青年肥胖患者左心室應(yīng)變與心外膜脂肪厚度的關(guān)系

劉敏娜 陳文蘇 李菲 胡曉芹 李承宗 張超群 朱孝成 王志榮

221000 徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院心內(nèi)科

肥胖的發(fā)病率逐漸上升,過(guò)去20年中國(guó)居民超重率和肥胖率均顯著增加[1]。內(nèi)臟脂肪增多是肥胖的主要表現(xiàn),與心血管疾病密切相關(guān)[2]。心外膜脂肪組織(epicardial adipose tissue,EAT)是內(nèi)臟脂肪組織的一種,具有新陳代謝、產(chǎn)熱和心臟的機(jī)械保護(hù)特性[3]。但持續(xù)的熱量過(guò)剩會(huì)導(dǎo)致內(nèi)臟脂肪組織擴(kuò)張積聚,從而擴(kuò)大正常的EAT,并改變其表型[4]。已有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,EAT的累積損害了左心室的收縮和舒張功能[5-6]。然而,既往研究人群多為中老年患者,目前對(duì)青年肥胖患者的研究較少。

二維超聲心動(dòng)圖是一種可靠、方便、經(jīng)濟(jì)和非侵入性的測(cè)量EAT的方法[7]。常規(guī)超聲心動(dòng)圖往往無(wú)法發(fā)現(xiàn)微小的心功能不全,而形變成像技術(shù)可以提供關(guān)于心室力學(xué)的額外信息,具有良好的重復(fù)性[8]。本研究旨在探討青年肥胖患者超聲心動(dòng)圖測(cè)量的EAT厚度與左心室應(yīng)變的關(guān)系。

1 對(duì)象和方法

1.1 研究對(duì)象

納入2021年3月至2022年3月在徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院擬行減重手術(shù)的121例青年肥胖患者,年齡18～40歲。排除標(biāo)準(zhǔn):收縮性心力衰竭病史、左室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction,LVEF)<50%、合并明顯瓣膜病變(中重度狹窄或關(guān)閉不全)、心包疾病、心房顫動(dòng)、心肌炎、急性心肌缺血、活動(dòng)性感染、肺栓塞、先天性心臟病、心臟手術(shù)、圖像不清晰。本研究獲得徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)(倫理號(hào):XYFY2022-KL244),并取得了所有參與者的知情同意。

1.2 方法

測(cè)量并記錄患者的身高、體重、腰圍、臀圍,計(jì)算體質(zhì)指數(shù)(body mass index,BMI)。中國(guó)成人肥胖診斷標(biāo)準(zhǔn)為BMI ≥ 28.0 kg/m2[9]。計(jì)算腰圍(cm)與臀圍(cm)的比值為腰臀比(waist-to-hip ratio,WHR)。高血壓定義為未使用降壓藥物的情況下診室收縮壓≥140 mmHg和(或)舒張壓≥90 mmHg,或既往高血壓病史或使用抗高血壓藥物。糖尿病定義為空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)≥7.0 mmol/L或糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin,HbA1c)≥6.5%,或正在使用降血糖藥物。根據(jù)肝臟超聲檢查,肝前場(chǎng)回聲增強(qiáng)、后場(chǎng)回聲衰減,肝內(nèi)管道結(jié)構(gòu)顯示不清等特征診斷脂肪肝。

1.3 常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查

手術(shù)前,由一位經(jīng)驗(yàn)豐富的超聲醫(yī)生進(jìn)行盲法常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查。使用Philips IE33彩色多普勒超聲心動(dòng)圖診斷儀,進(jìn)行經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖檢查。所有超聲心動(dòng)圖測(cè)量均根據(jù)最新指南進(jìn)行[10]。應(yīng)用M型二維超聲心動(dòng)圖測(cè)量LVEF、左室短軸縮短率(left ventricular fractional shortening,LVFS)、舒張末期室間隔厚度(interventricular septal thickness,IVST)、左室后壁厚度(posterior wall thickness,PWT)和左心室舒張末期內(nèi)徑(left ventricular end diastolic diameter,LVEDd)、左心房?jī)?nèi)徑(left atrial diameter,LAD),利用Devereux公式對(duì)左心室質(zhì)量(left ventricular mass, LVM)校正,并用體表面積標(biāo)準(zhǔn)化,計(jì)算LVM指數(shù)(left ventricular mass index,LVMI)。應(yīng)用頻譜多普勒技術(shù)測(cè)量二尖瓣口舒張?jiān)缙诹魉貳峰和舒張晚期流速A峰,通過(guò)組織多普勒成像測(cè)量二尖瓣環(huán)側(cè)壁及間隔舒張?jiān)缙谒俣?e’),計(jì) 算E/A、E/e’。用Simpson雙平面法于心尖四腔和心尖兩腔測(cè)量左心房容積(left atrial volume,LAV),取其平均值,并用體表面積標(biāo)準(zhǔn)化,計(jì)算左心房容積指數(shù)(left atrial volume index,LAVI)。

1.4 超聲心動(dòng)圖測(cè)量EAT厚度

EAT定義為心肌外壁和心包臟層間的無(wú)回聲空間,按照文獻(xiàn)共識(shí),測(cè)量EAT的標(biāo)準(zhǔn)是在胸骨旁左室長(zhǎng)軸切面,選擇在收縮末期右室前壁垂直測(cè)量心外膜脂肪最厚處厚度(圖1A),連續(xù)測(cè)量3次取其平均值[11]。

LA:左心房;LV:左心室;RV:右心室;AO:主動(dòng)脈;EAT:心外膜脂肪組織

1.5 二維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖檢查

采集并儲(chǔ)存心尖四腔、三腔、二腔切面的動(dòng)態(tài)二維圖像,盡量顯示清晰的左室結(jié)構(gòu),每幅圖像至少包括3個(gè)完整的心動(dòng)周期。利用QLab軟件中的CMQ軟件進(jìn)行分析,獲得左室17節(jié)段收縮期整體縱向應(yīng)變(global longitudinal strain,GLS),表示為絕對(duì)值(圖1B、1C)。根據(jù)使用2D-STE的臨床研究,GLS已被確定為心肌功能障礙成像的早期標(biāo)志物[12],GLS<18%表明存在臨床前收縮功能障礙[13]。利用HFA-PEFF評(píng)分表進(jìn)行舒張功能評(píng)分[14]。其中,HFA-PEFF評(píng)分主要基于超聲心動(dòng)圖和利鈉肽水平,評(píng)分≤1分表示診斷為射血分?jǐn)?shù)保留性心力衰竭(heart failure with preserved ejection fraction,HFpEF)可能性很小,2～4分表示診斷HFpEF存在不確定性,建議進(jìn)一步評(píng)估。

1.6 實(shí)驗(yàn)室檢查

入院次日空腹采血,測(cè)定白細(xì)胞計(jì)數(shù)、高敏C反應(yīng)蛋白(high sensitivity C-reactive protein,hs-CRP)、FBG、HbA1c、N末端B型利鈉肽原(N-terminal pro-B-type natriuretic peptide,NT-proBNP)、C肽、尿酸、血肌酐、總膽固醇(total cholesterol,TC)、三酰甘油(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)和低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)等。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 患者臨床基線(xiàn)特征比較

如表1所示,與GLS≥18%組比較,GLS<18%組患者的WHR、TC、TG、LDL-C、HbA1c和hs-CRP均較高(均為P<0.05),其他基線(xiàn)資料均相似,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P>0.05)。

表1 兩組的基線(xiàn)資料比較

2.2 患者心臟結(jié)構(gòu)和功能的比較

如表2所示,GLS<18%組患者E/e’、LAV、LAVI、EAT和HFA-PEFF評(píng)分均顯著高于GLS≥18%組患者(均為P<0.05),但兩組的其他指標(biāo)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P>0.05)。

表2 兩組的心臟結(jié)構(gòu)和功能比較

2.3 線(xiàn)性回歸分析

對(duì)左心室GLS的影響因素進(jìn)行線(xiàn)性回歸分析,單因素線(xiàn)性回歸分析結(jié)果顯示,BMI、WHR、EAT厚度、TG、LDL-C、HbA1c、hs-CRP均與左心室GLS線(xiàn)性相關(guān)(均為P<0.05)。

將有意義的單因素回歸分析的變量(P<0.05)進(jìn)入多變量模型時(shí),結(jié)果顯示EAT厚度、LDL-C、HbA1c和hs-CRP均與左心室GLS獨(dú)立相關(guān)(均為P<0.05,表3)。EAT厚度每增加1個(gè)單位,GLS將降低1.32%;LDL-C每增加1個(gè)單位,GLS將降低0.62%;HbA1c每增加1個(gè)單位,GLS將降低0.52%;hs-CRP每增加1個(gè)單位,GLS將降低0.06%。

表3 多因素線(xiàn)性回歸分析結(jié)果

3 討論

本研究通過(guò)超聲心動(dòng)圖檢查來(lái)探討EAT特征與青年肥胖人群左心室功能的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)年輕女性居多(79.34%),38.02%合并糖尿病。雖然心臟結(jié)構(gòu)正常,但EAT厚度增加,60.33%(73/121)患者GLS<18%,舒張功能異常比例高。多因素線(xiàn)性回歸分析發(fā)現(xiàn)EAT厚度與左心室GLS獨(dú)立相關(guān);且隨著EAT厚度的增加,心臟收縮和舒張功能會(huì)下降。EAT厚度與左心室功能的早期損害顯著相關(guān)。

EAT與心臟結(jié)構(gòu)和功能有關(guān)。Watanabe等[6]報(bào)道超聲心動(dòng)圖測(cè)量EAT厚度與收縮期二尖瓣環(huán)速度和組織二尖瓣環(huán)位移百分比呈負(fù)相關(guān),表明EAT與左室收縮功能障礙的發(fā)展有關(guān)。Homsi等[15]發(fā)現(xiàn)盡管射血分?jǐn)?shù)正常,肥胖者的EAT體積增加,左心室收縮功能受損。Ng等[16]對(duì)射血分?jǐn)?shù)保留患者的心功能分析發(fā)現(xiàn),EAT容量和厚度與早期收縮功能受損均呈正相關(guān)。這與我們的研究結(jié)果是一致的,射血分?jǐn)?shù)正常時(shí)左室收縮功能受損可視為肥胖型心肌病的早期征兆,并可能與室壁僵硬和間質(zhì)纖維化有關(guān)[17]。

肥胖者的左心室GLS受損預(yù)示舒張期功能障礙[18]。Iacobellis等[19]發(fā)現(xiàn)EAT與心房大小和舒張期功能相關(guān)。Lu等[20]發(fā)現(xiàn)EAT體積和密度增高都與無(wú)冠狀動(dòng)脈疾病人群的心臟結(jié)構(gòu)和功能相關(guān)。Fernandes-Cardoso等[21]發(fā)現(xiàn),與健康的正常體重受試者相比,病態(tài)肥胖受試者的EFT更高,左心房?jī)?nèi)徑擴(kuò)大,P波離散度延長(zhǎng),左心室射血分?jǐn)?shù)也較低。Koepp等[22]發(fā)現(xiàn)EAT沉積過(guò)多的HFpEF肥胖者的靜息和運(yùn)動(dòng)時(shí)的血流動(dòng)力學(xué)均顯著受損,心室的相互依賴(lài)性增加,運(yùn)動(dòng)能力降低。上述改變均與EAT有關(guān),提示心臟肥胖癥和肥胖性心肌病間有重要的相互作用。然而,目前尚未證實(shí)這些細(xì)微的功能障礙是否會(huì)在肥胖持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的情況下進(jìn)展為明顯的心力衰竭。

EAT與心肌直接接觸,代謝活躍。在低氧化應(yīng)激下,EAT可以分泌一種胰島素增敏激素-脂聯(lián)素,其具有抗糖尿病、抗動(dòng)脈粥樣硬化和炎癥的作用,可保護(hù)心肌細(xì)胞免受肥大刺激,并限制心肌的炎癥和纖維化,保護(hù)心肌細(xì)胞。在肥胖、代謝綜合征患者中,心外膜脂肪細(xì)胞分泌的脂聯(lián)素和瘦素均少于健康人,脂聯(lián)素表達(dá)降低會(huì)減弱內(nèi)皮功能,并導(dǎo)致腫瘤壞死因子α產(chǎn)生增加,從而增加炎癥和氧化應(yīng)激[23]。瘦素水平升高促進(jìn)單核細(xì)胞黏附、巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞以及脂肪組織中脂質(zhì)和炎性細(xì)胞因子水平升高等改變[24]。升高的促炎細(xì)胞因子和脂肪因子可能通過(guò)內(nèi)分泌和旁分泌引起鄰近心肌的炎癥[25]。EAT含量的增加通過(guò)炎癥和代謝機(jī)制,促進(jìn)心肌纖維化的發(fā)展[26-27]。心肌TG的蓄積和心肌纖維化是肥胖患者出現(xiàn)左心室功能障礙的重要機(jī)制[28]。

本項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)LDL-C、HbA1c和hs-CRP均與左心室GLS獨(dú)立相關(guān)。血脂、血糖異?？梢酝ㄟ^(guò)增加血流動(dòng)力學(xué)超載和神經(jīng)體液激活,或通過(guò)產(chǎn)生促炎性脂肪因子,直接或間接影響心臟[29]。脂肪組織是產(chǎn)生hs-CRP的重要來(lái)源,它與脂聯(lián)素和抗炎蛋白水平相互關(guān)聯(lián)[30]。一項(xiàng)針對(duì)高血壓患者的小樣本研究報(bào)告,EAT和hs-CRP水平升高均與左室舒張功能障礙相關(guān)[31]。Cho等[32]的研究也證實(shí),EAT厚度和hs-CRP水平的增加與亞臨床心肌功能障礙明顯相關(guān)。

我們的研究有一些局限性。(1)此為單中心研究,樣本量較小,隨訪(fǎng)時(shí)間短。(2)超聲心動(dòng)圖的EAT評(píng)估不能反映EAT的容量,而其他成像手段,如多層計(jì)算機(jī)斷層掃描和心臟磁共振成像能更好地估計(jì)EFT容量。然而,這兩種檢查更昂貴、更難以獲得。

總之,在青年肥胖群體中,我們證明了EAT與左心室功能的不良改變有關(guān)。需要進(jìn)一步研究EAT對(duì)心臟重塑的作用機(jī)制、長(zhǎng)期細(xì)微功能變化是否進(jìn)一步進(jìn)展為明顯的心力衰竭,以及針對(duì)心外膜脂肪的干預(yù)措施等。

利益沖突：無(wú)