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来自车辆排放物的最小颗粒可促进动脉硬化

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  来自车辆排放物的最小颗粒可促进动脉硬化

  2008年1月18日

  有一天,医生可能会告诉患有心脏病的患者,不仅要避免脂肪类食物和吸烟,还要避免空气污染。

  由加州大学洛杉矶分校研究人员领导的一项新的学术研究表明,车辆排放物中最小的颗粒可能是空气污染中最具破坏性的成分,可引发动脉中的斑块积聚,从而导致心脏病发作和中风。研究结果发表在1月17日的“循环研究”杂志的网络版上。

  科学家通过消除高密度脂蛋白(HDL)胆固醇(称为“好”胆固醇)的保护性质,确定了一种污染物颗粒可以促进动脉硬化的方法。

  来自加州大学洛杉矶分校,南加州大学,加州大学欧文分校和密歇根州立大学的多校区团队为该研究做出了贡献,该研究由加州大学洛杉矶分校纳米医学主任Andre Nel博士领导。该研究主要由国家环境健康科学研究所和美国环境保护局(EPA)。

  “看起来最小的空气污染物颗粒,在城市环境中最为丰富,是毒性最大的,”第一作者,大卫格芬医学院医学助理教授兼环境心脏病学主任耶稣阿劳霍博士说。在加州大学洛杉矶分校“这是第一项证明纳米空气污染物在动物模型中促进动脉粥样硬化的能力的研究。”

  纳米粒子是病毒或分子的大小 - 小于0.18微米,或大约是人类头发的千分之一。美国环保署目前对2.5微米的细颗粒进行调节,但不会监测纳米或超细范围内的颗粒。

  这些颗粒太小而无法在过滤器中捕获,因此必须开发新技术来追踪它们对不利健康影响的贡献。

  “我们希望我们的研究结果能够深入了解纳米级空气污染物颗粒的影响,并帮助探索更严格的空气质量监管指南,”加州大学洛杉矶分校加州纳米系统研究所的首席研究员和研究员Nel说。

  Nel补充说,空气污染对心血管健康的影响可能类似于二手烟的危害。

  车辆和其他燃烧源排放的污染颗粒含有高浓度的有机化学物质,可以深入肺部释放,甚至溢出到体循环中。

  加州大学洛杉矶分校的研究小组此前曾报道,柴油机尾气颗粒与低密度脂蛋白(LDL)胆固醇中的动脉堵塞脂肪相互作用,以激活导致血管炎症的基因,从而导致心脏病。

  在目前的研究中,研究人员将高胆固醇的小鼠暴露于来自洛杉矶市中心高速公路排放的两种尺寸的空气污染物颗粒中的一种,并将它们与接受含有极少颗粒的过滤空气的小鼠进行比较。研究进行了五周期间,需要由加州大学欧文分校社区与环境医学教授Michael Kleinman博士和南加州大学土木与环境工程教授Constantinos Sioutas博士领导的团队开发的复杂曝光设计。

  相关故事研究揭示了缺血性心脏病左心室功能障碍的新亮点心脏病发作更容易致命,并且发病率正在上升研究揭示抗生素抗性基因如何在细菌之间转移研究人员发现暴露于超细颗粒的小鼠表现出55%更大的动脉粥样硬化 - 斑块发育比动物呼吸过滤空气和斑块发育比暴露于细小颗粒的小鼠高25%。

  “这表明超细颗粒是促进导致心血管疾病的更有毒的空气污染物,”Araujo说。

  污染物颗粒被涂在对自由基敏感的化学物质中,这会导致被称为氧化的细胞和组织损伤。氧化导致炎症,导致动脉阻塞。 Sioutas指出,污染空气中的样品显示,与较大的颗粒相比,超细颗粒具有更大浓度的这些化学物质,并且这些化学物质的表面积更大。

  “与较大的污染物颗粒相比,超细颗粒可以提供更高有效剂量的有害成分,”Nel说。

  科学家们还确定了这些空气污染物如何影响动脉粥样硬化过程的关键机制。研究共同作者和加州大学洛杉矶分校医学教授Mohamad Navab博士开发的测试结果表明,接触空气污染物颗粒会降低高密度脂蛋白胆固醇的抗炎保护作用。

  “HDL通常有助于减少血管炎症,这是动脉粥样硬化过程的一部分,”研究合着者,加州大学洛杉矶分校心脏病学,人类遗传学和微生物学,免疫学和分子遗传学教授Jake Lusis博士说。 “令人惊讶的是,我们发现暴露于空气污染物颗粒,特别是超细尺寸,显着降低了HDL的正面影响。”

  探讨空气颗粒暴露是否会在整个身体中引起氧化应激 - 这是一个引发炎症的早期过程,导致动脉阻塞,研究人员检查了基因的增加,这些基因可以被激活以对抗这种炎症进展。

  

  “与其他组相比,我们发现暴露于超细颗粒的小鼠中基因激活水平更高,”Lusis说。 “我们的下一步将是开发一种生物标志物,使医生能够评估空气污染物引起的心血管损害程度,或者衡量暴露者所面临的风险程度。”

  研究人员补充说,之前的研究评估了空气污染对心血管的影响,这些研究是在较长时间的暴露时间内进行的,例如5到6个月。目前的研究表明,在短短五周内,不良影响可以更快地发生。

  “进一步研究将确定可能影响人类的超细颗粒的关键化学和毒性特性,”Nel说。

  研究团队包括纳米医学,心脏病学和遗传学领域的研究人员。其他共同作者包括加州大学洛杉矶分校David Geffen医学院的Berenice Barajas,Xuping Wang,Brian J. Bennett和Ke Wei Gong,以及密歇根州立大学病理生物学和诊断调查部门的Jack Harkema。

  国家过敏和传染病研究所提供额外的赠款支持;国家心肺血液研究所;和罗伯特伍德约翰逊基金会。

  http://www.ucla.edu/

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