地磁活动影响心血管疾病的作用机制

陈新利 丁永丽 邓杨林 常伟宇 董亮 吴晖

研究表明，心血管疾病的发病除了受年龄、饮食习惯、体力活动、机体自身状况等内在因素影响外，还可能与自然界的一些突发事件如太阳活动及其引起的地磁场干扰等外界因素有关[1-2]。地球磁场是生命的屏障，生物的生长、发育和迁徙都需要地磁场，人类活动与地球磁场有着密不可分的联系[3]。地磁活动对人体健康的影响是新兴的研究领域，由于地磁活动具有长期性和不可感知性，该领域的探索显得尤为重要。

1 地磁活动对心血管疾病的影响

太阳是距离地球最近的恒星，通过微波、红外线、可见光、紫外线等源源不断地向地球输送能量，影响人类的生产生活[4-5]。早在20世纪六七十年代，科学家就对地磁活动与心血管疾病的关系做了探索性研究。Malin 等[6]发现1967 年至1972 年，印度地区地磁活动强度与医院心脏病房每天收治的急诊患者人数呈明显相关性（P＜0.05）。1 项回顾性研究对立陶宛连续25 年间（1989 年至2013 年）的人口死亡分布进行统计分析，发现缺血性心脏病的死亡分布时间与地磁活动有关[7]。地磁暴可能会影响心肌梗死、稳定性心绞痛、急性冠状动脉综合征、心律失常等的发生发展，导致不良心血管事件发生风险增加。

1.1 地磁活动对心肌梗死的影响

Samsonov 等[8]回顾性分析了1992 年至2001 年约14.5 万份救护车医疗服务病历，发现地磁活动与心肌梗死发病率具有一定的相关性。与太阳活动极小年（1998 年）相比，太阳活动极大年（1992 年）的心脏病发作次数超过极小年的1.5 倍。Vencloviene 等[9]分析了立陶宛考纳斯市2005 年至2006 年1 979 例心血管疾病患者的临床数据，发现地磁爆发2 d 后，ST 段抬型高心肌梗死发病率会增加1.5 倍。本课题组也发现地磁活动后2～3 d 内心肌梗死等阻塞性心脑血管疾病的发病率有明显上升趋势[4]。Jaruševičius 等[10]分析了2016 年1 月至12 月被诊断为心肌梗死的435 例男性和268 例女性患者，发现地磁活动与每周ST 段抬高型心肌梗死的发病数量有关。1 项对美国263 个城市进行的大规模流行病学调查研究发现，地磁活动KP 指数每增加1 个标准差，心肌梗死等心血管疾病死亡人数在冬季会增加0.54%（P＝0.000 5；95%CI：0.23～0.84），秋季会增加0.46%（P＝0.000 01；95%CI：0.23～0.7）[11]。

Dorman 等[12]观察心肌梗死等心血管疾病可地磁活动强度和时间变化的关系，发现地磁活动强度越强，心肌梗死的发病率越高，提示地磁活动的强弱和时间与心血管事件发病率密切相关。

1.2 地磁活动对急性冠状动脉综合征的影响

1 项回顾性研究分析了立陶宛考纳斯市的1 548 例急性冠状动脉综合征患者的临床数据，发现在糖尿病和代谢综合征患者中，地磁暴与急性冠脉综合征的发生风险存在相关性；且代谢综合征患者发生急性冠脉综合征的风险与地磁暴的持续天数以及地磁暴前后1～2 d 相关（OR＝1.31,95% CI：1.00～1.73）[13]。曾治权等[1]对北京地区70 万人中冠状动脉粥样硬化心脏病（冠心病）急性发作与某些地磁活动因子间的关系进行研究，证实地磁活动具有诱发冠心病急性发作的风险。

1.3 地磁活动对稳定型心绞痛的影响

据报道，地磁暴之后的2 d，伴有心肌梗死病史的患者发生稳定型心绞痛的风险更高（OR＝1.53,95% CI：1.05～2.04），同样对于伴有稳定型心绞痛病史的患者，地磁暴会使其ST 段抬高型心肌梗死的发生风险增加，结果提示地磁暴会增加心血管疾病患者的稳定型心绞痛发生风险[9]。

1.4 地磁活动对心律失常的影响

地磁活动与心律失常的发生率呈负相关[14-16]，弱地磁活动会使心律失常的发生风险增加。一项大规模队列研究显示，地磁活动水平越高，使用植入式心律转复除颤器治疗的频率也越低[17]。

2 地磁活动对心血管疾病的影响机制

由于地磁活动对心血管疾病的影响是多方面的，且二者间作用机制较为复杂，目前尚未明确。研究表明，地磁活动会改变褪黑素水平、心率变异性、血压以及血黏度等，进而影响心血管疾病的发生发展。

2.1 褪黑素

褪黑素在改善睡眠、延缓衰老、调节免疫及多种心血管疾病中起着重要作用。研究显示在心肌梗死和（或）猝死风险较高的患者中，褪黑素水平显著降低[18]。近年来，国内外学者对褪黑素进行了深入研究，发现地磁活动会影响人体褪黑素的水平。Vencloviene 等[9]报道了地磁爆发会使褪黑素水平降低。Warille 等[19]发现，不同频率的磁场对激素和酶活性有影响。随着磁场的增强，人体褪黑素及其代谢产物水平均显著下降。Bartcsch 等[20]通过动物实验发现地磁爆发能刺激交感神经，从而影响松果体及其5-羟色胺-N-乙酰基转移酶（褪黑素重要合成酶）的活性；若地磁爆发的强度进一步增加，则能够影响 N-乙酰血清素-O-甲基转移酶（褪黑素重要合成酶）的活性，导致动物体内褪黑素水平改变。本课题组的研究也证实了该观点，地磁辐射组大鼠的褪黑素水平［（396.47±27.77）pg/mL］明显低于地磁屏蔽组［（594.62±42.84）pg/mL］和普通环境组［（546.54±23.47）pg/mL,P＜0.01］，表明处于强地磁辐射的环境中，褪黑素的分泌显著降低；处于无地磁干预的环境中，褪黑素的分泌则显著增加[21]。

2.2 心率变异性

心率变异性是评价自主神经系统功能的重要标志，也是心源性猝死的预测指标[22]。据报道，在没有心血管病史的人群中，较低的心率变异性可能会增加32%～45%的首发心血管事件发生风险[23]，并且是心源性猝死的预测因子[24]。据报道，地磁活动与心率变异性降低有关[9,25-26]。McCraty等[27]监测了10 名健康志愿者在连续31d 内的心率变异性，发现志愿者每天的自主神经系统活动会随着地磁活动的变化产生同步效应。李冠羲等[22]研究发现，在地磁变化前后对照组心率变异性指标无显著性差异，而冠心病患者心率变异性指标中的平均正常RR 间期的标准差（SDNN）、三角指数（TRI）、相邻正常RR 间期平均值标准差（SDANN）均低于地磁宁静期（P＜0.05），表明地磁变化仅对冠心病患者的心率变异性有影响，会诱发心脏自主神经功能损害加重，提示地磁活动可能诱导冠心病急性发作。

2.3 血黏度

血流动力学指标如血黏度在预测、诊疗心血管疾病方面具有重要的临床价值。当血液黏度增高时，血液流动性降低，易引发心血管疾病[28]。地磁活动会使血液黏度升高[9]。苏文华等[29]研究发现，地磁活动时稳定型心绞痛组和非冠心病组的低剪切力全血黏度、高剪切力全血黏度均高于地磁宁静时（P＜0.05），提示无论生理或病理状态下，太阳活动引起地磁场变化可导致血黏度升高，可能会增加心血管疾病的发生风险。

2.4 血压

1 项研究监测了86 名健康志愿者在地磁活动当天及前后3 d 内的血压变化，结果显示，地磁活动极强组的平均收缩压和舒张压显著升高，且在地磁暴前2 d 开始，一直持续到地磁暴后2 d[30]。其他研究也得到相似结论，即地磁活动会导致血压明显升高[9,31-32]。

3 小结

由于地磁爆发具有短时性、间歇性及随机性，使得大量的研究只能是患病率统计和人体生理指标变化的相关性分析，难以进行发病机制的深入探究。未来的研究应重点关注地磁活动对心血管疾病的影响机制。