姜 敏 (齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院附屬第三醫(yī)院,黑龍江 齊齊哈爾 161000)
超聲心動(dòng)圖技術(shù)已被用來(lái)研究高膽固醇血癥(HC)對(duì)心臟功能的影響。研究〔1〕表明阿托伐他汀不能改善休息時(shí)心肌收縮功能。本研究采用常規(guī)超聲心動(dòng)圖和新型超聲技術(shù)-背向散射積分及彩色多普勒心肌顯像(CDMI)法檢測(cè)心肌性能指標(biāo)(Tei指數(shù)),旨在研究HC患者心室功能和結(jié)構(gòu)異常及評(píng)價(jià)瑞舒伐他汀對(duì)功能異常的改善情況。
1.1對(duì)象 收集我院收治的33例HC患者,年齡(43.9±10.2)歲,隨機(jī)招募25例年齡匹配的健康志愿者為對(duì)照組,均填寫(xiě)知情同意書(shū)并同意受試。排除患有可引起HC。入選標(biāo)準(zhǔn)〔2〕:年齡<60歲,接受最大運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn),不服用任何影響血脂的藥物,低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平>160 mg/dl。對(duì)其中的17例患者再進(jìn)行為期6個(gè)月的瑞舒伐他汀(10 mg/d)治療后進(jìn)行復(fù)查。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1生化檢測(cè) 過(guò)夜禁食10~12 h后收集生化血液樣本,采用自動(dòng)分析儀測(cè)定總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、甘油三酯(TG)血清濃度,根據(jù)Friedewald公式計(jì)算LDL-C 含量〔3〕。
1.2.2超聲心動(dòng)圖分析 所有患者和對(duì)照組受試者進(jìn)行兩次常規(guī)超聲心動(dòng)圖分析、脈沖波組織多普勒成像(PWTDI)和彩色多普勒心肌顯像及聲學(xué)密度定量(IBS)。所有患者和醫(yī)生均采用雙盲法進(jìn)行檢測(cè)。傳統(tǒng)的二維超聲心動(dòng)圖采用數(shù)字飛利浦Sonos 7500檢測(cè),配備寬頻扇形探頭回聲儀(S3融合成像)。采用等容收縮時(shí)間和等容舒張時(shí)間除以射血時(shí)間法計(jì)算表征心肌性能的多普勒指標(biāo)(Tei指數(shù)mitr),該參數(shù)是與心率和平均動(dòng)脈壓相對(duì)獨(dú)立的指數(shù),并可能成為各種疾病的預(yù)后指標(biāo)。
1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS14.0軟件進(jìn)行t檢驗(yàn)。采用Bland和Altman法工作曲線(ROC)和多元線性回歸分析。
2.1兩組臨床生化指標(biāo)比較 HC組患者TC和LDL-C水平均顯著高于對(duì)照組(均 P<0.01),而 HDL-C濃度較低(P<0.01)。對(duì)照組體質(zhì)量指數(shù)(BMI)較HC患者輕但顯著降低(P<0.01)。見(jiàn)表1。
表1 兩組臨床生化指標(biāo)比較(s)
表1 兩組臨床生化指標(biāo)比較(s)
變量 對(duì)照組(n=25)高膽固醇血癥(n=33)P值38.74±4.3 43.9±10.23 >0.05 BMI(kg/m2)22.83±2.5 25.84±4.38 <0.003收縮壓(mmHg)118.0±5.7 121.4±10.8 >0.05舒張壓(mmHg)76.4±4.9 78.0±6.0 >0.05平均動(dòng)脈壓(mmHg)98.9±4.1 92.5±6.9 >0.05心率(次/min)71.4±15.3 72.9±14.0 >0.05 TC(mg/dl)184±12 327±54 <0.001 HDL-C(mg/dl)67±10 58±15 <0.01 LDL-C(mg/dl)136±7 254±61 <0.01 TG(mg/dl)年齡(歲)148±22 163±73 >0.05
2.2常規(guī)多普勒超聲心動(dòng)圖參數(shù)統(tǒng)計(jì) 兩組受試者采用經(jīng)二尖瓣流量評(píng)估心肌舒張功能,其中HC組患者心臟快速充盈期/心臟緩慢充盈期(E/A)比值較對(duì)照組顯著降低(P<0.01)。對(duì)照組E/A比值分布均>1,而HC組僅有53%>1。兩組等容收縮時(shí)間(IVCT)和等容舒張時(shí)間(IVRT)無(wú)顯著性差異(P>0.05),而HC組患者Tei指數(shù)mitr顯著高于對(duì)照組(P<0.01)。見(jiàn)表2。
2.3脈沖波多普勒組織成像 常規(guī)超聲心動(dòng)圖的數(shù)據(jù)顯示,HC組和對(duì)照組間心肌舒張功能存在顯著性差異,不僅在隔膜水平〔E/A 比值(0.95±0.3)vs(1.6±0.5)P<0.01〕,在橫向剖面水平〔(1.31±0.3)vs(2.1±0.8),P<0.01〕也具有顯著性差異。此外,HC組在隔膜和橫向剖面水平的Tei指數(shù)mod較對(duì)照組高,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義〔間隔環(huán)比(0.59±0.2)vs(0.34±0.06),P<0.01;橫向環(huán)(0.55±0.14)vs(0.34±0.09),P<0.01〕。見(jiàn)表3。
2.4彩色多普勒心肌成像(CDMI)參數(shù) 局部平均速度和應(yīng)變/應(yīng)變率 兩組受試者間僅HC組患者心肌收縮速度和峰值A(chǔ)間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.01)。見(jiàn)表3。
2.5聲學(xué)密度定量技術(shù) 兩組患者的聲學(xué)密度定量結(jié)果見(jiàn)表3,兩組患者的超聲背向散射積分(IBS)各項(xiàng)參數(shù)絕對(duì)值無(wú)顯著性差異,但HC組患者的 CVIsept顯著減少〔(21.17±14.2)vs(37.83±8.5),P<0.01〕和 CVI post wall〔(40.06±14.4)vs(46.66±11.08),P<0.05〕。
2.6受試者工作特征曲線(ROC)分析 二尖瓣流量E/A比值曲線下面積為(0.79±0.06)(95%CI:0.67 ~0.91,P<0.01),因此采用E/A比值高于1.3作為閾值,可將HC患者與對(duì)照組受試者區(qū)分開(kāi),其靈敏度為71%,特異性為82%。繼續(xù)使用ROC以相同的方式分析其他指標(biāo):(1)CVI septum的曲線下面積為(0.86±0.04)(P<0.01)(95%CI:0.77 ~0.96,P<0.01),使用CVI septum值高于30.5%作為閾值,靈敏度為76%,特異性為81%;(2)TEI mitr的曲線下面積為(0.96±0.02)(95%CI:0.91 ~1.00,P<0.01),使用 TEI mitr值高于 39% 作為閾值,靈敏度為83%,特異性為91%;(c)Tei指數(shù)modL的曲線下面積為(0.92±0.04)(95%CI:0.85 ~1.00,P<0.01),使用 Tei指數(shù)modL值高于0.43%作為閾值,靈敏度為83%,特異性為93%。TEI mitr和Tei index modL的區(qū)別能力較CVI septum高。
2.7超聲背向散射積分與PW組織多普勒和代謝參數(shù)相關(guān)性TC和LDL-C含量與 Tei指數(shù)mitr呈顯著相關(guān)性(r=0.59,P<0.01;r=0.48,P<0.01);與 Tei指數(shù) mod lat呈顯著相關(guān)性(r=0.57,P<0.01;r=0.43,P<0.01);與 Tei指數(shù) modl at呈顯著相關(guān)性(r=0.66,P<0.01;R=0.37,P<0.05)。Tei指數(shù) mod lat與HDL水平呈顯著負(fù)相關(guān)(r=0.44,P<0.01),與T-C/HDLC(r=0.44,P<0.05)和 LDL/HDL 比值(r=0.46,P<0.01)呈現(xiàn)直接相關(guān)性。CVI sept與TC(r=0.46,P<0.01)和 LDL-C(r=0.44,P<0.01)呈顯著負(fù)相關(guān)。
表2 兩組患者常規(guī)多普勒超聲心動(dòng)圖參數(shù)統(tǒng)計(jì)表(s)
表2 兩組患者常規(guī)多普勒超聲心動(dòng)圖參數(shù)統(tǒng)計(jì)表(s)
變量 對(duì)照組(n=25)HC組(n=33)P值
表3 脈沖/彩色多普勒超聲心動(dòng)圖診斷兩組患者隔環(huán)水平和橫向環(huán)水平收縮峰值統(tǒng)計(jì)表(s)
變量 對(duì)照組(n=25)HC組(n=33)P值參數(shù)PW TDI Ss 8.5±1.19 7.9±1.5 >0.05 PW TDI Es 11.8±2.4 9.9±2.3 <0.01 PW TDI As 7.87±1.7 9.9±2.5 <0.01 PW TDI E/As 1.6±0.5 0.9±0.3 <0.01 PW TDI IVRTs 76.2±14 63.3±15.8 <0.1 PW TDI IVCTs 64.5±12.9 72.4±15.7 <0.05 Tei index mods 0.3±0.1 0.6±0.2 <0.01 PW TDI SL 14.4±19.4 9.7±2.3 >0.05 PW TDI EL 16.0±2.7 12.6±2.8 <0.01 PW TDI AL 8.5±2.8 9.9±1.8 <0.05 PW TDI E/AL 2.1±0.8 1.3±0.3 <0.01 PW TDI IVRTL 76.2±14.0 76.9±17.0 >0.05 PW TDI IVCTL 74.1±19.0 75.9±13.1 >0.05 Tei index modL 0.3±0.1 0.6±0.1 <0.01 IBS參數(shù)CVI septum 37.8±8.5 21.8±14.2 <0.01 CVI post wall 46.7±11.1 40.1±14.2 <0.05 IBSm septumper 42.4±5.6 45.5±11.5 >0.05 IBSm post wallper 30.5±6.5 30.5±10.9 >0.05 Color TDI參數(shù)VELsys(s)3.1±0.6 3.7±1.96 <0.001 VELE(s)-4.7±1.3 -5.3±1.5 >0.05 VELA(s)-2.8±1.05 -4.4±1.6 <0.01 εsys(s)-23.4±9.4 -25.84±7 >0.05 SRsys(s)-0.9±0.4 -1.12±0.6 >0.05 SRE(s)1.5±0.6 1.3±0.6 >0.05 SRA(s)0.9±0.4 0.92±0.6 >0.05 VELsys(L)4.4 1.5 3.7±1.3 VELE(L)-5.4±1.3 -5.90±2.8 >0.05 VELA(L)-2.6±1.2 -3.3±1.9 >0.05 εsys(L)-21.1±5.9 -23.2±8.4 >0.05 SRsys(L)-1.14±0.2 -1.6±0.5 >0.05 SRE(L)1.2±0.5 1.1±0.6 >0.05 SRA(L)PW TDI 0.5±0.2 0.6±0.4 >0.05
2.8隨訪結(jié)果 17例患者經(jīng)過(guò)6個(gè)月瑞舒伐他汀治療前后進(jìn)行超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià),觀察到患者TC水平(39%,P<0.01),LDLC(47%,P<0.01)和 TG(26%,P<0.01)顯著減少(表 4),而HDL-C水平保持不變。然而常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)沒(méi)有顯示出瑞舒伐他汀治療前后的任何顯著改變。峰值A(chǔ)顯著降低〔治療前(66.39±18.1),治療后(60.3±15)cm/s,P<0.05〕,但治療后E/A比值并未顯著改變。經(jīng)二尖瓣流量和PW組織多普勒成像得到Tei指數(shù)在治療后顯著降低〔Tei指數(shù)mitr(0.53±0.09)vs(0.43±0.05),P<0.01〕;Tei指數(shù) mod sept(0.63±0.2)vs(0.39±0.22),P<0.01;Tei指數(shù) mod L(0.51±0.14)vs(0.3±0.08),P<0.01〕。CVI septum在 6個(gè)月治療后顯著增加〔(21.17±14.2)vs(29.16±13),P<0.01〕。分析治療前后代謝和超聲心動(dòng)圖值差異之間的相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)Diff-Tei指數(shù)mod sept和Diff-LDL之間存在顯著相關(guān)性(r=0.45,P<0.03)。
表4 HC患者瑞舒伐他汀治療前后代謝和超聲心動(dòng)圖參數(shù)統(tǒng)計(jì)表(s,n=17)
表4 HC患者瑞舒伐他汀治療前后代謝和超聲心動(dòng)圖參數(shù)統(tǒng)計(jì)表(s,n=17)
變量 HC治療前(n=17)HC治療后(n=17)P值327±54 189±29 <0.01 LDL-C(mg/dl)254±61 123±25 <0.01 HDL-C(mg/dl)58±15 62±17 <0.05 TG(mg/dl)163±73 117±55 <0.05 E 峰(cm/s)73±16 71±19 <0.05 A 峰(cm/s)66±18 60±15 <0.05 E/A 值 1.17±0.41 1.29±0.68 <0.05 Tei指數(shù) mitr 0.53±0.09 0.43±0.05 <0.01 PW TDI參數(shù)PW TDI Es 9.08±2.30 8.41±2.50 <0.05 PW TDI As 9.90±2.50 9.80±2.00 <0.05 PW TDI E/As 0.95±0.30 1.47±2.36 <0.05 Tei index mods 0.63±0.20 0.39±0.22 <0.01 PW TDI EL 12.60±2.80 12.80±3.60 <0.05 PW TDI AL 9.90±1.80 10.90±2.60 <0.05 PW TDI E/AL 1.31±0.30 1.35±0.59 <0.05 Tei index modL 0.51±0.14 0.30±0.08 <0.01 IBS參數(shù)CVI septum 21.17±14.20 29.16±13.00 <0.01 CVI post wall 40.06±14.20 45.60±13.96 <0.05 IBSm septumper(dB)45.50±11.50 48.21±9.80 <0.05 IBSm post wallper(dB)TC(mg/dl)30.50±10.90 34.60±9.80 <0.05
盡管高膽固醇血癥是動(dòng)脈粥樣硬化的危險(xiǎn)因素,近年來(lái)的臨床觀察和動(dòng)物模型表明膽固醇除引起冠狀動(dòng)脈疾病(CAD)外〔4,5〕,也可對(duì)心室功能產(chǎn)生影響〔6〕。高膽固醇血癥可引起心臟電位重構(gòu),導(dǎo)致動(dòng)作電位QTc間期延長(zhǎng);同時(shí)引起復(fù)極離散度增加及室顫等風(fēng)險(xiǎn),降低男性心率變異性。他汀類藥物能夠降低膽固醇水平,削弱非缺血性心力衰竭患者左室重構(gòu)造成的不利影響,改善心肌梗死后左心室功能〔7〕。
有研究表明,心肌細(xì)胞暴露于高水平循環(huán)膽固醇時(shí)可以改變心肌細(xì)胞膜脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)以及肌球蛋白重鏈(MCH)同種型的表達(dá)水平,減少心肌收縮和舒張能力〔8〕。同時(shí)高膽固醇血癥也強(qiáng)烈抑制內(nèi)皮Kir電流,導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞膜電位轉(zhuǎn)變。這種病理生理機(jī)制可以解釋為細(xì)胞膜去極化,鈣離子信號(hào)和NO釋放引起內(nèi)皮依賴性血管舒張功能損害,而體內(nèi)瑞舒伐他汀治療可以通過(guò)Ang-Ⅱ依賴性Ren2信號(hào)通路降低其心臟氧化應(yīng)激和重塑能力〔9〕。
本研究的主要發(fā)現(xiàn):(1)患有高膽固醇血癥不伴有冠狀動(dòng)脈疾病的患者出現(xiàn)亞臨床心肌異?,F(xiàn)象,與PW-組織多普勒成像和心肌性能指標(biāo)(Tei指數(shù))表征的心肌縱向整體收縮和舒張功能相關(guān);(2)HC患者出現(xiàn)心肌固有收縮障礙后出現(xiàn)IBS(CVI)改變;(3)心臟功能障礙程度(TEI和CVI參數(shù))與總膽固醇和低密度脂蛋白的水平之間存在相關(guān)顯著;(4)瑞舒伐他汀治療6個(gè)月后可逆轉(zhuǎn)心臟收縮功能異常。
兩組間E/A比值差異顯著,但ROC分析顯示該參數(shù)判斷心室功能損傷的能力較差,可能因?yàn)樗辉S多生理參數(shù),如前負(fù)荷、后負(fù)荷和心臟速率影響?;诖搜芯拷Y(jié)果可以推測(cè),高水平的膽固醇可誘導(dǎo)患者出現(xiàn)早期心肌功能異常癥狀,而他汀類藥物治療可逆轉(zhuǎn)此心肌病癥狀,但不能排除低水平HDL-C可改善高膽固醇血癥造成的心肌功能障礙作用。
綜上,高膽固醇血癥在動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展過(guò)程中,通過(guò)“高膽固醇血癥心肌病”產(chǎn)生“受損前期”的病理生理學(xué)特征,最終造成急性冠脈綜合征,而此心肌功能異常可通過(guò)瑞舒伐他汀早期治療恢復(fù)正常。
1 Huang Y,Walker KE,Hanley F,et al.Cardiac systolic and diastolic dysfunction after a cholesterol-rich diet〔J〕.Circulation,2004;109:97-102.
2 Luo TY,Su MJ,Yang YF,et al.Effect of hypercholesterolemia on myocardial function in New Zealand white rabbits〔J〕.J Biomed Sci,2004;11:829-37.
3 Sola S,Mir MQ,Lerakis S,et al.Atorvastatin improves left ventricular systolic function and serum markers of inflammation in nonischemic heart failure〔J〕.J Am Coll Cardiol,2006;47(2):3327.
4 Bauersachs J,Hiss K,F(xiàn)raccarollo D,et al.Simvastatin improves left ventricular function after myocardial infarction in hypercholesterolemic rabbits by anti-inflammatory effects.Hypercholesterolemic rabbits by anti-inflammatory effects〔J〕.Cardiovasc Res,2006;72(3):438-46.
5 Liu YB,Wu CC,Lu LS,et al.Sympathetic nerve sprouting,electrical remodeling and increased vulnerability to ventricular fibrillation in hypercholesterolemic rabbits〔J〕.Circ Res,2003;92:1145-52.
6 Bountioukos M,Rizzello V,Krenning BJ,et al.Effect of atorvastatin on myocardial contractile reserve assessed by tissue Doppler imaging in moderately hypercholesterolemic patients without heart disease〔J〕.Am J Cardiol,2003;92(5):6136.
7 Holland MR,Wallace KD,Miller JG.Potential relationships among myocardial stiffness,the measured level of myocardial backscatter(“image brightness”)and the magnitude of the systematic variation of backscatter(cyclic variation)over the heart cycle〔J〕.J Am Soc Echocardiogr,2004;17:1131-7.
8 Edvardsen T,Gerber BL,Garot J,et al.Quantitative assessment of intrinsic regional myocardial deformation by Doppler strain rate echocardiography in humans〔J〕.Circulation,2002;106:50-6.
9 Kuwahara E,Otsuji Y,Takasaki K,et al.Increased Tei index suggests absence of adequate coronary reperfusion in patients with first anteroseptal acute myocardial infarction〔J〕.Circ J,2006;70(3):248-53.