研究：空氣汙染中的超細微粒子會引起心臟病

Study shows how ultrafine particles in air pollution may cause heart disease
http://www.physorg.com/news119884329.html

January 18, 2008

有心臟病傾向的人有朝一日或許會被醫師告知，不只要避免油膩食物、吸菸而且也要避免空氣污染。

一個由 UCLA 研究者所領導的學術研究揭露，來自於車輛排放的最微小粒子，在觸發動脈中的粥狀樣斑堵塞（plaque buildup，那能導致心臟病與中風）上是最危險的空氣污染成份。這項發現出現在 Circulation Research 期刊 1/17 的線上版。

科學家確認出一種方式，在其中污染物粒子藉由抑制高密度脂蛋白（HDL）膽固醇，即所謂的「好膽固醇」，的保護質量，促使動脈硬化。

一個來自於 UCLA、USC、UCI 與密西根州立大學的跨校團隊共同促成此研究。這個研究由 Dr. Andre Nel 領導，UCLA 的奈米醫學主任。該研究主要由 NIEHS 與 EPA 所贊助。

"很顯然那些微小的粒子，在城市環境中最豐富，是最毒的，" 第一作者 Dr. Jesus Araujo，UCLA David Geffen 醫學院醫學助教授與環境心臟病學主任。"這是第一個證明奈米大小的空氣汙染，在動物模型中會引起動脈硬化。"

奈米粒子的大小不到 0.18 微米，但是 EPA 目前所控管的細微粒子大小只到 2.5 微米。因為這些奈米粒子太小，以致於很難在過濾器當中捕捉，因此必定要開發新技術來追蹤它們對於負面健康效應的「貢獻」。

"我們希望我們的發現能提供對於奈米大小空污粒子衝擊的洞悉，並協助探索更嚴格的空氣品質控管指導方針，" Nel 說，主要研究者，同時也是 UCLA California NanoSystems Institute 的研究者。

Nel 補充說：空氣污染在心血管健康上的後果與吸二手煙相當。

由車輛與其他燃燒來源所排放的空污粒子包含高濃度的有機化學物質，那能夠深入肺臟深處，或甚至直接進入循環系統當中。

UCLA 研究團隊先前曾報告過柴油引擎所排出的粒子會與動脈堵塞脂肪當中的低密度脂蛋白（LDL）膽固醇（壞膽固醇）起相交互作用，使導致血管發炎的基因活化，那能導致心臟病。

在目前的研究裡，研究者將具有高膽固醇的老鼠暴露在二種規模的空污粒子當中。分別是來自於洛杉磯商業區高速公路的空氣以及經過過濾包含少數粒子的空氣。

此研究，進行超過五週，需要一種複雜的暴露設計，那是由 Dr. Michael Kleinman，UCI 的社區與環境醫學教授、Dr. Constantinos Sioutas，USC 公民與環境工程教授所領導的團隊所開發。

研究者發現，暴露在超細粒子中的老鼠比呼吸過濾空氣的老鼠，發展出動脈粥狀硬化塊狀物（atherosclerotic-plaque）的機會要多出 55%，發展出粥狀樣斑（plaque）的機會則多出 25%。

"這指出超細粒子在促使導致心血管疾病的事件中，是最毒的空氣污染，" Araujo 說。

外表黏著化學物質的空汙粒子對於自由基很敏感，那導致細胞與組織的損傷，稱為氧化。氧化導致發炎，而發炎則引起動脈阻塞。來自於空氣污染的樣本揭露，與大型粒子相較，超細粒子具有濃度較高的化學物質，而且有較大的表面積讓這些化學物質興旺，Sioutas 提到。

"相較於較大的空污粒子，超細粒子能遞送更高有效劑量的有害化合物，" Nel 說。

科學家亦確認這些空氣污染如何能影響動脈粥狀硬化背後的一種關鍵機制。利用一種由 Dr. Mohamad Navab，研究共同作者、UCLA 醫學教授，所開發的試驗，研究者發現暴露在空氣污染粒子之下，能減少 HDL 膽固醇的抗炎保護特性。

"HDL 通常能協助減少血管發炎，那是動脈粥狀硬化過程的一部份，" Dr. Jake Lusis，研究共同作者，UCLA 心臟病學、人類遺傳學與微生物學、免疫學與分子遺傳學教授。"讓人驚訝地，我們發現暴露在空污粒子中，尤其是超細微尺寸，會顯著減少 HDL 的保護效用。"

為了要探索空污的暴露是否會導致遍佈全身的氧化壓力 -- 那是觸發導致動脈阻塞之發炎的早期過程 -- 研究者檢查某種基因的增加，該基因會被活化以對抗發炎進展。

"我們發現相較於它組，暴露在超細粒子中的老鼠其基因活化程度較大，" Lusis 說。"我們下一步將要開發一種生物標記（biomarker），那能夠讓醫師評估由空污所引起之心血管損害程度，或測量暴露者所遭遇的風險。"

研究者補充說：先前研究評估空氣污染的心血管衝擊是在很長期的暴露時間下（例如 5-6 個月）才會發生。目前的研究則證實，不良後果產生的很快，只要 5 週之內。

"未來的研究將指出會影響人類之超細微粒子的關鍵化學物質與毒性特性，" Nel 說。

※ 相關報導：

＊ Ambient Particulate Pollutants in the Ultrafine Range Promote Early Atherosclerosis and Systemic Oxidative Stress
http://circres.ahajournals.org/cgi/content/abstract/CIRCRESAHA.107.164970v1

Jesus A. Araujo; Berenice Barajas; Michael Kleinman;
Xuping Wang; Brian J. Bennett; Ke Wei Gong; Mohamad Navab;
Jack Harkema; Constantinos Sioutas; Aldons J. Lusis; and
Andre E. Nel
Circulation Research. 2008
Published online before print January 17, 2008, doi:
doi: 10.1161/CIRCRESAHA.107.164970

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