高温热浪与臭氧对冠心病的交互作用影响及机制研究

论文摘要

目的1.通过流行病学定量分析石家庄市臭氧（O3）对冠心病就诊人数影响的暴露—反应关系;2.通过动物实验研究来探讨高温热浪与臭氧对冠心病影响的交互作用及作用机制。方法1.流行病学研究:收集石家庄市20132017年6月1日至8月31日O3资料、气象监测资料,及同期4家医院急诊冠心病就诊人数资料,利用Spearman秩相关分析石家庄O3与气象要素及其他大气污染物要素之间的相关关系;利用Empower Stats统计软件,通过扫描O3与冠心病就诊人数之间的关联,定量分析O3对冠心病就诊人数影响的暴露—反应关系,并检验O3作为主要暴露因素与其他因子对冠心病就诊人数影响上的交互作用;建立广义相加模型,分析高温热浪期间O3对冠心病就诊人数的影响。2.动物实验研究:（1）选择健康SPF级雄性ApoE-/-小鼠进行动脉粥样硬化（AS）小鼠造模,利用人工气候环境暴露仓（Shanghai-METAS）模拟一次真实高温热浪和不同程度O3污染的天气过程,将64只AS（Atherosclerosis）小鼠按体重随机分成8组,然后将对照组、单纯臭氧组（轻度、中度、重度）、热浪组分别放入对照仓内,热浪+臭氧组（轻度、中度、重度）随机放入暴露仓中,使其接受热浪和（或）不同程度O3暴露,每组8只。暴露结束后,将小鼠分别从暴露舱内移出,观察并监测小鼠生理功能指标,随后处死小鼠,采集生物标本。（2）生化指标测定:取心肌组织制作病理切片,采用酶联免疫吸附法（ELISA）检测D-乳酸脱氢酶（D-LDH）、热休克蛋白60（HSP-60）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白介素6（IL-6）、细胞间粘附因子（sICAM-1）、低氧诱导因子1α（HIF-1α）、干扰素-γ（IFN-γ）、内皮素1（ET-1）、纤溶酶原激活物抑制因子1（PAI-1）、D-二聚体（D2D）及丙二醛（MDA）的浓度,比色法、微板法和WST-1法测定分析肌酸激酶（CK）、一氧化氮（NO）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性,生化试剂盒法测定血脂四项（T-CHO、TG、LDL-C、HDL-C）的水平。结果1.流行病学研究结果:（1）石家庄O3小时浓度呈典型单峰日变化特征,O3日平均质量浓度与气温、风速、SO2、CO、NO2及PM10均呈正相关（P<0.05）,与气压、相对湿度及PM2.5呈较高的负相关关系,且O3水平随海拔高度的升高而增加。（2）20132017年石家庄市冠心病急诊日就诊人数呈先减少后增长的趋势,并且与同期O3变化规律相似,2016、2017年分别达最低值和峰值。（3）冠心病日就诊人数与O3、日均温度、日最高温度、NO2浓度之间呈显著正相关关系（P<0.05）,与日均气压呈显著负相关（P<0.05）,但温度和O3对冠心病日就诊人数的影响最大。（4）石家庄市O3与冠心病就诊人数存在一定的剂量—反应关系。当O3>102μg/m3时,冠心病就诊人数随O3浓度升高而增加,冠心病入院RR为1.052（95%CI:1.040,1.066）;O3<102μg/m3时,O3对冠心病就诊人数的影响是负向的。（5）女性、65岁及以上人群对臭氧影响的敏感性更高。（6）O3污染能引起冠心病就诊人数明显增加,且高温热浪天气期间其影响最显著,此天气条件下O3与NO2、O3与日最高温存在显著的交互作用,O3每增加10μg/m3,冠心病患病风险分别由常温天气影响下的0.059%、0.123%增加到0.184%和0.440%。2.动物实验研究结果:（1）高温热浪与O3协同暴露可引起AS小鼠体温明显升高、心率和血压显著下降,并可延缓小鼠体重的增加。（2）与对照组相比,单纯O3暴露可引起SOD活性下降和其余测定指标的水平升高。然而,高温热浪与重度臭氧联合暴露组,对心脏损伤最为严重,心脏功能显著下降,热浪与臭氧联合暴露可导致血浆中CK、D-LDH、NO、PAI-1、SICAM-1及TNF-α水平显著升高（P<0.05）,心肌中HSP60、HIF-1α、CRP及MDA含量也显著升高（P<0.05）,SOD活性显著降低。此外,随着O3暴露程度的增加,血脂水平亦显著增加（除HDL-C水平显著降低）。结论1.石家庄市O3质量浓度与冠心病就诊人数之间存在一定的剂量反应关系,并且在高温热浪天气条件下,O3与日最高温和NO2均存在交互作用,能使冠心病就诊风险增加。2.高温热浪和O3协同暴露会对心脏产生不良影响,热浪可能会增加O3暴露所引的心脏毒性,使心血管疾病病情加重,尤其是在重度臭氧联合暴露的情况下。3.热浪与臭氧暴露的交互作用机制可能是通过引发严重的心脏炎症,降低心脏抗氧化能力,破坏血管内皮功能,加速血脂异常和血栓形成等。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 前言
•   1.1 概述
•   1.2 高温热浪天气对冠心病的影响
•   1.3 臭氧对冠心病的影响
•   1.4 高温热浪和臭氧对冠心病影响的交互作用
•   1.5 研究的整体思路和主要研究内容
•   1.6 技术路线图
• 第二章 石家庄臭氧分布及对急诊冠心病就诊人数的影响
•   2.1 材料与方法
•     2.1.1 石家庄概况
•     2.1.2 监测站点的选择
•     2.1.3 资料来源
•     2.1.4 评价标准
•     2.1.5 建模策略
•     2.1.6 统计方法
•     2.1.7 质量控制
•   2.2 结果
•     2.2.1 石家庄臭氧分布特征
•     2.2.2 石家庄臭氧对急诊冠心病就诊人数的影响
•   2.3 讨论
•     2.3.1 石家庄臭氧分布特征及其影响因素分析
•     2.3.2 臭氧对急诊冠心病日就诊人数的影响
•   2.4 小结
•     2.4.1 石家庄近地面臭氧分布特征及影响因素分析
•     2.4.2 石家庄市臭氧污染对冠心病急诊就诊人数的影响
• 第三章 基于动物实验探讨热浪与臭氧对冠心病的影响机制
•   3.1 材料与方法
•     3.1.1 实验材料
•     3.1.2 研究方法与技术路线图
•     3.1.3 指标测定
•     3.1.4 统计分析
•   3.2 结果
•     3.2.1 小鼠基本生理功能变化
•     3.2.2 心血管组织病理改变
•     3.2.3 心肌损伤指标
•     3.2.4 热应激因子
•     3.2.5 炎性因子
•     3.2.6 氧化应激指标
•     3.2.7 血管舒缩因子
•     3.2.8 血栓形成因子
•     3.2.9 心血管危险因素—血脂水平
•   3.3 讨论
•     3.3.1 实验中各项指标选择的意义
•     3.3.2 高温热浪与臭氧对AS小鼠心血管系统的影响及机制
•   3.4 小结
•     3.4.1 高温热浪与臭氧协同作用对AS小鼠的影响
•     3.4.2 高温热浪与臭氧协同作用对心血管疾病影响的可能机制
• 第四章 结论与展望
•   4.1 结论
•   4.2 主要创新点
•   4.3 存在的不足与展望
• 参考文献
• 在学期间的学术成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 宋全全

导师: 牛静萍,张书余

关键词: 高温热浪,臭氧,冠状动脉粥样硬化,交互作用

来源: 兰州大学

年度: 2019

分类: 基础科学,医药卫生科技

专业: 气象学,预防医学与卫生学,心血管系统疾病

单位: 兰州大学

分类号: R541.4;R122.26

总页数: 80

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