李 峰,魏 龍,秦 勇
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是由多種病因引起的以持續(xù)性、不完全可逆的氣流受限為特征的肺部疾病,COPD患者呼吸系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)的改變會(huì)嚴(yán)重的影響心臟的結(jié)構(gòu)和功能[1]。近來發(fā)現(xiàn)24%的COPD患者合并心血管疾病,患者的室性心律失常和心臟性猝死(SCD)發(fā)生率明顯增加,這將直接增加患者的心血管死亡風(fēng)險(xiǎn),因此早期識(shí)別和預(yù)防患者的心血管并發(fā)癥具有十分重要的臨床意義[2-3]。心臟復(fù)極離散如空間離散度(QTd)和短時(shí)程離散度(STVQT)是指心臟復(fù)極活動(dòng)空間和時(shí)間的差異性,與心律失常的發(fā)生密切相關(guān)[4]。然而COPD是否影響心臟復(fù)極離散度,以及復(fù)極離散與肺功能的關(guān)系如何研究較少,因此本研究通過與健康人群比較,并進(jìn)行相關(guān)性分析,試圖探討COPD患者心臟復(fù)極離散與肺功能之間的關(guān)系。
1.1 研究對(duì)象 納入2012年1月—2013年6月在我院診斷為COPD的患者156例(COPD組),診斷符合中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì)制定的《慢性阻塞性肺疾病診治指南》[5],同時(shí)入選在我院行健康體檢正常者64例(對(duì)照組),排除房顫、頻發(fā)室性早搏和服用胺碘酮等影響心率和QT間期分析的病例,以及有低鈉血癥、低鉀血癥、急性呼吸衰竭和急性心力衰竭等病情不穩(wěn)定的患者。
1.3 肺功能檢測 在安靜休息5 min后,由??漆t(yī)生測定肺功能:通過用力肺活量(FVC)和第1秒末用力呼氣量(FEV1)計(jì)算FEV1/FVC。FEV1/FVC<70%可確定為不能完全可逆的氣道阻塞和氣流受限;值越小,代表呼吸功能越差。
1.4 超聲心動(dòng)圖檢查 使用GE公司Vivid 7彩色多普勒超聲顯像儀,探頭頻率2.5 MHz。測量左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)、左室內(nèi)徑(LVD)、左房內(nèi)徑(LAD)、右室內(nèi)徑(RVD)、右房內(nèi)徑(RAD)、肺動(dòng)脈壓(PAP),測量3個(gè)心動(dòng)周期,取平均值。
1.5 呼吸困難指數(shù)評(píng)級(jí) 按照呼吸困難量表對(duì)入選病例進(jìn)行呼吸困難指數(shù)評(píng)級(jí)。0級(jí):除做劇烈活動(dòng)外不會(huì)發(fā)生呼吸困難;1級(jí):在平地上快步行走或者上坡時(shí),感到呼吸困難;2:以比大多數(shù)人慢的速度行走于平地時(shí)呼吸困難,或者在停止行走15 min后依舊呼吸困難;3級(jí):在平地上停止行走數(shù)分鐘后依舊呼吸困難;4級(jí):進(jìn)行穿衣等非常輕微的活動(dòng)時(shí)發(fā)生呼吸困難,并無法出門。
2.1 一般資料比較 兩組受檢者年齡、性別等一般資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05,見表1)。
2.2 心電圖、心臟超聲和肺功能比較 COPD組與對(duì)照組相比QTd和STVQT差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);LVD、LAD和RAD差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);LVEF、RVD、PAP相比差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);FVC、FEV1、FEV1/FVC差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01,見表1、2)。
2.3 復(fù)極離散度與肺功能相關(guān)性分析 在COPD患者中,心臟復(fù)極離散度與FEV1/FVC呈負(fù)相關(guān):QTd(r=-0.52,P<0.01)和STVQT(r=-0.68,P<0.01),見圖1。
表1 兩組一般資料和肺功能檢測結(jié)果比較
注:△為t值,余檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量值為χ2值;FVC=用力肺活量;FEV1=第1秒末用力呼氣量,COPD=慢性阻塞性肺疾病
表2 兩組心臟超聲和心電圖的結(jié)果比較
注:LVEF=左室射血分?jǐn)?shù),LVD=左室內(nèi)徑,LAD=左房內(nèi)徑,RVD=右室內(nèi)徑,RAD=右房內(nèi)徑,PAP=肺動(dòng)脈壓,HR=心率,QTc=校正QT間期,QTd=空間離散度,STVQT=短時(shí)程離散度
圖1 COPD患者的心臟復(fù)極離散度與FEV1/FVC的散點(diǎn)圖
Figure1 The correlation between the dispersion of cardiac repolarization and FEV1/FVC in COPD patients
心血管疾病是COPD患者的常見并發(fā)癥,也是患者最主要的死亡原因,研究顯示大約39%的COPD患者因心臟原因死亡,只有14%的死于呼吸衰竭[6]。其中心律失常在COPD患者中也十分常見,特別是室性心律失常引起的心臟性猝死,是患者心源性死亡的主要原因,因此研究COPD對(duì)患者心臟電生理的影響具有重要的臨床意義[7]。本研究證實(shí),COPD患者空間和時(shí)間復(fù)極離散度均大于對(duì)照組,并且復(fù)極離散度與FEV1/FVC呈負(fù)相關(guān),提示COPD嚴(yán)重影響心臟電活動(dòng),并與病情程度相關(guān)。
心臟復(fù)極離散度指的是心臟各部位的心肌細(xì)胞復(fù)極空間和時(shí)間的變異程度,反映心臟電生理活動(dòng)的差異性,QTd反映心臟的空間離散度,STVQT反映心臟的時(shí)間離散度[8]。因?yàn)檎P呐K并不是一個(gè)合胞體,各部分的結(jié)構(gòu)和功能、各種離子通道的分布和傳導(dǎo)系統(tǒng)的路徑均有一定的差異。一般心臟除極始于心內(nèi)膜,而復(fù)極始于心外膜,有一定的時(shí)空順序,也是正常心功能的重要保證。在心臟結(jié)構(gòu)和功能改變時(shí),心臟復(fù)極的正常順序被打亂,為折返和觸發(fā)活動(dòng)提供了基質(zhì),是心律失常發(fā)生的重要原因[4]。
COPD導(dǎo)致心臟復(fù)極離散度增加可能與以下機(jī)制有關(guān):(1)心臟結(jié)構(gòu)改變:長期的肺部炎性反應(yīng)使肺泡、毛細(xì)血管等發(fā)生重構(gòu),肺泡破壞,毛細(xì)血管床減少,引起繼發(fā)性肺動(dòng)脈高壓,繼而導(dǎo)致右心室前向壓力增大,右心室心肌發(fā)生肥大[9]。本試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)COPD患者的PAP和RVD均大于對(duì)照組,提示COPD患者的肺循環(huán)和右室已經(jīng)發(fā)生了器質(zhì)性改變。COPD患者長期處于低氧血癥或高碳酸血癥狀態(tài),由于全身炎性反應(yīng)心血管系統(tǒng)也長期受累,在這種內(nèi)環(huán)境異常和后向循環(huán)改變的影響下,左心室的功能也將受損[10],研究證實(shí),COPD患者的左室的收縮和舒張功能均有顯著下降,是患者發(fā)生心血管事件的重要原因,本試驗(yàn)結(jié)果顯示COPD患者的LVD與對(duì)照組之間無差異,但是LVEF低于對(duì)照組,提示左室的收縮功能可能受損。(2)自主神經(jīng)功能異常:COPD患者常常伴隨著自主神經(jīng)功能異常,交感神經(jīng)興奮性增加,使心率變異性下降和心率震蕩增加,提示患者竇房結(jié)的適應(yīng)能力下降[11];β受體激動(dòng)劑是治療COPD常規(guī)用藥,然而在心臟結(jié)構(gòu)和功能受損的情況下,β受體激動(dòng)劑會(huì)加重心臟負(fù)擔(dān),增加心血管事件,研究也證實(shí),長期使用β受體激動(dòng)劑與COPD患者的心力衰竭、心律失常等發(fā)生密切相關(guān)[12]。因?yàn)镃OPD患者的左右心室和自主神經(jīng)的上述改變,會(huì)使心臟電活動(dòng)的順序、時(shí)程發(fā)生改變,常常表現(xiàn)為復(fù)極活動(dòng)異質(zhì)性增大,復(fù)極時(shí)程和向量均會(huì)有所影響,本試驗(yàn)顯示COPD的心臟空間復(fù)極離散度顯著大于對(duì)照組,短時(shí)程的復(fù)極變異度也顯著增加。
然而本試驗(yàn)也具有一定的局限性,首先本研究的樣本量較小,未來研究需要擴(kuò)大樣本量,以進(jìn)一步證實(shí)本試驗(yàn)的結(jié)果;其實(shí),需要進(jìn)行長期的前瞻性研究,隨訪室性心律失常、心臟性猝死和心源性死亡的情況,以研究引起心臟復(fù)極離散度和心血管事件增加的危險(xiǎn)因素,以利于臨床預(yù)防。最后,雖然本研究顯示COPD的復(fù)極活動(dòng)異常,但是具體的離子通道變化還未得到證實(shí),這需要進(jìn)一步的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。
1 van Gestel AJ,Kohler M,Clarenbach CF.Sympathetic overactivity and cardiovascular disease in patients with chronic obstructive pulmonary disease(COPD)[J].Discov Med,2012,14(79):359-368.
2 Vijayan VK.Chronic obstructive pulmonary disease[J].Indian J Med Res,2013,137(2):251-269.
3 Curkendall SM,DeLuise C,Jones JK,et al.Cardiovascular disease in patients with chronic obstructive pulmonary disease,Saskatchewan Canada cardiovascular disease in COPD patients[J].Ann Epidemiol,2006,16(1):63-70.
4 Antzelevitch C,Burashnikov A.Overview of basic mechanisms of cardiac arrhythmia[J].Card Electrophysiol Clin,2011,3(1):23-45.
5 中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì)慢性阻塞性肺疾病學(xué)組.慢性阻塞性肺疾病診治指南(2007年修訂版)[J].中華內(nèi)科雜志,2007,46(3):254-261.
6 文富強(qiáng).重視慢性阻塞性肺疾病的合并癥[J].中華肺部疾病雜志:電子版,2013,6(2):1-3.
7 Crisafulli E,Costi S,Luppi F,et al.Role of comorbidities in a cohort of patients with COPD undergoing pulmonary rehabilitation[J].Thorax,2008,63(6):487-492.
8 Varkevisser R,Wijers SC,van der Heyden MA,et al.Beat-to-beat variability of repolarization as a new biomarker for proarrhythmia in vivo[J].Heart Rhythm,2012,9(10):1718-1726.
9 Qaseem A,Wilt TJ,Weinberger SE,et al.Diagnosis and management of stable chronic obstructive pulmonary disease:A clinical practice guideline update from the American College of Physicians,American College of Chest Physicians,American Thoracic Society,and European Respiratory Society[J].Ann Intern Med,2011,155(3):179-191.
10 Hawkins NM,Virani S,Ceconi C.Heart failure and chronic obstructive pulmonary disease:The challenges facing physicians and health services[J].Eur Heart J,2013,34(36):2795-2807.
11 Dias DCT,Marcelo PC,Claudino RR,et al.Geometric index of heart rate variability in chronic obstructive pulmonary disease[J].Rev Port Pneumol,2011,17(6):260-265.
12 Matera MG,Martuscelli E,Cazzola M.Pharmacological modulation of beta-adrenoceptor function in patients with coexisting chronic obstructive pulmonary disease and chronic heart failure[J].Pulm Pharmacol Ther,2010,23(1):1-8.