[摘要]" 心外膜脂肪組織是一種位于心臟表面的活躍的內(nèi)分泌組織,不僅為心臟提供能量,而且還參與炎癥反應(yīng)和代謝調(diào)節(jié)。心外膜脂肪量的增加與心房顫動(dòng)(簡(jiǎn)稱房顫)的發(fā)病率升高顯著相關(guān),其可能通過(guò)促進(jìn)心臟局部炎癥、增加氧化應(yīng)激或直接影響心肌細(xì)胞的電生理特性來(lái)促進(jìn)房顫的發(fā)生和持續(xù)。本文綜述了心外膜脂肪組織與房顫之間關(guān)系的研究現(xiàn)狀,探討了二者的關(guān)聯(lián)機(jī)制,并針對(duì)心外膜脂肪組織在房顫發(fā)病中的作用提出了未來(lái)研究的方向。
[關(guān)鍵詞]" 心房顫動(dòng);心外膜脂肪組織;炎癥反應(yīng);電生理調(diào)節(jié)
[中圖分類號(hào)]" R541.75
[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]" A
[文章編號(hào)]" 2095-9354(2024)06-0643-06
DOI: 10.13308/j.issn.2095-9354.2024.06.023
[引用格式]" 蘇比努爾·阿布都如蘇里,阿麗米熱·亞森,姚娟. 心外膜脂肪組織與心房顫動(dòng)關(guān)系的研究進(jìn)展[J]. 實(shí)用心電學(xué)雜志, 2024, 33(6): 643-648.
基金項(xiàng)目: “天山英才”醫(yī)藥衛(wèi)生高層次人才培養(yǎng)計(jì)劃(TSYC202301A021)
作者單位: 830017 新疆 烏魯木齊,新疆醫(yī)科大學(xué)研究生院(蘇比努爾·阿布都如蘇里,阿麗米熱·亞森);830001 新疆 烏魯木齊,新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院心臟及泛血管醫(yī)學(xué)診療中心(姚娟)
作者簡(jiǎn)介: 蘇比努爾·阿布都如蘇里,碩士研究生在讀,主要從事心律失常相關(guān)研究。
通信作者: 姚娟,E-mail: yaojuan@163.com
Research progress of relationship between epicardial adipose tissue and atrial fibrillation" ABUDURUSULI Subinuer1, YASEN Alimire1, YAO Juan2" (1. Graduate School, Xinjiang Medical University, Urumqi Xinjiang 830017; 2. Heart and Pan-vascular Medical Diagnosis and Treatment Center, Peoples Hospital of Xinjiang Uygur Autonomous Region, Urumqi Xinjiang 830001, China)
[Abstract]" Epicardial adipose tissue (EAT) as an active endocrine tissue located on the surface of the heart, not only provides energy for the heart, but also participates in inflammatory responses and metabolic regulation. Increased amount of epicardial adipose is significantly associated with the increased incidence of atrial fibrillation (AF), potentially promoting the occurrence and persistence of AF through mechanisms such as enhancing local cardiac inflammation, increasing oxidative stress, or directly affecting the electrophysiological properties of cardiomyocytes. This paper reviews the current research status on the relationship between EAT and AF, explores their association mechanism, and proposes future research directions regarding the role of EAT in AF pathogenesis.
[Key words]" atrial fibrillation; epicardial adipose tissue; inflammatory response; electrophysiological regulation
心房顫動(dòng)(簡(jiǎn)稱房顫)是最常見(jiàn)的心律失常,與腦卒中、心力衰竭和生活質(zhì)量下降密切相關(guān),給公共衛(wèi)生保健帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān),并使房顫的發(fā)病率和死亡率升高[1]。全球估計(jì)有超過(guò)3 300萬(wàn)人受其影響,中國(guó)45歲及以上的成年人中約790萬(wàn)人患房顫,且隨著人口老齡化持續(xù)深化,患病率預(yù)計(jì)將進(jìn)一步升高[2]。心外膜脂肪組織(epicardial adipose tissue,EAT)位于心臟表面的心外膜下,是一種活躍的內(nèi)分泌和代謝組織。這種脂肪不僅為心臟提供能量?jī)?chǔ)備,而且還能分泌多種細(xì)胞因子和激素,參與調(diào)節(jié)局部乃至全身的炎癥反應(yīng)、代謝和維護(hù)心臟結(jié)構(gòu)[3]。因EAT獨(dú)特的位置,它能夠通過(guò)分泌作用或直接機(jī)械作用影響心臟功能,尤其是心臟的電生理特性。
近年來(lái),越來(lái)越多的研究開始關(guān)注EAT與心臟疾病之間的聯(lián)系,特別是其與房顫的潛在關(guān)系[4],這種關(guān)注源于研究者觀察到心外膜脂肪量的增加與房顫發(fā)病率的升高之間存在顯著相關(guān)性。研究表明,心外膜脂肪可能通過(guò)促進(jìn)心臟局部炎癥、增加氧化應(yīng)激或直接影響心肌細(xì)胞電生理特性,促進(jìn)房顫的發(fā)生和持續(xù)[5]。因此,深入理解EAT與房顫發(fā)生之間的具體機(jī)制,不僅有助于揭示房顫的發(fā)病機(jī)制,而且還可能為制定新的房顫防治策略提供重要方向。本文將綜述EAT與房顫之間關(guān)系的研究現(xiàn)狀,探討房顫潛在的病理機(jī)制,并提出未來(lái)研究方向,以期為房顫的臨床管理提供更多的科學(xué)依據(jù)和新的治療思路。
1" EAT概述
EAT是位于心外膜和心臟周圍血管之間的一層脂肪。這種脂肪層直接附著在心臟表面,尤其是集中在心房和心室的前面和側(cè)面。由于其獨(dú)特的位置,心外膜脂肪與心臟的機(jī)械和生物學(xué)功能緊密相關(guān),且與心臟的健康和疾病狀態(tài)也有著密切聯(lián)系。
EAT主要由脂肪細(xì)胞(脂肪組織)構(gòu)成,這些脂肪細(xì)胞被豐富的血管和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所環(huán)繞。EAT是一種高度活躍的內(nèi)分泌組織,能夠分泌多種細(xì)胞因子和激素,如白介素-6(interleukin 6,IL-6)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和脂聯(lián)素等[6]。這些分泌物不僅影響局部心臟組織的功能,而且還能通過(guò)內(nèi)分泌途徑作用于遠(yuǎn)端的器官[7]。
心外膜脂肪的組成還包括一些非脂肪細(xì)胞,如成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和巨噬細(xì)胞,這些細(xì)胞參與局部的炎癥反應(yīng)和組織重塑過(guò)程[8]。此外,心外膜脂肪中還含有前脂肪細(xì)胞,這些細(xì)胞在某些生理或病理?xiàng)l件下可以轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓闹炯?xì)胞,從而影響心臟的結(jié)構(gòu)和功能。
2" 房顫的病理生理學(xué)
2.1" 房顫的發(fā)病機(jī)制
房顫的發(fā)生和持續(xù)依賴于多種生物學(xué)和電生理學(xué)機(jī)制的相互作用。這些機(jī)制通常涉及三個(gè)主要組成部分:觸發(fā)因素、底物以及自主神經(jīng)系統(tǒng)的激活[7]。觸發(fā)因素主要包括局部的自發(fā)電活動(dòng),這些活動(dòng)通常位于肺靜脈等部位,其中可以觀察到周期非常短的重復(fù)性電活動(dòng)[9]。底物則涉及心房肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能性改變,如纖維化導(dǎo)致的傳導(dǎo)阻滯、心房肌細(xì)胞的電特性改變及其肌溶解和去分化[10]。此外,自主神經(jīng)系統(tǒng)的改變也可以影響心房電生理狀態(tài),從而促進(jìn)房顫的發(fā)生和維持。
一項(xiàng)大型研究致力于“破譯”房顫底物背后的生物學(xué)機(jī)制,目標(biāo)是確定心律失常新的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)[11]。該研究已經(jīng)確定了幾種機(jī)制,例如,腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的激活、血小板衍生生長(zhǎng)因子、結(jié)締組織生長(zhǎng)因子以及繼發(fā)于內(nèi)皮功能障礙和血栓形成的局部炎癥反應(yīng),其都是纖維化積累的主要參與者[12-14]。然而,與溶解性肌細(xì)胞變性相關(guān)的致病因素尚未完全明確[15]。異常的細(xì)胞間接觸可能與此有關(guān),成纖維細(xì)胞-肌細(xì)胞接觸有利于人心房肌細(xì)胞去分化的觀察結(jié)果支持了這一猜想。
2.2" 房顫的類型和臨床表現(xiàn)
房顫可以根據(jù)其持續(xù)時(shí)間和自發(fā)終止的能力分類為:陣發(fā)性房顫(自發(fā)終止,通常在7 d內(nèi))、持續(xù)性房顫(不會(huì)自發(fā)終止,需要醫(yī)學(xué)干預(yù)才能恢復(fù)竇性心律,持續(xù)時(shí)間超過(guò)7 d)和永久性房顫(長(zhǎng)期存在,已經(jīng)放棄恢復(fù)竇性心律的嘗試)。房顫的臨床表現(xiàn)可以從無(wú)癥狀到心動(dòng)過(guò)速、心力衰竭甚至腦卒中等嚴(yán)重并發(fā)癥,其常見(jiàn)癥狀包括心悸、疲勞、呼吸困難和運(yùn)動(dòng)耐量降低[16]。
3" EAT與房顫的關(guān)聯(lián)機(jī)制
3.1" 結(jié)構(gòu)性和電生理性改變
EAT因其與心臟的解剖鄰近性,可能直接影響心肌細(xì)胞的電生理特性,心臟的動(dòng)作電位是心肌細(xì)胞的電活動(dòng),它的形狀反映了去極化(即細(xì)胞膜電位變得更正)和復(fù)極化(即細(xì)胞膜電位恢復(fù)到靜息狀態(tài))過(guò)程中離子電流(例如鈉離子、鉀離子和鈣離子)的變化。EAT通過(guò)分泌多種細(xì)胞因子,例如炎癥因子和脂聯(lián)素等,對(duì)心肌細(xì)胞進(jìn)行“細(xì)胞旁”調(diào)控,影響心肌細(xì)胞的去極化和復(fù)極化過(guò)程,從而可能誘發(fā)或維持房顫。研究表明,EAT釋放的蛋白質(zhì)可以下調(diào)延遲整流K+外向電流并增加L型鈣通道電流[17]。
3.2" 自主神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控
研究表明,EAT富含自主神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)節(jié)和神經(jīng)纖維,可能對(duì)心臟的自主神經(jīng)調(diào)控產(chǎn)生影響[18]。異常的自主神經(jīng)活動(dòng)被認(rèn)為是房顫發(fā)生的重要機(jī)制之一。心外膜脂肪可能通過(guò)調(diào)節(jié)與自主神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)的神經(jīng)傳遞物質(zhì)(如乙酰膽堿和兒茶酚胺)的釋放,影響心臟電活動(dòng)和房顫的發(fā)生[19-20]。
3.3" 炎癥與心臟重塑
EAT是一種含有多種生物活性分泌物的活躍的內(nèi)分泌組織,可導(dǎo)致心臟的機(jī)械和電生理重塑。各種促纖維化因子的產(chǎn)生促進(jìn)組織纖維化,這種纖維化過(guò)程通過(guò)促使更多的炎癥因子釋放而加劇,導(dǎo)致局部的炎癥反應(yīng)。炎癥因子的存在吸引免疫系統(tǒng)中的巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞進(jìn)入心肌,進(jìn)一步引發(fā)組織損傷和炎癥反應(yīng)[21]。除此之外,炎癥本身似乎介導(dǎo)直接的心外膜下纖維脂肪浸潤(rùn)。EAT的增加與心臟炎癥標(biāo)志物的表達(dá)水平升高有關(guān),這些炎癥因子如腫瘤壞死因子α(TNF-α)和白細(xì)胞介素(IL-1β、IL-6)等可以促進(jìn)心臟結(jié)構(gòu)和電生理特性的改變[22]。這種炎癥反應(yīng)可能促進(jìn)心房重塑,增加房顫的易感性。
3.4" 直接的機(jī)械效應(yīng)
EAT的厚度和體積的增加可能對(duì)心臟結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接的機(jī)械壓力,影響心房的結(jié)構(gòu)完整性,從而促進(jìn)房顫的發(fā)生[23]。此外,EAT的增加與房間隔的脂肪浸潤(rùn)相關(guān),這可能影響心房電信號(hào)的傳導(dǎo)路徑,從而導(dǎo)致房顫。
3.5" 疾病相關(guān)的代謝異常
EAT在心臟代謝中可能起到重要的內(nèi)分泌作用,通過(guò)調(diào)節(jié)心臟能量代謝和脂質(zhì)代謝,影響心臟電生理和結(jié)構(gòu)。例如,EAT分泌的脂肪酸結(jié)合蛋白4(fatty acid-binding protein 4,F(xiàn)ABP4)和游離脂肪酸(free fatty acid,F(xiàn)FA)可能通過(guò)改變心肌細(xì)胞的能量供應(yīng)和電離子通道的功能,增加房顫的風(fēng)險(xiǎn)[24]。
4" 心外膜脂肪的測(cè)量與評(píng)估方法
在EAT的研究和臨床評(píng)估中,成像技術(shù)的正確選擇對(duì)于準(zhǔn)確測(cè)量和評(píng)估EAT的體積和功能至關(guān)重要。不同的成像技術(shù)有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和局限性。
4.1" 計(jì)算機(jī)斷層掃描
計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)是臨床實(shí)踐中最常用的成像技術(shù),可用于識(shí)別和測(cè)量EAT的體積和厚度。憑借高空間分辨率和軸向掃描,CT可以很容易地將EAT與心肌和心旁脂肪組織區(qū)分開來(lái),特別是在使用碘造影劑后。然而,由于受檢者暴露于電離輻射下,CT的應(yīng)用受到限制,尤其是在需要頻繁評(píng)估時(shí)。
4.2" 磁共振成像
磁共振成像(MRI)具有良好的軟組織空間分辨率和無(wú)創(chuàng)性成像特點(diǎn),可以被視為評(píng)估身體脂肪量的金標(biāo)準(zhǔn)[25]。MRI在軟組織成像方面具有顯著的優(yōu)勢(shì),能夠提供EAT的高對(duì)比度圖像,使醫(yī)生能夠清晰地區(qū)分EAT與周圍的心肌組織。此外,MRI能夠進(jìn)行多平面成像,提供心臟各個(gè)角度的EAT圖像。利用MRI,還可以對(duì)心外膜脂肪厚度進(jìn)行精確測(cè)量。研究表明,心外膜脂肪厚度與多種心血管疾?。ㄈ绻谛牟 ⒏哐獕汉托牧λソ撸┑陌l(fā)生和進(jìn)展有顯著關(guān)聯(lián),因此準(zhǔn)確的體積測(cè)量對(duì)于疾病的診斷和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估至關(guān)重要[26]。MRI不僅能夠評(píng)估EAT的解剖特征,而且還可以結(jié)合心臟功能成像,如心臟磁共振血流成像,進(jìn)一步揭示EAT對(duì)心臟功能的影響。
4.3" 超聲心動(dòng)圖
相對(duì)于CT和MRI來(lái)說(shuō),超聲心動(dòng)圖成本更低,因此在經(jīng)濟(jì)資源有限的情況下,超聲心動(dòng)圖是一個(gè)更可行的選擇。此外,超聲心動(dòng)圖檢查操作簡(jiǎn)單,可以在門診或床旁快速完成,這種便捷性使其成為臨床實(shí)踐中的常用工具。然而,與CT和MRI相比,超聲心動(dòng)圖的空間分辨率較低,靈敏度也較低。此外,超聲心動(dòng)圖受限于聲窗的可及性和成像角度,有時(shí)無(wú)法全面覆蓋心臟的所有區(qū)域,從而影響對(duì)EAT的全面評(píng)估。因此,超聲心動(dòng)圖只能進(jìn)行EAT的厚度測(cè)量,但無(wú)法評(píng)估與房顫密切相關(guān)的EAT體積[27]。對(duì)于EAT體積的測(cè)量,臨床醫(yī)生和研究人員應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的方法。
5" 基于心外膜脂肪干預(yù)的房顫治療潛在策略
EAT的減少可能對(duì)房顫治療具有顯著影響。由于EAT與心房的電生理性質(zhì)和炎癥狀態(tài)密切相關(guān),EAT體積的減少可以降低心房的炎癥水平和結(jié)構(gòu)重塑,從而減少房顫的觸發(fā)和持續(xù)[24]。此外,EAT的減少可能會(huì)增強(qiáng)心房的電生理穩(wěn)定性,降低房顫復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn),尤其是在進(jìn)行節(jié)律控制手術(shù)(如射頻消融)后。
5.1" 抗糖尿病藥物
噻唑烷二酮類(TZDs)是一類胰島素增敏劑,可作為過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferators-activated receptors,PPARs)的激動(dòng)劑。研究表明,TZDs可以減小EAT的體積,減輕EAT的炎癥反應(yīng)活性,并減少幾種促炎脂肪因子的分泌[28]。接受吡格列酮(一種常用的TZDs)治療的患者在EAT中顯示IL-1b、IL-1Ra和其他促炎因子的表達(dá)降低,同時(shí)脂聯(lián)素增加[29]。此外,TZDs也參與脂質(zhì)代謝。研究表明,PPAR-γ激動(dòng)劑能夠誘導(dǎo)EAT的快速褐變[30]。先前的幾項(xiàng)臨床研究表明,GLP-1受體激動(dòng)劑(GLP-1RA)可以顯著降低EAT厚度并減少EAT的積累[27-28]。二肽基肽酶-4(dipeptidyl peptldase-4,DPP-4)是一種絲氨酸蛋白酶,可以快速使多種生物活性肽失活,例如GLP-1和葡萄糖依賴性促胰島素多肽(glucose-dependent insulinotropic polypeptide,GIP)。近年來(lái),包括西格列汀、維格列汀、沙格列汀、利格列汀、阿格列汀在內(nèi)的一組相對(duì)較新的2型糖尿病藥物DPP-4抑制劑(DPP-4is)受到廣泛關(guān)注[29-31]。
5.2" 降脂藥物
他汀類藥物已被證明可以減小EAT的體積[32]。一項(xiàng)對(duì)照研究對(duì)高脂血癥絕經(jīng)后婦女分別進(jìn)行阿托伐他汀、普伐他汀和安慰劑治療,結(jié)果表明他汀類藥物可誘導(dǎo)EAT消退,強(qiáng)化治療比中等強(qiáng)度治療更有效[33]。此外,接受阿托伐他汀治療的患者的心外膜脂肪量降低水平比服用普伐他汀的患者更顯著。一項(xiàng)對(duì)接受心臟手術(shù)的主動(dòng)脈瓣狹窄患者進(jìn)行的對(duì)照研究(體內(nèi)和體外)表明,他汀類藥物治療與EAT厚度減小顯著相關(guān),并且他汀類藥物治療與減少EAT積累之間的關(guān)聯(lián)與EAT炎癥特征的減弱平行,即二者是同時(shí)發(fā)生的,并可能存在因果關(guān)系[34]。但一項(xiàng)長(zhǎng)期前瞻性隊(duì)列隨訪研究表明,在接受或未接受基線他汀類藥物治療的患者中,EAT體積和密度沒(méi)有差異[35]。
5.3" 靶向神經(jīng)節(jié)叢
自主神經(jīng)系統(tǒng)在房顫的發(fā)生和維持中起著重要作用,而EAT含有大量的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞,因此EAT可能是房顫治療的潛在靶點(diǎn)之一[36]。OH等[37]的研究將肉毒桿菌毒素注射到犬心外膜自主神經(jīng)節(jié)中,觀察到房顫誘導(dǎo)性暫時(shí)降低,這可能是一種潛在的房顫治療新策略。POKUSHALOV等[38]在另一項(xiàng)研究中觀察到,在術(shù)后即刻和1年隨訪期間,陣發(fā)性房顫患者在將肉毒桿菌毒素注射到EAT后,冠狀動(dòng)脈旁路移植手術(shù)后房顫被顯著抑制,沒(méi)有發(fā)生嚴(yán)重的不良事件。此外,心外膜脂肪墊的導(dǎo)管消融術(shù)也會(huì)產(chǎn)生與之類似的效果[39]。
5.4" 減肥
最近的一項(xiàng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)和薈萃分析表明,生活方式的改變(包括運(yùn)動(dòng)和飲食,以及減肥手術(shù)和藥物干預(yù))可以減小EAT體積[40]。與對(duì)照干預(yù)相比,減重干預(yù)后觀察到EAT體積減小的顯著合并效應(yīng)量(ES)為-0.89。當(dāng)比較運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與對(duì)照組對(duì)EAT體積減小的影響時(shí),運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的合并ES(ES:-1.11)顯著。同樣,藥物干預(yù)相較于對(duì)照干預(yù)對(duì)EAT體積的減小效果顯著(ES=-0.79),表明藥物干預(yù)在減少EAT體積方面具有優(yōu)勢(shì)。還有一項(xiàng)研究表明,無(wú)論干預(yù)持續(xù)時(shí)間多長(zhǎng),亦無(wú)論采用何種EAT影像學(xué)評(píng)估方法,運(yùn)動(dòng)均可顯著降低心外膜脂肪量[效應(yīng)量(g)=0.82][41]。
6" 總結(jié)與展望
EAT與房顫之間的關(guān)系是近年來(lái)心臟病學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)研究主題。心外膜脂肪不僅是一個(gè)能量?jī)?chǔ)存場(chǎng)所,而且還可能通過(guò)分泌多種細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì),影響心臟的電生理特性和結(jié)構(gòu)功能,進(jìn)而與房顫發(fā)生關(guān)聯(lián)。隨著MRI或CT等成像技術(shù)的進(jìn)步,研究者能更精確地測(cè)量心外膜脂肪量,并研究其與房顫之間的具體關(guān)系。一些研究也指出,心外膜脂肪可能通過(guò)參與局部的炎癥反應(yīng)、促進(jìn)氧化應(yīng)激和直接影響心臟電生理特性等機(jī)制,促進(jìn)房顫的發(fā)生和發(fā)展。盡管已有諸多研究關(guān)注這一領(lǐng)域,但仍存在若干未解決的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。目前的研究往往忽視不同個(gè)體在心外膜脂肪的分布、類型及其與房顫的關(guān)聯(lián)上存在顯著差異。此外,即使確認(rèn)心外膜脂肪與房顫有直接關(guān)聯(lián),通過(guò)減少心外膜脂肪來(lái)預(yù)防或治療房顫的效果也尚未得到充分的臨床驗(yàn)證。在未來(lái)應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)并實(shí)施前瞻性的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn),以確定心外膜脂肪減少是否能有效預(yù)防或治療房顫,二者間的因果關(guān)系亟待闡明。
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(收稿日期: 2024-06-06)
(本文編輯: 李政萍)