同步心率变异性、血压变异性与原发性高血压血管损伤的相关性研究

王靖荣,刘莹,姜一农,纪智礼,张海滨

临床研究

同步心率变异性、血压变异性与原发性高血压血管损伤的相关性研究

王靖荣,刘莹,姜一农,纪智礼,张海滨

目的:通过同步监测心率变异性及血压变异性,探讨原发性高血压患者自主神经功能与血管损害的相关性。

方法:选取2011-04至2014-01入住大连医科大学附属第一医院高血压病房的原发性高血压患者275例,采用颈-股脉搏波传导速度(PWV)分别进行血管功能的评价,根据PWV结果分为PWV正常组(PWV<9 m/s,n=185)和PWV升高组(PWV≥9 m/s,n=90)。所有患者同时进行24小时动态心电图(Holter)及24小时动态血压监测(ABPM),应用t检验、卡方检验、Person线性相关及多元线性逐步回归分析(stepwise)探讨心率变异性、血压变异性指标与PWV的关系。

结果:PWV升高组的心率变异性及血压变异性指标均出现反常变化。其中反映心率变异性大小的指标每 5分钟总心搏数RR 间期均值的标准差(SDANN)值PWV升高组较PWV正常组降低[分别为(159.66±66.50)ms、(194.36±119.29)ms,P<0.01],同时血压变异性的指标24 h收缩压标准差(24 h SSD)的值PWV升高组较PWV正常组升高[分别为(14.40±3.56) mmHg、(12.98±3.46)mmHg,P<0.01]。夜/白心率比在PWV升高组比PWV正常组升高(0.90±0.08、0.87±0.06,P<0.01),且与PWV存在线性相关性(r=0.169、P=0.005)。多元线性逐步回归分析提示, 24 h SSD、心率变异性低频带(LF)与PWV存在明显的独立相关性(标准化β值分别为0.352、0.212)。

结论:(1) 高血压患者SDANN降低,同时24hSSD升高,容易发生或合并动脉硬化;且24hSSD及心率变异性低频带是影响PWV最重要的两个危险因子。(2)自主神经功能紊乱,交感神经兴奋性增强,是促进原发性高血压患者动脉硬化的发生和发展的独立影响因素。(3)夜/白心率比作为检测自主神经功能状态的敏感指标与高血压血管损害有独立相关性。同步的心率变异性与血压变异性的监测有助于临床识别高血压患者的血管损害。

自主神经系统;心率变异性;血压变异性;高血压

(Chinese Circulation Journal, 2016,31:984.)

高血压明显增加心血管系统疾病的致死率及致残率。随着对高血压认识的不断深入,自主神经功能对高血压的影响越来越受到重视,研究发现自主神经功能紊乱的高血压患者,极易合并心脏、脑、肾脏和血管等靶器官的损伤。本文旨在通过同步监测心率变异性及血压变异性,探讨原发性高血压患者自主神经功能与血管损害的相关性。

1 资料和方法

研究对象: 选取2011-04至2014-01入住大连医科大学附属第一医院高血压病房的原发性高血压患者275例,女性140例,男性135例,平均年龄(56.55±13.43)岁。入选患者均符合2010年《中国高血压防治指南》高血压诊断标准[即在未使用降压药物的情况下,非同日3次测量血压,收缩压≥140 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)和(或)舒张压≥90 mmHg,可诊断为高血压,或已经诊断为高血压目前正在使用降压药物的患者]。排除标准:患有继发性高血压(包括内分泌疾病、肾脏疾病、颅脑病变、药物因素等)、冠心病、大动脉炎、血管炎、动脉硬化、5年以上糖尿病病史、正在服用β受体阻滞剂或停药不足1周、慢性心力衰竭、严重心律失常、口服精神类药物等影响自主神经功能及血管功能的疾病。

研究方法:(1)所有患者均需空腹测定高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、血肌酐、尿酸、血糖。(2)入选患者同步行24小时动态心电图、动态血压及颈-股脉搏波传导速度(PWV)监测,根据中国血管病变早期检测技术应用指南将血管损害定义为PWV≥ 9 m/s, 并按PWV测定结果将入选的原发性高血压患者分为两组:PWV正常组(PWV< 9 m/s,n=185)和PWV升高组(PWV≥ 9 m/s,n=90)。

同步动态血压、动态心电图的监测:记录前活动不受限制,监测时间为白天(6:00～22:00)及夜间(22:00～次日6:00)共24 h.动态心电图的监测数据包括:全部窦性 RR 间期标准差(SDNN)、全部相邻正常 RR 间期差值的均方根(rMSSD)、每 5 分钟总心搏数RR 间期均值的标准差(SDANN)、低频带(LF)、高频带(HF)及低频带与高频带的比值(LF/HF)、白天平均心率(dHR);夜间平均心率(nHR)。动态血压数据包括: 24h收缩压标准差(24hSSD)、24h舒张压标准差(24hDSD);白天收缩压标准差(dSSD);夜间收缩压标准差(nSSD);夜间收缩压下降率(SBPF),即:( 白天收缩压血压平均值-夜间收缩压血压平均值)/白天血压平均值X100%。

统计学方法:统计分析软件为SPSS 19.0.计量资料以均数±标准差()表示,进行正态性检验后应用t检验进行两组间的比较;计数资料采用率表示,并用卡方检验进行两组计数资料的比较; PWV与各项指标进行Person线性相关性研究;PWV独立影响因素的筛选应用多元线性逐步回归分析(stepwise)。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1两组患者一般临床资料的比较(表1)

PWV升高组年龄、高血压病程较PWV正常组增高,差异均有统计学意义(P均<0.05)。其余指标性别、吸烟史、体重指数、尿酸、TC、TG、HDL-C、LDL-C、血肌酐、血糖两组间比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。

表1 两组患者一般临床资料比较

表1 两组患者一般临床资料比较

注:PWV:颈-股脉搏波传导速度;TC:总胆固醇;TG:甘油三酯; HDL-C:高密度脂蛋白胆固醇;LDL-C:低密度脂蛋白胆固醇

?

2.2两组患者心率变异性、血压变异性指标的比较(表2)

PWV升高组SDANN较PWV正常组减低(P<0.01);PWV升高组LF、HF、LF/HF及夜/白心率比(nHR/dHR)较PWV正常组升高(P<0.05); SDNN、rMSSD两组比较差异无统计学意义。PWV升高组SBPF较PWV正常组减低;PWV升高组24hSSD、dSSD、nSSD较PWV正常组升高,差异有统计学意义(P<0.05)。

表2 两组患者心率变异性、血压变异性指标的比较

表2 两组患者心率变异性、血压变异性指标的比较

注:PWV:颈-股脉搏波传导速度;SDANN : 每 5 分钟总心搏数RR 间期均值的标准差; SDNN:窦性RR 间期标准差; rMSSD:全部相邻正常RR间期差值的均方根; LF:低频带; HF:高频带; LF/HF:低频带与高频带的比值; nHR/ dHR:夜/白心率比; SBPF:夜间收缩压下降率; 24hSSD:24h收缩压标准差; 24hDSD :24h舒张压标准差; dSSD:白天收缩压标准差; nSSD:夜间收缩压标准差。1 mmHg=0.133 kPa

?

2.3颈-股脉搏波传导速度与各项指标的单因素相关性分析(表3)

PWV与一般临床指标的单因素相关性分析:单因素相关分析显示PWV与年龄显著正相关(P<0.05);与高血压病程、体重指数、血糖、TC、TG、HDL-C、LDL-C、血肌酐、尿酸无相关性(P>0.05)。PWV与动态心电图心率变异性各项指标的单因素相关分析:单因素相关分析显示PWV与LF、HF 及LF/HF、nHR/dHR正相关(P均<0.05)。PWV与24小时动态血压监测指标的单因素相关分析:单因素相关分析显示PWV与24hSSD、dSSD、nSSD显著正相关(P均<0.05);与SBPF负相关(P<0.05)。

表3 颈-股脉搏波传导速度与各项指标的单因素相关性分析

2.4颈-股脉搏波传导速度影响因素的多元线性回归分析(表4、图1、图2)

PWV影响因素的多元线性回归分析显示以PWV为因变量进行多元线性逐步回归分析,结果显示: 24hSSD、LF、LF/HF、nHR/dHR独立相关,其中24hSSD、LF的相关性最强。

表4 颈-股脉搏波传导速度影响因素的多元线性回归分析

图1 颈-股脉搏波传导速度与低频带的相关性

图2 颈-股脉搏波传导速度与24h收缩压标准差的相关性

3 讨论

我国高血压患病率及病死率持续升高,加强高血压的管理及关注其靶器官损害是目前心血管领域亟待解决的问题[1,2]。PWV是目前临床上检测早期动脉硬化的最重要方法,已成为心脑血管事件的独立预测因子。其中PWV为评估动脉硬度的金标准[3],同时根据多项国外血管损害项目的研究及中国血管病变早期检测技术应用指南中血管损害的指标PWV≥9 m/s作为血管损害的评估指标。PWV反映动脉壁的弹性状态受很多病理生理因素影响, Castelpoggi等[4]研究者认为年龄增长,大动脉弹性纤维减少、管壁增厚、动脉僵硬度增加都会影响PWV,例如年龄每增加10岁,PWV升高10%左右[5]。本研究也发现年龄增长易导致动脉硬化,考虑可能的原因为:年龄增加血管弹性组织也随之发生退行性变,弹力纤维不断损害消耗,胶原纤维相应增多,纤维层之间形成的粘连增加,导致动脉僵硬、管壁增厚,弹性降低,PWV增加成为必然[6]。

心率变异性可以定量评估交感神经与迷走神经的兴奋性及自主神经系统的平衡状态[7,8],已成为临床上用来无创评估自主神经功能状态及交感神经兴奋性的主要方法。在心率变异性所提供的各项指标中,一定程度上能够反映整个自主神经系统功能状态及心率变异性的指标为SDNN、SDANN,能够间接反映迷走神经功能状态的指标为rMSSD,LF作为心率变异性中非常重要的指标用于反映交感神经的功能状态,但也有学者认为它也受到了少量副交感神经的影响。HF 反映副交感神经的兴奋性,以及目前已得到广泛认可的反映自主神经均衡性的指标LF/HF。进行24小时动态血压监测可以较精确的获得血压变异性及血压昼夜节律等信息。若交感神经兴奋性增加,必然导致昼夜节律失衡、血压变异性增加,高能量的血压波及血压变换切力易于导致及加重高血压的靶器官损伤[9,10]。本研究统计结果显示PWV升高组SDANN较PWV正常组明显减低,说明PWV升高组心率变异性减低。PWV升高组LF、HF及LF/HF 较PWV正常组均升高,且单因素相关分析显示PWV与LF、HF及LF/HF呈正相关(P<0.05),进行多元线性逐步回归分析显示: LF、LF/HF独立相关,其中LF相关性最强。上述结果显示说明,自主神经功能失衡、交感神经兴奋性增高与PWV存在明显正相关性,亦可知高血压血管损害,与自主神经功能紊乱尤其是交感神经兴奋性增加存在独立相关性。

有学者研究发现心率的增快与动脉硬化的危险度相关联[11-13]。近来Luis博士的一项研究表明,使用nHR /dHR可以作为反映血管硬化更为敏感的指标,优于单纯心率,nHR /dHR代表了夜间和白天的心率变异性,与自主神经功能、交感神经兴奋性有密切关系[14]。本研究结果显示nHR/dHR与PWV有独立相关性,与上述研究结果相符。nHR /dHR是了解心率昼夜节律性最简便的方法,能够反映自主神经的平衡状态,有望成为临床检测自主神经功能状态及评估高血压血管损害的敏感指标。

本研究的独特之处在于同步检测动态血压、动态心电图的变化。统计结果显示PWV升高组较PWV正常组血压变异性指标24h SSD升高(P>0.05);心率变异性指标中能够反映心率变异性值大小的SDANN减低(P<0.01);表明PWV升高组较PWV正常组血压变异性升高但心率变异性减低,如果临床上同步进行动态血压、动态心电图检测,并且发现这种血压变异性与心率变异性非同向的变化,提示发生动脉硬化的可能性大。而且本研究在进一步行多元线性逐步回归分析示24 hSSD和LF、LF/HF与PWV有独立线性相关性。交感神经的病理性激活是诱发、加重高血压及造成高血压靶器官损伤的重要原因,本研究也证实交感神经兴奋性与高血压血管动脉硬化存在独立正相关性。同步的动态血压及动态心电图检测有助于我们了解自主神经功能状态、交感神经兴奋性,从而进一步评估高血压血管损害的风险,为指导临床选择药物、防治早期高血压血管损害提供了十分有利的帮助。

原发性高血压患者自主神经功能受损可能加重靶器官损害[15],有研究发现交感神经激活导致的代谢异常,如肾素增加、胰岛素抵抗等,均可刺激血管平滑肌,引起血管正常结构的变化[16]。有实验也证明高血压合并靶器官损伤的患者交感神经兴奋性高于基础条件与其相同的单纯高血压患者[17]。也有研究通过靶向敲除小鼠Chga基因建立儿茶酚胺升高、交感神经兴奋性增加的高血压小鼠模型,5个月后Chga小鼠出现心室肥厚。近年来,交感神经兴奋性与高血压靶器官损伤有关已得到广泛认可,但高血压动脉僵硬度和自主神经功能受损的相关研究尚不清楚,故本研究有一定的临床意义。

本研究尚存在有局限性,研究为临床回顾性研究,样本量偏少且无健康人群作为对照组。另外,尽管LF/HF能够代表交感及迷走神经兴奋性的平衡已成为公认的指标,且心率变异性及血压变异性能够一定程度上反应交感神经的兴奋性,但并非检测交感神经兴奋性的金标准。本研究受此限制,待更直接有效且无创的交感神经检测方法应用于临床,可进一步得出更加精确的结论。

[1] 中国高血压防治指南修订委员会。 中国高血压防治指南(2005 修订版全文)。 高血压杂志, 2005, 13(增刊): 115-119 。

[2] 高晓津, 杨进刚, 杨跃进, 等。 中国急性心肌梗死患者心血管危险因素分析。 中国循环杂志, 2015, 3: 105-110.

[3] Mancia G, De Backer G, Dominiczak A, et al。 2007 Guidelines for the management of arterial hypertension The Task Force for the Management of Arterial Hypertension of the European Society of Hypertension (ESH) and of the European Society of Cardiology (ESC)。 Eur Heart J, 2007, 28: 1462-1536.

[4] Castelpoggi CH, Pereira VS, Fiszman R, et al。 A blunted decrease in nocturnal blood pressure is independently associated with increased aortic stiffness in patients with resistant hypertension. Hypertens Res, 2009, 32: 591-596.

[5] 张维忠。 动脉弹性功能检测的理论与实践(上)。 心脑血管病防治, 2003, 3: 1-2.

[6] Khoshdel AR, Thakkinstian A, Carney SL, et al。 Estimation of an agespecific reference interval for pulse wave velocity: a meta-analysis。 J Hypertens, 2006, 24: 1231-1237.

[7] Rajendra Acharya U, Paul Joseph K, Kannathal N, et al。 Heart rate variability: a review。 Med Bilo Eng Comput, 2006, 44: 1031-1051.

[8] Nolan RP, Jong P, Barry-Bianchi SM, et al。 Effects of drug, biobehavioral and exercise therapies on heart tate variability in coronary artery disease: a systematic review。 Eur J Cardovas Rrev Rehabil, 2008, 15: 386-396.

[9] Bramwell J, Hill A。 Velocity of transmission of the pulse-wave and elasticity of arteries 。 Lancet, 1922, 199: 891-892.

[10] 陈美玉, 黄武, 李琛, 等。 顽固性高血压患者心率变异性及心律失常分析。 中国循环杂志, 2014, 29: 891-894.

[11] 汪德娴, 赵玮, 孙燕淑。 高血压患者动态血压参数与左心室肥厚及颈动脉内-中膜厚度的关系。 中华心血管病杂志, 2005, 33: 243-246.

[12] 林荣, 郭继鸿。 心血管疾病的现代观点。 北京: 北京大学医学出版社, 2005. 332-333.

[13] Takechi S, Nomura A, Machida M, et al。 Different coronary blood flow increase in left ventricular hypertrophy due to hypertension compared to hypertrophic cardiomyopathy at elevated heart rate。 Hypertens Res, 2003, 26: 789-793.

[14] García-Ortiz L, García-García A, Ramos-Delgado E, et al。 Relationships of night/day heart rate ratio with carotid intima media thickness and markers of arterial stiffness。 Atherosclerosis, 2011, 217: 420-426.

[15] Alter P, Grimm W, Vollrath A, et al。 Heart rate variability in patients with cardiachypertriphy-ralation to left ventricular mass and etiology。 Am Heart J, 2006, 151: 829-836.

[16] Burns J, Sivananthan MU, Ball SG, et al。Relationship between central sympathetic drive and magnetic resonance imaging-determined left ventricular mass in essential hypertension.Circulation, 2007, 115: 1999-2005.

[17] Haluska BA, Jeffriess L, Downey M, et al。 Influence of cardiovascular risk factors on total arterial compliance。 J Am Soc Echocardiogr, 2008, 21: 123-128.

Correlation Study Between Synchronic Heart Rate Variability, Blood Pressure Variability and Blood Vessel Damage in Patients With Essential Hypertension

WANG Jing-rong, LIU Ying, JIANG Yi-nong, JI Zhi-li, ZHANG Hai-bin.
Department of Cardiology, Capital Medical University Affiliated Beijing Luhe Hospital, Beijing (100011), China

Objective: To investigate the relationship between heart rate variability (HRV), blood pressure variability (BPV) and autonomic nerve function, blood vessel damage in patients with essential hypertension (EH) via synchronous monitoring。Methods: A total of 275 EH patients admitted to our hospital from 2011-04 to 2014-01 were enrolled。 The vascular function was assessed by carotid-femoral pulse wave velocity (PWV)。 Based on PWV, the patients were divided into 2 groups: Normal PWV group (PWV<9m/s), n=185 and High PWV group (PWV≥9m/s), n=90. Synchronic 24h dynamic electrocardiogram (Holter) and 24h ambulatory blood pressure monitoring (ABPM) were performed in all patients。 t-test, chi-square test, person liner correlation study and multi stepwise regression analysis were conducted to explore the relationship between HRV, PBV and PWV。Results: HRV and BPV in High PWV group had been changed unusually。 Compared with Normal PWV group, High PWV group showed decreased standard deviation of the average of all normal-to-normal intervals in all 5-minute intervals (SDANN) (159.66±66.50) ms vs (194.36±119.29) ms and increased 24 h systolic blood pressure standard deviation (24h SSD)(14.40±3.65) mmHg vs (12.98±3.46) mmHg, all P<0.01; increased new index of night/day HR ratio (0.90±0.08) vs (0.87±0.06), P<0.01 and it had liner correlation to PWV (r=0.169, P=0.005)。 Multi stepwise liner regression analysis indicated that 24hSSD and HRV at low frequency (LF) portion had obvious and independent correlation to PWV (standard β value=0.352 and 0.212 respectively)。Conclusion:①EP patients were with decreased HRV (SDANN), increased BPV (24h SSD) and the higher incidence of arteriosclerosis; 24h SSD and HRV at LF portion were the most 2 important risk factors affecting PWV。②Autonomic nerve dysfunction, vagus nerve over-excitatory were the independent risk factors for promoting the occurrence and development of arteriosclerosis in EH patients。③Night/day HR ratio as a sensitive index for examining autonomic nerve function was independently related to hypertensive vessel damage。 Synchronic monitoring of HRV and BPV is helpful to identify blood vessel damage in EH patients。

Autonomic nerve system; Heart rate variability; Blood pressure variability; Hypertension

2016-01-18)

(编辑:漆利萍)

100011 北京市,首都医科大学附属北京潞河医院 心血管内二科(王靖荣、纪智礼、张海滨);大连医科大学附属第一医院 高血压科(刘莹、姜一农)

王靖荣 住院医师 硕士 主要研究方向为自主神经功能与高血压靶器官功能损害 Email:wangjingrong。520@163.com 通讯作者:刘莹Email:Yingliu。med@gmail.com

R541

A

1000-3614(2016)10-0984-05

10.3969/j.issn.1000-3614.2016.10.009