血硒對維持性血液透析患者左心室結(jié)構(gòu)與功能的影響

張夏明 徐剛 鄢巨振 高云潔 吳平 周宓

310015 杭州，杭州師范大學(xué)附屬醫(yī)院腎內(nèi)科/杭州師范大學(xué)腎臟病研究所

近年研究證實，硒代謝異常與心血管疾病(cardiovascular disease，CVD)的發(fā)生與發(fā)展密切相關(guān)[1-2]，低硒可通過引起三碘甲狀腺原氨酸(triiodothyronine，T3)降低和炎癥反應(yīng)增強等環(huán)節(jié)導(dǎo)致慢性腎臟病(chronic kidney disease，CKD)患者左心室功能障礙，增加充血性心衰等心血管事件的發(fā)生率，其中非臥床連續(xù)性腹膜透析(continuous ambulatory peritoneal dialysis，CAPD)和血液透析(hemodialysis，HD)患者更加嚴(yán)重[3-5]。然而，血硒對維持性血液透析(maintenance hemodialysis，MHD)患者左心室結(jié)構(gòu)和功能影響的研究，迄今國內(nèi)外卻鮮見報道。本研究觀察了MHD患者、非透析慢性腎衰竭(non-hemodialysis，NOHD)患者和健康對照者3組人群中血硒、氧化應(yīng)激指標(biāo)、甲狀腺激素(thyroid hormone，TH)、甲狀旁腺激素(parathyroid hormone，PTH)、C反應(yīng)蛋白(c-reactive protein，CRP)含量和左心室形態(tài)與結(jié)構(gòu)的變化，以及MHD患者血硒水平與氧化應(yīng)激指標(biāo)、TH、PTH、CRP、左心室形態(tài)與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，旨在探討血硒水平變化對MHD患者左心室結(jié)構(gòu)與功能的影響及其可能的機制。

資料與方法

一、研究對象

選取2016年5月至2018年2月在杭州師范大學(xué)附屬醫(yī)院血液凈化中心進(jìn)行血液透析的MHD患者，入選標(biāo)準(zhǔn)：確診為慢性腎功能衰竭并進(jìn)入MHD階段，且透析時間≥3個月。共納入患者40例，其中男21例，女19例，年齡33～88歲，平均年齡(63.2±15.0)歲；基礎(chǔ)疾病為高血壓腎小動脈硬化癥5例，糖尿病腎病14例，慢性腎小球腎炎14例，IgA腎病1例，成人型多囊腎3例，痛風(fēng)性腎病2例，病因不明1例。選取在本院腎內(nèi)科住院的確診為CKD且eGFR≤60 mL·min-1·(1.73 m2)-1的NOHD患者。共納入患者40例，其中男25例，女15例，年齡20～89歲，平均(66.2±17.4)歲；基礎(chǔ)疾病為高血壓腎小動脈硬化癥18例，糖尿病腎病15例，慢性腎小球腎炎1例，梗阻性腎病1例，成人型多囊腎1例，痛風(fēng)性腎病2例，病因不明2例。另選取同一時期在本院健康體檢者30例作為正常對照組，其中男12例，女18例，年齡38～80歲，平均(51.5±8.8歲)。本研究經(jīng)本院倫理委員會批準(zhǔn)[倫理審批文編號：2016(倫02)-KS-001]，所有患者均簽署知情同意書。

研究對象的排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)近1個月內(nèi)發(fā)生過心血管事件(如心律失常、心臟衰竭、心臟驟停等)者；(2)近1個月內(nèi)發(fā)生過感染或傳染性疾病者；(3)合并冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、原發(fā)性心肌病等其他心血管疾病，甲狀腺疾病、嚴(yán)重肝臟疾病、惡性腫瘤和自身免疫性疾病者；(4)腎臟移植后狀態(tài)或近6個月內(nèi)接受過免疫抑制劑治療者；(5)理解力或合作能力欠佳者。

二、研究方法

1.透析方案 MHD患者采用Fresenius4008、Fresenius4008S和金寶AK95系列血液透析機，應(yīng)用NIPRO FB-150透析器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)碳酸氫鹽透析，透析液為含糖透析液，每周透析3次，每次4 h，血流量為250～300 mL/min，透析液流量為500 mL/min。

2.標(biāo)本采集和保存 MHD患者于透析前靜脈采血，NOHD患者及正常對照組患者于清晨空腹靜脈采血。收集的標(biāo)本離心后，分別留取血漿和(或)血清保存在-80℃專用冰箱中待檢。其中血硒、氧化應(yīng)激指標(biāo)檢測標(biāo)本采用Baso2005-1型離心機以3 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心，TH檢測標(biāo)本以3 500 r/min的轉(zhuǎn)速離心。

3.標(biāo)本檢測方法 血漿硒采用質(zhì)譜法測定(美國PerkinElmer NexlON 2000)，血清總T3(total triiodothyronine，TT3)、總甲狀腺素(total thyroxine，TT4)、游離T3(free triiodothyronine，F(xiàn)T3)、游離T4(free thyroxine，F(xiàn)T4)、促甲狀腺激素(thyroid stimulating horm，TSH)采用放射免疫法測定(試劑盒購自美國雅培公司)，谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)和丙二醛(malondialdehyde，MDA)采用生化比色法測定(試劑盒購自南京建成生物工程研究所)；PTH采用化學(xué)發(fā)光法測定(試劑盒購自德國羅氏公司)，CRP、血肌酐、尿素氮、白蛋白、總膽固醇、三酰甘油等生化指標(biāo)采用全自動生化分析儀(日本OLYMPUS AU5831+ISE)檢測。以上各檢測均由專人負(fù)責(zé)操作。

4.超聲心動圖測定 應(yīng)用Philips CX50彩色B超儀測定左心室內(nèi)徑(left ventricular diameter，LVD)、左心房內(nèi)徑(left atrial diameter，LAD)、左心室舒張末內(nèi)徑(left ventricular end-diastolic diameter，LVDd)、左心室后壁厚度(left ventricular posterior wall thickness，LVPWT)、室間隔厚度(interventricular septum thickness，IVST)、左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction，LVEF)等。按Devereux公式計算左心室質(zhì)量指數(shù)(left ventricular mass index，LVMI)；LVM=1.04×[(IVST+LVPWT+LVDd)3-LVDd3]-13.6；體表面積(body surface asea，BSA)的計算采用中國人適用的通用公式，BSA(m2)=0.0 061×身高(cm)+0.0 124×體質(zhì)量(kg)-0.0 099；LVMI(g/m2)=LVM/BSA。按照超聲多普勒標(biāo)準(zhǔn)，左心室肥厚(left ventricular hypertrophy，LVH)的診斷標(biāo)準(zhǔn)：LVMI(男)>125 g/m2，LVMI(女)>120 g/m2。EF<50%者提示左心室收縮功能下降，二尖瓣前向血流頻譜舒張早期與心房收縮期左室充盈峰速度比值(E/A)<1則提示左心室舒張功能異常。

三、統(tǒng)計學(xué)處理

結(jié) 果

一、各組血硒水平的比較

MHD和NOHD患者血漿硒含量均明顯低于正常對照者(均P<0.05)。(表1)

表1 MHD組、NOHD組和對照組患者血硒水平比較g/L)

注：與對照組比較，aP<0.05，bP<0.01

二、各組氧化應(yīng)激指標(biāo)及炎癥指標(biāo)比較

MHD和NOHD患者血清GSH-Px和SOD活性均明顯低于正常對照者(P<0.01)，MDA含量均明顯高于正常對照者(P<0.01)。MHD患者血清CRP含量明顯高于正常對照者和NOHD者(P<0.01)。(表2)

三、各組甲狀腺功能指標(biāo)的比較

MHD和NOHD患者血清TT3和FT3含量均明顯低于正常對照者(P<0.01)。MHD和NOHD患者血清PTH含量明顯高于正常對照者(P<0.01和<0.05)。(表3)

四、各組心臟結(jié)構(gòu)指標(biāo)的比較

MHD組患者LAD、LVDd和LVMI均明顯高于正常對照者(P<0.01)(表4)。MHD組患者和正常對照者間LVEF無顯著性差異(P>0.05)，MHD組患者E/A比值均<1，正常對照者中50%的E/A比值<1。

五、MHD組患者血硒與其他臨床指標(biāo)的相關(guān)分析

血硒與GSH-Px、SOD、TT3、FT3呈正相關(guān)(P<0.05)，與MDA(P=0.056)和CRP(P<0.01)呈負(fù)相關(guān)。(表5)

六、血硒等臨床指標(biāo)與心臟指標(biāo)的相關(guān)分析

血硒與LAD、LVDd呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)；GSH-Px、TT3、FT3與LAD、LVDd、IVST、LVMI均呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)；SOD與LAD、IVST、LVMI呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)；MDA、PTH、CRP與LAD、LVDd、IVST、LVMI均呈正相關(guān)(P<0.05)。(表6)

表2 MHD組、NOHD組和對照組患者血清氧化應(yīng)激指標(biāo)及炎癥指標(biāo)的比較

注：與對照組比較，aP<0.01；與NOHD組比較，bP<0.01

表3 MHD組、NOHD組和對照組患者甲狀腺功能指標(biāo)比較

注：與對照組比較，aP<0.01，bP<0.05；與NOHD組比較，cP<0.05

表4 MHD組、NOHD組和對照組患者心臟結(jié)構(gòu)指標(biāo)比較

注：與對照組比較，aP<0.01，bP<0.05；與NOHD組比較，cP<0.01，dP<0.05

表5 MHD患者血硒與其他臨床指標(biāo)間的相關(guān)性分析

表6 血硒等臨床指標(biāo)與心臟結(jié)構(gòu)指標(biāo)間的相關(guān)性分析

討 論

MHD患者的心血管事件死亡風(fēng)險是同齡人群的10～20倍，歐美國家透析患者中約43%死于急性心肌梗死、心臟驟停和心律失常等CVD事件[6]，我國透析患者中約51%死于心腦血管疾病，其中32%死于心力衰竭[7]?？梢?，CVD是MHD患者最常見和最重要的死因[8-10]。LVH、冠狀動脈疾病、充血性心力衰竭和心律失常是MHD患者的常見CVD，其中以LVH最為常見。MHD患者開始透析時LVH的發(fā)生率高達(dá)70%～75%[11]，且隨透析齡增加而逐漸進(jìn)展，LVH是MHD患者最主要的心血管結(jié)構(gòu)的異常改變。通常認(rèn)為血壓升高、容量超負(fù)荷、交感神經(jīng)活性亢進(jìn)和貧血是引起MHD患者LVH的主要原因。近年來，高尿酸血癥、高脂血癥、持續(xù)的微炎癥狀態(tài)、氧化應(yīng)激狀態(tài)、TH及PTH代謝紊亂等因素對LVH的影響日益受到人們的重視。而微量元素硒與上述因素關(guān)系密切，體內(nèi)低硒狀態(tài)可能通過影響上述因素而在MHD患者LVH形成中起作用。本研究發(fā)現(xiàn)，MHD患者血硒、GSH-Px、SOD、TT3和FT3均明顯低于正常對照者，而MDA、CRP和PTH均明顯高于正常對照者；LAD、LVDd、LVPWT和LVMI均明顯大于正常對照者；血硒與GSH-Px、SOD、TT3、FT3呈正相關(guān)，與MDA、CRP、LAD和LVDd呈負(fù)相關(guān)；GSH-Px、TT3、FT3與LAD、LVMI、LVDd、IVST均呈負(fù)相關(guān)；SOD與LAD、IVST、LVMI呈負(fù)相關(guān)；MDA、PTH、CRP與LAD、LVDd、IVST、LVMI均呈正相關(guān)。上述結(jié)果表明MHD患者血硒水平明顯降低，同時存在氧化應(yīng)激反應(yīng)增強、炎癥反應(yīng)增強、TH和PTH水平紊亂以及左心室形態(tài)和結(jié)構(gòu)異常。血硒與氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、TH和PTH變化關(guān)系密切，而氧化應(yīng)激反應(yīng)增強、炎癥反應(yīng)增強、TH和PTH水平紊亂與左心室形態(tài)和結(jié)構(gòu)異常關(guān)系密切，提示低血硒可能通過以上多個環(huán)節(jié)影響MHD患者左心室結(jié)構(gòu)和功能。但本研究僅發(fā)現(xiàn)血硒水平與LAV和LVDd呈顯著負(fù)相關(guān)，而與LVMI、LVPWT、IVST等指標(biāo)間雖也呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)趨勢，但結(jié)果并無統(tǒng)計學(xué)意義，考慮與本研究樣本量較小有關(guān)。

缺硒對MHD患者左心室結(jié)構(gòu)和功能異常的影響及其確切機制目前尚未完全明了，其可能機制如下：(1)缺硒可使MHD患者體內(nèi)GSH-Px等抗氧化硒酶活性下降，腫瘤壞死因子-α、白介素-6表達(dá)上調(diào)，8-羥基-2-脫氧鳥苷、8-異前列腺素水平和連接蛋白-43去磷酸化增加以及脂質(zhì)代謝紊亂而引起心肌細(xì)胞氧化應(yīng)激增強、心臟重塑、心肌病而導(dǎo)致猝死等CVD[12-14]。(2)缺硒可使MHD患者體內(nèi)I型碘甲狀腺原氨酸5’-脫碘酶活性下降，引起T4向有生物活性的T3轉(zhuǎn)化受阻，導(dǎo)致甲狀腺功能低下[15]。甲狀腺功能低下可通過激活氧化應(yīng)激反應(yīng)、引起脂質(zhì)代謝紊亂而增加患者發(fā)生動脈粥樣硬化和左心室收縮或舒張功能障礙的風(fēng)險[16-17]。而TH治療則可減輕心肌梗死大鼠的左心室擴張、改善左心室重構(gòu)過程，進(jìn)而改善左心室功能，并可調(diào)節(jié)心臟促炎性Toll-4受體/核因子-kB(TLR4/NF-kB)的表達(dá)，降低黃嘌呤氧化酶的表達(dá)而改善左心室功能，進(jìn)而起到心肌保護作用[18-19]。此外，PTH可能通過與心肌細(xì)胞上的PTH相關(guān)蛋白受體結(jié)合而影響心肌細(xì)胞能量代謝，引起心肌細(xì)胞增生、心肌纖維化，從而導(dǎo)致心臟結(jié)構(gòu)和功能的異常[20]。本研究發(fā)現(xiàn)MHD患者血硒、TT3、FT3顯著降低，PTH含量明顯升高，血硒與TT3、FT3呈正相關(guān)，與LAD和LVDd呈負(fù)相關(guān)，PTH與LAD、LVDd、IVST、LVMI均呈正相關(guān)，提示低硒可能通過引起TH和PTH代謝異常而導(dǎo)致MHD患者左心室結(jié)構(gòu)與功能的改變，使收縮和舒張功能受損。(3)MHD患者常因尿毒癥毒素、透析器的生物相容性、透析用水的質(zhì)量、反復(fù)穿刺血管通路和不同透析方式等因素的影響，體內(nèi)長期處于微炎癥狀態(tài)。持續(xù)的微炎癥狀態(tài)使MHD患者左心室功能明顯減低，顯著增加CVD的發(fā)生風(fēng)險，CRP每升高1 mg/L，主要心臟不良事件發(fā)生風(fēng)險增加1.94倍[21-23]。MHD患者血清CRP顯著升高，并與血硒水平呈顯著負(fù)相關(guān)[24]，本研究結(jié)果與文獻(xiàn)報道相符。同時還發(fā)現(xiàn)MHD患者的CRP與LAD、LVDd、IVST、LVMI均呈正相關(guān)，提示缺硒可能通過激活氧化應(yīng)激反應(yīng)而介導(dǎo)單核細(xì)胞等炎癥細(xì)胞產(chǎn)生炎癥因子，參與MHD患者的心臟結(jié)構(gòu)與功能的損傷。

綜上所述，低硒可使MHD患者體內(nèi)GSH-Px等抗氧化硒酶活性降低、氧化應(yīng)激反應(yīng)增強，TH、PTH代謝異常以及炎癥反應(yīng)增強，這些因素共同作用可導(dǎo)致MHD患者左心室結(jié)構(gòu)和功能異常，尤以舒張功能異常更為明顯，低硒可能是MHD患者左心室結(jié)構(gòu)和功能異常的另一危險因素。但由于本研究為單中心小樣本研究，其對低硒與MHD患者左心室形態(tài)和功能損害間的確切關(guān)系及其發(fā)病機制尚難以得出十分可靠的結(jié)論。今后將進(jìn)一步開展分層研究或更大樣本量的深入研究或進(jìn)行多中心大樣本聯(lián)合研究以驗證本研究的結(jié)論。