大气颗粒物暴露及体力活动与我国中老年人心血管疾病的关联性研究

彭丹杏,汪宏莉

(广西师范大学体育与健康学院,广西 桂林 541006)

心血管疾病是全球人类死亡的原因之一,其危险因素众多,包括吸烟、不合理膳食、体力活动不足、超重和肥胖等[1]。近年来,越来越多研究发现空气污染暴露会增加心血管疾病发病及死亡风险[2-3],给国家带来巨大疾病负担[4]。大气颗粒物PM2.5和PM10是指空气中空气动力学当量直径≤2.5 μm和10 μm的颗粒物,此类污染物能深入肺部,进入血液,影响免疫、心血管系统和器官[5-7]。规律的体力活动是预防、治疗和康复心血管疾病的重要措施,研究发现增加中、高强度体力活动能降低中老年人心血管患病风险[8-9]。然而,近年来我国空气污染形势严峻,在大气颗粒物暴露下进行体力活动会增加每分通气量进而导致更多污染物在肺部沉积。已有研究表明,进行体力活动时吸入呼吸系统的沉积物比静息状态高4.5倍[10]。有关体力活动是否可抵消由空气污染对心血管健康造成损害的观点仍存在争议[11-13],且研究局限在发达国家,在暴露水平更高的低、中收入国家较为缺乏。此外,少有研究深入揭示长期颗粒物暴露影响心血管疾病,以及和体力活动的联合作用对心血管疾病的影响。因此,本研究探讨了长期颗粒物暴露(PM2.5和 PM10)及体力活动与我国中老年人心血管疾病的相关性。

1 对象与方法

1.1资料来源 本研究数据来源于北京大学国家发展研究院开展的CHARLS项目。该项目采用分层、多阶段、与人口规模大小成比例的概率抽样方法,覆盖全国28个省(自治区、直辖市)的150个县、450个社区(村),选取19 817名居民作为调查对象。本研究将45岁以下、体力活动等信息缺失的受访者剔除后,最终纳入19 432名研究对象。CHARLS为公开数据库,北京大学伦理审查委员会已批准了其研究方案。

1.2数据提取 CHARLS项目使用的是国际体力活动量表(IPAQ),该量表采集了个体一周内进行体力活动的强度、频率、时间信息。本研究将达到每周3 d及3 d以上高强度体力活动界定为高体力活动,达到每周3 d及3 d以上中强度体力活动界定为中体力活动,否则为低体力活动。颗粒物污染年平均暴露浓度根据研究对象居住地匹配我国生态环境部空气污染数据获取,根据PM2.5和PM10年平均暴露浓度中位数44.58 μg/m3和76.08 μg/m3,PM2.5划分为低浓度暴露(15.25～44.58) μg/m3和高浓度暴露(44.58～76.50) μg/m3,PM10划分为低浓度暴露(31.25～76.08) μg/m3和高浓度暴露(76.08～222.08) μg/m3。根据问卷中“是否有医生曾经告诉过您有心脏病如心肌梗塞、冠心病、心绞痛、充血性心力衰竭和其他心脏病?”判定是否有心血管疾病。根据中国统计年鉴三大经济带划分标准,地区划分为东部、中部和西部。

2 结果

2.1研究对象的基本特征 在纳入的19 432名研究对象中,男性共9 266例,占47.68%,年龄为(62.21±10.17)岁;患心血管疾病共1 357例,占6.98%; PM2.5和PM10年平均暴露浓度分别为(44.76±14.39) μg/m3和(81.69±27.70) μg/m3;低、中、高体力活动人群分别占46.29%、27.31%、26.40%;患高血压、血脂异常和糖尿病分别占总人群的11.18%、9.70%、5.37%;地区、城乡、教育水平、吸烟史、饮酒史等特征,见表1。

表1 研究对象基本特征

2.2不同浓度颗粒物暴露(PM2.5和PM10)及体力活动水平与心血管疾病的相关性 在校正年龄、性别、地区、城乡、教育水平、体力活动、吸烟史、饮酒史、高血压、血脂异常、糖尿病后,高浓度PM2.5暴露(OR=1.238,95%CI:1.099～1.395)和高浓度PM10暴露(OR=1.347,95%CI:1.200～1.512)是我国中老年人心血管疾病的危险因素。在校正年龄、性别、地区、城乡、教育水平、吸烟史、饮酒史、高血压、血脂异常、糖尿病后,分别校正PM2.5和PM10,高体力活动(OR=0.838,95%CI:0.720～0.976)、(OR=0.840,95%CI:0.722～0.979)是我国中老年人心血管疾病的保护因素,如表2所示。

表2 颗粒物暴露(PM2.5和PM10) 或体力活动和心血管疾病的Logistic回归分析

2.3颗粒物(PM2.5和PM10) 暴露及体力活动联合作用对心血管疾病的影响 以低浓度PM2.5暴露合并高体力活动为对照组,低浓度PM2.5暴露合并中体力活动的心血管疾病患病风险为(OR=1.072,95%CI:0.846～1.358),低浓度PM2.5暴露合并低体力活动的心血管疾病患病风险为(OR=1.142,95%CI:0.923～1.412),高浓度PM2.5暴露合并高体力活动的心血管疾病患病风险为(OR=1.140,95%CI:0.888～1.465),高浓度PM2.5暴露合并中体力活动的心血管疾病患病风险为(OR=1.393,95%CI:1.110～1.750),高浓度PM2.5暴露合并低体力活动的心血管疾病患病风险为(OR=1.422,95%CI:1.155～1.752)。以低浓度PM10暴露合并高体力活动为对照组,低浓度PM10暴露合并中体力活动的心血管疾病患病风险为(OR=1.106,95%CI:0.867～1.411),低浓度PM10暴露合并低体力活动的心血管疾病患病风险为(OR=1.188,95%CI:0.954～1.480),高浓度PM10暴露合并高体力活动的心血管疾病患病风险为(OR=1.320,95%CI:1.031～1.690),高浓度PM10暴露合并中体力活动的心血管疾病患病风险为(OR=1.556,95%CI:1.235～1.959),高浓度PM10暴露合并低体力活动的心血管疾病患病风险为(OR=1.576,95%CI:1.275～1.947)。如表3所示。

表3 颗粒物(PM2.5和PM10) 暴露及体力活动和心血管疾病的Logistic回归分析

3 讨论

近年来我国空气污染形势严峻,已成为最大健康威胁之一[14]。最近流行病学研究表明,长期颗粒物暴露与心血管疾病的发病率和死亡率呈正相关,PM2.5每增加10 μg/m3心血管疾病发病风险(HR=1.03,95%CI:1.02～1.04)和死亡风险(HR=1.05,95%CI:1.03～1.08)增加[15]。此外,体力活动不足严重危害心血管健康,有研究表明每减少1单位代谢当量(MET)体力活动,心血管疾病患病风险增加(OR=1.04,95%CI:1.01～1.07)[16]。因此,探讨长期颗粒物暴露和体力活动对我国中老年人心血管疾病的影响具有重大意义。

本研究发现2018年我国地区PM2.5和PM10平均浓度超过《中国空气环境质量》二级标准,即PM2.5和PM10年平均浓度>35 μg/m3和70 μg/m3。结果显示PM2.5和PM10浓度每增加10 μg/m3,我国中老年人心血管疾病患病优势比为1.056和1.052。与JALALI S等[17]研究相比,PM2.5每增加10 μg/m3心血管患病优势比为1.030,本研究结果高于JALALI S等[17]的研究结果,可能是人群、地域差异所致。此外,体力活动是心血管疾病的保护因素,不少研究表明积极通勤,增加步行、体力活动时间和强度均可降低心血管疾病患病风险[18-20]。

从颗粒物暴露和体力活动对心血管疾病的联合作用分析发现,以低浓度PM2.5或PM10暴露合并高体力活动为对照组,增加颗粒物暴露或降低体力活动均导致心血管患病风险增加,且两者对心血管疾病有联合作用,与KIM S R等[21]和TU R Q等[22]研究结论一致。在另一项研究中发现在超过35.3 μg/m3的高浓度PM2.5暴露下增加体力活动带来的健康效益超过由空气污染导致的健康危害[13],和本研究研究结论有差异,可能是由于本研究暴露水平高于该研究。然而,也有不少研究表明在高浓度暴露下增加体力活动将加剧对心血管的危害。例如,CHOI D等[23]对18 846名癌症幸存者的长期PM2.5暴露和体力活动对心血管疾病综合影响的研究发现,在19.8～25.6 μg/m3的PM2.5暴露时,每周进行5次及以上的中高体力活动可降低癌症幸存者心血管疾病患病风险(HR=0.77,95%CI:0.60～0.99),而在更高浓度暴露时增加体力活动与心血管疾病患病风险呈正相关。该研究PM2.5平均暴露浓度为26.2 μg/m3,符合我国空气质量推荐标准,但由于研究对象为易感人群,可能造成研究结论与本结论不一致。LIN Y等[24]研究也表明,在高浓度PM2.5暴露下积极通勤和增加体力活动反而对心血管健康不利。可见,不同人群、地域、暴露浓度和体力活动形式均可能造成研究结论不一致。

综上所述,本研究发现长期高浓度PM2.5和PM10暴露和体力活动不足是我国中老年人心血管疾病的危险因素,两者对心血管疾病有联合作用,建议在大气颗粒物暴露严重时可选择空气质量良好的室内场地进行运动,以继续保持良好的运动习惯。