Ô nhiễm không khí ngày càng được xem là một yếu tố quan trọng và làm tăng nguy cơ bệnh tim mạch ở thành thị nhất là bệnh mạch vành.
Dù chỉ tiếp xúc ngắn hạn với không khí ô nhiễm thì vẫn có thể xảy ra biến cố xấu đối với hệ tim mạch như đau thắt ngực, nhồi máu cơ tim và suy tim. Trong trường hợp tiếp xúc dài hạn với không khí ô nhiễm, nguy cơ tử vong vì bệnh xơ vữa động mạch vành tim hoàn toàn có thể xảy ra. Thành phần chính của không khí bị ô nhiễm là các tiểu phân cực nhỏ (kích thước tính bằng nanomet) trong khói thải từ xe cộ hay từ nhà máy, xí nghiệp. Không khí ô nhiễm có hai cách tác động lên trên tim mạch. Thứ nhất, gây ra viêm nhiễm trong phổi, rồi từ đó sẽ tác động tới toàn thân, trong đó có hệ tim mạch. Thứ hai, từ phổi tiểu phần độc hại đi vào hệ tuần hoàn qua màng mạch máu – phế nang, gây tác động độc hại đối với hệ tim mạch. Qua sự tác động của stress oxy hóa trên tế bào và qua các đường tiền viêm, các tiểu phân này thúc đẩy sự phát triển và tiến triển xơ vữa động mạch qua các tác động bất lợi trên tiểu cầu, mô mạch máu và cơ tim. Các tác động này làm cơ sở cho chuỗi thuyên tắc mạch sau đó do tiếp xúc ngắn hạn hay dài hạn với không khí bị ô nhiễm.
Tổ chức Y tế thế giới (WHO) ước tính rằng, ô nhiễm không khí là nguyên nhân của 3 triệu trường hợp tử vong sớm hàng năm trên toàn thế giới. Có một sự liên quan đặc biệt của tình trạng này với sự phát triển kinh tế nhanh chóng ở các quốc gia nghèo và trung bình. Ở các quốc gia phát triển, chất lượng không khí đã được cải thiện từ những năm 1950 và vẫn còn bằng chứng về sự liên quan giữa ô nhiễm không khí với tỷ lệ tử vong.
Các tiểu phân như các chất khí N02, 03, S02 và nhiều chất hữu cơ dễ bay hơi khác có trong không khí bị ô nhiễm là các thành phần độc hại đối với sức khỏe con người. Các tác động bất lợi cho sức khỏe thường là do hỗn hợp khí của các tiểu phân này.
Cách chính xác mà qua đó các tiểu phân trong không khí ô nhiễm tác động trên hệ tim mạch vẫn chưa được xác định một cách rõ ràng, nhưng có hai giả thuyết được đề nghị và đã được đánh giá. Đó là tác dụng gián tiếp qua viêm nhiễm ở phổi và tác dụng trực tiếp do đi thẳng vào hệ tuần hoàn. Với giả thuyết thứ hai, các tiểu phần độc hại được hít vào có thể nhanh chóng được chuyển vào hệ tuần hoàn, ảnh hưởng trực tiếp trên sự đông máu và tính thống nhất của hệ tim mạch. Khi đã vào hệ tuần hoàn, các tiểu phần độc hại này có thể tương tác với tế bào nội mô mạch máu hay tác dụng trực tiếp trên các mảng xơ vữa động mạch và gây stress oxy hóa tại chỗ.
Số liệu dịch tễ học gợi ý rằng, ô nhiễm không khí có thể thúc đẩy cả sự hình thành xơ vữa động mạch mạn tính lẫn thuyên tắc mạch cấp tính. Trong một nghiên cứu được thực hiện ở gần 800 cư dân tại Los Angeles (California, Hoa Kỳ), Knzli và cộng sự đã thấy rằng, tiếp xúc với ô nhiễm không khí có thể làm tăng độ của lớp nội mạc động mạch cảnh dày lên 6% khi tiếp xúc với ô nhiễm không khí cao và sau khi điều chỉnh để giảm đi mức độ ô nhiễm không khí thì độ dày này giảm được tới 4% (động mạch cảnh chạy dọc theo bên cổ, là một trong những động mạch cung cấp máu nuôi não, động mạch này thường được dùng để khảo sát mức độ xơ vữa động mạch). Một kết quả tương tự về xơ vữa động mạch vành, Hoffmann và cộng sự đã thực hiện nghiên cứu trên 4.944 người và thấy rằng, có đến 60% người sống gần con đường chính của thành phố có lượng canxi lắng đọng trong động mạch vành (động mạch vành là mạch máu cung cấp máu nuôi tim, khi động mạch vành bị xơ vữa sẽ dẫn đến thiếu máu cơ tim hay nặng hơn là nhồi máu cơ tim). Cũng vậy, nhiều nghiên cứu dịch tễ học đã chứng minh có một sự liên quan mật thiết giữa ô nhiễm không khí ở những thành phố lớn với tỷ lệ người dân bị bệnh huyết khối, rối loạn chức năng mạch máu, rối loạn nhịp tim.
Tóm lại, có sự liên quan chặt chẽ giữa ô nhiễm không khí và bệnh tim mạch trong đó có bệnh mạch vành. Dù cơ chế vẫn chưa được xác định hoàn toàn, nhưng với những bằng chứng rõ ràng về nhiều ảnh hưởng xấu đối với sức khỏe của các tiểu phân cực nhỏ trong khói bụi phát sinh từ sự cháy trong các động cơ. Để giảm thiểu tình trạng này, dĩ nhiên cần nhiều sự phối hợp đồng bộ, nhưng trước mắt, ta cần giảm thiểu hoặc cải thiện chất lượng khí thải từ các phương tiện giao thông, giảm thiểu tình trạng tắc nghẽn giao thông. Khi tắc nghẽn giao thông trầm trọng, người tham gia giao thông nên tắt máy xe. Mọi phương pháp cải thiện chất lượng không khí, dù ít dù nhiều cũng góp phần cải thiện sức khỏe tim mạch, nhịp tim. Những rối loạn này góp phần làm cho bệnh lý tim mạch trầm trọng hơn. Ví dụ, rối loạn chức năng mạch máu kích hoạt cơn đau thắt ngực hay nhồi máu cơ tim, tăng huyết áp, rối loạn nhịp tim nặng có thể làm nặng thêm tình trạng .
