運動康復對心房顫動患者認知功能影響的研究進展

張樹鋒

心房顫動是指規(guī)則有序的心房電活動喪失,代之以快速無序的顫動波,是嚴重的心房電活動紊亂。近年研究顯示,心房顫動與血管性癡呆、老年性癡呆等疾病存在相關(guān)性,心房顫動有增加認知功能障礙、新發(fā)癡呆的風險［1,2］。心房顫動患者記憶力、定向力等認知功能受損、日常生活能力下降,嚴重影響患者生活質(zhì)量,加重社會經(jīng)濟負擔。心臟康復作為治療穩(wěn)定期心血管疾病及預防再發(fā)心血管事件的重要手段,其在冠心病心絞痛、心肌梗死、心力衰竭和心臟外科術(shù)后的應用及療效已得到大量研究證實。近年來,以運動訓練為核心的心臟康復正被逐漸應用于心房顫動的綜合治療。本文結(jié)合心房顫動導致認知功能障礙的可能機制,探討運動康復對心房顫動患者認知功能的影響。

1 心房顫動導致認知功能障礙的機制

1.1 慢性腦灌注不足 心房顫動引起慢性腦灌注不足是導致認知障礙的可能機制之一［3］。心房顫動發(fā)作引起心房無序除極,心房無效泵血,房室收縮不協(xié)調(diào),心排血量減少,腦血流量降低,大腦處于低灌注狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)心房顫動是心力衰竭患者認知功能障礙的獨立危險因子［4］,合并心房顫動的心力衰竭患者認知功能損害與心輸出量減少、腦灌注不足存在相關(guān)性［5］。慢性腦灌注不足導致葡萄糖及氧氣等能量供應低,引起代謝功能障礙和神經(jīng)元變性,神經(jīng)細胞壞死,腦灰質(zhì)和腦白質(zhì)萎縮,認知功能障礙［6］。心房顫動患者接受藥物、導管消融治療可控制心室率,恢復竇性節(jié)律,改善大腦供血,患者認知功能得到不同程度的恢復［7,8］。

1.2 腦卒中 心房顫動常伴左心耳結(jié)構(gòu)改變、左房擴張、血液瘀滯、促凝成分異常激活等,可致血栓形成并脫落,導致腦卒中。卒中是導致認知功能損害的主要原因之一,其對認知功能的損害嚴重程度取決于卒中類型、卒中部位、病灶體積、首次卒中或卒中復發(fā)［9］。心房顫動是腦卒中的獨立危險因素,卒中是導致認知功能障礙和癡呆風險增加的主要原因。腦卒中患者遺留不同程度認知功能損害,控制心房顫動、高血壓病、高脂血癥、吸煙等危險因素可減少繼發(fā)性腦卒中發(fā)生率,降低血管性癡呆、認知功能障礙的風險［10］。

1.3 無癥狀性腦梗死 無癥狀性腦梗死是一類無臨床相關(guān)卒中癥狀及體征,但神經(jīng)系統(tǒng)影像學檢查發(fā)現(xiàn)有腦梗死灶的疾病。一項前瞻性研究納入1227 例心房顫動患者,進行為期2 年隨訪,磁共振成像(MRI)檢查顯示多數(shù)患者出現(xiàn)無癥狀性腦梗死,功能評估結(jié)果提示無癥狀性腦梗死和腦卒中均存在認知功能障礙［11］。Conen 等［12］對心房顫動患者進行MRI 檢查發(fā)現(xiàn),患者呈現(xiàn)大的非皮層或皮層梗死病變(LNCCIs)等腦損傷,多數(shù)病變沒有臨床癥狀,蒙特利爾認知評估結(jié)果發(fā)現(xiàn)無癥狀性腦梗死與認知功能損害存在相關(guān)性。

1.4 其他 腦微出血是由腦小血管或微血管損傷引起的微出血病灶,心房顫動患者腦微出血發(fā)生率顯著高于非心房顫動患者。Chen 等［13］前瞻性研究發(fā)現(xiàn)額葉皮層下的微出血患者發(fā)生癡呆的風險增加。研究表明腦微出血人群視覺空間能力、執(zhí)行能力下降,腦微出血與認知功能障礙存在相關(guān)性［14］。心房顫動導致心排血量下降,引起慢性腦灌注不足和缺氧,血腦屏障通透性增高,β-淀粉樣蛋白聚積(βAP),導致神經(jīng)元變性、死亡,認知功能損害。心房顫動患者炎性標記物如C 反應蛋白、腫瘤壞死標志物(TNF)、白細胞介素(IL)升高,炎癥反應介導血管內(nèi)皮損傷、凝血途徑激活,促進血栓形成。炎癥反應導致認知功能障礙的機制目前尚未明確,研究發(fā)現(xiàn)阿爾茨海默病患者存在內(nèi)皮功能障礙,IL-1β、IL-6、IL-10、TNF 等升高,提示炎癥介質(zhì)可能通過氧化應激反應、神經(jīng)細胞變性死亡、內(nèi)皮細胞損傷等途徑引起認知功能障礙［15］。

2 運動康復對心房顫動的影響及作用機制

心房顫動的綜合治療除規(guī)范化藥物治療、射頻消融術(shù)及左心耳封堵術(shù)等外,目前以運動康復為核心的心臟康復治療在心房顫動患者中得到重視。心房顫動患者的心臟康復目標是合理恢復并維持竇性心律,減少心房顫動復發(fā),控制心室率,促進心臟結(jié)構(gòu)和功能恢復,預防卒中等血栓栓塞并發(fā)癥,降低住院率及致殘率、致死率,提高生活質(zhì)量［16］。

2.1 運動康復降低心房顫動患者的房顫負荷 房顫負荷是指心房顫動患者監(jiān)測期間發(fā)生心房顫動的時間占監(jiān)測總時間的百分比例,心房顫動負荷越大說明心房顫動持續(xù)的時間越長,研究表明心房顫動負荷越重,腦卒中和心力衰竭的患病率和發(fā)病率越高［17］。不同強度的運動康復對心房顫動的發(fā)生和發(fā)展影響不同,目前高強度運動對心房顫動的作用尚存在爭議,而輕、中度的運動康復對心房顫動患者的預防和治療作用得到肯定［16］。Malmo 等［18］對非永久性心房顫動患者進行12 周的中等強度有氧間歇訓練,通過植入式心電監(jiān)測發(fā)現(xiàn)運動組患者的心房顫動負荷下降,運動后心房顫動患者峰值攝氧量和左心室射血分數(shù)提高,患者生活質(zhì)量得到改善。Adrian Elliott 博士在2021 年歐洲心臟病學會上發(fā)表心房顫動與運動相關(guān)研究,實驗將120 例心房顫動患者隨機分為運動康復干預組和對照組,運動康復干預組進行為期6 個月的運動康復治療,結(jié)果表明運動干預的心房顫動患者心悸、疲勞等癥狀得到改善,運動康復干預組心房顫動復發(fā)率顯著低于對照組,研究結(jié)果提示運動有助于心房顫動患者恢復并維持竇性心律。心房顫動導致心房無效泵血、慢性腦灌注不足,腦血流量減少與認知功能障礙發(fā)生及發(fā)展存在相關(guān)性。研究發(fā)現(xiàn)運動有助于心房顫動患者維持竇性心律,減少心房顫動負荷,改善腦血流灌注。運動促進人體血液循環(huán),提高大腦血流量及氧供,改善腦血管功能,調(diào)節(jié)大腦能量代謝,對大腦結(jié)構(gòu)和功能起保護作用,運動可延緩認知障礙的發(fā)生和發(fā)展［19］。

2.2 運動康復降低心房顫動患者腦卒中風險 心房顫動發(fā)作引起心房無序除極,血液瘀滯,促凝成分異常激活等,可致血栓形成并脫落,導致無癥狀性腦梗死及腦卒中。心房顫動是腦卒中的獨立危險因素,卒中是導致認知功能障礙和癡呆風險增加的主要原因。近期研究發(fā)現(xiàn),心房顫動患者除臨床規(guī)范化進行抗凝治療外,合理的運動康復也起到降低卒中風險的效果。一項前瞻性研究顯示［20］,受試者中遵循歐洲心臟病學會及美國心臟協(xié)會指南標準進行≥150 min/周的體育活動的人群,心房顫動和腦卒中的發(fā)生風險降低。Garnvik等［21］研究心房顫動患者體力活動能力和心肺功能對遠期預后的影響,發(fā)現(xiàn)心房顫動患者進行≥150 min/周的中等強度活動或≥75 min/周的高強度活動,卒中風險可降低30%,患者的心肺耐力每提高1 代謝當量(MET)卒中風險降低7%。Buckley 等［22］對心房顫動患者進行回顧性研究發(fā)現(xiàn),心房顫動患者進行以運動訓練為核心的心臟康復可以降低卒中發(fā)生率、再住院率及全因死亡率。不同強度的運動訓練對心房顫動患者凝血功能的影響不一致,研究發(fā)現(xiàn)50%～74%最大攝氧量(VO2max)的中等強度運動降低血小板反應性、提高纖溶系統(tǒng)活性［23］,中低強度的有氧運動可降低血漿纖維蛋白原、D-二聚體水平,降低血栓風險［24,25］。心房顫動患者炎性標記物如C 反應蛋白、TNF、IL 升高,內(nèi)皮功能損傷；Ma 等［26］研究表明,運動促進內(nèi)皮祖細胞源性外泌體、miR-126 形成,內(nèi)皮祖細胞源性外泌體通過SPRED1/血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)途徑保護內(nèi)皮細胞。適當強度運動降低TNF、IL、C 反應蛋白等炎性因子水平［27,28］,減輕機體炎癥反應。心房顫動發(fā)生腦卒中機制缺乏特異性,血栓形成的機制主要包括血流動力學紊亂、內(nèi)皮損傷、血液高凝狀態(tài)、炎癥反應等,運動康復可以降低心房顫動負荷、改善腦血流灌注、減輕內(nèi)皮損傷及炎癥反應等,降低腦卒中的發(fā)生風險,改善認知功能。

2.3 運動康復提高心房顫動患者心肺耐力 心房顫動患者的心肺耐力較健康人群降低,提高心房顫動患者的心肺耐力可降低心腦血管疾病發(fā)生率,提高患者生活質(zhì)量。慢性左心功能不全是認知功能障礙的獨立危險因素,研究發(fā)現(xiàn)簡易智能狀態(tài)檢查量表評分(MMSE)與左心室射血分數(shù)(LVEF)成正相關(guān)性,LVEF 下降是認知功能損害的獨立危險因子［29］。左心房擴大是心房顫動發(fā)作的危險因素,研究發(fā)現(xiàn)心房容積增大可導致心房重塑和心房顫動發(fā)作,運動康復可改善心房結(jié)構(gòu)和左室功能。Malmo 等［18］研究發(fā)現(xiàn),中等強度運動訓練可減少心房顫動發(fā)作時間,改善心房顫動患者癥狀,提高峰值攝氧量和LVEF。目前研究表明左心房擴大人群心房顫動發(fā)病風險比心臟結(jié)構(gòu)正常人群高,然而有運動習慣的左房擴大人群的LVEF 發(fā)病風險低于無運動習慣者［30］,Pathak 等［31］研究發(fā)現(xiàn)運動訓練組的心肺耐力增加≥2 MET 的心房顫動患者左房容積指數(shù)和左室舒末期內(nèi)徑值明顯降低。運動康復調(diào)節(jié)自主神經(jīng)平衡,增加副交感神經(jīng)張力,調(diào)控心律,預防心房顫動發(fā)作,降低靜息心率和血壓,提高心肺適能。

心房顫動與認知功能損害存在相關(guān)性,結(jié)合心房顫動導致認知功能下降的機制,目前運動康復在心房顫動合并認知功能障礙患者的應用和療效存在理論依據(jù),但現(xiàn)階段仍缺乏足夠的臨床證據(jù),今后仍需多中心、大樣本研究存在認知功能障礙心房顫動患者的運動方式、運動閾值,探討相關(guān)作用機制,評估心臟康復對心房顫動認知功能障礙的療效,為心臟康復治療在心房顫動患者認知功能的應用以提供臨床參考依據(jù)。