血糖控制对2型糖尿病患者左、右心室心肌功能的影响

梁丽媚, 何 鑫, 赵世光, 张会欣, 刘红利

1. 石家庄市第二医院超声医学科, 河北 石家庄 050051; 2. 石家庄市第二医院内分泌科, 河北 石家庄 050051

糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy)是导致糖尿病患者心力衰竭和死亡的重要原因之一,目前大多数关于糖尿病心肌病的研究主要集中在左心室。然而,2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)导致左心室心肌损伤的机制会影响全身多器官的改变,因此也可能损害右心室的心肌功能。右心室功能障碍是多种心血管疾病中心脏发病率和死亡率的重要指标[1]。但目前关于血糖控制对右心室功能影响的研究较少,评估左、右心室心肌功能障碍之间关系的研究更是有限。二维斑点追踪超声心动图(two-dimensional speckle tracking echocardiography,2D-STE)通过追踪心肌斑点的运动信息,提供心肌收缩功能信息,能早期客观、定量地评估整体和局部亚临床心肌功能障碍,其评估的右心室应变与心脏磁共振测值呈中强度相关[2]。因此,本研究应用2D-STE评价T2DM患者的左、右心室心肌应变功能,探讨血糖控制对T2DM患者左、右心室心肌功能的影响,以及左、右心室心肌功能障碍之间的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2022年1月至2023年5月到我院治疗的T2DM患者为研究对象。T2DM患者纳入标准参照《中国2型糖尿病防治指南(2020年版)》[3]。排除标准:已知心血管疾病的患者(包括冠心病、心律失常、严重瓣膜病、先天性心脏病、原发性心肌病等);合并慢性阻塞性肺疾病、肺动脉栓塞等可能影响右心功能疾病的患者,临床诊断为肺动脉高压的患者;严重肝、肾功能不全的患者;左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)<50%和图像质量不佳不能用于应变分析的患者。最终纳入100例T2DM患者,根据糖化血红蛋白(hemoglobin A1c,HbA1c)水平分为HbA1c<7%组(n=54)、HbA1c≥7%组(n=46)。同期选取40名健康成人志愿者作为对照组。本研究经我院医学伦理委员会批准,所有患者均知情同意。

1.2 方法

使用GE Vivid E9彩色超声诊断仪,M5S探头,频率1～5 MHz。参照美国《2018年ASE成人经胸超声心动图检查指南》[4]进行常规二维经胸超声心动图检查,测量心腔大小、室壁厚度、二尖瓣口舒张期早期和舒张晚期峰值速度(peak transmitral flow velocity in early and late diastole,E、A)、二尖瓣环间隔侧和侧壁侧的舒张期平均速度(mitral annulus mean velocity on the septal and lateral in diastole,E′)、右心室面积变化率(right ventricular fractional area change,RVFAC)、三尖瓣环收缩期纵向峰值位移(tricuspid annular plane systolic excursion,TAPSE)和三尖瓣环右室游离壁侧收缩期峰值速度(peak tricuspid annulus velocity in systole,TVs′)等。使用Simpson双平面法测量左心室容积和射血分数。相关测量数据的指数用体表面积校正。参照《二维斑点追踪超声心动图心肌纵向应变规范化检查中国专家共识(2023版)》[5]测量左心室整体纵向应变(left ventricular global longitudinal strain,LVGLS)、右心室整体纵向应变(right ventricular global longitudinal strain,RVGLS)、右心室游离壁纵向应变(right ventricular free wall longitudinal strain,RVFWLS),如图1。所有应变值由2名熟练掌握Echo PAC分析软件的超声医师测量2～3次,取平均值,以绝对值表示。

图1 应用2D-STE测量LVGLS(A图)、RVGLS(B图)、RVFWLS(C图)

1.3 其他临床及实验室数据

收集所有研究对象的一般临床资料和实验室数据:性别、年龄、体质量指数(body mass index,BMI)、心率、糖尿病病程、既往高血压和高血脂病史、收缩压、舒张压、预估肾小球滤过率(estimated glomerular filtration rate,eGFR)、HbA1c、空腹血糖、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、总胆固醇、三酰甘油等。

1.4 统计学处理

应用SPSS 26.0统计软件进行统计学分析。计量资料以均数±标准差表示。计数资料以n(%)表示。根据情况采用单因素方差分析、χ2检验比较组间基线特征及左、右心室结构和功能的差异。应用逐步回归法筛选自变量,建立多元线性回归分析模型,分析HbA1c与左、右心室心肌应变的关系,以及左、右心室心肌应变之间的关系。P<0.05认为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 一般临床资料的比较

与对照组比较,两组T2DM患者的eGFR均减低(均P<0.05)。从对照组、HbA1c<7%组到HbA1c≥7%组,空腹血糖和HbA1c逐渐升高(均P<0.05)。其余临床指标三组间差异均无明显统计学意义。见表1。

表1 一般临床资料的比较

2.2 超声心动图测量数据的比较

与对照组比较,HbA1c≥7%组的室间隔(interventricular septal thickness at end diastole,IVSd)增厚(P<0.05),左心室质量指数(left ventricular mass index,LVMI)升高(P<0.05)。与对照组比较,两组T2DM患者的E/E′比值均增大(均P<0.05)。从对照组、HbA1c<7%组到HbA1c≥7%组,LVGLS、RVGLS逐渐减低(均P<0.05)。与对照组比较,HbA1c<7%组、HbA1c≥7%组的RVFWLS均减低(均P<0.05),但后两组的RVFWLS差异无统计学意义(P>0.05)。其余测量数据三组间差异均无统计学意义。见表2。

表2 超声心动图测量数据的比较

2.3 总体研究人群和患者人群左、右心室心肌应变与临床指标的相关性

调整了年龄、性别、BMI、糖尿病病程、高血压、血脂异常、空腹血糖、eGFR后,总体研究人群的多元线性回归分析显示,HbA1c是LVGLS、RVGLS、RVFWLS独立影响因素(模型1)。调整了上述协变量及LVMI、E/E′后,患者人群的多元线性回归分析显示,HbA1c仍是LVGLS、RVGLS、RVFWLS的独立影响因素(模型2);当将LVGLS纳入回归分析时,LVGLS是RVGLS、RVFWLS的独立影响因素(模型3)。见表3。

表3 总体研究人群和患者人群左、右心室心肌应变与临床指标的相关性

3 讨论

T2DM患者的心肌损伤的机制复杂多样。多数研究证实是由于糖脂代谢失衡、氧化应激增加、多种炎症反应激活,造成心肌细胞和细胞外损伤,导致发生病理性心肌重构,临床表现为舒张和(或)收缩功能障碍,最终发展为糖尿病性心力衰竭[6]。然而糖尿病所致的心力衰竭多数表现为射血分数保留的心力衰竭,LVEF并不是评估早期左心室收缩功能受损的良好指标。位于心内膜下的左心室纵向心肌纤维最易发生微血管缺血,而左心室纵向应变主要由纵向心肌纤维收缩引起,因此左心室纵向应变下降被认为是临床前糖尿病相关性心脏功能障碍的主要和最早的标志物[7]。本研究结果表明HbA1c是T2DM患者左心室整体纵向应变的独立影响因素。T2DM患者的左心室纵向功能减低与HbA1c密切相关,HbA1c水平越高,左心室纵向收缩功能越差,且独立于多种心血管危险因素,表明血糖控制不良是导致T2DM患者早期心内膜下心肌纤维损伤的重要原因。高血糖对T2DM患者的左心室整体纵向应变有不良影响,相反,血糖控制良好可能伴随着左心室收缩功能的改善。周小玲等[8]发现T2DM患者应用胰岛素泵进行短期强化降糖治疗后,左心室整体纵向应变较治疗前明显改善。本研究中HbA1c<7%组的左心室整体纵向应变明显高于HbA1c≥7%组,与既往研究结果相似,提示了血糖控制的重要性。研究表明,入院时血糖控制不良与全因死亡率和主要不良心脑血管事件相关[9];HbA1c水平增加1%与心力衰竭风险增加8%相关,HbA1c水平降低1%与心力衰竭和不良结局风险降低16%相关[6]。因此,关注左心室应变的变化可能有助于血糖控制不良的2型糖尿病患者的临床管理,以降低心血管疾病风险和改善预后。

在本研究中,尽管RVFAC、TAPSE等未受影响,但血糖控制不良患者的右心室纵向应变明显低于血糖控制良好的患者,表明右心室应变参数能反映射血分数正常的T2DM患者的右心室收缩功能的细微变化,证实了斑点追踪超声心动图技术在检测右心室亚临床收缩功能障碍方面的临床作用。另外,本研究多元线性回归分析显示HbA1c水平是T2DM患者右心室纵向应变的独立影响因素。最近的一项研究也描述了右心室纵向应变与HbA1c之间明显的相关性[10]。说明高血糖对心脏的损害是系统性的影响,可能通过类似于左心室的病理过程对右心室产生平行的影响而导致右心室功能障碍,阐述了高血糖在右心室功能障碍中可能的潜在机制,以及T2DM患者血糖控制不良可能提示双心室亚临床心肌功能障碍的事实。

本研究T2DM患者的左、右心室纵向应变均较正常对照组减低,并且右心室纵向应变的降低与LVGLS相关,与何垚等[11]的研究结果一致。Todo等[12]的研究也表明左心室射血分数保留的T2DM患者存在右心室亚临床收缩功能障碍,并与左心室纵向心肌功能障碍相关。Dibble等[13]报道了室间隔功能与右心室收缩功能的独立相关性,并提示右心室收缩功能的下降可能与左心室心肌应变有关。因此可推测T2DM不仅直接损害右心室心肌收缩功能,而且双心室功能障碍间存在不利的相互影响。心室间相互作用的机制仍不清楚。有研究推测,心室间的相互作用是由于心室之间的解剖关系密切,它们被共同的心肌纤维包绕、有共同的室间隔。左心室功能障碍可能通过室间隔或心包的机械相互作用导致右心室功能降低。右心室游离壁横向收缩射血约占右心室射血分数的30%,而室间隔和左心室游离壁的斜向收缩作用可占60%[14],因此,左心室功能障碍可通过室间隔影响右心室功能。另外,左心室扩大时,因心包的容量限制作用,也可影响右心室的舒张功能。

本研究的局限性:首先,本研究为单中心回顾性研究,样本量相对较小,仍需在大样本量和多中心研究中进一步验证。其次,本研究为横断面设计,无法阐明强烈的因果关联。

综上所述,左心室射血分数正常的T2DM患者左、右心室心肌应变均减低,且两者间存在相关性,HbA1c是左、右心室心肌应变减低独立影响因素,提示高血糖可能同时对双心室的心肌产生直接作用,且心室间存在不利的相互作用。