medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2017-96-2-133-137medlit-755Research ArticleГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫENVIRONMENTAL HYGIENEЗагрязнения воздуха взвешенными частицами как фактор риска сердечно-сосудистых заболеванийAir pollution by particulate matter as the risk factor for the cardiovascular diseasesКолпаковаАлла ФедоровнаKolpakovaAlla F.noemail@neicon.ruШариповР. Н.SharipovR. N.noemail@neicon.ruКолпаковФ. А.KolpakovF. A.noemail@neicon.ruФГБУ «Конструкторско-технологический институт вычислительной техники» СО РАНDesign Technological Institute of Digital TechniquesФГБУ «Конструкторско-технологический институт вычислительной техники» СО РАН; ФГАОУ ВО «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»Design Technological Institute of Digital Techniques; Novosibirsk State University201721102020962133137Copyright © Колпакова А.Ф., Шарипов Р.Н., Колпаков Ф.А., 20202020Колпакова А.Ф., Шарипов Р.Н., Колпаков Ф.А.Kolpakova A.F., Sharipov R.N., Kolpakov F.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/755

В обзоре освещены современные представления о связи загрязнения атмосферного воздуха взвешенными частицами (PM) с заболеваемостью и смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний. Рассмотрены результаты кратковременного и долговременного влияния PM на сердечно-сосудистую систему человека в зависимости от их размера, происхождения, химического состава и концентрации в воздухе. Авторами выполнено формализованное описание действия PM и их возможных эффектов на эндотелий сосудов, которое приводится в качестве примера систематизации и обобщения данных, накопленных в литературе.

In the review there highlighted contemporary concepts about the relation between the air pollution by the particulate matter (PM) and human morbidity and mortality rate due to cardiovascular diseases. There are considered results of the short- and long-term PM impact on the human cardiovascular system in the dependence on size, origin, chemical composition, and concentration in the air. Authors performed the formalized description of the action and possible effects of PM on vascular endothelium presented as an example of systemization. Summarizing data respective knowledge collected in the literature were used in the article as an example.

загрязнение воздухавзвешенные частицыриск сердечно-сосудистых заболеванийair pollutionparticulate matterrisk for cardiovascular diseasesReferencesПостановление Главного государственного санитарного врача РФ от 27.11.2014 N 76 «О внесении изменений в ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест». М.; 2013.Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 27.11.2014 N 76 «О внесении изменений в ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест». М.; 2013.Шальнова С.А., Конради А.О., Карпов Ю.А., Концевая А.В., Деев А.Д., Капустина А.В. и др. Анализ смертности от сердечно-сосудистых заболеваний в 12 регионах Российской Федерации, участвующих в исследовании «Эпидемиология сердечно-сосудистых заболеваний в различных регионах России». Российский кардиологический журнал. 2012; (5): 6-11.Шальнова С.А., Конради А.О., Карпов Ю.А., Концевая А.В., Деев А.Д., Капустина А.В. и др. Анализ смертности от сердечно-сосудистых заболеваний в 12 регионах Российской Федерации, участвующих в исследовании «Эпидемиология сердечно-сосудистых заболеваний в различных регионах России». Российский кардиологический журнал. 2012; (5): 6-11.ВОЗ. Рекомендации ВОЗ по качеству по качеству воздуха - глобальные обновленные данные, 2005 год. Available at: http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/69477/4/WHO_SDE_PHE_OEH_06.02_rus.pdfВОЗ. Рекомендации ВОЗ по качеству по качеству воздуха - глобальные обновленные данные, 2005 год. Available at: http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/69477/4/WHO_SDE_PHE_OEH_06.02_rus.pdfMendis S., Puska P., Norrving B., eds. Global atlas on cardiovascular disease prevention and control. Geneva: World Health Organization; 2011.Mendis S., Puska P., Norrving B., eds. Global atlas on cardiovascular disease prevention and control. Geneva: World Health Organization; 2011.Gold D.R., Mittleman M.A. Insights into pollution and the cardiovascular system 2010 to 2012. Circulation. 2013; 127(18): 1903-13.Gold D.R., Mittleman M.A. Insights into pollution and the cardiovascular system 2010 to 2012. Circulation. 2013; 127(18): 1903-13.Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2012 году. Available at: http://www.ecogosdoklad.ru/default.aspxГосударственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2012 году. Available at: http://www.ecogosdoklad.ru/default.aspxУнгуряну Т.Н., Новиков С.М., Бузинов Р.В., Гудков А.Б. Риск для здоровья населения от химических веществ, загрязняющих атмосферный воздух, в городе с развитой целлюлозно-бумажной промышленностью. Гигиена и санитария. 2010; 89(4): 21-4.Унгуряну Т.Н., Новиков С.М., Бузинов Р.В., Гудков А.Б. Риск для здоровья населения от химических веществ, загрязняющих атмосферный воздух, в городе с развитой целлюлозно-бумажной промышленностью. Гигиена и санитария. 2010; 89(4): 21-4.Артамонова Г.В., Шаповалова Э.Б., Максимов С.А., Скрипченко А.Е., Огарков М.Ю. Окружающая среда как фактор риска развития ишемической болезни сердца в урбанизированном регионе с развитой химической промышленностью. Кардиология. 2012; 52(10): 86-90.Артамонова Г.В., Шаповалова Э.Б., Максимов С.А., Скрипченко А.Е., Огарков М.Ю. Окружающая среда как фактор риска развития ишемической болезни сердца в урбанизированном регионе с развитой химической промышленностью. Кардиология. 2012; 52(10): 86-90.Зайратьянц О.В., Черняев А.Л., Полянко Н.И., Осадчая В.В., Трусов А.Е. Структура смертности населения Москвы от болезней органов кровообращения и дыхания в период аномального лета 2010 года. Пульмонология. 2011; 4: 29-33.Зайратьянц О.В., Черняев А.Л., Полянко Н.И., Осадчая В.В., Трусов А.Е. Структура смертности населения Москвы от болезней органов кровообращения и дыхания в период аномального лета 2010 года. Пульмонология. 2011; 4: 29-33.WHO Regional Office for Europe. Review of evidence on health aspects of air pollution - REVIHAAP: First Results. Copenhagen: World Health Organization. Available at: http://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0020/182432/e96762-final.pdfWHO Regional Office for Europe. Review of evidence on health aspects of air pollution - REVIHAAP: First Results. Copenhagen: World Health Organization. Available at: http://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0020/182432/e96762-final.pdfHéroux M.E., Braubach M., Korol N., Krzyzanowski M., Paunovic E., Zastenskaya I. Основные выводы о медицинских аспектах загрязнения воздуха: Проекты REVIHAAP и HRAPIE ВОЗ/ЕК. Гигиена и санитария. 2013; 92(6): 9-14.Héroux M.E., Braubach M., Korol N., Krzyzanowski M., Paunovic E., Zastenskaya I. Основные выводы о медицинских аспектах загрязнения воздуха: Проекты REVIHAAP и HRAPIE ВОЗ/ЕК. Гигиена и санитария. 2013; 92(6): 9-14.Siponen T., Yli-Tuomi T., Aurela M., Dufva H., Hillamo R., Hirvonen M.R. et al. Source-specific fine particulate air pollution and systemic inflammation in ischemic heart disease patients. Occup. Environ. Med. 2014; 72(4): 277-83.Siponen T., Yli-Tuomi T., Aurela M., Dufva H., Hillamo R., Hirvonen M.R. et al. Source-specific fine particulate air pollution and systemic inflammation in ischemic heart disease patients. Occup. Environ. Med. 2014; 72(4): 277-83.Ostro B., Hu J., Goldberg D., Reynolds P., Hertz A., Bernstein L. et al. Associations of mortality with long-term exposures to fine and ultrafine particles, species and sources: Results from the California Teachers Study Cohort. Environ. Health Perspect. 2015; 123(6): 549-56.Ostro B., Hu J., Goldberg D., Reynolds P., Hertz A., Bernstein L. et al. Associations of mortality with long-term exposures to fine and ultrafine particles, species and sources: Results from the California Teachers Study Cohort. Environ. Health Perspect. 2015; 123(6): 549-56.Franck U., Odeh S., Wiedensohler A., Wehner B., Herbarth O. The effect of particle size on cardiovascular disorders - the smaller the worse. Sci. Total Environ. 2011; 409(20): 4217-21.Franck U., Odeh S., Wiedensohler A., Wehner B., Herbarth O. The effect of particle size on cardiovascular disorders - the smaller the worse. Sci. Total Environ. 2011; 409(20): 4217-21.Camatini M., Corvaja V., Pezzolato E., Mantecca P., Gualtieri M. PM10-biogenic fraction drives the seasonal variation of proinflammatory response in A549 cells. Environ. Toxicol. 2012; 27(2): 63-73.Camatini M., Corvaja V., Pezzolato E., Mantecca P., Gualtieri M. PM10-biogenic fraction drives the seasonal variation of proinflammatory response in A549 cells. Environ. Toxicol. 2012; 27(2): 63-73.Alessandrini E.R., Stafoggia M., Faustini A., Gobbi G.P., Forastiere F. Saharan dust and the association between particulate matter and daily hospitalisations in Rome, Italy. Occup. Environ. Med. 2013; 70(6): 432-4.Alessandrini E.R., Stafoggia M., Faustini A., Gobbi G.P., Forastiere F. Saharan dust and the association between particulate matter and daily hospitalisations in Rome, Italy. Occup. Environ. Med. 2013; 70(6): 432-4.Табакаев М.В., Артамонова Г.В. Влияние загрязнения атмосферного воздуха взвешенными веществами на распространенность сердечно-сосудистых заболеваний среди городского населения. Вестник Российской академии медицинских наук. 2014; (3-4): 55-60.Табакаев М.В., Артамонова Г.В. Влияние загрязнения атмосферного воздуха взвешенными веществами на распространенность сердечно-сосудистых заболеваний среди городского населения. Вестник Российской академии медицинских наук. 2014; (3-4): 55-60.Баздырев Е.Д, Барбараш О.Л. Экология и сердечно-сосудистые заболевания. Экология человека. 2014; 5: 53-9.Баздырев Е.Д, Барбараш О.Л. Экология и сердечно-сосудистые заболевания. Экология человека. 2014; 5: 53-9.Pasanen K., Pukkala E., Turunen A.W., Patama T., Jussila I., Makkonen S. et al. Mortality among population with exposure to industrial air pollution containing nickel and other toxic metals. J. Occup. Environ. Med. 2012; 54(5): 583-91.Pasanen K., Pukkala E., Turunen A.W., Patama T., Jussila I., Makkonen S. et al. Mortality among population with exposure to industrial air pollution containing nickel and other toxic metals. J. Occup. Environ. Med. 2012; 54(5): 583-91.Ying Z., Xu X., Chen M., Liu D., Zhong M., Chen L.C. et al. A synergistic vascular effect of airborne particulate matter and nickel in a mouse model. Toxicol. Sci. 2013; 135(1): 72-80.Ying Z., Xu X., Chen M., Liu D., Zhong M., Chen L.C. et al. A synergistic vascular effect of airborne particulate matter and nickel in a mouse model. Toxicol. Sci. 2013; 135(1): 72-80.Madsen C., Rosland P., Hoff D.A., Nystad W., Nafstad P., Naess O.E. The short-term effect of 24h average and peak air pollution on mortality in Oslo, Norway. Eur. J. Epidemiol. 2012; 27(9): 717-27.Madsen C., Rosland P., Hoff D.A., Nystad W., Nafstad P., Naess O.E. The short-term effect of 24h average and peak air pollution on mortality in Oslo, Norway. Eur. J. Epidemiol. 2012; 27(9): 717-27.Pope C.A. 3rd, Turner M.C., Burnett R., Jerrett M., Gapstur S.M., Diver W.R. et al. Relationships between fine particulate air pollution, cardiometabolic disorders and cardiovascular mortality. Circ. Res. 2015; 116(1): 108-15.Pope C.A. 3rd, Turner M.C., Burnett R., Jerrett M., Gapstur S.M., Diver W.R. et al. Relationships between fine particulate air pollution, cardiometabolic disorders and cardiovascular mortality. Circ. Res. 2015; 116(1): 108-15.Wong C.M., Lai H.K., Tsang H., Thach T.Q., Thomas G.N., Lam K.B. et al. Satellite-Based Estimates of Long-Term Exposure to Fine Particles and Association with Mortality in Elderly Hong Kong Residents. Environ. Health Perspect. 2015; 123(11): 1167-72.Wong C.M., Lai H.K., Tsang H., Thach T.Q., Thomas G.N., Lam K.B. et al. Satellite-Based Estimates of Long-Term Exposure to Fine Particles and Association with Mortality in Elderly Hong Kong Residents. Environ. Health Perspect. 2015; 123(11): 1167-72.He F., Shaffer M.L., Rodriguez-Colon S., Yanosky J.D., Bixler E., Cascio W.E. et al. Acute effects of fine particulate air pollution on cardiac arrhythmia: the APACR study. Environ. Health Perspect. 2011; 119(7): 927-32.He F., Shaffer M.L., Rodriguez-Colon S., Yanosky J.D., Bixler E., Cascio W.E. et al. Acute effects of fine particulate air pollution on cardiac arrhythmia: the APACR study. Environ. Health Perspect. 2011; 119(7): 927-32.Link M.S., Luttmann-Gibson H., Schwanz J., Mittleman M.A., Wessler B., Gold D.R. et al. Acute exposure to air pollution triggers atrial fibrillation. J. Am. Coll. Cardiol. 2013; 62(9): 816-25.Link M.S., Luttmann-Gibson H., Schwanz J., Mittleman M.A., Wessler B., Gold D.R. et al. Acute exposure to air pollution triggers atrial fibrillation. J. Am. Coll. Cardiol. 2013; 62(9): 816-25.Cesaroni G., Forastiere F., Stafoggia M., Andersen Z.J., Badaloni C., Beelen R. et al. Long term exposure to ambient air pollution and incidence of acute coronary events: prospective cohort study and meta-analysis in 11 European cohorts from the ESCAPE Project. BMJ. 2014; 348: f7412.Cesaroni G., Forastiere F., Stafoggia M., Andersen Z.J., Badaloni C., Beelen R. et al. Long term exposure to ambient air pollution and incidence of acute coronary events: prospective cohort study and meta-analysis in 11 European cohorts from the ESCAPE Project. BMJ. 2014; 348: f7412.Franchini M., Mannucci P.M. Thrombogenicity and cardiovascular effects of ambient air pollution. Blood. 2011; 118(9): 2405-12.Franchini M., Mannucci P.M. Thrombogenicity and cardiovascular effects of ambient air pollution. Blood. 2011; 118(9): 2405-12.Bauer M., Moebus S., Mohlenkamp S.M., Dragano N., Nonnemacher M., Fuchsluger M. et al. Urban particulate matter air pollution is associated with subclinical atherosclerosis: results from the HNR (Heinz Nixdorf Recall) study. J. Am. Coll. Cardiol. 2010; 56(22): 1803-8.Bauer M., Moebus S., Mohlenkamp S.M., Dragano N., Nonnemacher M., Fuchsluger M. et al. Urban particulate matter air pollution is associated with subclinical atherosclerosis: results from the HNR (Heinz Nixdorf Recall) study. J. Am. Coll. Cardiol. 2010; 56(22): 1803-8.Lodovici M., Bigagli E. Oxidative stress and air pollution exposure. J. Toxicol. 2011; 2011: 487074.Lodovici M., Bigagli E. Oxidative stress and air pollution exposure. J. Toxicol. 2011; 2011: 487074.Künzli N., Perez L., von Klot S., Baldassarre D., Bauerüü M., Basagana X. et al. Investigation air pollution and atherosclerosis in humans: concepts and outlook. Prog. Cardiovasc. Dis. 2011; 53(5): 334-43.Künzli N., Perez L., von Klot S., Baldassarre D., Bauerüü M., Basagana X. et al. Investigation air pollution and atherosclerosis in humans: concepts and outlook. Prog. Cardiovasc. Dis. 2011; 53(5): 334-43.Fuks K., Moebus S., Hertel S. Viehmann A., Nonnemacher M., Dragano N. et al. Long-term urban particulate air pollution, traffic noise, and arterial blood pressure. Environ. Health Perspect. 2011; 119(12): 1706-11.Fuks K., Moebus S., Hertel S. Viehmann A., Nonnemacher M., Dragano N. et al. Long-term urban particulate air pollution, traffic noise, and arterial blood pressure. Environ. Health Perspect. 2011; 119(12): 1706-11.Cakmak S., Dales R., Kauri L.M., Mahmud M., Van Ryswyk K., Vanos J. et al. Metal composition of fine particulate air pollution and acute changes in cardiorespiratory physiology. Environ. Pollut. 2014; 189: 208-14.Cakmak S., Dales R., Kauri L.M., Mahmud M., Van Ryswyk K., Vanos J. et al. Metal composition of fine particulate air pollution and acute changes in cardiorespiratory physiology. Environ. Pollut. 2014; 189: 208-14.Su T.C., Hwang J.J., Shen Y.C., Chan C.C. Carotid Intima-Media Thickness and Long-Term Exposure to Traffic-Related Air Pollution in Middle-Aged Residents of Taiwan: A Cross-Sectional Study. Environ. Health Perspect. 2015; 123(8): 773-8.Su T.C., Hwang J.J., Shen Y.C., Chan C.C. Carotid Intima-Media Thickness and Long-Term Exposure to Traffic-Related Air Pollution in Middle-Aged Residents of Taiwan: A Cross-Sectional Study. Environ. Health Perspect. 2015; 123(8): 773-8.Li R., Kou X., Geng H., Xie J., Tian J., Cai Z. et al. Mitochondrial damage: An important mechanism of ambient PM2.5 exposure-induced acute heart injury in rats. J. Hazard. Mater. 2015; 287: 392-401.Li R., Kou X., Geng H., Xie J., Tian J., Cai Z. et al. Mitochondrial damage: An important mechanism of ambient PM2.5 exposure-induced acute heart injury in rats. J. Hazard. Mater. 2015; 287: 392-401.Lee B.-J., Kim B., Lee K. Air pollution exposure and cardiovascular disease. Toxicol. Res. 2014; 30(2): 71-5.Lee B.-J., Kim B., Lee K. Air pollution exposure and cardiovascular disease. Toxicol. Res. 2014; 30(2): 71-5.Wu S., Deng F., Wei H., Huang J., Wang H., Shima M. et al. Chemical constituents of ambient particulate air pollution and biomarkers of inflammation, coagulation and homocysteine in healthy adults: a prospective panel study. Part. Fibre Toxicol. 2012; 9: 49.Wu S., Deng F., Wei H., Huang J., Wang H., Shima M. et al. Chemical constituents of ambient particulate air pollution and biomarkers of inflammation, coagulation and homocysteine in healthy adults: a prospective panel study. Part. Fibre Toxicol. 2012; 9: 49.Sharma B., Singh S., Siddiqi N.J. Biomedical implications of heavy metals induced imbalances in redox systems. Biomed. Res. Int. 2014. 2014; 2014: 640754.Sharma B., Singh S., Siddiqi N.J. Biomedical implications of heavy metals induced imbalances in redox systems. Biomed. Res. Int. 2014. 2014; 2014: 640754.Jomova K., Valko M. Advances in metal-induced oxidative stress and human disease. Toxicology. 2011; 283(2-3): 65-87.Jomova K., Valko M. Advances in metal-induced oxidative stress and human disease. Toxicology. 2011; 283(2-3): 65-87.Andreau K., Leroux M., Bouharrour A. Health and cellular impacts of air pollutants: from cytoprotection to cytotoxicity. Biochem. Res. Int. 2012; 2012: 493894.Andreau K., Leroux M., Bouharrour A. Health and cellular impacts of air pollutants: from cytoprotection to cytotoxicity. Biochem. Res. Int. 2012; 2012: 493894.Sarnat S.E., Winquist A., Schauer J.J., Turner J.R., Sarnat J.A. Fine particulate matter components and emergency department visits for cardiovascular and respiratory diseases in the St. Louis, Missouri-Illinois, Metropolitan Area. Environ. Health Perspect. 2015; 123(5): 437-44.Sarnat S.E., Winquist A., Schauer J.J., Turner J.R., Sarnat J.A. Fine particulate matter components and emergency department visits for cardiovascular and respiratory diseases in the St. Louis, Missouri-Illinois, Metropolitan Area. Environ. Health Perspect. 2015; 123(5): 437-44.Almenara C.C., Broseghini-Filho G.B., Vescovi M.V., Angeli J.K., Faria Tde O., Stefanon I. et al. Chronic cadmium treatment promotes oxidative stress and endothelial damage in isolated rat aorta. PLoS One. 2013; 8(7): e68418.Almenara C.C., Broseghini-Filho G.B., Vescovi M.V., Angeli J.K., Faria Tde O., Stefanon I. et al. Chronic cadmium treatment promotes oxidative stress and endothelial damage in isolated rat aorta. PLoS One. 2013; 8(7): e68418.Wei H., Zhang W.J., Leboeuf R., Frei B. Copper induces - and copper chelation by tetrathiomolybdate inhibits - endothelial activation in vitro. Redox Rep. 2014; 19(1): 40-8.Wei H., Zhang W.J., Leboeuf R., Frei B. Copper induces - and copper chelation by tetrathiomolybdate inhibits - endothelial activation in vitro. Redox Rep. 2014; 19(1): 40-8.Tsou T.C., Liou S.H., Yeh S.C., Tsai F.Y., Chao H.R. Crucial role of Tolllike receptors in the zinc/nickel-induced inflammatory response in vascular endothelial cells. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2013; 273(3): 492-9.Tsou T.C., Liou S.H., Yeh S.C., Tsai F.Y., Chao H.R. Crucial role of Tolllike receptors in the zinc/nickel-induced inflammatory response in vascular endothelial cells. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2013; 273(3): 492-9.Kolpakov F., Puzanov M., Koshukov A. BioUML: visual modeling, automated code generation and simulation of biological systems. In: «Proceedings of the 5th International Conference on Bioinformatics of Genome Regulation and Structure, July 16-22, 2006, Novosibirsk, Russia». 2006; 3: 281-5.Kolpakov F., Puzanov M., Koshukov A. BioUML: visual modeling, automated code generation and simulation of biological systems. In: «Proceedings of the 5th International Conference on Bioinformatics of Genome Regulation and Structure, July 16-22, 2006, Novosibirsk, Russia». 2006; 3: 281-5.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.