超重及肥胖對老年高血壓左室心肌力學的影響

胡鈺青，康春松，張佳宇

（1.山西醫科大學醫學影像學院，山西 太原 030001；2.山西白求恩醫院超聲科，山西 太原 030032）

高血壓是心血管系統疾病獨立的危險因素，是老年人殘疾、死亡的重要原因[1-2]。近年來，肥胖被認為是心臟、血管、代謝和腎臟疾病的主要危險因素[3]。高血壓合并超重及肥胖進一步增加了發生心血管事件的風險[4]。本研究應用二維斑點追蹤技術檢測高血壓合并超重及肥胖時左室心肌縱向應變，對于老年高血壓的治療及預后具有重要意義。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2019 年就診于山西白求恩醫院，符合老年高血壓診斷標準[5]，且血壓降至推薦目標值[1]（＜150/90 mmHg，1 mmHg≈0.133 kPa）的老年高血壓患者118 例為高血壓組。根據體質量指數（BMI）界限值[6]將其分亞組為正常體重組（BMI=18.5～23.9 kg/m2）：共42 例，男18 例，女24 例，年齡（69.2±1.9）歲，心率（63.6±5.4）次/分，收縮壓（138.5±5.9）mmHg，舒張壓（79.1±5.0）mmHg；超重組（BMI=24～27.9 kg/m2）：共38 例，男20 例，女18 例，年齡（68.8±2.0）歲，心率（62.3±6.3）次/分，收縮壓（140.7±3.9）mmHg，舒張壓（79.6±5.2）mmHg；肥胖組（BMI≥28 kg/m2）：共38例，男21 例，女17 例，年齡（68.8±2.1）歲，心率（63.1±6.0）次/分，收縮壓（140.5±5.2）mmHg，舒張壓（79.7±4.2）mmHg。另選取體重正常的健康老年志愿者（BMI=18.5～23.9 kg/m2）為對照組：共40 例，男20例，女20 例，年齡（69.0±2.1）歲，心率（63.0±4.2）次/分，收縮壓（107.3±5.8）mmHg，舒張壓（73.0±4.8）mmHg。

高血壓正常體重組、超重組、肥胖組與對照組間收縮壓、舒張壓差異有統計學意義（P＜0.05），四組間性別、年齡、心率差異均無統計學意義（P＞0.05）。

所有研究對象均為竇性心率。受試者需除外冠心病、心臟瓣膜病、心肌病、嚴重心律失常、肺心病等心臟相關疾病。其它類型疾病，如繼發性高血壓、糖尿病及肝腎疾病等基礎性疾病亦在排除范圍內。受試者均對本研究知情同意，并自愿簽署相關文件。

1.2 儀器與方法

儀器：應用GE Vivid E9 心血管超聲診斷儀，二維超聲探頭M5s，探頭頻率2～5 MHz，圖像幀頻70～80 幀/s。Echo PAC 分析軟件。

圖像采集：①常規超聲心動圖：采集并記錄收縮末期左心房前后徑（LAD）、舒張末期室間隔厚度（IVSd）、舒張末期左心室后壁厚度（LVPWd）、舒張末期左心室內徑（LVEDD）、收縮末期左心室內徑（LVESD）、左室射血分數（LVEF）、舒張期二尖瓣口E 峰、A 峰血流速度（E，A）、E/A：E 峰/A 峰；②2DSTE：采集并導出心尖兩腔心（APEX 2C）、心尖左心室長軸（APEX 3C）及心尖四腔心（APEX 4C）切面的動態圖像各3 個心動周期，以備脫機分析；以上檢查均根據我國超聲心動圖標準與規范[7]進行。

圖像分析：應用Echo PAC 軟件在3 個心尖切面依次進行圖像分析。首先選取一個切面，手動描繪左室心腔側心內膜層心肌，系統則自動將該切面左心室壁平均分為心內膜層（EndLS）、心肌中層（MidLS）、心外膜層（EpiLS），可根據左心室室壁厚度人為調整EpiLS 及EndLS 心肌描記線位置，以保證各層心肌追蹤滿意。其次啟動分析軟件，系統則以斑點形式追蹤分析該切面各層的心肌運動。三個切面心肌應變分析結束（圖1），系統將自動呈現左心室EndLS、MidLS 和EpiLS 心肌整體及各節段縱向應變值（GLS）及其牛眼圖（圖2）。

圖1 健康老年人心尖四腔心、心尖左心室長軸及心尖兩腔心切面心肌縱向應變示意圖。健康老年人心尖四腔、心尖長軸、心尖兩腔心肌中層各節段的縱向應變值均屬正常范圍，應變曲線輪廓規則，運動協調，峰值集中。Figure 1.Longitudinal strain in APEX 4C,APEX 3C and APEX 2C in a healthy elderly.In healthy subjects,longitudinal strain values of mid myocardial segments in A4C,A3C and A2C are within the normal range,with regular strain curve contours,coordinated motion and concentrated peak.

圖2 健康老年人左心室心內膜層、中層及心外膜層心肌縱向應變示意圖。心肌各節段縱向應變值均屬正常范圍，牛眼圖顏色均勻、一致。Figure 2.Longitudinal strain values in all segments of the LV subepicardial,mid and subendocardial myocardium are within normal limits in healthy subjects,with a uniform color in the bull’s-eye view.

1.3 統計學分析

應用SPSS 24.0 軟件進行分析。

計數資料：①統計描述：頻數。②統計分析：卡方檢驗。

計量資料：①均符合獨立、正態、方差齊性檢驗。②統計描述：。③統計分析：多組間采取單因素方差分析；進一步兩兩組間采取LSD-t 檢驗。均以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 四組間常規超聲心動圖參數比較

高血壓組LAD 較對照組均增加，肥胖組LAD較正常體重組及超重組明顯增大（P＜0.05），正常體重組與超重組間LAD 差異無統計學意義（P＞0.05）。高血壓肥胖組IVSd 比對照組、高血壓正常體重組及超重組增加（P＜0.05）。高血壓組E/A 明顯小于對照組（P＜0.05）；正常體重組E/A 與超重組差異無統計學意義（P＞0.05），肥胖組E/A 比正常體重組及超重組進一步降低（P＜0.05）。四組間LVPWd、LVEDD、LVESD 及LVEF 差異均無統計學意義（P＞0.05）。詳見表1。

表1 四組間左室常規參數比較（）

表1 四組間左室常規參數比較（）

注：1：與對照組比較，P＜0.05；2：與高血壓正常體重組比較，P＜0.05；3：與高血壓超重組比較，P＜0.05。

2.2 四組間二維心肌應變參數比較

與對照組比較，高血壓組GLS、EndLS 降低（P＜0.05）。與對照組及高血壓正常體重組比較，超重組GLS、EndLS 及MidLS 降 低，肥 胖 組GLS、EndLS、MidLS 及EpiLS 均降低（P 均＜0.05）。高血壓肥胖組GLS、EndLS、MidLS 和EpiLS 較超重組均降低（P＜0.05）。MidLS 在對照組與高血壓正常體重組間差異無統計學意義（P＜0.05）。對照組、高血壓正常體重組及超重組間EpiLS 差異無統計學意義（P＜0.05）。詳見表2。

表2 四組間左心室EndLS、MidLS、EpiLS 及GLS 參數比較（%，）

表2 四組間左心室EndLS、MidLS、EpiLS 及GLS 參數比較（%，）

注：1：與對照組比較，P＜0.05；2：與高血壓正常體重組比較，P＜0.05；3：與高血壓超重組比較，P＜0.05。

3 討論

老年人隨著年齡增加，左心室心肌細胞逐漸發生肥大，同時大量膠原蛋白沉積于心肌間質，這共同導致心肌纖維化、心肌僵硬度增加[8]。這種病理改變在形態結構上表現為心臟室壁厚度增加，在功能上表現為心肌順應性進一步下降。最終，老年高血壓發生心臟結構改變及功能下降。超重及肥胖是指體重異常增加，伴隨著體內脂肪堆積過多和（或）分布異常，心肌細胞脂肪過度沉積、纖維化可引起心室腔重構及心力衰竭。早期評價老年高血壓合并超重及肥胖時的左心室功能，對于指導臨床治療及改善老年高血壓預后具有重要意義。

本研究常規參數比較結果顯示：與對照組相比，高血壓組LAD 均增加，正常體重組及超重組間LAD差異無統計學意義，但肥胖組LAD 較前兩組顯著增大。Ikejder 等[9]的研究也表明合并肥胖的高血壓患者左房擴大。既往研究表明，左心房增大與房顫、腦卒中、心衰等不良心血管事件的發生有關[10]。高血壓引起左房內徑擴大可能是由于高血壓患者后負荷增加，左室順應性降低，充盈壓升高，通過Franck-Starling 機制導致心房擴張[11]。當合并肥胖時，前負荷過大、循環血量增加等因素又加重了高血壓患者左心房的損害。既往研究表明，高血壓可能會導致左室壁肥厚（LVH）。在本研究中，高血壓正常體重組、超重組與對照組間IVST 和LVPWD 差異沒有統計學意義，這與常規認識不符。回顧性分析我們的研究結果，其原因可能是入組對象高血壓的病程不長、血壓控制較好，在規定范圍內（150/90 mmHg），血壓因素未引起室壁增厚。與對照組、高血壓正常體重組及高血壓超重組比較，高血壓肥胖組IVSd 增加。這表明部分高血壓合并肥胖患者存在室間隔肥厚，這可能是由于肥胖時機體激活交感神經系統和腎素血管緊張素醛固酮系統，在一系列神經體液因子作用下[12]，導致心肌細胞肥厚，形態學上即表現為室間隔增厚。與對照組比較，高血壓組E/A 均降低，LVEF 變化不明顯，這是由于高血壓患者長期后負荷過載，導致左室充盈壓升高，進而出現左室舒張功能降低。Shah等[13]研究也顯示高血壓常出現舒張功能障礙。我們的研究還發現舒張功能（E/A）降低早于LVEF 降低。Lai 等[14]研究也顯示在明顯心力衰竭（LVEF 降低）之前，高血壓患者的舒張功能會出現惡化。另外，我們觀察到E/A 在高血壓肥胖組中比在高血壓正常體重組及超重組降低更明顯。肥胖已被證實是左心室舒張功能障礙的獨立預測因素[15]，這表明高血壓合并肥胖較超重狀態更顯著降低左心室舒張功能。另外，本研究四組間LVEF、LVEDD 及LVESD 差異沒有顯著性。既往也有研究發現大多數早期高血壓性心臟病患者不會出現心室增大及心肌肥厚，較多出現于中晚期。故推測原因可能是高血壓合并超重及肥胖病程早期還未對左心室腔大小和收縮功能產生明顯影響。最后，在我們的研究中，老年高血壓LVEF 均在正常范圍，無法識別收縮功能障礙的患者，難以發現心臟細微結構和功能損害。

左室整體縱向應變是二維斑點追蹤成像技術衍生出的目前常用于評估左室收縮功能的參數[16]。研究表明，GLS 能在LVEF 下降前檢測心肌損害、測值穩定且重復性好、在各種心血管疾病中有預測價值[17-19]。故本研究應用二維斑點追蹤技術評估老年高血壓合并超重及肥胖時左心室整體及各層心肌力學的改變。

本研究二維心肌應變結果顯示：與對照組比較，高血壓組GLS 均降低，表明高血壓引起左室心肌力學受損，可能原因是：高血壓時，左室壁心肌細胞為了應對升高的后負荷而發生更大程度的心肌形變，心肌耗氧量增加，導致部分心肌細胞受損，心肌功能減低，心肌應變降低。與對照組比較，高血壓正常體重 組GLS、EndLS 降 低，MidLS 及EpiLS 差 異 不 明顯，這與既往研究[20]一致，說明在三層心肌中，首先出現心內膜層心肌細胞受損，這是由于EndLS 心肌細胞具有更高的氧合、能量需求和更強的收縮性，更容易受到缺血、灌注不足和增齡導致纖維化等不良影響。與高血壓正常體重組比較，超重組GLS、EndLS 及MidLS 降低，EpiLS 無明顯差異。與高血壓超重組比較，肥胖組GLS、EndLS、MidLS 及EpiLS 進一步減小。以上研究表明隨著正常體重向超重、肥胖進展，老年高血壓左心室整體及各層心肌縱向應變進一步降低。由于GLS 已被證實在多種心血管疾病中有預測價值，因此，我們有理由認為合并肥胖及超重的老年高血壓患者比正常體重老年高血壓患者預后更差。既往在兒童和中青年的肥胖非高血壓患者中也發現隨著肥胖程度加重，心臟收縮功能進一步降低[21-22]。Stamler 等[23]通過對芝加哥心臟協會隨訪的38 000 例病例資料進行研究，結果顯示高血壓患者隨著BMI 水平增加，心血管疾病死亡率呈逐步上升趨勢。以上多個研究顯示，體重過大導致心臟功能受損，與預后不良密切相關。目前大多數研究認為可能是隨著肥胖程度的加重，在神經體液因子的調節下，心肌成纖維細胞不斷增生，心肌逐漸發生纖維化，心肌脂肪浸潤及纖維化導致心肌收縮力降低、預后差。此外，我們的研究還發現超重及肥胖對心肌力學的影響是由內向外的，心內膜層心肌最先受損，再向外累及中層心肌，最后向心外膜層心肌發展。Ishizu 等[24]的動物研究也顯示了心肌肥大、纖維化等心肌功能受損是從EndLS 到EpiLS 進展的，這與我們的結果一致。

綜上所述，老年高血壓與超重或肥胖共存時，左心室心肌應變明顯降低，且肥胖患者心肌功能受損更明顯。二維斑點追蹤技術可在合并超重及肥胖的老年高血壓患者出現臨床癥狀前，早期、定量、準確地評價其左心室整體及各層心肌力學改變，檢出心肌力學受損，指導臨床及時對超重、肥胖的老年高血壓患者實行體重管理，對老年高血壓患者的預后具有重要的臨床意義。

該研究的主要局限性是缺少正常血壓超重組及肥胖組，未能研究超重及肥胖因素對血壓正常的老年人心臟結構及功能的影響。試驗初期考慮到超重及肥胖老年人常合并高血壓、高血脂、高血糖，難以短時間內收集滿意的樣本例數，故未設置該組，著重研究超重及肥胖因素對老年高血壓患者左室心肌力學的影響。其次是該研究用LAD、E/A 來評估左心室舒張功能，缺乏更多、更嚴謹評價舒張功能的參數。最后是缺乏長期隨訪資料。因此，未來可能需要長期隨訪更多參數，進一步研究超重、肥胖體重因素和血壓因素對老年人心臟結構和功能的影響，指導臨床對不同體重的老年高血壓的管理和治療，改善其預后。