心肌梗死及心力衰竭病人血清羟脯氨酸水平的变化

谢宜洁,田清武,玄超

(青岛大学,山东 青岛 266555 1 医学部医学检验学系; 2 附属医院检验科)

冠心病(CAD)是由于粥样硬化斑块的形成造成冠状动脉管腔狭窄或闭塞,导致心肌缺血低氧或坏死而引起的心脏病[1]。稳定型心绞痛(SAP)是CAD最常见的心绞痛,是心肌暂时性缺血低氧引起的临床综合征。急性心肌梗死(AMI)是CAD的一种严重临床类型,是冠状动脉供血区持续缺血而造成的心肌坏死[2]。心肌梗死进展过程中会经历心肌细胞坏死和代偿性肥大、炎性细胞的激活介导炎症反应以及细胞外基质发生胶原沉积和纤维化,进而心室几何形态发生病理性改变,导致心脏僵硬度增加、收缩力下降,发展成为心力衰竭(HF)[3]。内源性羟脯氨酸(Hyp)是胶原蛋白特有的代谢产物,有研究表明了心肌组织中Hyp含量与心肌梗死病灶愈合情况和心肌梗死后左心室僵硬程度之间的相关性[4-5],但血清Hyp水平与CAD及HF的关系还少有研究。本研究观察SAP、AMI及心肌梗死后HF病人血清Hyp水平的变化,探讨其临床意义,旨在为上述疾病诊治提供新的有效的参考指标。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2021年3月—2022年9月,选取青岛大学附属医院收治的295例SAP病人作为SAP组,200例AMI病人为AMI组,100例心肌梗死后HF病人为HF组,另选取同期435例健康体检者作为对照组(近期无心脏不良事件发生)。纳入标准:①SAP诊断符合《稳定性冠心病基层诊疗指南(2020年)》的诊断标准[6],AMI诊断符合《急性冠脉综合征急诊快速诊疗指南》的诊断标准[7],心肌梗死后HF诊断符合《2020心肌梗死后心力衰竭防治专家共识》的诊断标准[3],对照组体格检查、血液检查均无异常;②一般资料完整,病例组住院期间行冠状动脉造影及超声心动图检查;③对本研究内容了解且自愿签署知情同意书。排除标准:合并先天性心脏病、心肌病或心脏瓣膜病等其他心血管疾病,恶性肿瘤,重要器官功能障碍,免疫系统疾病,骨关节疾病,严重感染。对照组男307例,女128例,年龄30～89岁,平均年龄(61.80±9.62)岁;SAP组男204例,女91例,年龄38～84岁,平均年龄(62.49±8.56)岁;AMI组男135例,女65例,年龄17～90岁,平均年龄(61.16±11.26)岁;HF组男74例,女26例,年龄32～84岁,平均年龄(63.41±9.78)岁。各组性别、年龄比较差异无统计学意义(P>0.05)。本研究经本院伦理委员会审批通过。

1.2 检测方法

所有的研究对象均空腹采集静脉血约5 mL,以3 000 r/min速度、10 cm离心半径离心10 min,分离血清,用紫外分光光度计测定血清Hyp水平。血清Hyp检测试剂盒购自北京索莱宝有限公司,所有操作均严格按照试剂盒说明书步骤规范完成。血清高敏心肌肌钙蛋白I(Hs-cTnI)、B型尿钠肽(BNP)检测采用化学发光微粒子免疫分析技术,应用美国雅培公司提供的全自动免疫分析仪及配套试剂;C反应蛋白(CRP)检测采用免疫比浊法,应用深圳市国赛生物技术有限公司提供的特定蛋白分析仪和原装配套试剂。

1.3 观察指标

①比较SAP组、AMI组、HF组以及对照组的血清Hyp水平。②比较不同冠状动脉病变支数和Gensini评分SAP病人的血清Hyp水平。病变血管指管腔狭窄≥50%的冠状动脉主要血管。Gensini评分用于量化冠状动脉狭窄程度和部位,评分标准参考美国心脏协会规定的冠状动脉血管图像积分[8]。③分析AMI组病人血清Hyp水平与血清Hs-cTnI、CRP水平的相关性,以及HF组病人血清Hyp水平与血清BNP水平的相关性。④比较HF组左心室射血分数(LVEF)正常(≥50%)和下降(<50%)病人的血清Hyp水平。

1.4 统计学方法

2 结 果

2.1 各组血清Hyp水平比较

SAP组、AMI组、HF组和对照组血清Hyp水平分别为(1.27±0.64)、(0.94±0.55)、(1.49±0.63)和(1.30±0.60)mg/L。4组之间血清Hyp水平比较,差异具有统计学意义(F=22.749,P<0.05)。SAP组病人血清Hyp水平与对照组比较差异无显著性(P>0.05);AMI组病人血清Hyp水平显著低于对照组(t=-7.025,P<0.05);HF组病人血清Hyp水平高于AMI组和对照组,差异有统计学意义(t=6.903、2.557,P<0.05)。

2.2 不同冠状动脉病变支数和Gensini评分SAP病人血清Hyp水平比较

SAP组1、2、3支冠状动脉病变的病人分别有181、66和48例,其血清Hyp水平分别为(1.29±0.67)、(1.25±0.59)和(1.21±0.60)mg/L,不同冠状动脉病变支数SAP病人血清Hyp水平差异无显著性(P>0.05)。

SAP组Gensini评分≤30分、31～60分和>60分病人分别有192、49、54例,血清Hyp水平分别为(1.29±0.66)、(1.26±0.58)和(1.20±0.64)mg/L,不同Gensini评分SAP病人血清Hyp水平差异无显著性(P>0.05)。

2.3 相关性分析

Pearson相关性分析结果显示,AMI组病人血清Hyp水平与血清Hs-cTnI、CRP水平呈显著负相关(r=-0.417、-0.182,P<0.05),HF组病人血清Hyp水平与血清BNP水平呈正相关(r=0.380,P<0.05)。

2.4 LVEF正常和降低HF病人Hyp水平比较

LVEF正常和降低HF病人分别有70、30例,其血清Hyp水平分别为(1.43±0.65)和(1.63±0.54)mg/L,差异无统计学意义(P>0.05)。

3 讨 论

CAD是冠状动脉粥样硬化引起冠状动脉狭窄而导致的心脏血管病变。SAP病人冠状动脉内粥样斑块以稳定性斑块为主,其病情的严重程度可以由冠状动脉的狭窄程度来反映。本研究结果显示,SAP病人血清Hyp水平与对照组比较差异无显著性,且不同冠状动脉病变支数和Gensini评分SAP病人之间血清Hyp水平差异也无显著性,表明病情严重程度不同的SAP均不能引起血清Hyp水平的变化。

有证据表明,Hyp可以清除氧化剂和调节细胞的氧化还原状态[9]。Hyp抗氧化的可能机制包括:Hyp分子吡咯烷环上的羟基能稳定羟自由基;Hyp是合成甘氨酸的一种前体,而甘氨酸是谷胱甘肽合成的前体,具有良好的抗氧化和抗炎特性[10]。AMI是在冠状动脉病变基础上,冠状动脉血供中断,心脏经历长时间缺血低氧后发生的心肌组织坏死。氧化应激在AMI的病理过程中发挥着重要作用[11-12]。心肌缺血低氧诱发活性氧的产生,活性氧通过攻击不饱和脂肪酸而破坏细胞膜并损伤核酸,引发DNA断裂,从而损害细胞结构,甚至导致细胞坏死[13]。本研究中,AMI病人的血清Hyp水平显著低于对照组,表明Hyp在AMI的病理生理过程中发挥作用,可能是AMI发生时Hyp趋向坏死的心肌组织发挥抗氧化和调节心肌细胞内环境的作用,导致了血清Hyp水平下降。

Hs-cTnI是存在于心肌细胞内的调节蛋白,心肌细胞受到损伤时,Hs-cTnI通过破损的细胞膜释放到外周血循环中,其含量能够直接反映心肌损伤面积和程度,故Hs-cTnI是目前最好的心肌损害标志物[14]。心肌细胞坏死会触发严重的炎症反应,作为炎症反应的生物标记物,血清CRP水平会显著升高。此外,CRP还会参与心肌梗死后期的病理生理改变。CRP与体内脂蛋白形成的结合物,可激活体内的补体系统,产生终末攻击复合物,引起血管内皮损伤程度加重和冠状动脉粥样斑块破裂形成血栓,加重心肌梗死严重程度[15]。王艳艳[15]的研究结果表明,血清CRP水平与心肌梗死面积呈正相关。本研究结果显示,AMI病人血清Hyp水平与血清Hs-cTnI、CRP水平呈负相关,表明AMI病人血清Hyp水平与心肌梗死的严重程度有着密切关系,血清Hyp水平随着心肌梗死面积的扩大而下降。这可能是因为心肌梗死面积越大意味着氧化应激损伤和炎症反应越严重,心肌细胞抵御氧化应激损伤和炎症反应所需的Hyp就越多,血清Hyp水平下降就越多。

Hyp是胶原蛋白特征性的组成成分,在其他蛋白中极少见或不存在。内源性的Hyp由新合成的胶原肽链中脯氨酸羟化形成,已形成的胶原在胶原酶作用下会分解释放出游离的Hyp,所以血清Hyp水平可以反映体内胶原代谢的情况。HF是心肌梗死病情发展的终末阶段,心肌重构则是心肌梗死后HF病理过程的重要部分,涉及心肌细胞肥大、丢失和胶原纤维堆积增加所致的心肌纤维化。AMI后Ⅰ型和Ⅲ型胶原合成代谢活跃,主要参与了心肌纤维化的过程[16]。陈吉等[17]的研究结果表明,血清Ⅰ型前胶原羧基端肽水平在AMI后1、3个月时持续增高,血清Ⅲ型前胶原的含量在AMI后72 h、1个月、3个月时均明显增高。本研究结果显示,心肌梗死后HF病人血清Hyp水平显著高于AMI病人,表明心肌梗死进展为HF的过程中发生了心肌纤维化,胶原蛋白合成和降解速度均加快,产物Hyp大量释放进入外周血液循环。心肌纤维化增殖期修复性巨噬细胞会释放炎性抑制物,并激活促纤维化过程,此时梗死心肌内胶原蛋白会过度沉积导致心肌僵硬,影响心脏的收缩或舒张功能,进而发展成为HF[18]。本研究结果显示,心肌梗死后HF病人血清Hyp水平显著高于对照组,提示心肌纤维化胶原代谢产生的Hyp多过心肌梗死阶段抗氧化的消耗,推测原因可能是炎性反应被抑制缓解了心肌细胞对Hyp的需求,而胶原蛋白合成代谢仍高度活跃生成大量Hyp。

BNP是主要存在于心室细胞的多肽类激素,心室负荷增加时迅速释放入血,能够敏感反映心室壁应力的变化,可以作为左心室功能障碍的敏感而特异的指标。HF时心脏的容量负荷和(或)压力负荷增加,血清BNP水平升高且增高的程度与HF的严重程度呈正相关,因此血清BNP水平是诊断心肌梗死后HF、评估HF严重程度的重要指标之一[19]。MAGGA等[20]的研究表明,AMI病人溶栓后第4天血清BNP水平与Ⅲ型前胶原氨基端前肽水平呈正相关,提示BNP参与了AMI后胶原形成的调节,从而参与了左心室重构。本研究结果显示,心肌梗死后HF病人血清Hyp水平高于对照组,且与血清BNP水平呈正相关,提示血清Hyp具有作为心肌纤维化标志物的潜力且在一定程度上可以反映HF的严重程度,心肌梗死后HF病人血清Hyp水平越高表示心功能越差、HF病情越严重。LVEF也是观察病人心功能的指标,可以有效地评价心肌收缩力[21]。但本研究结果显示,LVEF正常和降低的心肌梗死后HF病人血清Hyp水平差异无显著性,表明血清Hyp水平与心肌收缩力没有明显关系。分析原因可能为,心肌梗死后发生心肌纤维化导致心室顺应性降低、心肌舒张功能发生障碍时,心肌的收缩功能没有明显损伤,LVEF仍处于正常范围内,提示心肌梗死后HF病人血清Hyp水平的变化早于LVEF下降。

总之,AMI病人血清Hyp水平明显减低,且与血清Hs-cTnI、CRP水平呈负相关,可通过检测血清Hyp水平区分心绞痛和心肌梗死,评价病人心肌梗死的严重程度;心肌梗死后HF病人血清Hyp水平会升高,且与血清BNP水平呈正相关,检测Hyp水平可以辅助评估HF病人的心功能及病情程度。血清Hyp水平对于AMI和心肌梗死后HF的临床诊疗具有一定的指导意义。