氣象要素與腦卒中發(fā)生及預(yù)后關(guān)系的研究進(jìn)展

姜國(guó)晶，王林，李新

(天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院 a.老年病科，b.神經(jīng)內(nèi)科，天津300211)

人類(lèi)所生活的直接環(huán)境和作為整體的自然環(huán)境均會(huì)對(duì)人類(lèi)的健康產(chǎn)生多方面的影響[1]。全球變暖的特點(diǎn)是夏天氣溫更高、熱浪更多，同時(shí)冬天氣溫更低，在一些氣候較為溫和的區(qū)域，人們尤其需要適應(yīng)這種天氣條件的變化[2]。環(huán)境因素中的氣象要素主要包括氣溫、氣壓、濕度、降水以及日光等。近年來(lái)，氣象要素與腦卒中的發(fā)生及預(yù)后方面的研究逐漸增多。研究環(huán)境溫度對(duì)腦卒中的影響主要包括日平均氣溫或月平均氣溫、最大或最小氣溫以及氣溫變化或波動(dòng)與腦卒中的關(guān)系。日平均氣溫代表了整日和整夜的暴露，是最好的暴露指標(biāo)，且更容易解釋結(jié)果。一項(xiàng)薈萃分析表明，較低的溫度與腦卒中的高風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)，低溫的死亡風(fēng)險(xiǎn)延遲效應(yīng)顯著，但這種滯后效應(yīng)不超過(guò)2周[3]。另有研究表明，減少日光暴露可增加腦卒中的發(fā)生率[4]。日光暴露的減少可降低血漿維生素D水平，而血漿維生素D缺乏與心血管疾病(包括腦卒中)發(fā)生率、病死率升高相關(guān)[5]?，F(xiàn)就氣象要素與腦卒中發(fā)生及預(yù)后關(guān)系的研究進(jìn)展予以綜述。

1 氣象要素概述

氣象要素是表明大氣物理狀態(tài)、物理現(xiàn)象的要素。除氣溫、氣壓、濕度、降水、日光等常見(jiàn)的氣象要素外，擴(kuò)大氣象要素的概念還包括日光輻射和大氣電特性等。物質(zhì)以電磁波的形式放射能量，稱(chēng)為輻射。太陽(yáng)輻射的描述主要包括波長(zhǎng)、照度和時(shí)間變化三個(gè)方面。日光主要由紫外線(波長(zhǎng)為100～400 nm)、可見(jiàn)光(波長(zhǎng)400～780 nm)和紅外線(波長(zhǎng)780 nm至1 mm)組成，而紫外線又分為短波紫外線(波長(zhǎng)100～280 nm)、中波紫外線(波長(zhǎng)280～315 nm)和長(zhǎng)波紫外線(波長(zhǎng)315～400 nm)；短波紫外線被大氣層的臭氧層完全吸收，到達(dá)地球表面的紫外線主要是中波紫外線和長(zhǎng)波紫外線，中波紫外線受臭氧層影響較大，但日光和地球的夾角對(duì)其影響最大，有季節(jié)變化特點(diǎn)[6]。中波紫外線和長(zhǎng)波紫外線均可穿過(guò)表皮至真皮發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，且中波紫外線和長(zhǎng)波紫外線均與維生素D合成相關(guān)[5]?？梢?jiàn)光是視覺(jué)能感知的電磁波，紅外線有熱效應(yīng)。

2 氣象要素對(duì)腦卒中的影響

2.1氣溫和氣壓對(duì)腦卒中的影響 氣溫和氣壓對(duì)腦卒中的發(fā)生和預(yù)后均會(huì)產(chǎn)生影響，且有明顯的季節(jié)變化，同時(shí)氣溫和氣壓對(duì)缺血性腦卒中和出血性腦卒中的影響也不盡相同。

2.1.1對(duì)缺血性腦卒中的影響 冬季腦梗死的發(fā)病率較高，胡亞會(huì)等[7]對(duì)比分析天津市1 198例急性腦梗死患者與同一時(shí)期的氣壓、氣溫、相對(duì)濕度等氣象資料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，急性腦梗死在冬季高發(fā)，且急性腦梗死月發(fā)病例數(shù)與月平均最高氣溫、月平均氣溫、月平均最低氣溫均呈負(fù)相關(guān)，與月平均氣壓呈正相關(guān)，而月平均最低氣溫和月平均氣溫日較差是影響急性腦梗死月發(fā)病率的氣象因素。有研究發(fā)現(xiàn)了初發(fā)急性腦梗死患者的發(fā)病規(guī)律：①年變化規(guī)律，發(fā)病逐年增加；②季節(jié)變化規(guī)律，冬季為發(fā)病高峰，春季為發(fā)病低谷；③月變化規(guī)律，1～2月為發(fā)病高峰，3～4月為發(fā)病低谷；④周變化規(guī)律，星期一發(fā)病率最高，星期五發(fā)病率最低[8]。Qi等[9]通過(guò)研究天津市寒冷季節(jié)缺血性腦卒中的發(fā)生與氣象要素的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)缺血性卒中與溫度和氣壓變化均顯著相關(guān)；亞組分析表明，老年人和女性對(duì)氣象條件變化更敏感。大連市的一項(xiàng)研究表明，急性腦梗死在冬季(12月、1月、2月) 高發(fā)，滯后分析提示，發(fā)病當(dāng)日氣溫與急性腦梗死的發(fā)病相關(guān)性最強(qiáng)，日平均氣溫、日照時(shí)數(shù)與急性腦梗死的發(fā)病呈負(fù)相關(guān)，日平均氣壓與急性腦梗死發(fā)病呈正相關(guān)；值得注意的是，心源性栓塞與氣象因素的相關(guān)性最高，與日均氣壓呈正相關(guān)，與日均氣溫和日照時(shí)數(shù)呈負(fù)相關(guān)[10]。有研究發(fā)現(xiàn)，春季和冬季缺血性腦卒中的發(fā)病率較高[11]；也有研究表明，春季缺血性腦卒中的發(fā)病率最高[12-13]。氣溫日較差>7 ℃，缺血性心腦血管疾病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)升高，日較差>10 ℃則出現(xiàn)即時(shí)效應(yīng)[12]。氣溫和氣壓對(duì)TOAST(Trial of Org 10172 in Acute Stroke Treatment)分型中腦卒中各亞型的影響不一，通過(guò)對(duì)每日發(fā)病人數(shù)和當(dāng)日氣溫、氣壓的相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)日最高氣溫1 d差與小動(dòng)脈閉塞型急性缺血性腦卒中發(fā)病人數(shù)呈正相關(guān)，與動(dòng)脈粥樣硬化型腦卒中發(fā)病人數(shù)呈負(fù)相關(guān)；日溫差與動(dòng)脈粥樣硬化型腦卒中發(fā)病人數(shù)呈正相關(guān)，與心源性栓塞發(fā)病人數(shù)呈負(fù)相關(guān)；日平均濕度3 d差、日平均氣壓1 d差與動(dòng)脈粥樣硬化型腦卒中發(fā)病人數(shù)呈正相關(guān)[13]。

此外，Jiminez-Conde等[14]研究發(fā)現(xiàn)，氣壓的變化與缺血性腦卒中呈負(fù)相關(guān)(OR=2.41，P<0.001)，且僅限于非腔隙性腦梗死。尼日利亞一項(xiàng)關(guān)于高血壓相關(guān)住院患者病死率與氣候關(guān)系的研究表明，死于腦卒中的患者占34.8 %，其中1月、2月、8月和9月是死亡高峰，這種現(xiàn)象主要與雨季及西非海岸燥風(fēng)(哈馬丹風(fēng))有關(guān)；直線回歸分析表明，高血壓相關(guān)住院患者的病例數(shù)主要與月最低氣溫及太陽(yáng)輻射有關(guān)[15]。中非班圖金沙薩大學(xué)醫(yī)院進(jìn)行了一項(xiàng)缺血性腦卒中與熱帶季節(jié)關(guān)系的研究，該研究共納入303例初診為腦梗死的患者，結(jié)果顯示，在氣溫高的季節(jié)，腦梗死的發(fā)病率升高[16]。莫桑比克一項(xiàng)關(guān)于短期溫度變化與腦卒中關(guān)系的研究共納入651例腦卒中患者，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同季節(jié)腦卒中的發(fā)病率比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而最低溫度的驟降與腦卒中的發(fā)病率增加顯著相關(guān)[17]。上述研究表明，不同地域、同樣的季節(jié)，腦梗死的發(fā)病特點(diǎn)也不完全相同，提示可能有其他因素參與腦梗死的發(fā)病。

季節(jié)變化對(duì)腦梗死預(yù)后也有影響。薛娟娟等[18]根據(jù)發(fā)病時(shí)間將1 871例急性腦梗死患者分為春、夏、秋、冬四組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，急性腦梗死患者轉(zhuǎn)歸良好的月高峰為8月，其次為4月，最后為12月，且季節(jié)變化對(duì)年齡≥65歲的急性腦梗死患者的轉(zhuǎn)歸影響更大。在調(diào)整年齡、性別和腦卒中亞型等因素后發(fā)現(xiàn)，與夏季發(fā)病的患者相比，春季和冬季發(fā)病的患者發(fā)病初期病情更嚴(yán)重，且發(fā)病90 d后，春季和冬季發(fā)病患者預(yù)后不良的比例遠(yuǎn)高于夏季發(fā)病的患者[19]。日本一項(xiàng)關(guān)于不同季節(jié)腦卒中病死率的研究顯示，春季和冬季腦卒中患者的7 d和28 d病死率是夏季的2倍；與夏季相比，春季和冬季缺血性腦卒中患者的預(yù)后較差[20]。

2.1.2對(duì)出血性腦卒中的影響 出血性腦卒中包括腦出血和蛛網(wǎng)膜下腔出血，蛛網(wǎng)膜下腔出血最常見(jiàn)的原因?yàn)閯?dòng)脈瘤破裂。腦出血發(fā)病與氣壓關(guān)系更密切，與溫度關(guān)系的相關(guān)研究結(jié)果目前尚不一致。楊西等[21]分析了大連市腦出血日發(fā)病例數(shù)與每日氣象因素變化的相關(guān)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大連市腦出血患者的發(fā)病存在季節(jié)性變化，冬季發(fā)病患者較多，夏季發(fā)病患者較少，每年的12月和次年1月發(fā)病率最高，7月和8月的發(fā)病率最低；且日均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫均與腦出血發(fā)病率呈負(fù)相關(guān)，與日均氣壓和日最大風(fēng)速呈正相關(guān)。劉娜等[22]對(duì)1 125例急性腦出血患者的腦出血發(fā)病與每日氣溫、濕度、氣壓、風(fēng)向、降雨量的關(guān)系進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，腦出血發(fā)病率與日平均最高氣溫、日平均最低氣溫和日平均氣溫均呈負(fù)相關(guān)，與日平均氣壓呈正相關(guān)。然而，有學(xué)者通過(guò)對(duì)3 484例出血性腦卒中患者的回顧性研究發(fā)現(xiàn)，出血性腦卒中無(wú)季節(jié)變化規(guī)律[11]；Jiminez-Conde等[14]通過(guò)研究3年的氣象資料以及同期腦卒中患者的發(fā)病資料發(fā)現(xiàn)，溫度對(duì)出血性腦卒中影響不大，出血性腦卒中的發(fā)生僅與氣壓的變化呈正相關(guān)，氣壓升高，出血性腦卒中的發(fā)病率也升高。

溫度降低和氣壓升高均會(huì)增加動(dòng)脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血(aneurysm subarachnoid hemorrhage，aSAH)的發(fā)病率。美國(guó)新澤西州的一項(xiàng)研究表明，低溫和高氣壓與顱內(nèi)aSAH有關(guān)[23]。韓國(guó)的一項(xiàng)研究提示，月平均溫度每升高1 ℃，aSAH的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)可降低約0.5%[24]。目前關(guān)于大氣壓與aSAH發(fā)生相關(guān)性的研究結(jié)果并不一致。部分研究者認(rèn)為，大氣壓與aSAH密切相關(guān)，大氣壓升高或出現(xiàn)相對(duì)的大氣壓升高，aSAH的發(fā)病率也會(huì)增加[25-26]。Setzer等[27]研究發(fā)現(xiàn)，大氣壓的變化引起aSAH發(fā)病率增加的可能原因?yàn)椋孩亠B內(nèi)壓隨著大氣壓的變化而變化，導(dǎo)致動(dòng)脈瘤內(nèi)的壓力增加；②收縮壓可能隨著大氣壓的升高而升高，這兩者均易誘發(fā)動(dòng)脈瘤破裂。Jehle等[26]研究發(fā)現(xiàn)，與當(dāng)日內(nèi)大氣壓無(wú)變化時(shí)相比，當(dāng)日內(nèi)大氣壓變化時(shí)aSAH的發(fā)病率升高(P<0.01)；夏季大氣壓變化與aSAH發(fā)病無(wú)關(guān)，而秋季和冬季天氣寒冷且有大氣壓變化時(shí)aSAH的發(fā)病率是僅寒冷時(shí)的2.99倍。關(guān)于海洋氣候?qū)SAH影響的研究表明，春季和秋季aSAH的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)最高，大氣壓>1 010 hPa且高氧分壓時(shí)aSAH的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)最高，大氣壓<950 hPa且低氧分壓時(shí)aSAH的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)最低[28]。另有研究表明，aSAH發(fā)作前2天和前3天的大氣壓變化與aSAH高發(fā)獨(dú)立相關(guān)[29]。

2.1.3氣溫和氣壓影響腦卒中的機(jī)制 高血壓是腦卒中的重要危險(xiǎn)因素，氣溫影響血壓的機(jī)制可能為低溫可導(dǎo)致交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮，進(jìn)而導(dǎo)致心率加快、外周血管收縮、血壓增高[30]。反復(fù)暴露于寒冷狀態(tài)，可導(dǎo)致交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮，去甲腎上腺素分泌增多[31]。寒冷狀態(tài)下汗液分泌減少，因此氯化鈉損失也減少。另外，一些因寒冷而出現(xiàn)的其他反應(yīng)對(duì)血壓也有間接作用，如體重增加、睡眠時(shí)間、體力活動(dòng)等。老年人的血壓與溫度呈顯著負(fù)相關(guān)[32]；社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位低的人，溫度與血壓有更強(qiáng)的相關(guān)性[33]。呼吸道感染和消化道感染在氣溫波動(dòng)大的冬季高發(fā)，而感染是腦血管病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。腦卒中患者大多有動(dòng)脈粥樣硬化、管壁斑塊、小動(dòng)脈透明樣變以及微小動(dòng)脈瘤形成等血管改變，當(dāng)氣溫降低時(shí)容易出現(xiàn)血管閉塞或破裂出血。寒冷可導(dǎo)致血液中的紅細(xì)胞和血小板計(jì)數(shù)增加，進(jìn)而導(dǎo)致血液流變學(xué)改變，使血液黏滯性和血細(xì)胞比容升高[34-35]。

2.2日光對(duì)腦卒中的影響 日光主要通過(guò)可見(jiàn)光和日光輻射(主要為紫外線)對(duì)人體產(chǎn)生影響。日光輻射也是隨著季節(jié)變化而變化的氣象要素，但針對(duì)日光與缺血性腦卒中及出血性腦卒中關(guān)系的獨(dú)立研究較少，相關(guān)研究主要集中于維生素D與腦卒中的關(guān)系。日光能夠直接改變維生素D水平，當(dāng)暴露于紫外線B時(shí)，皮膚會(huì)產(chǎn)生維生素D，而維生素D缺乏是腦卒中的潛在危險(xiǎn)因素[36]。美國(guó)的一項(xiàng)研究表明，較低水平的日光輻射與腦卒中高發(fā)病率相關(guān)，且與更久遠(yuǎn)的時(shí)間節(jié)段相比，近期的暴露時(shí)間節(jié)段與腦卒中的相關(guān)性更顯著，提示短期(數(shù)天到數(shù)月)的日光輻射與溫度暴露易誘發(fā)腦卒中[37]。另有薈萃分析表明，較低的維生素D水平與缺血性腦卒中相關(guān)[38]，但具體機(jī)制目前尚不明確。

日光影響腦卒中的可能機(jī)制主要包括：①維生素D的相關(guān)作用，人體的維生素D主要通過(guò)日光中的紫外線照射皮膚產(chǎn)生。維生素D缺乏與高血壓密切相關(guān)，其可持續(xù)激活腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)，增加血管緊張素分泌，導(dǎo)致血管硬化、內(nèi)皮功能失調(diào)，進(jìn)而導(dǎo)致高血壓進(jìn)展、惡化[39]。動(dòng)物模型和人體試驗(yàn)均證明，維生素D缺乏可導(dǎo)致血壓升高，冬季紫外線照射減少，導(dǎo)致維生素D儲(chǔ)存減少，進(jìn)而致甲狀旁腺素分泌增多和血管平滑肌增生，從而通過(guò)增加血管平滑肌鈣內(nèi)流以及腎上腺素的反應(yīng)加速血管收縮[5]。一項(xiàng)針對(duì)維生素D與難治性高血壓關(guān)系的研究表明，血維生素D水平低，血壓不容易控制，而補(bǔ)充維生素D后，有利于降壓[40]。②褪黑素的相關(guān)作用，約30%的腦卒中患者在疾病發(fā)生后的前5年有抑郁癥狀[41]，腦卒中后抑郁顯著影響患者的精神和軀體，進(jìn)而對(duì)康復(fù)產(chǎn)生重要影響。一項(xiàng)利用日光治療腦卒中后抑郁的隨機(jī)雙盲對(duì)照試驗(yàn)表明，通過(guò)每日≥0.5 h日光暴露、4周內(nèi)≥14 d的治療，患者的抑郁癥狀顯著好轉(zhuǎn)，且患者每日活動(dòng)量增加，更有利于恢復(fù)至健康狀態(tài)[41]。日光治療腦卒中后抑郁的機(jī)制目前尚不清楚，而人類(lèi)季節(jié)性情感障礙的發(fā)生機(jī)制可能與基因、緯度以及光周期有關(guān)，光照能夠改善季節(jié)性情感障礙患者的癥狀，可能與外界光線被視網(wǎng)膜感知傳至視交叉上核，由視交叉上核發(fā)出纖維至松果體，松果體再通過(guò)分泌褪黑素實(shí)現(xiàn)對(duì)下丘腦-垂體-甲狀腺軸等的調(diào)節(jié)，從而發(fā)揮作用[42]。

3 小 結(jié)

在氣象要素對(duì)腦卒中影響的研究中，氣溫、氣壓、濕度等對(duì)腦卒中影響的研究較多，而日光對(duì)腦血管病影響的研究則較少，且具體機(jī)制目前尚不清楚。日光對(duì)腦卒中影響的可能機(jī)制為日光中的紫外線通過(guò)影響人體皮膚維生素D的合成和褪黑素的分泌而發(fā)揮作用。人體內(nèi)的維生素D水平與食物及紫外線效應(yīng)有關(guān)。維生素D和褪黑素均可通過(guò)多種途徑發(fā)揮作用。氣溫和日光均隨季節(jié)的變化而變化，深入研究日光與腦卒中的關(guān)系，探索適宜的日光輻射暴露程度，對(duì)健康有益。深入研究氣象要素對(duì)人體的作用機(jī)制和變化規(guī)律，對(duì)于防治腦卒中有重要意義。