中國有近2億老年人,其中10%左右的患有老年性疾病且為多臟器損害,對(duì)老年人關(guān)愛的具體表現(xiàn)之一就是規(guī)范老年心血管病的診療。
動(dòng)脈老化(即動(dòng)脈硬化)可直接導(dǎo)致單純收縮性高血壓、舒張性心力衰竭、老年人癡呆和腎功能衰竭等微血管病變,已成為當(dāng)下臨床醫(yī)生所面臨的最常見和最重要的問題。雖然非致動(dòng)脈粥樣硬化作用已明確成為“心血管事件鏈”的組成部分,但今日醫(yī)學(xué)過分強(qiáng)調(diào)動(dòng)脈粥樣硬化血栓形成,而忽略了動(dòng)脈老化的重要意義。
近年人們對(duì)血管老化的研究著重在分子、基因、細(xì)胞和酶學(xué)等方面,但卻忽略了老化潛在的機(jī)械影響和后果。事實(shí)上,老化問題復(fù)雜地存在于人體不同血管床,隨年齡增加、勞動(dòng)力的喪失和死亡呈正增長,在所有人群中,它們均獨(dú)立于我們常知的動(dòng)脈粥樣硬化之外。
正常動(dòng)脈兼具管道和緩沖功能
動(dòng)脈系統(tǒng)具有2項(xiàng)功能:
(1)根據(jù)需要將血液從左心室輸送至全身各器官和組織的毛細(xì)血管,即管道功能;
(2)緩沖心臟搏動(dòng)而保持毛細(xì)血管血流的連續(xù)性,即緩沖功能。從主動(dòng)脈到外周動(dòng)脈(如橈動(dòng)脈)的平均壓僅下降約1 mmHg,而從上述肌性動(dòng)脈到阻力小動(dòng)脈起點(diǎn)的平均壓的下降僅輕度增加;搏動(dòng)血流通常只存在于內(nèi)徑>200 μm的較大動(dòng)脈,不會(huì)波及小動(dòng)脈和更遠(yuǎn)端的毛細(xì)血管;由于搏動(dòng)血流不存在于阻力血管,因此全身血管系統(tǒng)搏動(dòng)造成的能量損失很小,動(dòng)脈、小動(dòng)脈、毛細(xì)血管和靜脈中穩(wěn)定推進(jìn)血流僅損失能量約10%。動(dòng)脈系統(tǒng)的另一作用體現(xiàn)在整個(gè)收縮期的平均壓僅比整個(gè)心動(dòng)周期的平均壓高3~4 mmHg,而舒張期平均壓降低2~3 mmHg。
心血管系統(tǒng)另一作用在于使血管活動(dòng)(反射波返回)和心臟活動(dòng)(主動(dòng)脈瓣關(guān)閉)相一致。理想狀態(tài)下,反射波不會(huì)增加收縮壓,而僅增加舒張壓,增加心肌微血管床的血流灌注。因此,心臟和血管通常協(xié)同作用達(dá)到最佳效能。升主動(dòng)脈的最小阻抗系數(shù)與左心室最大射血波的頻率分布區(qū)域一致也進(jìn)一步證實(shí)了這一點(diǎn)。
動(dòng)脈老化主要累及大動(dòng)脈
關(guān)于老化的研究大多專注于影響血管內(nèi)皮和內(nèi)膜的因素,而忽略了承受負(fù)荷的大動(dòng)脈中層,因此,并不能將老化作用從疾病的作用中分離,也不能區(qū)分破壞作用與修復(fù)或“重構(gòu)”作用。我建議應(yīng)用物理術(shù)語將動(dòng)脈比作被動(dòng)彈性管道的經(jīng)典觀點(diǎn),老化改變也是如此,我們應(yīng)主要關(guān)注動(dòng)脈中層的彈性。隨年齡增加,彈性動(dòng)脈將發(fā)生2種物理變化——管壁的擴(kuò)張和僵硬,在主動(dòng)脈近端及其主要分支(頭臂干、頸動(dòng)脈和鎖骨下動(dòng)脈)最明顯,老化改變最先影響管壁的順應(yīng)性(彈性)。
在年輕人,心臟跳動(dòng)引起近端彈性動(dòng)脈和主動(dòng)脈擴(kuò)張約10%,而肌性動(dòng)脈僅擴(kuò)張2%~3%。從動(dòng)脈成分疲勞角度看,這種擴(kuò)張程度的差異可以解釋近端和遠(yuǎn)端動(dòng)脈老化改變的差異。疲勞原理指的是材料變形引起的晶體結(jié)構(gòu)改變,且根據(jù)變形的程度及次數(shù)可預(yù)測(cè)斷裂的可能性。當(dāng)擴(kuò)張度為10%時(shí),天然橡膠經(jīng)9×108次擴(kuò)張后可發(fā)生斷裂(心率為60次/分時(shí),相當(dāng)于30年)。隨著人的不斷老化,可以見到主動(dòng)脈彈力層的斷裂,這可以歸結(jié)為動(dòng)脈擴(kuò)張(通過伸長,其次是承受負(fù)荷成分的斷裂)和僵硬(通過將壓力傳遞至動(dòng)脈壁更為僵硬的膠原成分)。如果擴(kuò)張度為5%,在心率相同的情況下,橡膠在超過3×108次擴(kuò)張后才會(huì)發(fā)生斷裂,相當(dāng)于100多年的壽命。組織學(xué)研究發(fā)現(xiàn),近端動(dòng)脈的中層彈力蛋白發(fā)生嚴(yán)重?fù)p傷(見圖1),而遠(yuǎn)端肌性動(dòng)脈很少出現(xiàn)老化改變。因而,動(dòng)脈老化的主要特征是主動(dòng)脈近端的結(jié)構(gòu)破壞、僵硬和擴(kuò)張,這就是所謂的 “老年性動(dòng)脈硬化”。
衰老對(duì)動(dòng)脈功能的影響
老化僅引起近端彈性動(dòng)脈擴(kuò)張,對(duì)動(dòng)脈系統(tǒng)的管道功能沒有影響,但顯著進(jìn)行性影響緩沖功能,最終對(duì)心臟、微循環(huán),尤其是腦和腎的微循環(huán)造成損害。增齡增加動(dòng)脈僵硬度表現(xiàn)為脈搏波速度增加,以主動(dòng)脈為著,肌性動(dòng)脈(如上肢動(dòng)脈)變化最小。
主動(dòng)脈脈搏波速度(PWV)是脈搏波沿動(dòng)脈壁傳導(dǎo)的速度,可通過壓力波底部從頸動(dòng)脈部位傳導(dǎo)到股動(dòng)脈部位的時(shí)間延遲和脈搏傳導(dǎo)的距離實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)測(cè)定,20歲時(shí)為5 m/s,80歲時(shí)則達(dá)12 m/s(見圖2)。根據(jù)經(jīng)典的Moens-Korteweg公式,PWV取決于彈性模量的平方根,因此,提示主動(dòng)脈的彈性模量增加了4倍以上。值得注意的是,由于過度依賴肱動(dòng)脈袖帶血壓計(jì)和由其測(cè)得的收縮壓,人們一直低估了老化對(duì)動(dòng)脈功能的影響。
隨年齡增長,主動(dòng)脈僵硬度增加導(dǎo)致收縮壓增加、舒張壓降低,引起左心室肥厚,需氧量進(jìn)一步增加。舒張壓降低和舒張期縮短均可導(dǎo)致冠脈供血減少。當(dāng)舒張期左心室壓力升高時(shí),冠脈供血進(jìn)一步減少。因此,冠脈供血能力損害的進(jìn)展完全不依賴于冠脈狹窄,任何程度的動(dòng)脈粥樣硬化均可使其加重。冠脈血流需要量增加與血流灌注減少并存最易導(dǎo)致心肌缺血。任何程度的心肌缺血均可進(jìn)一步損害左心室舒張功能,使心臟射血時(shí)間進(jìn)一步延長,導(dǎo)致舒張期冠狀動(dòng)脈灌注減少。
老化可造成惡性循環(huán)(即左心室肥厚),易于誘發(fā)心肌缺血和心絞痛,即使通常認(rèn)為無血液動(dòng)力學(xué)意義的冠脈狹窄甚或無冠脈狹窄時(shí),以及在心率增加時(shí)易發(fā)生舒張功能不全,其中左心室舒張性衰竭,最常見于老年人。
影響腦和腎微循環(huán),微循環(huán)血管對(duì)血流的阻力最大,并通過反射來自較大動(dòng)脈的搏動(dòng)使搏動(dòng)血流變成毛細(xì)血管內(nèi)的穩(wěn)定血流。但在靜息血流量較大的器官(特別是腦和腎),較大動(dòng)脈的平均動(dòng)脈壓降低越多,搏動(dòng)越深入到毛細(xì)血管內(nèi)。晚近的研究顯示,獨(dú)立于傳統(tǒng)肱動(dòng)脈收縮壓和舒張壓的數(shù)值,動(dòng)脈僵硬度(主動(dòng)脈脈搏波速度、增強(qiáng)指數(shù)、脈壓及其增幅)不僅與心血管病變結(jié)局密切相關(guān),還與腦和腎微血管改變密切相關(guān),包括腦白質(zhì)缺血和腎臟蛋白尿。同樣,針對(duì)降低動(dòng)脈僵硬度不良效應(yīng)的治療可逆轉(zhuǎn)或延緩腦和腎損害的損傷。另有證據(jù)支持,動(dòng)脈僵硬度與炎癥有關(guān),且炎癥在女性中更為明顯,動(dòng)脈硬化程度比動(dòng)脈粥樣硬化更顯著是其特征。繼發(fā)于主動(dòng)脈僵硬的微循環(huán)老化改變與腦和腎功能的進(jìn)行性下降有關(guān),并嚴(yán)重到足以引起血管炎癥反應(yīng),伴C反應(yīng)蛋白和其他心臟標(biāo)志物的升高。針對(duì)降低動(dòng)脈僵硬度和波反射的治療有可能預(yù)防、延緩甚至減輕這種微血管損害改變。
與老化和動(dòng)脈僵硬相關(guān)的腦血管高壓和血流搏動(dòng)增強(qiáng)可造成小動(dòng)脈病變,結(jié)果導(dǎo)致腦損傷和老年癡呆。老年人腦部病變的原因是微循環(huán)高搏動(dòng)壓力和高血流,全身的損害也與此相似。那么伴有主動(dòng)脈僵硬的老年人的腦動(dòng)脈和微血管搏動(dòng)為什么會(huì)增強(qiáng)?因?yàn)橹鲃?dòng)脈和彈性動(dòng)脈非常僵硬,不能緩沖心臟產(chǎn)生的血流搏動(dòng),勢(shì)必使其擴(kuò)展至微血管床,且優(yōu)先進(jìn)入血管舒張及高血流灌注器官——腦和腎。因此薄弱血管的壓力和血流波動(dòng)加劇能量丟失可增加腦的微出血和梗塞。
腎臟入球小動(dòng)脈和腎小球與腦部動(dòng)脈一樣暴露于高搏動(dòng)的微血管壓力和緊張度,但目前關(guān)于腎臟微血管搏動(dòng)損傷的證據(jù)尚不充分,我們相信這只是暫時(shí)的。
預(yù)防動(dòng)脈老化及不良取向
動(dòng)脈老化的病變基礎(chǔ)與決定固有物體的老化過程一樣,都是反復(fù)勞損的結(jié)果。動(dòng)脈老化的關(guān)鍵因素是主動(dòng)脈彈力蛋白層的疲勞和斷裂,防治重點(diǎn)應(yīng)在于如何減少動(dòng)脈伸展的幅度和次數(shù),應(yīng)用β受體阻滯劑治療可以減少伸展次數(shù),但中心收縮壓升高時(shí),可能導(dǎo)致伸展幅度增加。而且,心動(dòng)過緩時(shí),心臟射血時(shí)間延長,收縮期入射波增加導(dǎo)致反射波總和增加,致使β受體阻滯劑治療的潛在不良作用明顯,尤其并存微循環(huán)損害時(shí),但β受體阻滯劑治療可以延緩馬方綜合征患者升主動(dòng)脈的進(jìn)行性擴(kuò)張。堅(jiān)持一段時(shí)間的規(guī)律有氧運(yùn)動(dòng)也是減少累計(jì)伸展次數(shù)對(duì)心臟損傷的較好方法。運(yùn)動(dòng)時(shí)心率固然增加,但在更長時(shí)間的運(yùn)動(dòng)間歇期內(nèi),心率卻通常保持在較低水平。由于運(yùn)動(dòng)可改善肌性動(dòng)脈的內(nèi)皮功能,降低返回心臟的反射波振幅。上述原理目前已用于血壓控制以及糖尿病、心衰和腎功能不全患者,即通過規(guī)律運(yùn)動(dòng)、應(yīng)用擴(kuò)張全身大動(dòng)脈和小管道動(dòng)脈平滑肌的藥物(ACEI、ARB、CCB和硝酸酯類),可以使早期波反射減少,降低主動(dòng)脈阻抗的低頻成分、表觀相位速度、中心動(dòng)脈壓和血流搏動(dòng)。而且測(cè)量中心主動(dòng)脈壓力為監(jiān)測(cè)和控制外周波反射和大動(dòng)脈僵硬度降低,保持適當(dāng)?shù)钠骄鶆?dòng)脈壓,實(shí)現(xiàn)心、腦、腎及其他重要臟器灌注提供了有效幫助。
現(xiàn)代研究證實(shí),隨年齡增長,雖然人體主動(dòng)脈脈搏經(jīng)歷著與橈動(dòng)脈脈搏同樣的變化,但是目前的動(dòng)脈老化評(píng)價(jià)通常只根據(jù)血壓值評(píng)價(jià)而忽略了對(duì)波形的分析。在整個(gè)20世紀(jì),人們對(duì)舒張壓的偏見誤導(dǎo)了臨床醫(yī)生對(duì)心血管老化風(fēng)險(xiǎn)的全面認(rèn)識(shí)。脈搏波分析的新技術(shù)拓展了人們最初的病理和生理學(xué)認(rèn)識(shí),并在人體動(dòng)脈老化及其并發(fā)癥的研究中得到了更多關(guān)注。(盧長林 高潤霖)
來源:新華網(wǎng)
千島湖新聞網(wǎng) 責(zé)任編輯:徐滿萍