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充血性心力衰竭患者支链氨基酸水平及其与心功能、主要不良心血管事件的关系研究

2023-12-14张靖琦万永伦富路

实用心脑肺血管病杂志 2023年12期
关键词:亚组分级心功能

张靖琦,万永伦,富路

目前,心血管疾病仍是国内外患者死亡的最重要原因之一,其中充血性心力衰竭(congestive heart failure,CHF)是各种心血管疾病发展的终末阶段,主要由任何原因诱发的初始心脏损伤引起的心肌结构和功能改变导致[1],其发病率较高,患者预后较差,近期心源性死亡、休克等不良事件发生风险可达35%左右,已成为严重危害人类生命安全的疾病之一[2]。既往研究显示,CHF患者多伴有心肌细胞代谢紊乱,导致心肌能量生成不足,而人为干预可延缓患者病情进展,但既往报道主要集中在脂肪酸和葡萄糖代谢上,目前对于CHF患者氨基酸代谢变化情况研究甚少[3-4]。支链氨基酸(branched chain amino acid,BCAA)代谢主要集中在心肌、神经元、肾脏等非肝脏组织。研究表明,CHF发病过程中BCAA分解代谢过程受损[5]。但目前关于BACC对CHF患者心功能、主要不良心血管事件(major adverse cardiac events,MACE)关系的研究报道鲜见。为此,本研究旨在分析CHF患者BCAA水平及其与心功能、MACE的关系,以期为CHF的临床诊治提供参考依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象 回顾性选取2020年10月至2022年11月哈尔滨医科大学附属第一医院收治的CHF患者144例作为CHF组,其纽约心脏病协会(New York Heart Association,NYHA)分级[6]:Ⅱ级28例,Ⅲ级72例,Ⅳ级44例。纳入标准:(1)无甲状腺疾病、肝炎和肿瘤史;(2)无心房颤动、期前收缩等心律失常的症状;(3)非过敏体质。排除标准:(1)合并认知功能、神经功能障碍者;(2)有长期药物依赖史者;(3)伴有内分泌系统疾病、急/慢性感染者;(4)凝血功能较差者。另选取同期于哈尔滨医科大学附属第一医院体检的健康者79例作为对照组。纳入标准:(1)年龄>18岁;(2)无沟通、意识障碍者。本研究经哈尔滨医科大学附属第一医院伦理委员会批准。

1.2 临床资料收集 收集研究对象的性别、年龄、BMI,CHF患者冠心病史、高血压史、糖尿病史、PCI史及入院时心率、NYHA分级,CHF患者入院时、体检者体检时BCAA水平、N末端脑钠肽前体(N-terminal pro-brain natriuretic peptide,NT-proBNP)水平、左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF),CHF患者MACE发生情况。BCAA、NT-proBNP水平检测方法:抽取受试者晨起空腹外周静脉血5 ml,置入乙二胺四乙酸抗凝试管,以3 000 r/min离心10 min(离心半径10 cm),取上清液,采用ELISA检测BCAA、NT-proBNP水平。LVEF检测方法:采用美国GE彩色多普勒超声仪,选择S4经胸探头,频率为2~4 MHz,采用标准胸骨旁长轴切面测量室间隔、左心室后壁厚度及左心室舒张末期内径、左心房内径,计算LVEF。MACE的定义为住院期间患者发生再发心绞痛、心肌梗死、急性心力衰竭、心功能恶化、心源性休克与心源性死亡。根据CHF患者住院期间MACE发生情况,将其进一步分为MACE亚组(n=51)与非MACE亚组(n=93)。

1.3 观察指标 (1)比较CHF组和对照组性别、年龄、BMI、BCAA水平、NT-proBNP水平、LVEF;(2)比较不同NYHA分级CHF患者BCAA、NT-proBNP水平及LVEF;(3)分析CHF患者BCAA水平与NT-proBNP水平、LVEF的相关性;(4)分析CHF患者发生MACE的影响因素。

1.4 统计学方法 采用SPSS 22.0进行数据分析。计数资料以相对数表示,组间比较采用χ2检验,等级资料比较采用秩和检验;计量资料以(±s)表示,两组间比较采用独立样本t检验,多组间比较采用单因素方差分析,组间两两比较采用LSD-t检验;两变量间的相关性分析采用Pearson相关分析;采用多因素Logistic回归分析探讨CHF患者发生MACE的影响因素。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 CHF组与对照组性别、年龄、BMI、BCAA水平、NT-proBNP水平、LVEF比较 CHF组与对照组性别、年龄、BMI比较,差异无统计学意义(P>0.05);CHF组BCAA、NT-proBNP水平高于对照组,LVEF低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),见表1。

表1 CHF组与对照组性别、年龄、BMI、BCAA水平、NT-proBNP水平及LVEF比较Table 1 Comparison of gender,age,BMI,BCAA level,NT-proBNP level,and LVEF between the CHF group and the control group

2.2 不同NYHA分级CHF患者BCAA、NT-proBNP水平及LVEF比较 不同NYHA分级CHF患者BCAA水平比较,差异无统计学意义(P>0.05);不同NYHA分级CHF患者NT-proBNP水平及LVEF比较,差异有统计学意义(P<0.05)。NYHA分级Ⅲ级的CHF患者NT-proBNP水平高于NYHA分级Ⅱ级的CHF患者,LVEF低于NYHA分级Ⅱ级的CHF患者,差异有统计学意义(P<0.05);NYHA分级Ⅳ级的CHF患者NT-proBNP水平高于NYHA分级Ⅱ、Ⅲ级的CHF患者,LVEF低于NYHA分级Ⅱ、Ⅲ级的CHF患者,差异有统计学意义(P<0.05),见表2。

表2 不同NYHA分级CHF患者BCAA、NT-proBNP水平及LVEF比较(±s)Table 2 Comparison of BCAA and NT-proBNP levels and LVEF in CHF patients with different NYHA grades

表2 不同NYHA分级CHF患者BCAA、NT-proBNP水平及LVEF比较(±s)Table 2 Comparison of BCAA and NT-proBNP levels and LVEF in CHF patients with different NYHA grades

注:NYHA=纽约心脏病协会;a表示与NYHA Ⅱ级比较,P<0.05;b表示与NYHA Ⅲ级比较,P<0.05

NYHA分级例数BCAA(μmol/L) NT-proBNP(ng/L) LVEF(%)Ⅱ级28438.6±26.03 785.7±74.435.6±5.4Ⅲ级72437.3±23.05 266.0±96.2a30.0±4.3aⅣ级44446.6±31.68 320.8±108.9ab27.6±3.3ab F值1.7822 063.1130.89 P值0.172<0.001<0.001

2.3 CHF患者BCAA水平与NT-proBNP水平、LVEF的相关性 Pearson相关分析结果显示,CHF患者BCAA水平与NT-proBNP水平呈正相关(r=0.647,P<0.001),而与LVEF无直线相关关系(r=0.164,P=0.089)。

2.4 MACE亚组与非MACE亚组临床资料比较 MACE亚组与非MACE亚组性别、年龄、BMI、冠心病史、高血压史、糖尿病史、入院时NYHA分级比较,差异无统计学意义(P>0.05);MACE亚组有PCI史者占比、BCAA水平、NT-proBNP水平高于非MACE亚组,入院时心率快于非MACE亚组,LVEF低于非MACE亚组,差异有统计学意义(P<0.05),见表3。

表3 MACE亚组与非MACE亚组临床资料比较Table 3 Comparison of clinical data between MACE subgroup and non-MACE subgroup

2.5 CHF患者发生MACE影响因素的多因素Logistic回归分析 以PCI史(赋值:有=1,无=0)、入院时心率(实测值)、BCAA水平(实测值)、NT-proBNP水平(实测值)、LVEF(实测值)为自变量,CHF患者MACE发生情况为因变量(赋值:发生=1,未发生=0),进行多因素Logistic回归分析,结果显示,PCI史、入院时心率、BCAA水平、NT-proBNP水平、LVEF是CHF患者发生MACE的影响因素(P<0.05),见表4。

表4 CHF患者发生MACE影响因素的多因素Logistic回归分析Table 4 Multivariate Logistic regression analysis of influencing factors of MACE in CHF patients

3 讨论

随着人口老龄化不断加剧,CHF发病率、死亡率呈不断上升趋势[7]。CHF患者发病时心肌脂肪酸氧化供能减少,导致葡萄糖利用增加,从而出现心脏能量供应不足的情况[8]。NT-proBNP、LVEF是临床评估CHF患者心功能的重要指标,对评估心功能状态、指导临床治疗等具有重要意义[9]。BCAA是一类必需氨基酸[10-11],其分解代谢多发生在骨骼、心肌等组织中,具有多种生物学功能,如促进蛋白合成、细胞代谢及参与合成肽链等[12-13]。相关报道指出,BCAA可促进胰岛素分泌,而高支链氨基酸血症却与血脂异常、胰岛素抵抗等有关[14-15]。

本研究结果显示,CHF组BCAA、NT-proBNP水平高于对照组,LVEF低于对照组,究其原因可能是由于CHF发生后,患者心肌能量供应不足,导致NT-proBNP升高、LVEF降低;另一方面,心肌能量供应不足可导致心脏代偿性富集BCAA,以提供能量、维持心脏做功,从而导致BCAA水平升高[16-17]。由此可见,CHF患者适当补充BCAA可增加心肌能量供应,改善心功能。然而本研究结果还显示,不同NYHA分级CHF患者BCAA水平比较,差异无统计学意义,分析原因可能是衰竭的心脏通过富集BCAA来提供能量的代偿能力有限,即在心力衰竭早期,心肌细胞的各方面功能尚可,心脏有能力通过代偿性提高BCAA的代谢来产生能量、维持心脏功能;而随着心力衰竭逐渐发展到失代偿阶段,心肌细胞内各种代谢相关酶类均处于功能低下状态,导致心脏不具备维持BCAA高代谢水平的能力。此外,本研究结果还显示,NYHA分级Ⅲ级的CHF患者NT-proBNP水平高于NYHA分级Ⅱ级的CHF患者,LVEF低于NYHA分级Ⅱ级的CHF患者;NYHA分级Ⅳ级的CHF患者NT-proBNP水平高于NYHA分级Ⅱ、Ⅲ级的CHF患者,LVEF低于NYHA分级Ⅱ、Ⅲ级的CHF患者;提示随着NYHA分级增加,CHF患者NT-proBNP水平逐渐升高,LVEF逐渐降低,和既往研究结果[18]一致,这进一步印证了NTproBNP水平和LVEF是评价心功能的客观指标。本研究Pearson相关分析结果显示,CHF患者BCAA水平与NT-proBNP水平呈正相关,究其原因可能与NT-proBNP、BCAA均与心肌能量代谢异常、心肌重构等有关,但二者之间是否存在直接相互作用仍需进一步研究。但本研究Pearson相关分析结果还显示,CHF患者BCAA水平与LVEF无直线相关关系,与既往研究结果相符[19],其具体机制有待进一步分析。综上,CHF患者BCAA水平与心功能的关系尚不明确,尚需进一步研究探讨。

CHF患者住院期间常会发生心律失常、心功能恶化等MACE。当患者出现心力衰竭时,其体内单核细胞、血管内皮细胞等被激活,大量炎症递质与细胞因子被释放,导致心功能进一步恶化,从而增加MACE发生风险。HIRAIWA等[20]研究发现,急性心肌梗死模型小鼠心脏组织中BCAA的分解代谢明显受损,导致其积聚于心脏。MACE作为CHF的常见并发症,会明显增加患者死亡率。本研究多因素Logistic回归分析结果显示,BCAA水平、NT-proBNP水平、LVEF是CHF患者发生MACE的影响因素。分析原因,BCAA可能促进胰岛素分泌,参与调节胰岛素敏感性,还可通过胰岛素抵抗作用增加内皮素和炎性因子的合成,引起血管内皮功能障碍,使斑块破裂堵塞血管,从而增加MACE发生风险;NT-proBNP具有抑制交感神经兴奋性和促进血管扩张的作用,当CHF患者的心室负荷增大或者室壁张力增大时,心室肌细胞会加快NT-proBNP的合成与释放,使得血清NT-proBNP水平明显升高,从而增加MACE发生风险;LVEF可反映心脏有收缩功能的心肌细胞的数量和收缩能力,LVEF越低表明有收缩功能的心肌细胞越少,心脏收缩功能越差,患者发生MACE的风险越高[21-22]。

综上所述,CHF患者BCAA水平升高,其与患者心功能的关系尚不明确,但其与NT-proBNP水平呈正相关,且其升高是CHF患者发生MACE的危险因素。但本研究样本量较小,且为单中心研究,可能存在选择偏倚;此外,CHF属于较为复杂的疾病,是由基础心脏病发展而来,现无法明确BCAA水平是否与NYHA分级有关,后续有待扩大样本量进行前瞻性研究以进一步证实本研究结论。

作者贡献:张靖琦进行文章的构思与设计、研究的实施与可行性分析、数据收集与整理、结果的分析与解释、论文撰写与修订;万永伦进行统计学处理;富路负责文章的质量控制及审校,对文章整体负责、监督管理。

本文无利益冲突。

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