生長(zhǎng)分化因子-15與左心室舒張功能及動(dòng)脈僵硬度的關(guān)系*

田明玉，朱楨燕，張海鋒，夏耘，許迪，李新立

生長(zhǎng)分化因子-15與左心室舒張功能及動(dòng)脈僵硬度的關(guān)系*

田明玉，朱楨燕，張海鋒，夏耘，許迪，李新立

目的:在中年體檢人群中，探討血漿生長(zhǎng)分化因子-15(GDF-15)與左心室舒張功能及動(dòng)脈僵硬度的關(guān)系。

方法:于我院體檢中心收集178名中年人進(jìn)行橫斷面研究，使用標(biāo)準(zhǔn)流行病學(xué)調(diào)查表進(jìn)行問(wèn)卷，測(cè)量血壓并測(cè)定血清空腹生化指標(biāo)。用酶聯(lián)免疫吸附雙抗夾心法測(cè)定血漿GDF-15水平，并將受試者的血漿GDF-15按三分位數(shù)分組:一分位組(＜103.96 pg/m l)、二分位組(103.96 pg/ml～121.56 pg/m l)、三分位組(＞121.56 pg/ml)。采用超聲心動(dòng)圖測(cè)定左心室舒張功能、結(jié)構(gòu)指標(biāo);應(yīng)用VP-1000動(dòng)脈硬化分析儀測(cè)定受試者臂踝脈搏波傳導(dǎo)速度(baPWV)。

結(jié)果:①隨著血漿GDF-15水平的升高，舒張?jiān)缙谛募⊙魉俣确逯?E)和舒張晚期血流速度峰值(A)比值(E/A)、舒張?jiān)缙谛募∵\(yùn)動(dòng)速度峰值(E’)均呈逐步下降(P＜0.05)，而E/E’與baPWV均呈逐步升高(P＜0.05)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。②多元逐步線性回歸分析:logGDF-15和年齡均是baPWV與E’、E/E’的獨(dú)立影響因素(P＜0.05);③偏相關(guān)分析:調(diào)整年齡、性別等后，baPWV與E’呈負(fù)相關(guān)(P＜0.05)，與E/E’呈正相關(guān)(P＜0.01);按血漿GDF-15水平三分位數(shù)分組后，在三分位組中仍可得到相似的結(jié)果(P＜0.05)。

結(jié)論:在中年體檢人群中，GDF-15分別是動(dòng)脈僵硬度增加和左心室舒張功能減退的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，且GDF-15水平的升高可能影響動(dòng)脈彈性和左心室舒張功能的關(guān)系。

左心室舒張功能;動(dòng)脈僵硬度;生長(zhǎng)分化因子-15*

江蘇省亞健康高危人群綜合干預(yù)示范研究(項(xiàng)目號(hào):BE2009613)

(Chinese Circulation Journal，2012，27:200.)

左心室舒張功能不全與動(dòng)脈僵硬度增加是心血管疾病發(fā)生率和死亡率升高的獨(dú)立危險(xiǎn)因子［1，2］。在高血壓、糖尿病及動(dòng)脈粥樣硬化等多種心血管危險(xiǎn)因素參與下，左心室舒張功能不全和動(dòng)脈僵硬度增加往往伴隨存在，有研究者認(rèn)為這些危險(xiǎn)因素促發(fā)了相同的病原學(xué)機(jī)制使得動(dòng)脈和心肌相應(yīng)受損［3］。生長(zhǎng)分化因子-15(GDF-15)是心肌細(xì)胞受損時(shí)表達(dá)上調(diào)的蛋白，它可以作為心肌損傷及心血管疾病危險(xiǎn)分層的標(biāo)志物。近年來(lái)，對(duì)其變化意義的觀察多在心力衰竭中進(jìn)行［4，5］，而對(duì) GDF-15 與動(dòng)脈彈性關(guān)系的研究，國(guó)內(nèi)外報(bào)道并不多見，尤其是在相對(duì)健康的中年人群中，左心室舒張功能異常與動(dòng)脈彈性減退的發(fā)展階段是否有一定的聯(lián)系，GDF-15是否可以作為早期的敏感指標(biāo)評(píng)估左心室舒張功能不全和動(dòng)脈僵硬度增加的關(guān)系，國(guó)內(nèi)外尚少報(bào)道。本文旨在相對(duì)健康的中年人群中，探討血漿GDF-15水平與左心室舒張動(dòng)能及動(dòng)脈彈性指標(biāo)的關(guān)系，及其對(duì)兩者關(guān)系的影響。

1 對(duì)象與方法

研究對(duì)象:自2010-06至2010-12采用單純隨機(jī)方法于我院體檢中心收集178名中年人進(jìn)行橫斷面研究，年齡30～60(48.5±8.5)歲，女性93例，男性85例。所有受試者體檢前至少兩周內(nèi)未服影響心血管活性的藥物，測(cè)定前60 min未吸煙、飲酒或喝咖啡。排除標(biāo)準(zhǔn):①證實(shí)為收縮性心力衰竭的患者(射血分?jǐn)?shù)＜50%);②各種器質(zhì)性心臟病及基本心律為非竇性心律(如心房顫動(dòng)、心房撲動(dòng))、房室傳導(dǎo)阻滯等患者;③糖尿病、肝腎功能不全、腫瘤、妊娠及周圍血管病患者。所有受試者均自愿參加并簽署了知情同意書，我院倫理委員會(huì)討論通過(guò)本研究方案。

臨床資料收集:每位受試者接受統(tǒng)一的心血管流行病學(xué)問(wèn)卷調(diào)查，包含年齡、個(gè)人及家族疾病史、吸煙、飲酒、用藥史等信息。測(cè)量血壓、心率、身高、體質(zhì)量、腰圍及臀圍，并按腰圍(cm)/臀圍(cm)計(jì)算腰臀比;體重(kg)/身高2(m2)計(jì)算體質(zhì)量指數(shù)。血壓測(cè)量方法:受試者安靜坐位休息10 min后，用水銀血壓計(jì)測(cè)量右上肢血壓3次，每次測(cè)量間隔2 min，以柯氏音第Ⅰ相及第Ⅴ相分別為收縮壓和舒張壓，取3次血壓平均值。高血壓診斷標(biāo)準(zhǔn):收縮壓≥140 mm-Hg(1 mmHg=0.133 kPa)和(或)舒張壓≥90 mmHg，或正在接受高血壓藥物治療者。

標(biāo)本采集:采晨時(shí)空腹12 h以上肘靜脈血5 ml，其中取3 ml測(cè)定部分生化指標(biāo)，取2 ml置于含枸櫞酸

統(tǒng)計(jì)學(xué)方法:應(yīng)用SPSS13.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示;血漿GDF-15及甘油三酯呈非正態(tài)分布，以中位數(shù)(四分位數(shù)間距)表示，采用非參數(shù)檢驗(yàn)進(jìn)行比較;多組間比較采用方差分析(ANOVA)，組間兩兩比較采用q檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料采用卡方檢驗(yàn);左心室舒張功能與baPWV的關(guān)系采用偏相關(guān)分析;baPWV與左心室舒張功能指標(biāo)的影響因素分別采用多元逐步回歸分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

三組間的臨床特征、超聲心動(dòng)圖參數(shù)和baPWV比較:隨著血漿GDF-15水平的增高，舒張壓、總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、E/E’和baPWV均呈逐步升高鈉溶液的冷凍試管中混勻，以3000 r/min離心10 min，收集上層液，存于-80℃冰箱待測(cè)GDF-15水平。

實(shí)驗(yàn)室檢查:采用全自動(dòng)生化分析儀(AU2700)完成常規(guī)生化檢查;采用酶聯(lián)免疫吸附雙抗夾心法測(cè)定血漿GDF-15，所有樣本的檢測(cè)均為同一批次完成，批內(nèi)差異＜5%。并將受試者的血漿GDF-15按三分位數(shù)分組:一分位組(＜103.96 pg/ml)、二分位組(103.96 pg/m l～121.56 pg/m l)、三 分 位 組 (＞121.56 pg/m l)。

超聲心動(dòng)圖檢查:應(yīng)用美國(guó)GEvivid7相控陣超聲診斷儀，探頭頻率為1.7～3.4 MHz。采用專人操作，囑受檢者左側(cè)臥位。以下所有指標(biāo)連續(xù)測(cè)量3次，取平均值。常規(guī)指標(biāo):心室間隔厚度、左心室后壁厚度、左心室舒張末期內(nèi)徑、左心室收縮末期內(nèi)徑、左心房舒張末期內(nèi)徑，根據(jù)Devereux公式［6］計(jì)算左心室質(zhì)量，并除以體表面積得左心室心肌質(zhì)量指數(shù)。二尖瓣頻譜指標(biāo):二尖瓣血流頻譜取心尖四腔心切面，將取樣容積置于二尖瓣口上1 cm處測(cè)量舒張?jiān)缙谘魉俣确逯?E)，舒張晚期血流速度峰值(A)，E峰減速時(shí)間，并計(jì)算E/A比值。組織多普勒指標(biāo):切換組織多普勒模式，取心尖四腔觀，置于二尖瓣環(huán)間隔側(cè)和側(cè)壁緣，取平均值測(cè)得舒張?jiān)缙谛募∵\(yùn)動(dòng)速度峰值(E’)，計(jì)算E/E’。

動(dòng)脈僵硬度檢測(cè):應(yīng)用VP-1000動(dòng)脈硬化分析儀測(cè)定受試者臂踝脈搏波傳導(dǎo)速度(baPWV)?；颊哽o坐休息15 min后取仰臥位測(cè)量，按儀器使用要求戴好雙上臂及腳踝箍帶、心電圖夾子和心音圖傳感器，同步記錄并分析報(bào)告，包括四肢血壓(右上臂、左上臂、右踝、左踝)、脈壓、腳踝最高血壓/上臂最高血壓及baPWV。(P＜0.05)，高密度脂蛋白膽固醇、E/A和E’均呈逐步下降(P＜0.05)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。其它指標(biāo)在三組間，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。表1

表1 三組間臨床特征、超聲心動(dòng)圖參數(shù)和臂踝脈搏波傳導(dǎo)速度比較(±s)

表1 三組間臨床特征、超聲心動(dòng)圖參數(shù)和臂踝脈搏波傳導(dǎo)速度比較(±s)

注:*以中位數(shù)(四分位間距)表示。E:二尖瓣舒張?jiān)缙谘鞣逯礎(chǔ):二尖瓣舒張晚期血流峰值 E’:舒張?jiān)缙谛募∵\(yùn)動(dòng)速度峰值baPWV:臂踝脈搏波傳導(dǎo)速度 1 mmHg=0.133 kPa

一分位組(n=59)二分位組(n=60)三分位組(n=59) P值臨床特征性別(男/女) 29/30 28/32 28/31 0.96年齡(歲) 47.0±9.2 49.0±7.3 49.4±8.7 0.27吸煙史［例(%)］ 10(16.9) 12(20) 14(23.7) 0.67飲酒史［例(%)］ 11(18.6) 18(30) 16(27.1) 0.34服藥史［例(%)］ 9(15.3) 12(20) 10(16.9) 0.79腰臀比 0.85±0.06 0.85±0.12 0.85±0.11 0.92體質(zhì)量指數(shù)(kg/m2) 23.4±2.9 24.3±3.0 24.2±2.8 0.20心率(bpm) 69.8±10.8 70.0±9.1 70.9±9.4 0.92收縮壓(mmHg) 119.7±14.0 122.5±16.0 125.4±16.1 0.16舒張壓(mmHg) 70.9±10.1 73.8±10.2 75.9±10.0 0.03脈壓(mmHg) 48.9±9.3 48.8±8.6 49.5±9.7 0.94空腹血糖(mmol/L) 5.0±0.7 5.2±0.7 5.3±0.7 0.05總膽固醇(mmol/L) 4.9±0.9 5.3±0.9 5.3±1.0 0.027甘油三酯*(mmol/L)1.26(0.90，1.83)1.27(1.84，0.84)1.34(0.94，1.75) 0.66高密度脂蛋白膽固醇(mmol/L)1.4±0.4 1.3±0.3 1.2±0.3 0.021低密度脂蛋白膽固醇(mmol/L)2.9±0.7 3.2±0.6 3.3±0.6 0.005超聲心動(dòng)圖左心房舒張末期內(nèi)徑(mm)31.8±3.8 32.1±3.8 32.3±3.3 0.71心室間隔厚度(mm) 9.3±1.5 9.5±1.5 9.7±1.5 0.26左心室質(zhì)量指數(shù)(g/m2) 88.7±18.0 89.7±15.3 90.6±16.1 0.83 E(m/s) 0.79±0.19 0.73±0.17 0.75±0.16 0.13 A(m/s) 0.64±0.15 0.66±0.16 0.69±0.16 0.21 E/A 1.32±0.46 1.16±0.36 1.14±0.36 0.03 E 峰減速時(shí)間(ms) 174.63±42.61 170.46±46.22 163.59±49.72 0.26 E’(m/s) 0.10±0.02 0.08±0.02 0.08±0.01 ＜0.01 E/E’ 8.09±1.98 8.95±2.57 9.29±2.91 0.03 baPWV(cm/s) 1278.47±163.47 1374.21±199.30 1443.73±283.88 ＜0.001

多元逐步線性回歸分析:分別以 baPWV、E/A、E’、E/E’為因變量，年齡、心率、性別、服藥史、收縮壓、舒張壓、脈壓、低密度脂蛋白膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇、甘油三酯、空腹血糖、logGDF-15(生長(zhǎng)分化因子-15經(jīng)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換)為自變量進(jìn)行多元逐步回歸分析顯示:收縮壓和年齡是baPWV的獨(dú)立影響因素(P＜0.05);logGDF-15分別是 baPWV(P＜0.05)、E’(P＜0.05)、E/E’(P＜0.05)的獨(dú)立影響因素，但未進(jìn)入E/A的回歸方程。表2

三組間baPWV與左心室舒張功能指標(biāo)的偏相關(guān)分析:調(diào)整年齡、心率、性別、服藥史、收縮壓、舒張壓、脈壓、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇、空腹血糖后，baPWV與 E’呈負(fù)相關(guān)(P＜0.05)，與E/E’呈正相關(guān)(P＜0.05);按 GDF-15 三分位數(shù)分組后，在三分位組中仍可得到相似的結(jié)果(P＜0.05)，而在一、二分位組中 baPWV與E’、E/E’無(wú)相關(guān)性。表3

表3 三組間臂踝脈搏波傳導(dǎo)速度與舒張功能指標(biāo)的偏相關(guān)分析

3 討論

GDF-15是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β超家族成員中的一種應(yīng)激反應(yīng)蛋白，GDF-15的表達(dá)可抑制心肌肥厚、抗炎、抗心肌凋亡，對(duì)心臟缺血再灌注損傷亦有保護(hù)作用。GDF-15在心衰領(lǐng)域中是最新的生化標(biāo)志物，2009年Lind等［7］在慢性心功能不全患者中發(fā)現(xiàn)GDF-15水平增高與左心室質(zhì)量指數(shù)、舒張末內(nèi)徑的增加和左心室射血分?jǐn)?shù)的減少明顯相關(guān)，而GDF-15與左心室舒張功能的關(guān)系，國(guó)內(nèi)外研究較少。最新的國(guó)外文獻(xiàn)顯示［8］，隨著左心室舒張功能減退，GDF-15分泌增加，可作為診斷舒張性心衰的敏感指標(biāo)。本研究在相對(duì)健康的中年人群中，未得到心室結(jié)構(gòu)指標(biāo)在血漿GDF-15水平間的變化，但隨著血漿GDF-15水平的升高，舒張功能指標(biāo) E/A、E’有下降(P＜0.05)，E/E’有上升(P＜0.05)，這表明在心室結(jié)構(gòu)發(fā)生變化之前，血漿GDF-15分泌增加可評(píng)價(jià)左心室舒張功能障礙，尤其是在出現(xiàn)早期的左心室松弛性減退時(shí)，可能有缺血、心室壁的機(jī)械牽張等因素的持續(xù)存在通過(guò)一氧化氮依賴性通路誘導(dǎo)心肌細(xì)胞表達(dá)GDF-15，后者進(jìn)一步通過(guò)旁分泌機(jī)制負(fù)反饋調(diào)節(jié)心室重構(gòu)進(jìn)程，這提示GDF-15不僅是反映血流動(dòng)力學(xué)因子，而且可能參與左心室舒張功能不全的病理生理過(guò)程。

國(guó)外研究顯示GDF-15與頸動(dòng)脈內(nèi)膜中層厚度、斑塊負(fù)荷和內(nèi)皮功能障礙有關(guān)［7］，但未證實(shí)與baPWV的關(guān)系，baPWV主要反映的是大動(dòng)脈和中動(dòng)脈的彈性功能，是反映動(dòng)脈硬化的早期標(biāo)記之一［9］。既往研究表明［10，11］，年齡和收縮壓是影響 baPWV 的兩個(gè)主要因素，本研究可得到相同的結(jié)果，并首次發(fā)現(xiàn)GDF-15不依賴年齡和血壓與baPWV獨(dú)立相關(guān)，這一結(jié)果顯示GDF-15在血管重塑過(guò)程中的重要性［12］。當(dāng)大動(dòng)脈壁的僵硬度增加時(shí)，氧化低密度脂蛋白、內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子及炎癥細(xì)胞共同作用使病灶逐步發(fā)展形成脂紋、纖維斑塊、粥樣斑塊［13］，而GDF-15水平的大量分泌可能是動(dòng)脈血管為了抵抗損傷而早期啟動(dòng)機(jī)體正常的防御機(jī)制。大量研究得出左心室舒張功能不全與動(dòng)脈僵硬度有一定的聯(lián)系［14，15］，本研究是針對(duì)排除糖尿病的體檢人群，混雜因素相對(duì)較少，仍可證實(shí)baPWV與E’、E/E’獨(dú)立相關(guān)，并且首次發(fā)現(xiàn)在排除相關(guān)危險(xiǎn)因素后，隨著血漿GDF-15水平的增高，兩者仍有顯著的相關(guān)性，這說(shuō)明GDF-15水平的變化可能間接反映動(dòng)脈僵硬度與左心室舒張功能之間的關(guān)系，即反映內(nèi)皮和心肌保護(hù)功能開始調(diào)動(dòng)。因此，評(píng)估 GDF-15分泌水平的高低，有助于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)動(dòng)脈彈性損傷和左心室舒張功能減退的發(fā)展階段，從而對(duì)心血管疾病的預(yù)防和治療起到積極的監(jiān)控作用。

本文的局限性:GDF-15對(duì)心血管疾病的診斷、危險(xiǎn)分層和預(yù)后的應(yīng)用仍還處于探索研究階段，沒有統(tǒng)一的臨床標(biāo)準(zhǔn)。本研究對(duì)血漿GDF-15與左心室舒張功能及動(dòng)脈僵硬度的關(guān)系做了初步探討，但機(jī)制并未完全闡明，另一方面樣本量相對(duì)較小，可能存在一定的偏倚，還有待于更大規(guī)模的前瞻性研究加以證實(shí)。

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(編輯:王寶茹)

The Association of Grow th Differentiation Factor-15 With Left Ventricular Diastolic Function and Arterial Stiffness in M idd le-Aged Individuals

TIAN Ming-yu，ZHU Zhen-yan，ZHANG Hai-feng，XIA Yun，XU Di，LIXin-li.
Department of Cardiology，The First Affiliated Hospital，Nanjing Medical University，Nanjing(210029)，Jiangsu，China

LIXin-li，Email:xinli3267@yeah.net

Objective:To explore the association of growth differentiation factor-15(GDF-15)with left ventricular diastolic function and arterial stiffness inmiddle-aged individuals.

Methods:A total of 178 middle-aged(30～60 years)individuals from physical examination center in our hospital were randomly studied.The participants’information was collected by standard questionnaire，blood pressure and fasting blood biochemical index were alsomeasured.GDF-15 was examined with ELISA.The participants were divided into three groups as GDF-15＜103.96 pg/ml，GDF-15(103.96 pg/ml～ 121.56)pg/ml，and GDF-15＞121.56 pg/m l.Left ventricular structure and diastolic function weremeasured by Color Doppler ultrasound，brachialankle pulsewave velocity(baPWV)was determined by the full-automatic arteriosclerosis diagnostic instrument.

Results:①With increased levels of GDF-15，E/A and E’decreased accordingly，E/E’and baPWV increased accordingly，P＜0.05 respectively.②Multivariate stepwise linear regression analysis presented that log GDF-15 and age were the independent influencing factors for baPWV，E’and E/E’，P＜0.05 respectively.③With adjusted age and gender，baPWV was negatively related to E’，P＜0.05，and positively related to E/E’，P＜0.01.The similar results could also be found in three different groups all P＜0.05.

Conclusion:GDF-15 was an independent risk factor for increased arterial stiffness and decreased left ventricular diastolic function，and the elevated GDF-15 may affect the relationship between arterial stiffness and left ventricular diastolic function in middle aged individuals.

Left ventricular diastolic function;Arterial stiffness;Growth differentiation factor-15

210029 江蘇省南京市，南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 心內(nèi)科

田明玉 碩士研究生 主要從事心內(nèi)科方面學(xué)習(xí) Email:tmy.1225@yahoo.com.cn 通訊作者:李新立 Email:xinli3267@yeah.net

R54

A

1000-3614(2012)03-0200-04

10.3969/j.issn.1000-3614.2012.03.013

2011-12-01)

·臨床研究·