运动康复对心房颤动患者认知功能影响的研究进展

张树锋

心房颤动是指规则有序的心房电活动丧失,代之以快速无序的颤动波,是严重的心房电活动紊乱。近年研究显示,心房颤动与血管性痴呆、老年性痴呆等疾病存在相关性,心房颤动有增加认知功能障碍、新发痴呆的风险［1,2］。心房颤动患者记忆力、定向力等认知功能受损、日常生活能力下降,严重影响患者生活质量,加重社会经济负担。心脏康复作为治疗稳定期心血管疾病及预防再发心血管事件的重要手段,其在冠心病心绞痛、心肌梗死、心力衰竭和心脏外科术后的应用及疗效已得到大量研究证实。近年来,以运动训练为核心的心脏康复正被逐渐应用于心房颤动的综合治疗。本文结合心房颤动导致认知功能障碍的可能机制,探讨运动康复对心房颤动患者认知功能的影响。

1 心房颤动导致认知功能障碍的机制

1.1 慢性脑灌注不足 心房颤动引起慢性脑灌注不足是导致认知障碍的可能机制之一［3］。心房颤动发作引起心房无序除极,心房无效泵血,房室收缩不协调,心排血量减少,脑血流量降低,大脑处于低灌注状态。研究发现心房颤动是心力衰竭患者认知功能障碍的独立危险因子［4］,合并心房颤动的心力衰竭患者认知功能损害与心输出量减少、脑灌注不足存在相关性［5］。慢性脑灌注不足导致葡萄糖及氧气等能量供应低,引起代谢功能障碍和神经元变性,神经细胞坏死,脑灰质和脑白质萎缩,认知功能障碍［6］。心房颤动患者接受药物、导管消融治疗可控制心室率,恢复窦性节律,改善大脑供血,患者认知功能得到不同程度的恢复［7,8］。

1.2 脑卒中 心房颤动常伴左心耳结构改变、左房扩张、血液瘀滞、促凝成分异常激活等,可致血栓形成并脱落,导致脑卒中。卒中是导致认知功能损害的主要原因之一,其对认知功能的损害严重程度取决于卒中类型、卒中部位、病灶体积、首次卒中或卒中复发［9］。心房颤动是脑卒中的独立危险因素,卒中是导致认知功能障碍和痴呆风险增加的主要原因。脑卒中患者遗留不同程度认知功能损害,控制心房颤动、高血压病、高脂血症、吸烟等危险因素可减少继发性脑卒中发生率,降低血管性痴呆、认知功能障碍的风险［10］。

1.3 无症状性脑梗死 无症状性脑梗死是一类无临床相关卒中症状及体征,但神经系统影像学检查发现有脑梗死灶的疾病。一项前瞻性研究纳入1227 例心房颤动患者,进行为期2 年随访,磁共振成像(MRI)检查显示多数患者出现无症状性脑梗死,功能评估结果提示无症状性脑梗死和脑卒中均存在认知功能障碍［11］。Conen 等［12］对心房颤动患者进行MRI 检查发现,患者呈现大的非皮层或皮层梗死病变(LNCCIs)等脑损伤,多数病变没有临床症状,蒙特利尔认知评估结果发现无症状性脑梗死与认知功能损害存在相关性。

1.4 其他 脑微出血是由脑小血管或微血管损伤引起的微出血病灶,心房颤动患者脑微出血发生率显著高于非心房颤动患者。Chen 等［13］前瞻性研究发现额叶皮层下的微出血患者发生痴呆的风险增加。研究表明脑微出血人群视觉空间能力、执行能力下降,脑微出血与认知功能障碍存在相关性［14］。心房颤动导致心排血量下降,引起慢性脑灌注不足和缺氧,血脑屏障通透性增高,β-淀粉样蛋白聚积(βAP),导致神经元变性、死亡,认知功能损害。心房颤动患者炎性标记物如C 反应蛋白、肿瘤坏死标志物(TNF)、白细胞介素(IL)升高,炎症反应介导血管内皮损伤、凝血途径激活,促进血栓形成。炎症反应导致认知功能障碍的机制目前尚未明确,研究发现阿尔茨海默病患者存在内皮功能障碍,IL-1β、IL-6、IL-10、TNF 等升高,提示炎症介质可能通过氧化应激反应、神经细胞变性死亡、内皮细胞损伤等途径引起认知功能障碍［15］。

2 运动康复对心房颤动的影响及作用机制

心房颤动的综合治疗除规范化药物治疗、射频消融术及左心耳封堵术等外,目前以运动康复为核心的心脏康复治疗在心房颤动患者中得到重视。心房颤动患者的心脏康复目标是合理恢复并维持窦性心律,减少心房颤动复发,控制心室率,促进心脏结构和功能恢复,预防卒中等血栓栓塞并发症,降低住院率及致残率、致死率,提高生活质量［16］。

2.1 运动康复降低心房颤动患者的房颤负荷 房颤负荷是指心房颤动患者监测期间发生心房颤动的时间占监测总时间的百分比例,心房颤动负荷越大说明心房颤动持续的时间越长,研究表明心房颤动负荷越重,脑卒中和心力衰竭的患病率和发病率越高［17］。不同强度的运动康复对心房颤动的发生和发展影响不同,目前高强度运动对心房颤动的作用尚存在争议,而轻、中度的运动康复对心房颤动患者的预防和治疗作用得到肯定［16］。Malmo 等［18］对非永久性心房颤动患者进行12 周的中等强度有氧间歇训练,通过植入式心电监测发现运动组患者的心房颤动负荷下降,运动后心房颤动患者峰值摄氧量和左心室射血分数提高,患者生活质量得到改善。Adrian Elliott 博士在2021 年欧洲心脏病学会上发表心房颤动与运动相关研究,实验将120 例心房颤动患者随机分为运动康复干预组和对照组,运动康复干预组进行为期6 个月的运动康复治疗,结果表明运动干预的心房颤动患者心悸、疲劳等症状得到改善,运动康复干预组心房颤动复发率显著低于对照组,研究结果提示运动有助于心房颤动患者恢复并维持窦性心律。心房颤动导致心房无效泵血、慢性脑灌注不足,脑血流量减少与认知功能障碍发生及发展存在相关性。研究发现运动有助于心房颤动患者维持窦性心律,减少心房颤动负荷,改善脑血流灌注。运动促进人体血液循环,提高大脑血流量及氧供,改善脑血管功能,调节大脑能量代谢,对大脑结构和功能起保护作用,运动可延缓认知障碍的发生和发展［19］。

2.2 运动康复降低心房颤动患者脑卒中风险 心房颤动发作引起心房无序除极,血液瘀滞,促凝成分异常激活等,可致血栓形成并脱落,导致无症状性脑梗死及脑卒中。心房颤动是脑卒中的独立危险因素,卒中是导致认知功能障碍和痴呆风险增加的主要原因。近期研究发现,心房颤动患者除临床规范化进行抗凝治疗外,合理的运动康复也起到降低卒中风险的效果。一项前瞻性研究显示［20］,受试者中遵循欧洲心脏病学会及美国心脏协会指南标准进行≥150 min/周的体育活动的人群,心房颤动和脑卒中的发生风险降低。Garnvik等［21］研究心房颤动患者体力活动能力和心肺功能对远期预后的影响,发现心房颤动患者进行≥150 min/周的中等强度活动或≥75 min/周的高强度活动,卒中风险可降低30%,患者的心肺耐力每提高1 代谢当量(MET)卒中风险降低7%。Buckley 等［22］对心房颤动患者进行回顾性研究发现,心房颤动患者进行以运动训练为核心的心脏康复可以降低卒中发生率、再住院率及全因死亡率。不同强度的运动训练对心房颤动患者凝血功能的影响不一致,研究发现50%～74%最大摄氧量(VO2max)的中等强度运动降低血小板反应性、提高纤溶系统活性［23］,中低强度的有氧运动可降低血浆纤维蛋白原、D-二聚体水平,降低血栓风险［24,25］。心房颤动患者炎性标记物如C 反应蛋白、TNF、IL 升高,内皮功能损伤；Ma 等［26］研究表明,运动促进内皮祖细胞源性外泌体、miR-126 形成,内皮祖细胞源性外泌体通过SPRED1/血管内皮生长因子(VEGF)途径保护内皮细胞。适当强度运动降低TNF、IL、C 反应蛋白等炎性因子水平［27,28］,减轻机体炎症反应。心房颤动发生脑卒中机制缺乏特异性,血栓形成的机制主要包括血流动力学紊乱、内皮损伤、血液高凝状态、炎症反应等,运动康复可以降低心房颤动负荷、改善脑血流灌注、减轻内皮损伤及炎症反应等,降低脑卒中的发生风险,改善认知功能。

2.3 运动康复提高心房颤动患者心肺耐力 心房颤动患者的心肺耐力较健康人群降低,提高心房颤动患者的心肺耐力可降低心脑血管疾病发生率,提高患者生活质量。慢性左心功能不全是认知功能障碍的独立危险因素,研究发现简易智能状态检查量表评分(MMSE)与左心室射血分数(LVEF)成正相关性,LVEF 下降是认知功能损害的独立危险因子［29］。左心房扩大是心房颤动发作的危险因素,研究发现心房容积增大可导致心房重塑和心房颤动发作,运动康复可改善心房结构和左室功能。Malmo 等［18］研究发现,中等强度运动训练可减少心房颤动发作时间,改善心房颤动患者症状,提高峰值摄氧量和LVEF。目前研究表明左心房扩大人群心房颤动发病风险比心脏结构正常人群高,然而有运动习惯的左房扩大人群的LVEF 发病风险低于无运动习惯者［30］,Pathak 等［31］研究发现运动训练组的心肺耐力增加≥2 MET 的心房颤动患者左房容积指数和左室舒末期内径值明显降低。运动康复调节自主神经平衡,增加副交感神经张力,调控心律,预防心房颤动发作,降低静息心率和血压,提高心肺适能。

心房颤动与认知功能损害存在相关性,结合心房颤动导致认知功能下降的机制,目前运动康复在心房颤动合并认知功能障碍患者的应用和疗效存在理论依据,但现阶段仍缺乏足够的临床证据,今后仍需多中心、大样本研究存在认知功能障碍心房颤动患者的运动方式、运动阈值,探讨相关作用机制,评估心脏康复对心房颤动认知功能障碍的疗效,为心脏康复治疗在心房颤动患者认知功能的应用以提供临床参考依据。