气候变化是人们普遍关心的话题,比如全球气候变暖一直以来便是热议话题。但其实气候变化除了对全球气候造成影响外,还与我们的身体健康息息相关。
科协频道与《科研成果与传播》杂志邀请中国农业大学资源与环境学院教授、北京减灾协会监事长兼减灾专业智库基地首席专家、农业部防灾减灾专家指导组顾问郑大玮(北京减灾协会推荐),从气候变化的角度出发,阐释冬季气候条件对呼吸道与心脑血管疾病的影响以及预防策略。
郑大玮
中国农业大学资源与环境学院教授、北京减灾协会监事长兼减灾专业智库基地首席专家、农业部防灾减灾专家指导组顾问。
气象条件对呼吸道与心脑血管疾病的影响
冬季是呼吸道与心脑血管疾病的发病高峰,除患者健康水平和免疫能力外,与气象条件也有着密切的关系。心脑血管疾病患者对呼吸道传染病原的抵抗力也更弱,发生呼吸道疾病后容易诱发心脑血管疾病恶化,往往比呼吸道疾病更具有致命性,尤其是老年人。
1.气温。降温时人体为减少热量损失,皮肤和上呼吸道毛细血管会收缩,鼻腔和气管纤毛运动受抑,冷空气刺激和气温突变使呼吸道黏膜分泌物减少,黏膜分泌免疫球蛋白相应减少,有利于细菌、病毒等入侵和增殖。北方冬季室内供暖后室内外温差增大,进出屋冷热骤变也容易诱发疾病。气温过低时,人体肾上腺素释放过多并刺激交互神经兴奋,会造成血管收缩,血液循环外周阻力增加使血压升高,引发心脑血管疾病。
病毒由内部的遗传物质DNA或RNA与蛋白和脂类组成的外壳组成,在温暖环境中外壳容易融化破坏,阳光中的紫外线很容易杀死病毒。但在冬季随着气温不断降低,外壳会凝固变硬,对病毒起到保护作用,在空气中的存活时间更长。
鼻腔正常的PH值5.5~6.5为微酸性,有抑制病菌的作用。寒冷天气鼻腔温度降低到32℃以下,有利于病菌繁殖和病毒复制。受冷感冒后PH值升高,粘膜透性增加,纤毛活动减弱,有利于革兰氏阴性细菌的侵入与活动。
图1 兰州大学第二医院2003~2005年逐月平均呼吸道疾病就诊人数(景文超等,2011)
2.湿度。空气干燥时鼻腔和器官黏膜弹性变小易裂,纤毛活动减少,排泄异物功能减退,血流量减小。北方冬季供暖使室内空气更加干燥,空气越干燥,病菌和病毒在空气中的存活时间越长。雨雪能吸附空气中的气溶胶和杂质沉降,使空气中病菌和病毒的浓度降低。
3.气压。冬季寒潮到来前气压偏低,空气污染物和粉尘易向低处散落吸入呼吸道。冷锋过境时气压猛升,容易诱发哮喘、支气管炎、心肌梗死和脑溢血等。
4.大风。大风带走热量使人更感寒冷和干燥,加剧血压升高,心率加快,血管收缩,心肌供血下降,诱发心绞痛而致急性心肌梗塞发生。但风能降低大气污染物浓度人体的影响,居室适当通风能降低空气中病菌与病毒的浓度。
5.空气污染。大气污染使空气中的正离子增加,作用于呼吸道使气管纤毛活动减弱,引起喉咙干燥和头痛。城市住宅使用家用电器较多,室内空气中的正离子较多有害健康。
图2 安阳市2010~2012年各月平均气温与呼吸道疾病就诊人数(高翔等,2015)
图3 安阳市2010~2012年各月平均气温与心脑血管疾病就诊人数(高翔等,2015)
从上述各图可以看出,初冬既是呼吸道疾病的发病高峰,也是心脑血管疾病的发病高峰。与上述气象要素的综合评价以初冬最为不利有关。初冬是一年中气温下降幅度最大和最为突然的季节,伴随着寒潮到来时的气压猛降猛升,大风和湿度下降。初冬北方进入供暖期后,室内外温差扩大,室内空气流通更差也更干燥,大气污染加重,室内空气的正离子增多,这些都有利于呼吸道疾病和心脑血管疾病的发生。
气候变化对呼吸道疾病的影响
1.气候变化的基本特征。人类长期大量燃烧化石燃料和改变土地利用与覆被,导致大气温室气体浓度不断上升,全球发生了以变暖为主要特征的气候变化。中国北方的变暖速度大约是全球平均的2倍。与此同时,降水的时空分布格局也发生改变,季节和年际变化加大。近地面风速减弱不利于大污染物的扩散稀释,太阳辐射减弱也不利于杀灭空气中的病原物。全球气候的迅速变化导致生物多样性的锐减,使有害生物活动更加猖獗。由于北极地区变暖速度为全球平均的四倍,导致极涡偏离,近十多年,冬季东亚极寒事件频发,使冬季呼吸道疾病和心脑血管疾病发生风险增大。高纬度高海拔地区冰川、积雪和永冻土的迅速融化,还潜伏着埋藏于冰雪之下古老病原复苏的巨大危险。城市地区由于以不透水地面替代自然土壤与植被,空气更加干燥,大量电子设备与基础设施的应用使空气中的污染物和正离子浓度都要比乡村大,城市建筑与住宅分布密集,通风条件远不如乡村,也使得城里人患病的风险要大于乡村。
2.2022年秋冬的气候变化特征。受三重拉尼娜事件和极涡影响,2022年11月底到12月上旬我国中东部出现历史同期少有的强寒潮袭击,气温断崖式下跌,华北地区比常年同期偏低2~6℃。北京地区整个12月平均气温比常年偏低2℃以上且无雨雪,空气十分干燥,还一度出现历史同期少见的沙尘天气。尤其12月中旬偏低2~4℃,极端最低气温达-12~-16℃,为整个冬季最低。
图4 2022年12月11~18日最低气温的分布
3.2022年秋冬气候对新冠肺炎感染的影响。初冬是北京地区常年呼吸道疾病与心脑血管疾病的高发期,图5显示北京市某医院1996和1997年呼吸道疾病发病就诊人数的逐月变化,尽管这两年是暖冬,初冬仍形成全年呼吸道疾病的发病高峰。
2002年11月底到12月初的气候变化使人们缺乏足够的抗寒锻炼,难以适应气温的陡降和气压的猛降猛升。12月中旬提前到来的严寒期恰逢新冠疫情防控对策调整,持续维持寒冷干燥天气,极大降低了人们对呼吸道疾病与心脑血管疾病的抵抗力,同时又延长了病毒在空气中的存活时间,是导致管控放开后疫情迅速传播蔓延和部分老年人病情加重的重要环境因素。
图5 北京市某医院1996、1997年逐月呼吸道感染病例数(李青春等,1999)
气候变化条件下怎样预防呼吸道疾病
1.调节改善室内小气候。虽然初冬的大气环境不利于呼吸道疾病防御,但人们可以通过调节改善室内小气候来提高人体舒适度,创造有利于人体健康而不利于病原存活与传播的局部环境。
使用加湿器提高室内空气相对湿度,使鼻腔与呼吸道感到舒适。雾滴还可吸附病菌和病毒沉降地面,降低空气中病原物的浓度。
利用回暖天气和中午前后适度开窗通风,引进新鲜空气,降低室内空气污染物、病原物和正离子的浓度,有条件的还可在室内设置空气负离子发生器。调节冬季供暖力度,防止室温过高或过低。外出和回家注意调整衣物穿戴,防止因温度变化过大诱发感冒或心血管疾病。
2.阻断病原传播渠道。尽量不去人员密集场所,必需前往时要戴好口罩,可使呼吸道疾病传染概率降低90%。不要用手揉眼睛或扣鼻子。回到室内要洗手或用酒精擦。收到快递物品要用75%酒精或84消毒液对外包装消毒处理。
3.增强人体免疫力。均衡的营养供给是增强抵抗力的基础,尤其要注意确保足量的蛋白质、维生素和微量元素的摄入。富含蛋白质的食物有鸡蛋、瘦肉、鱼虾和豆类。富含维生素C的食物有新鲜蔬菜与水果,如猕猴桃、苹果、柑橘、西兰花、西红柿、马铃薯等,富含维生素A的食物有动物肝脏、鱼、胡萝卜、南瓜等。富含锌的食物有牛肉、动物肝脏、海产贝类、山核桃等。富含铁的食物有肉类、鱼类、奶制品等,同时补充维生素C和钙更有利于人体对铁的吸收。
多喝水能使鼻腔和口腔黏膜保持湿润,使人感觉清新,增强活力,尤其是在干燥寒冷的冬天。
充足的睡眠使人重新积聚能量,促使身体自我修补,增强免疫功能。长期睡眠不足会导致体内免疫细胞数量锐减。睡眠质量较差的老年人可通过午睡一两小时来弥补。
适量运动能降低血压,改善血液循环,控制体重。运动过程中免疫细胞可在体内自由流动,使身体各个部位免疫力得到提升。老年人可在温暖无风的午后到室外活动和晒太阳。
好的心态是提高免疫的最佳方式,乐观心态能使人体处于最佳状态,心理压力太大会导致抑制免疫系统的激素分泌增多,降低免疫功能。
注射疫苗可以在人体内引起免疫反应,有些呼吸道疾病还需要多次注射以产生长效抗体和发展记忆细胞,使身体受到训练建立对病原体的记忆,以对抗特定致病生物。
4.加强对危险传染性病原的监测防控。气候变化导致生物多样性锐减和人兽共患病的增加,与经济全球化一起加速了有害生物的蔓延,高寒地区的冰雪冻土快速消融还潜伏着古老病原复苏的风险。为此,必须加强传染病监测防控力度,力求做到早发现、早报告、早防控,以尽可能小的代价取得最大的防控效果。由于呼吸道疾病的发生与气象条件有着密切的关系,气象部门应加强诱发呼吸道与心脑血管疾病危险天气的监测,并与医疗系统合作开展针对脆弱人群的预警服务。