慢性阻塞性肺病对心脏的影响

陈晔锋（综述） 沈巨信（审校）

·综述·

慢性阻塞性肺病对心脏的影响

陈晔锋（综述） 沈巨信（审校）

慢性阻塞性肺病（COPD）是一种具有气流受限特征的可以预防和治疗的疾病。其气流受限不完全可逆、呈进行性发展，与肺脏对吸入烟草烟雾等有害气体或颗粒的异常炎性反应有关。COPD主要累及肺脏，但也可引起全身的不良反应［1］。而心脏作为与肺紧密联系的肺外器官，在近几十年的国内外相关的大量研究中，均表明在COPD患者中，无论心脏形态结构还是功能，都受到不良肺外效应的影响。本文即针对COPD所并发的不良心脏效应，作一综述。

1　COPD对心脏形态的影响

COPD患者中，充气过度是一种重要的肺功能异常［2］。部分放射学研究证实，在胸部影像学检查中，重度肺气肿患者的心脏小于影像学检查未发现肺气肿提示的患者［3～5］。早在30多年前，“microcardia”这一术语被用于形容这一观察发现，并被视为肺气肿的影像学征象［4］。早在20多年前，人们已经认识到COPD可能出现的心血管并发症［6］，但关于COPD患者因肺过度充气对心脏形态学方面影响的相关研究甚少。Jorgensen等的一项研究发现，过度充气的肺气肿患者（残气量占预计值的272%），与年龄匹配的健康对照组相比，根据MRI检查，胸腔内血容量、左右心室的大小、左右室舒张末容积指数、心排指数和每搏输出量指数均有所减少［7］。近来Barr等［8］在一项纳入45～84岁的2816例受试者的大规模人群横向研究中，通过MRI检测左心室（LV）的结构和功能，其中13%的人正在吸烟，38%的人既往有吸烟史，49%的人无吸烟史，罹患COPD的受试者至多仅受轻微影响，肺气肿比例的中位数只有15%，FEV1中位数为96%预计值，FEV1/FVC为74.6%预计值。作者报道，胸部CT扫描示肺气肿比例增加10%，与左室舒张容积、左室质量、每搏输出量和心排血量的降低呈负相关，而左室射血分数（LVEF）保持不变。此外还发现了气道阻塞的程度（FEV1/ FVC）与左室舒张末容积、每搏输出量和心输出量的直接关系。但该研究未明确讲述左室大小和功能变化的临床效应。最近Watz等［9］提供证据表明，COPD的肺过度充气，会损害心腔的大小，也有重要的临床效应。在138例轻至重度COPD患者（GOLD分级Ⅰ～Ⅳ级），利用超声心动图测量心腔大小，所有患者均测量了肺功能（肺量测定、肺容量和弥散量）。相比较于气道阻塞或弥散量的测量，静态肺过度充气的生理测量值（IC/TLC比值、功能残气量和残气量）显示其与心腔大小有负相关性。IC/TLC比值与心腔大小相关性最强。对于COPD会引起心腔缩小的现象，查阅国内外相关文献，发现目前国内外尚缺乏对其具体机制的研究及分析，但作为COPD引起的显著肺外心脏效应，已经引起国内外相关领域研究者的重视。

2　COPD对左心功能的影响

左室收缩功能不全通常定义为LVEF＜40%～50%［10］。早在30多年前，Steele P等通过选取120例严重COPD患者，测量其LVEF，发现在这些严重COPD患者中，大多数患者LVEF是正常的，而个别LVEF降低的患者，却同时合并冠心病［11］。在射血分数、短轴缩短率和通过二尖瓣的峰流速均在正常范围，并且与对照组相比，无显著性差异。另外一些研究者也提供了相似的结果［12，13］。根据既往研究的综述，无冠心病和高血压的COPD患者，左室收缩功能不全的发生率为0%～16%（8个研究中的5个报道为0%）［14］。在COPD患者被发现有左室收缩功能不全的时候，通常是较轻微的，并且在合并有肺心病的患者中出现。在COPD急性发作时，左室收缩功能不全的发生率为0%～32%；未排除有心血管疾病的患者，左室收缩功能不全的发生率为10%～46%［14］。而临床上怀疑有左室功能不全的COPD患者被报道左室收缩功能不全的发生率多为最低［15］。而Vonk Noordegraaf A等［16］研究表明，虽然肺气肿患者的LVEF会有所下降，但对于右心室肥厚的患者，可能由于心室收缩时室间隔被拉得更扁平，所以可维持相对正常的LVEF。

研究［17］表明，大部分心力衰竭患者左室舒张功能的异常要早于收缩功能的异常，其中舒张功能不全引起的占40%～50%。Barr等［8］借助磁共振成像手段，发现那些持续吸烟的患者，其肺气肿和气道阻塞程度比曾吸烟和不吸烟的患者更严重，但其肺气肿和气道阻塞程度与其发生的左心室舒张充盈受损的线性相关更好，同时其出现的每搏输出量的减少和心排血量的降低，并不意味着心脏射血分数的降低。研究［18］发现，在正常肺动脉压的COPD患者中，左心室舒张功能不全是存在的，并且随着右心室后负荷的增加而更趋明显。国内亦有学者通过测定COPD患者的超声心动图，发现COPD患者存在左心室舒张功能的下降［19］。

3　COPD对右心功能的影响

随着COPD患者的病程发展，右心功能最终必然受到损害，故右心功能测定对COPD患者而言非常重要。由于肺、胸廓、肺动脉的病变逐步发展，导致肺循环的阻力不断增加，进而肺动脉出现高压，从而引起右室的室壁肥厚、心腔扩大、甚至右心功能衰竭，最终形成慢性肺源性心脏病。而最常见的病因为慢性支气管炎并发阻塞性肺气肿，约占80%～90%。典型的心超表现为右房室的增大，右心室壁增厚，肺动脉的增宽和肺动脉高压。右心室因形态相对复杂、心动周期中显著变性且肌小梁发达，常难以使用固定的数学模型加以模拟。另外，肺循环是低压力、低阻力的系统，故前后负荷对左右心室的功能影响不同，右心室功能多受前负荷的影响较小，而其受后负荷的影响较大。

日本学者Tei［20］在1995年提出一个新的指标—Tei指数，又称心肌活动指数（MPI）。Tei指数是评价心脏的收缩与舒张整体功能的指标，它以心动周期中的心室等容活动时间/心室射血时间来评估心室的功能，研究发现，当心脏收缩功能不全时，心室等容收缩时间（ICT）延长，心室的射血时间（ET）缩短，舒张功能不全时，心室等容舒张时间（IRT）延长，心室射血时间（ET）缩短，无论收缩功能不全或舒张功能不全，Tei指数均明显增加。故（ICT+IRT）/ET可以反映心室收缩和舒张的整体功能［21］。Ishii等［22］研究证明了Tei指数估测右室心功能变化的可行性，发现该方法具备测量方便、不受心室的几何形状的影响、不依赖房室瓣的反流、能反映心室的收缩和舒张的整体功能等优点。此后，Yeo TC［23］和Eidem Bw［24］等学者应用了Tei指数分析原发性肺动脉高压及右室前、后负荷变化对右室功能的影响，得出了右室的Tei指数是反映右室功能的敏感指标的结论。国内亦有学者［25～27］使用Tei指数来评价COPD及肺心病患者的右心室功能变化，均发现随右心室功能损害的加重，Tei指数的测值增大。

4　展望

目前COPD可能引起的心脏不良效应，诸如心腔缩小、左室舒张功能减退、右室整体功能减退，已被国内外多项研究所证实。但目前对其相关机制的研究仍不够深入。既然COPD已被定义为全身性疾病，那么对其临床诊治也不应仅局限于肺部本身，所以在接下去的研究中，希望有更多的研究者能关注此种不良心脏效应的发生机制，以完善目前的COPD诊疗方案。

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浙江省绍兴市公益性技术应用研究计划资助项目（2012B70065）

312000 浙江省绍兴市人民医院（浙江大学绍兴医院）