2. 810007 西宁,青海省人民医院干部保健科
2. Department of Cadre's Healthcare, Qinghai Provincial People's Hospital, Xining, Qinghai Province, 810007, China
脂肪组织释放的分子被称为脂肪因子,研究表明在慢性心力衰竭(chronic heart faiture, CHF)发生、发展过程中脂肪因子发挥了重要作用[1-3]。在CHF过程中,患者血液和局部心肌有大量脂肪因子分泌, 其中炎症介质的异常活化是其共同特征。但目前国内外关于高海拔低氧环境下CHF发生的病理生理机制及其对心室结构功能的影响,以及神经内分泌激素、细胞因子、细胞凋亡在高海拔地区CHF发生、发展和心室结构功能损伤中的作用研究甚少。本研究拟观察低氧环境下CHF患者脂肪因子脂联素(adiponectin)、趋化素(chemerin)、瘦素(leptin)、平均室壁应力(mean wall stress,MWS)和心室质量指数(left ventricular mass index,LVMI)水平的变化及脂肪因子对心室构型的影响,探讨高原低氧环境下脂肪因子脂联素、趋化素、瘦素水平的变化是否参与了CHF发生、发展的过程,以及对CHF的影响程度,探索脂肪因子作为标记物用于临床判断CHF严重程度及评估其预后的可能性。
1 资料与方法 1.1 研究对象我科于2013年5月至2015年12月收治的按美国纽约心脏病学会的心功能分级标准[4]诊断为CHF的患者和健康查体者共258例,按居住海拔和有无CHF进行分组:海拔2 260 mCHF患者组和海拔2 260 m健康对照组各67例、海拔3 300 mCHF患者组和海拔3 300 m健康对照组各62例。研究对象均记录氧饱和度,并行常规心电图,胸部正位片,腹部彩超,心脏彩超,血、尿、便常规,生化,凝血常规,叶酸、维生素B12水平等检查,排除急性心肌梗死、急性炎症、慢性支气管炎、慢性肝病、肾功能不全、活动性出血、恶性肿瘤、叶酸及维生素B12缺乏等疾病患者。
1.2 研究指标及检测方法受试者均于入院后第2天(未应用强心、利尿类药物)晨空腹采静脉血15 mL, 加入依地酸二钠和抑肽酶, 分离血浆-70℃冷冻待测。采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测脂联素、趋化素、瘦素含量。
受试者于住院3 d内行超声心动图检查。应用HDI500心脏超声诊断仪(美国飞利浦公司),探头频率为2.5~3.5 MHz。于心尖搏动最强点放置探头,根据显示的标准心尖四腔心切面,以确定心室收缩及舒张末期,用以对以下指标测定取值(单位:cm):左室舒张末期内径(LVDd)、左室收缩末期内径(LVDs)、室间隔舒张末期厚度(IVSd)、室间隔收缩末期厚度(IVSs)、左室后壁舒张末期厚度(LVPWd)和左室后壁收缩末期厚度(LVPWs),测量左上肢肱动脉收缩压(SBP),计算MWS[5]:SBP×(LVDd+LVDs)/4/[(IVSd+IVSs+LVPWd+LVPWs)/4],结果乘以1.332换算成力的单位:dynes×103/cm2;按Devereux公式[6]计算LVMI,公式如下:(左室质量)LVM(g)=0.8×1.04×[(IVSd+LVPWd+LVDd)3-LVDd3]+0.6;体表面积(BSA)(m2)=0.006 1×身高(cm)+0.012 8×体质量(kg)-0.152 9;LVMI(g/m2)=LVM/BSA。男性LVMI>130 g/m2、女性>110 g/m2为异常。参数均测量3个心动周期,取其均值。
1.3 统计学分析应用SPSS 22.0统计软件,计量资料以x±s表示。两组均数间用t检验,方差不齐时用t′检验;多组均数间用单因素方差分析,两样本均数间用q检验;计数资料采用χ2检验;指标间的相关分析采用Pearson分析方法(α=0.01)。相关性检验采用直线相关。
2 结果 2.1 一般资料4组研究对象年龄、性别、心率、心功能分级等差异均无统计学意义,而氧饱和度4组之间差异均有统计学意义(P < 0.01,表 1)。
组别 | n | 性别(男/女) | 年龄(岁) | 心率(/min) | 心功能分级 | 氧饱和度(%)a |
海拔2 260 mCHF患者组 | 67 | 40/27 | 70.21±5.78 | 73.99±6.30 | 2.36±0.48 | 87.13±1.71 |
海拔2 260 m健康对照组 | 67 | 38/29 | 70.49±5.47 | 73.25±5.64 | - | 93.37±1.11 |
海拔3 300 mCHF患者组 | 62 | 40/22 | 69.61±7.43 | 74.29±6.32 | 2.37±0.49 | 86.00±1.29 |
海拔3 300 m健康对照组 | 62 | 35/27 | 70.56±6.29 | 73.27±5.84 | - | 89.39±3.31 |
a: F=346.82, P < 0.01 |
2.2 不同海拔CHF患者和健康对照组脂肪因子水平和LVMI、MWS的变化
海拔3 300 m组CHF患者、健康对照组的趋化素、脂联素、瘦素水平和LVMI、MWS分别高于2 260 m组CHF患者、健康对照组(P < 0.01),且同一海拔高度CHF患者趋化素、脂联素、瘦素水平和LVMI、MWS高于健康对照组(P < 0.01)。提示高海拔CHF患者机体脂肪因子分泌增加,炎性细胞因子分泌增加,神经内分泌过度激活,且LVMI和MWS明显增加(表 2)。
组别 | n | 趋化素(ng/L) | 瘦素(ng/L) | 脂联素(ng/L) | MWS | LVMI |
海拔2 260 mCHF患者组 | 67 | 26.29±3.04 | 6.57±1.38 | 7.85±1.05 | 308.14±9.34 | 94.75±6.24 |
海拔2 260 m健康对照组 | 67 | 14.98±1.61a | 5.32±0.71a | 3.46±0.64a | 224.90±12.13a | 56.80±4.10a |
海拔3 300 mCHF患者组 | 62 | 43.11±4.66ab | 16.71±1.58ab | 17.25±1.24ab | 477.42±8.41ab | 191.20±5.53ab |
海拔3 300 m健康对照组 | 62 | 24.35±2.26abc | 9.47±1.11abc | 9.39±1.04abc | 288.01±12.08abc | 93.66±11.63bc |
a: P < 0.01, 与海拔2 260 mCHF患者组比较;b:P < 0.01, 与海拔2 260 m健康对照组比较;c:P < 0.01, 与海拔3 300 mCHF患者组比较 |
2.3 不同海拔CHF患者LVMI、MWS与脂肪因子的关系
LVMI和MWS与趋化素、脂联素和瘦素水平呈正相关(P < 0.01)。不同海拔CHF患者趋化素、脂联素和瘦素水平与LVMI、MWS呈正相关(P < 0.01),但高海拔CHF患者相关系数更高(表 3)。
海拔 | 趋化素 | 瘦素 | 脂联素 |
2 260 m | |||
LVMI | 0.401 | 0.415 | 0.417 |
MWS | 0.459 | 0.524 | 0.467 |
3 300 m | |||
LVMI | 0.526 | 0.663 | 0.673 |
MWS | 0.607 | 0.538 | 0.554 |
表中相关系数的P值均 < 0.01 |
3 讨论
脂肪是活跃的内分泌组织[7],可分泌释放多种生物活性类物质,如趋化素、脂联素和瘦素等,统称为脂肪因子。这些脂肪因子通过旁分泌和自分泌的方式作用于心脏,参与到CHF的发病过程中。近年来新发现的一种脂肪因子——趋化素,其本质是一种参与早期炎症反应的趋化蛋白,有研究发现趋化素与炎性标志物呈正相关关系[8]。本课题组既往研究发现,高原低氧激活炎症反应,随着海拔高度的升高,高原CHF患者细胞因子水平显著增高[9],而趋化素的水平会随着促炎因子的水平升高而增高,进而表达促进炎症的作用,进一步可导致心肌病理性重构。本研究结果显示:海拔3 300 m组CHF患者血清趋化素水平高于海拔2 260 m组,提示高海拔低氧环境下CHF患者机体脂肪因子趋化素水平更高。
瘦素和脂联素是由脂肪组织分泌的脂肪因子。此两种脂肪因子可能参与了CHF的发生与发展[10-12]。瘦素具有调节心肌细胞形态、心肌收缩力,参与食物摄入及能量代谢的作用,其通过负性肌力作用影响心肌细胞而减少心输出量,进而促进心衰的发生。瘦素通过激活p44/42和p38 MAPK通路引起大鼠心肌细胞肥大,促进心衰的发生。研究发现CHF患者的瘦素水平显著高于健康对照者,血清瘦素水平与CHF严重程度呈正相关[13]。有研究表明血清脂联素与CHF的病死率及其严重程度有关,并且是其独立的危险因子,其可能参与了CHF的发生过程[14-16]。ESSICK等[17]研究发现脂联素通过激活AMPK途径、抑制细胞外信号调节激酶(extracellular signal regulated kinase, ERK)信号传导和转录因子(NF-κB)活化调节活性氧(reactive oxygen substance, ROS)的量,遏制ROS导致的心室重构。CHF患者治疗期间可通过脂联素浓度来判断预后情况[18]。本研究发现海拔3300 m的CHF患者瘦素和脂联素水平高于海拔2 260 m组,提示高海拔低氧环境引起CHF患者瘦素、脂联素水平升高。
本研究相关分析表明:血清趋化素、脂联素和瘦素水平与LVMI和MWS呈正相关, 显示CHF患者血清趋化素、脂联素和瘦素水平的变化与LVMI和MWS的改变相一致,提示心衰患者血清趋化素、脂联素和瘦素水平升高与LVMI和MWS的增加有一定的关系,高海拔地区CHF患者脂肪因子脂联素、趋化素、瘦素水平的升高加重了CHF发生、发展的病理生理过程。LVMI和MWS与趋化素、脂联素和瘦素水平均呈正相关(P < 0.01),提示心室构型的变化与脂肪因子、炎性细胞因子分泌增加和神经内分泌的过度激活,并由此导致心室构型的改变。不同海拔CHF患者趋化素、脂联素和瘦素水平与LVMI、MWS均呈正相关(P < 0.01),但高海拔CHF患者相关系数更高。提示低氧环境下CHF患者脂肪因子的变化与CHF的严重程度有关,脂肪因子在高海拔低氧环境下CHF心室重构中扮演着重要角色。
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