青年健康志愿者交通主干道短期暴露前后其心率變異性的改變

于瑩瑩,宋宏 ,熊移民 ,王方 ,王育珩 ，趙麗 ,楊振

(1.廣州鐵路疾病預防控制中心，廣東 廣州 510010; 2.中山大學公共衛生學院，廣東 廣州 510080 )

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青年健康志愿者交通主干道短期暴露前后其心率變異性的改變

于瑩瑩1,2,宋宏2,熊移民1,王方1,王育珩1，趙麗1,楊振1

(1.廣州鐵路疾病預防控制中心，廣東 廣州 510010; 2.中山大學公共衛生學院，廣東 廣州 510080 )

目的 觀察青年健康志愿者短期暴露交通主干道前后，心率變異性的改變。方法 健康志愿者16名，男女各半。動態連續監測每個研究對象在一天之中暴露交通主干道的污染物濃度及心率變異性。結果 PM10、NO2、CO濃度在交通主干道的暴露時段顯著高于暴露前及暴露后清潔環境的兩個時段。心率變異性中rMSSD、LF、HF暴露時段均高于暴露前后兩個時段的水平；SDNN在暴露時段高于暴露后時段的水平。結論 受自主神經支配的HRV指標(rMSSD，LF，HF)在主干道暴露時段水平的升高，提示該指標在短期暴露效應上是敏感的。

交通主干道污染；青年志愿者；短期暴露；心率變異性

大量研究表明，空氣污染的短期及長期暴露與近年來心血管疾病發病率與死亡率的逐漸上升有很大聯系[1]，特別是患有心肺疾患的病人對空氣污染更為敏感[2]。有研究指出空氣污染物通過作用于呼吸道、炎癥反應或通過化學反應作用于心肌細胞的離子通道等引起心臟自主神經的改變，心率變異性HRV的降低被認為是影響心血管死亡率及發生率的一個危險因素[3]。

本研究通過實驗研究，招募年輕健康志愿者，在實驗期間內監測志愿者在交通主干道主要污染物的個體暴露濃度及動態心電圖。通過短期暴露，探索主干道環境暴露對年輕健康的人群心率變異性的急性效應。

1 方法

1.1 研究對象

入選對象滿足無吸煙喝酒嗜好，無心肺功能疾病史，近兩周無身體不適，BMI≤30，血壓、常規心電圖、血常規正常。符合條件者中抽取對象共16名，男女各半，年齡20～28歲。

1.2 研究設計

本研究于2009年12月進行。采用pannel study[4]研究設計，研究對象進行重復多測量。監測分為三個時段，同時監測個體暴露及動態心電圖。暴露時段設置在交通主干道，暴露前、后兩個時段環境為校園。監測過程志愿者均為安靜坐位。

1.3 儀器與測量

環境監測為尾氣主要污染物NO2、CO、PM10每5 min讀數1次。PM10采用P-5L2C型數字粉塵儀(北京新技術應用研究所)。NO2采用Interscan 4150型二氧化氮分析儀(北京天躍環?？萍加邢薰?。CO采用Interscan 4140型一氧化碳分析儀(北京天躍環?？萍加邢薰?。溫濕度采用TES1360型數字溫濕度測量儀(TES電氣電子公司)。動態心電圖采用群天動態心電圖PI200A-A(上海群天通用電器有限公司)，由專業醫師佩戴動態心電圖儀，每5 min自動記錄結果，由醫師出具結果報告。

1.4 統計分析

2 結果

空氣污染物結果見表1，HRV的比較結果見表2。

表1 不同時段主要空氣污染物濃度的比較 ρ/(mg·m-3 )

注：*表示三個時段進行比較，P<0.05。

表1中尾氣暴露時段的污染物PM10、NO2、 CO均值均顯著高于尾氣暴露前后校園環境污染物濃度值，P<0.05。

表2 三時段HRV各指標比較

注：*與第一時段比較，P<0.01；#與第三時段比較，P<0.01

表2可以看出，rMSSD、LF、HF在尾氣暴露時段均高于暴露前后時段的水平，P<0.01;尾氣暴露時段的SDNN高于暴露后三個小時時段的水平P<0.01。表明在污染物濃度最高的暴露階段，HRV心率變異性增大。

3 討論

本研究通過對低暴露、無吸煙、健康的青年志愿者經過三個時段：從清潔安靜場所到交通主干道再回到清潔安靜場所，這樣的實驗順序可以清楚地了解到低暴露的健康志愿者在急性高暴露前、中、后HRV的變化，探討交通主干道環境對健康青年心血管方面的急性效應影響。監測數據顯示污染物濃度在交通主干道旁顯著高于尾氣暴露前后校園內辦公室場所的濃度。與之對應的5 minHRV監測數據顯示rMSSD、LF、HF在主干道的時段高于暴露前后的時段，SDNN在高暴露時段與暴露前相比并未顯著變化，但在暴露后的時段有顯著下降，可能為污染物對其的滯后效應。

近年來在空氣污染對健康的研究中，HRV常被用來作為心血管系統方面的指標來探索空氣污染導致心血管疾病的機制。一些研究表明HRV的降低與臨床心血管疾病的發生有顯著相關性，他們認為空氣污染尤其是顆粒物能導致心臟自主神經調節紊亂[5]。 以往研究以老年及易感者居多，結果多顯示PM水平增高，HRV降低[6]。但對青年人的研究，結果卻呈現不一致性。 吳少偉等指出SDNN與HF的升高與PM2.5呈負相關[7]。Alon Peretz等在不同濃度尾氣條件暴露的實驗研究中指出除了高濃度組(200μg/m3)與對照組相比HF增高，其他濃度組之間HRV的變化并不呈現一致性[8]。Riediker則指出 SDNN及 HF隨著PM增高而增高[9]。同樣是交通污染暴露，HRV的變化因研究對象的不同而異，對于老年人呈心率變異性降低，而對于青年人則可出現HRV增高。

本研究中，LF、HF、rMSSD水平在交通主干道暴露時段顯著高于清潔環境下的水平。說明交通主干道暴露環境下，機體HRV增高，與Riediker及Alone Peretz對青年志愿者短期暴露的研究結果類似。這說明機體心率變異性的降低在健康成年人的短期效應中并不突出，與個體體質有關，并在短期暴露尾氣后，有升高的趨勢。而且在本研究中，研究對象不是高暴露人群，在機體突然接受高暴露的尾氣后出現HRV的增高，提示可能為青年人機體早期暴露后的應激反應。這可能由于自主神經功能的改變與年齡、是否有潛在的心肺疾病有關，這就使得自主神經系統對刺激物比如環境污染物的反應在不同年齡、不同健康狀態或者有無潛在疾病的人群間具有差異。本研究中，LF、HF、rMSSD在暴露時段高于其他兩個時段，說明健康成年人應對交通主干道環境，迷走神經興奮增強，可能是機體積極應對的一種防御性反應。

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The Change of Heart Rate Variability after Short-Term Exposure to high Vehicle Emissions in Healthy Human Volunteers

YU Yingying1,2，SONG Hong2，XIONG Yiming1,WANG Fang1,WANG Yuheng1，ZHAO Li1，YANG Zhen1

(1.Guangzhou railway Center for Disease Control and Prevention，Guangzhou 510010,China ; 2.Sun Yat-sen University School of Public Health，Guangzhou 510080,China)

Objective The study was to observe the change of Heart variability after Short-Term Exposure to the traffic trunk road in Healthy Human Volunteers. Method A total of 16 health human volunteers underwent this study. Continuous measurements of personal exposure to PM10，NO2and CO and ambulatory electrocardiogram (ECG) monitoring were conducted on each subject on three experimental phases which are before，during and after exposure to the traffic trunk road. Result The concentration of PM10，CO and NO2on traffic road is significant higher than clean environment. LF，HF and rMSSD in the second stage is significant higher than the first and the third stage. SDNN in the second stage is significant higher than the third stage. Conclusion rMSSD，LF，HF of HRV are increased when expose to traffic trunk road indicate that they are sensitive as indicator.

traffic trunk road； healthy human volunteers；short-term exposure；heart rate variability

2095-1671(2015)05-0234-03

2015-07-23；

2015-09-10

于瑩瑩(1983—),女，湖南邵陽人，碩士研究生，公衛醫師，從事環境衛生學研究。

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