慢性心力衰竭患者心肌能量代謝變化及其與左心室重構(gòu)的關(guān)系分析

樊丹 羅偉

慢性心力衰竭主要由心肌炎、心肌梗死等原因引起心肌損傷，使心肌結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變，最終造成心室泵血功能或心室充盈功能減退[1]。隨著我國(guó)人口老齡化程度的加重，冠心病、高血壓等心臟疾病的發(fā)病率呈明顯上升趨勢(shì)，慢性心力衰竭已經(jīng)成為嚴(yán)重威脅人類(lèi)生命健康的主要疾病[2]。左心室重構(gòu)是慢性心力衰竭發(fā)生、發(fā)展的重要病理機(jī)制，心力衰竭早期出現(xiàn)心肌損傷，心室負(fù)荷增加，隨著心室不斷擴(kuò)大，心室形狀結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，心肌收縮能力下降，動(dòng)脈血流無(wú)法滿足機(jī)體的需求，進(jìn)一步促進(jìn)心力衰竭的發(fā)生、發(fā)展，威脅患者的生命[3-4]。故如何早期評(píng)估慢性心力衰竭左心室重構(gòu)情況以指導(dǎo)臨床干預(yù)意義重大。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，心肌能量代謝途徑改變引起心肌細(xì)胞缺血、缺氧，供給能量不足或能量利用障礙在心力衰竭的發(fā)展中起重要作用[5-6]。本研究通過(guò)檢測(cè)慢性心力衰竭患者的心肌能量代謝變化，探討其與左心室重構(gòu)的關(guān)系，以期為慢性心力衰竭的診治提供參考，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象 選擇2019年6月至2021年9月在徐州市中心醫(yī)院住院治療的慢性心力衰竭患者118例作為觀察組，另?yè)裢谠诒驹后w檢的健康人群120名作為對(duì)照組。觀察組男62例，女56例；年齡40～80（68.56±9.26）歲 ；病 程 0.6～6.5（3.56±0.62）年 ；BMI 23～28（25.62±4.51）kg/m2；身高155.26～186.15（162.38±30.25）cm；基礎(chǔ)疾病：冠心病43例，高血壓28例，擴(kuò)張型心肌病35例，心肌炎12例；根據(jù)紐約心臟病協(xié)會(huì)（New York Heart Association,NYHA）心功能標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)：Ⅱ級(jí)51例，Ⅲ級(jí)39例，Ⅳ級(jí)28例。對(duì)照組男66例，女 54例；年齡 42～79（67.78±9.32）歲；BMI 24～28（25.18±4.36）kg/m2；身 高 158.39～181.89（163.42±31.12）cm。兩組性別、年齡、BMI、身高比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）?；颊呒{入標(biāo)準(zhǔn)：均符合《2018中國(guó)心力衰竭診斷和治療指南亮點(diǎn)》[7]中慢性心力衰竭的診斷標(biāo)準(zhǔn)；年齡40～80歲；左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction,LVEF）＜50%；病程＞6個(gè)月。排除標(biāo)準(zhǔn)：嚴(yán)重肝腎功能損傷或惡性腫瘤；急性心肌病、惡性心律失常、心源性休克、心包疾病、先天心臟病或心臟瓣膜病等；行心臟移植術(shù)或安裝起搏器；嚴(yán)重抑郁或其他精神疾??；認(rèn)知功能障礙；近期做過(guò)重大手術(shù)。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（批準(zhǔn)文號(hào)：20200713），所有對(duì)象均簽署知情同意書(shū)。

1.2 方法

1.2.1 左心室重構(gòu)指標(biāo)檢測(cè) 由醫(yī)院經(jīng)驗(yàn)豐富的超聲科醫(yī)生采用iE33多功能彩色多普勒心臟超聲儀（上海聚慕醫(yī)療器械有限公司）檢測(cè)，心臟探頭頻率設(shè)2.5～4.5 MHz，所有對(duì)象均采用平臥位，將探頭放在其胸部心尖的位置，記錄心率（heart rate,HR）、收縮壓（systolic blood pressure,SBP）、左心室舒張末期內(nèi)徑（left ventricular end diastolic diameter,LVEDd）、左心室收縮末期內(nèi)徑（left ventricular end systolic diameter,LVESd）、LVEF、左心室射血時(shí)間（left ventricular ejection time,LVET）、左心室每搏輸出量（left ventricular stroke volume,LVSV）、左心室收縮末期后壁厚度（left ventricular end systolic posterior wall thickness,LVPWTs）、左心室舒張末期后壁厚度（left ventricular end diastolic posterior wall thickness,PWTd）、左心室舒張末期室間隔厚度（left ventricular end diastolic septal thickness,IVSTd）等，所有數(shù)據(jù)均檢測(cè)至少3次，取平均值，計(jì)算左心室質(zhì)量指數(shù)（left ventricular mass index,LVMI），LVMI=左心室質(zhì)量（left ventricular mass,LVM）/[0.0061×身高+0.0128×BMI-0.1529]，其中LVM=0.8×1.04[（LVESd+IVSTd+PWTd）3-LVESd3]+0.6。

1.2.2 心肌能量代謝變化指標(biāo)檢測(cè) 包括血清游離脂肪酸（free fatty acids,FFA）、左心室收縮末圓周室壁應(yīng)力（left ventricular end systolic circumferential wall stress,cESS）和心肌能量消耗（myocardial energy expenditure,MEE）。兩組對(duì)象均在入院治療前抽取空腹外周血液5 ml，以4 000 r/min離心10 min后分離血清，采用ELISA法檢測(cè)血清FFA水平，F(xiàn)FA試劑盒購(gòu)自上海酶聯(lián)生物科技有限公司（批號(hào)：20180911/20200613），所有操作均嚴(yán)格依照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。cESS、MEE根據(jù)心臟超聲檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，cESS=｛SBP×（LVESd/2）2×［1+（LVESd/2+LVPWTs）2/（LVESd/2+LVPWTs/2）2］｝/[（LVESd/2+LVPWTs）2-（LVESd/2）2]，MEE=cESS×LVET×LVSV×HR×4.2×10-4。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以表示，組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以百分比表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組對(duì)象心肌能量代謝指標(biāo)比較 觀察組cESS、MEE、血清FFA水平均高于對(duì)照組（均P＜0.05），見(jiàn)表1。

表1 兩組對(duì)象心肌能量代謝指標(biāo)比較

2.2 兩組對(duì)象左心室重構(gòu)指標(biāo)比較 觀察組LVEDd、LVESd、LVMI水平均高于對(duì)照組（均 P＜0.01），而LVEF水平低于對(duì)照組（P＜0.01），見(jiàn)表2。

表2 兩組對(duì)象左心室重構(gòu)指標(biāo)比較

2.3 觀察組心肌能量代謝指標(biāo)與左心室重構(gòu)指標(biāo)的關(guān)系分析 觀察組cESS、MEE、血清FFA水平與LVEDd、LVESd、LVMI均呈正相關(guān)（均 P＜0.05），與LVEF均呈負(fù)相關(guān)（均P＜0.05），見(jiàn)表3。

表3 觀察組心肌能量代謝指標(biāo)與左心室重構(gòu)指標(biāo)的關(guān)系分析

3 討論

慢性心力衰竭是多種心臟疾病的最終表現(xiàn)，主要臨床表現(xiàn)為呼吸困難、運(yùn)動(dòng)耐力下降、體液潴留等，是一種持續(xù)存在的心力衰竭狀態(tài)，嚴(yán)重影響患者的生存質(zhì)量[8]。左心室重構(gòu)在慢性心力衰竭發(fā)生、發(fā)展的中起重要作用，但目前心室重構(gòu)發(fā)生機(jī)制尚未完全明確，一般認(rèn)為可能與細(xì)胞因子的活化、神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)、細(xì)胞凋亡、血流動(dòng)力學(xué)等改變有關(guān)[9-10]。有學(xué)者提出心肌能量代謝障礙可能影響心室重構(gòu)，而心臟長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷耗能會(huì)導(dǎo)致心室重構(gòu)加重[11]，但心肌能量代謝變化和左心室重構(gòu)的具體關(guān)聯(lián)還需進(jìn)一步研究明確。

本研究結(jié)果顯示，觀察組心肌能量代謝變化指標(biāo)cESS、MEE、血清FFA水平均明顯高于對(duì)照組，提示慢性心力衰竭患者存在心肌能量代謝障礙。心臟的收縮和舒張運(yùn)動(dòng)依賴于心肌細(xì)胞代謝產(chǎn)生的能力，慢性心力衰竭患者心肌肥大，線粒體含量不足，氧化磷酸化水平降低，心肌有氧氧化障礙或氧供給不足，導(dǎo)致心肌能量缺乏，糖類(lèi)、脂肪等底物利用紊亂[12]。有報(bào)道顯示，慢性心力衰竭患者的cESS、MEE水平升高，代償性增加心臟利用能量的效率和心臟對(duì)能量的需求[13]。此外，郭瓊等[14]報(bào)道了慢性心力衰竭患者血清FFA水平高于健康體檢者，與本研究結(jié)果相符。心肌細(xì)胞利用的能量是ATP，正常情況下心臟能量的60%～90%來(lái)源于線粒體中血清FFA氧化磷酸化產(chǎn)生，但發(fā)生心力衰竭時(shí)心肌細(xì)胞缺血、缺氧，能量生成不足，心肌細(xì)胞糖類(lèi)、脂肪等代謝紊亂，導(dǎo)致心臟能量代謝路徑發(fā)生改變，代謝底物從首先利用血清FFA轉(zhuǎn)變?yōu)槭紫壤闷咸烟?，?dǎo)致血清FFA水平升高，抑制心肌運(yùn)動(dòng)，增加心肌能量代謝障礙[15-16]。

本研究結(jié)果顯示，觀察組左心室重構(gòu)指標(biāo)LVEDd、LVESd、LVMI高于對(duì)照組，而LVEF低于對(duì)照組，提示慢性心力衰竭患者發(fā)生明顯的左心室重構(gòu)。左心室重構(gòu)引發(fā)心臟射血功能異常，神經(jīng)體液調(diào)節(jié)失衡，導(dǎo)致心肌收縮和舒張功能障礙，進(jìn)而參與慢性心力衰竭的發(fā)生、發(fā)展[17]。有研究顯示，心臟能量代謝異常可促進(jìn)心室重構(gòu)，進(jìn)而促進(jìn)慢性心力衰竭進(jìn)程[18]。本研究相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，觀察組心肌能量代謝變化指標(biāo)cESS、MEE、血清FFA水平與左心室重構(gòu)指標(biāo)LVEDd、LVESd、LVMI均呈正相關(guān)，與LVEF均呈負(fù)相關(guān)，提示心肌能量代謝變化與左心室重構(gòu)有關(guān)。分析其原因：cESS的計(jì)算公式包含左心室重構(gòu)指標(biāo)LVESd，可評(píng)估左心室收縮末期的張力大??；而MEE的計(jì)算公式包含cESS及LVET、LVSV等左心室重構(gòu)指標(biāo)，可較全面地反映心臟能量代謝消耗量，當(dāng)左心室重構(gòu)引起心臟功能改變，cESS、MEE相應(yīng)受到影響[19]，李學(xué)遠(yuǎn)等[20]的研究也指出MEE與LVMI呈正相關(guān)，證實(shí)了心肌能量代謝變化與慢性心力衰竭患者左心室重構(gòu)有關(guān)，由此可以說(shuō)明兩者可能互相影響。血清FFA水平升高，可引起心肌異位，導(dǎo)致心肌肥大，心肌細(xì)胞缺血壞死，左心室收縮和舒張功能下降，直接或間接促進(jìn)了心肌重構(gòu)[21]，因此可以根據(jù)血清FFA水平判斷左心室重構(gòu)的病變程度。王勇勝等[22]研究發(fā)現(xiàn)心室重構(gòu)的病毒性心肌炎小鼠體內(nèi)血清FFA水平上升，與本研究結(jié)果相符，進(jìn)一步證實(shí)了FFA水平與左心室重構(gòu)密切相關(guān)。

綜上所述，慢性心力衰竭患者心肌能量代謝和左心室重構(gòu)指標(biāo)較健康人群均發(fā)生異常變化，且其心肌能量代謝指標(biāo)cESS、MEE、血清FFA水平與左心室重構(gòu)密切相關(guān)，臨床可根據(jù)慢性心力衰竭患者心肌能量代謝和左心室重構(gòu)情況進(jìn)行輔助診斷，從而指導(dǎo)臨床治療。