进行重复多测量。监测分为三个时段，同时监测个体暴露及动态心电图。暴露时段设置在交通主干道，暴露前、后两个时段环境为校园。监测过程志愿者均为安静坐位。

1.3 仪器与测量

环境监测为尾气主要污染物NO2、CO、PM10每5 min读数1次。PM10采用P-5L2C型数字粉尘仪(北京新技术应用研究所)。NO2采用Interscan 4150型二氧化氮分析仪(北京天跃环保科技有限公司)。CO采用Interscan 4140型一氧化碳分析仪(北京天跃环保科技有限公司)。温湿度采用TES1360型数字温湿度测量仪(TES电气电子公司)。动态心电图采用群天动态心电图PI200A-A(上海群天通用电器有限公司)，由专业医师佩戴动态心电图仪，每5 min自动记录结果，由医师出具结果报告。

1.4 统计分析

2 结果

空气污染物结果见表1，HRV的比较结果见表2。

表1 不同时段主要空气污染物浓度的比较 ρ/(mg·m-3 )

注：*表示三个时段进行比较，P<0.05。

表1中尾气暴露时段的污染物PM10、NO2、 CO均值均显著高于尾气暴露前后校园环境污染物浓度值，P<0.05。

表2 三时段HRV各指标比较

注：*与第一时段比较，P<0.01；#与第三时段比较，P<0.01

表2可以看出，rMSSD、LF、HF在尾气暴露时段均高于暴露前后时段的水平，P<0.01;尾气暴露时段的SDNN高于暴露后三个小时时段的水平P<0.01。表明在污染物浓度最高的暴露阶段，HRV心率变异性增大。

3 讨论

本研究通过对低暴露、无吸烟、健康的青年志愿者经过三个时段：从清洁安静场所到交通主干道再回到清洁安静场所，这样的实验顺序可以清楚地了解到低暴露的健康志愿者在急性高暴露前、中、后HRV的变化，探讨交通主干道环境对健康青年心血管方面的急性效应影响。监测数据显示污染物浓度在交通主干道旁显著高于尾气暴露前后校园内办公室场所的浓度。与之对应的5 minHRV监测数据显示rMSSD、LF、HF在主干道的时段高于暴露前后的时段，SDNN在高暴露时段与暴露前相比并未显著变化，但在暴露后的时段有显著下降，可能为污染物对其的滞后效应。

近年来在空气污染对健康的研究中，HRV常被用来作为心血管系统方面的指标来探索空气污染导致心血管疾病的机制。一些研究表明HRV的降低与临床心血管疾病的发生有显著相关性，他们认为空气污染尤其是颗粒物能导致心脏自主神经调节紊乱[5]。 以往研究以老年及易感者居多，结果多显示PM水平增高，HRV降低[6]。但对青年人的研究，结果却呈现不一致性。 吴少伟等指出SDNN与HF的升高与PM2.5呈负相关[7]。Alon Peretz等在不同浓度尾气条件暴露的实验研究中指出除了高浓度组(200μg/m3)与对照组相比HF增高，其他浓度组之间HRV的变化并不呈现一致性[8]。Riediker则指出 SDNN及 HF随着PM增高而增高[9]。同样是交通污染暴露，HRV的变化因研究对象的不同而异，对于老年人呈心率变异性降低，而对于青年人则可出现HRV增高。

本研究中，LF、HF、rMSSD水平在交通主干道暴露时段显著高于清洁环境下的水平。说明交通主干道暴露环境下，机体HRV增高，与Riediker及Alone Peretz对青年志愿者短期暴露的研究结果类似。这说明机体心率变异性的降低在健康成年人的短期效应中并不突出，与个体体质有关，并在短期暴露尾气后，有升高的趋势。而且在本研究中，研究对象不是高暴露人群，在机体突然接受高暴露的尾气后出现HRV的增高，提示可能为青年人机体早期暴露后的应激反应。这可能由于自主神经功能的改变与年龄、是否有潜在的心肺疾病有关，这就使得自主神经系统对刺激物比如环境污染物的反应在不同年龄、不同健康状态或者有无潜在疾病的人群间具有差异。本研究中，LF、HF、rMSSD在暴露时段高于其他两个时段，说明健康成年人应对交通主干道环境，迷走神经兴奋增强，可能是机体积极应对的一种防御性反应。

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The Change of Heart Rate Variability after Short-Term Exposure to high Vehicle Emissions in Healthy Human Volunteers

YU Yingying1,2，SONG Hong2，XIONG Yiming1,WANG Fang1,WANG Yuheng1，ZHAO Li1，YANG Zhen1

(1.Guangzhou railway Center for Disease Control and Prevention，Guangzhou 510010,China ; 2.Sun Yat-sen University School of Public Health，Guangzhou 510080,China)

Objective The study was to observe the change of Heart variability after Short-Term Exposure to the traffic trunk road in Healthy Human Volunteers. Method A total of 16 health human volunteers underwent this study. Continuous measurements of personal exposure to PM10，NO2and CO and ambulatory electrocardiogram (ECG) monitoring were conducted on each subject on three experimental phases which are before，during and after exposure to the traffic trunk road. Result The concentration of PM10，CO and NO2on traffic road is significant higher than clean environment. LF，HF and rMSSD in the second stage is significant higher than the first and the third stage. SDNN in the second stage is significant higher than the third stage. Conclusion rMSSD，LF，HF of HRV are increased when expose to traffic trunk road indicate that they are sensitive as indicator.

traffic trunk road； healthy human volunteers；short-term exposure；heart rate variability

2095-1671(2015)05-0234-03

2015-07-23；

2015-09-10

于莹莹(1983—),女，湖南邵阳人，硕士研究生，公卫医师，从事环境卫生学研究。

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