2型糖尿病患者心率變異性分析

舒 穎 張宏偉

北京市回民醫院內科，北京 100054

2型糖尿病患者心率變異性分析

舒 穎 張宏偉

北京市回民醫院內科，北京 100054

目的通過對糖尿病和非糖尿病患者心率變異性進行對比分析，以了解糖尿病患者心臟自主神經功能受損情況。 方法選取2014年1月～2015年2月在北京市回民醫院住院并做動態心電圖檢查的老年患者103例。分為兩組：糖尿病組45例，非糖尿病組58例，比較時域指標及晝夜節律變化。 結果糖尿病組的24 h全程正常竇性R-R間期的標準差（SDNN）、全程記錄中每5分鐘平均R-R間期的標準差（SDANNindex）、全程記錄中每5分鐘R-R間期標準差的平均值（SDNNindex）、全程相鄰RR間期之差的均方根值（rMSSD）和全程內差值超過50 ms的連續正常R-R間期所占的百分率（PNN50）指標值均低于非糖尿病組，差異有統計學意義（P＜0.05）。糖尿病患者晝夜SDNN、rMSSD、PNN50指標差異無統計學意義（P＞0.05）。非糖尿病患者日間的SDNN、rMSSD指標低于夜間指標值，差異有統計學意義（P＜0.05）。結論老年糖尿病患者心臟自主神經受損，增加了心血管惡性事件的發生率，嚴重影響糖尿病患者的預后。心率變異性（HRV）有助于早期診斷自主神經病變，建議糖尿病患者做24 h動態心電圖檢查和HRV分析，及早干預治療。

糖尿病；心臟自主神經；心率變異性；晝夜節律

糖尿病（diabetes mellitus，DM）是一種代謝性疾病，以慢性血糖升高為臨床表現，可由多種病因引起。隨著人們生活質量提高及生活方式的改變、人口老齡化程度的不斷加劇，DM的患病率逐年不斷增長，已成為全球性的公共衛生問題。在發達國家，DM已排在非傳染性疾病中繼心血管疾病、腫瘤之后的第3位，嚴重影響人類健康[1]。在糖尿病患者中，糖尿病神經病變是最常見的慢性并發癥之一，其中心臟自主神經病變發生心血管事件的概率明顯增加[2]。心率變異性（heart rate variability，HRV）反映了交感和迷走神經的平衡與協調性，與心臟自主神經活動密切相關，是一種簡便無創的檢查方法。本研究通過對糖尿病和非糖尿病患者HRV進行對比分析，以了解糖尿病患者心臟自主神經功能受損情況。具體報道如下：

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2014年1月～2015年2月在北京市回民醫院住院并做動態心電圖檢查的患者103例，其中男53例，占51.46%，女50例，占48.54%；平均年齡（75.08±10.56）歲。依據1999年WHO制訂的糖尿病診斷標準，分為兩組：糖尿病組45例，男25例，女20例，平均年齡（75.60±9.54）歲；非糖尿病組58例，男28例，女30例，平均年齡（74.67±11.34）歲。本研究經過醫院倫理委員會批準。病例納入標準：①均行動態心電圖檢查并進行心率變異分析；②DM患者經臨床診斷明確。排除標準：①甲狀腺功能亢進癥者；②房撲、房顫、室速、室顫等惡性心律失常者；③慢性阻塞性肺病急性發作者；④急性心功能衰竭、急性心肌梗死者；⑤服用影響HRV藥物的患者。兩組患者年齡及性別構成比比較差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 HRV的檢測與分析 使用美國DMS動態心電圖系統，有效采集時間大于23 h。自動檢出全部竇性心搏并進行HRV時域和頻域分析。本研究所采用的HRV時域指標：全程正常竇性R-R間期的標準差（SDNN）、全程記錄中每5分鐘平均R-R間期的標準差（SDANNindex）、全程記錄中每5分鐘R-R間期標準差的平均值（SDNNindex）、全程相鄰RR間期之差的均方根值（rMSSD）和全程內差值超過50 ms的連續正常R-R間期所占的百分率（PNN50）。采用的晝夜時域指標：全程正常竇性R-R間期的標準差（SDNN）、全程相鄰RR間期之差的均方根值（rMSSD）和全程內差值超過50 ms的連續正常R-R間期所占的百分率（PNN50）。HRV指標中晝夜時間段分為日間（早6:00～晚21:59）和夜間（晚22:00～早5:59）。

1.2.2 糖尿病診斷標準 根據1999年WHO制訂的糖尿病診斷標準：①有糖尿病癥狀者（典型癥狀包括多飲、多食、多尿和不明原因的體重下降）加隨機血糖≥11.1 mmmol/L或空腹血糖≥ 7.0 mmmol/L或葡萄糖負荷后2 h血糖≥11.1 mmmol/L；②無糖尿病癥狀者，另日再重復檢查一次達以上值者。

1.3 統計學方法

采用SPSS 17.0軟件對數據進行處理分析，定量資料正態分布的數據以均數±標準差（）表示、非正態分布的數據以中位數（M）四分位數間距（IQR）進行描述，定性資料以例數、構成比進行描述；定量資料組間比較符合正態分布者采用t檢驗，不符合正態分布者采用秩和檢驗；定性資料組間比較采用χ2檢驗；以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 糖尿病組與非糖尿病組HRV比較

糖尿病組的24 h SDNN、SDANNindex、SDNNindex、rMSSD、PNN50指標均低于非糖尿病組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表1。

表1 糖尿病組與非糖尿病組HRV比較（ms）

2.2 晝夜HRV比較

2.2.1 糖尿病患者晝夜HRV比較 糖尿病患者晝夜SDNN、rMSSD、PNN50指標差異無統計學意義（P＞0.05）。見表2。

2.2.2 非糖尿病患者晝夜HRV比較 非糖尿病患者日間的SDNN、rMSSD指標低于夜間指標值，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表3。

3 討論

HRV是相鄰竇性心動周期間的微小差異，反映竇性心律在一定時間內周期性變化程度。HRV反映了心動周期的時間變化及其規律性，它是以自主神經對心率的調節作用為基礎。HRV是反映心臟交感、迷走神經張力及平衡的重要指標。心臟自主神經總張力下降表現為迷走神經張力下降，交感神經張力增加，其均衡性受到破壞，對心臟的保護作用減弱，易發生冠狀動脈痙攣、心源性猝死[3]。正常情況下，竇房結細胞對交感神經興奮作用的感應比對迷走神經的感應慢，迷走神經在心臟調節中起主要作用。迷走神經功能正常時，HRV變異度大，指標值較高，當迷走神經功能受損時，HRV各指標降低，迷走神經張力減低，其對交感神經興奮性的拮抗作用減低，致使心電活動的不穩定性增加，心肌細胞電活動的不應期縮短，易發生室性心律失常。HRV能夠定量檢測心臟自主神經活動性及其調節功能的情況[4-5]。心率波動的信號中包含著許多有關心臟自主神經調節的信息，提取及分析這些信息可評估心臟交感神經及迷走神經的情況及兩者間的平衡性。HRV時域指標能較好地反映心臟自主神經的功能情況，24 h時域指標中，SDNN反映心臟自主神經總體張力情況，用于評估心臟自主神經總體受損和恢復程度，SDANNindex、SDNNindex反映交感神經張力情況，代表心率的緩慢變化部分，其指標值降低說明交感神經張力增加，rMSSD、PNN50反映迷走神經張力情況，代表心率的快速變化部分，其指標值降低說明迷走神經功能減低，其指標值增加說明迷走神經功能良好。時域指標值降低，說明心臟自主神經總張力減低，交感神經張力增加，迷走神經張力減低，交感、迷走神經的平衡性受到破壞。病變嚴重時，可增加急性心血管事件的發生率[6-7]。

表2 糖尿病患者晝夜HRV比較（ms）

表3 非糖尿病患者晝夜HRV比較（ms）

糖尿病患者的糖代謝紊亂、自由基損傷、血流動力學改變、神經營養因子生成缺少等因素與其自主神經病變的發生有關。糖尿病自主神經病變時氧自由基與機體抗氧化防御系統的動態平衡狀態遭到破壞，氧化應激反應發揮著重要作用，在氧化應激的誘導下神經元的DNA、蛋白質及脂質受到損害，機體神經系統的血流供應降低，使神經系統的軸索運輸和信號轉導受到阻礙；氧化應激還可使機體許多神經營養因子生成減少，如神經生長因子、睫狀神經營養因子等，致使受損神經纖維的再生能力減低。糖尿病長期高血糖狀態造成晚期糖基化終末產物大量堆積，氧自由基的產生更進一步加劇，血管內皮受損、管腔狹窄甚至閉塞，導致神經纖維內膜的血流減少，缺血、缺氧，神經軸突變性萎縮，最終導致神經細胞傳導障礙[8]。綜上所述，長期慢性高血糖使機體代謝紊亂和微循環障礙，逐漸發生神經缺血缺氧，導致糖尿病患者自主神經病變。這種糖尿病自主神經病變可累及調節心臟的迷走神經及交感神經系統[9]。心臟的正常功能是由交感神經和迷走神經兩者相互制約得以維持，任何一方功能受損都可打亂這種平衡狀態，HRV降低，心臟原有的功能遭到破壞，尤其是迷走神經功能受損時。由于迷走神經的作用是使心率減慢，受損后則表現為心動過速，機體在靜息時已處于心動過速狀態，活動量增加后，心臟不能滿足人體的需要，容易發生心絞痛或者心肌梗死。糖尿病伴發心臟自主神經病變者無痛性心肌缺血、無痛性心肌梗死的發生率及病死率明顯高于無心臟自主神經病變的糖尿病患者。迷走神經損傷可能發生在糖尿病早期，但早期自主神經病變起病隱匿不易被診斷。有關判斷糖尿病自主神經損害的指標有深呼吸試驗、直立傾斜試驗等，但目前公認HRV是判斷糖尿病患者心臟自主神經損害最準確的指標[10]。

糖尿病心臟自主神經病變的表現有HRV指標降低，其病理機制目前多數認為：①是構成糖尿病性心臟病的病理基礎，患者心臟自主神經受到的直接損害；②直接反映出交感神經、迷走神經之間的平衡失調，使患者易促發惡性心血管事件。因此HRV指標可作為判斷糖尿病患者是否伴有心臟自主神經損害的敏感且準確的指標[11]。糖尿病自主神經病變最早損害的小神經纖維就包括了與HRV有關的心臟自主神經纖維。糖尿病心臟自主神經病變增加了患者發生惡性心律失常、無痛性心肌梗死、心臟猝死的概率，使患者的預后受到嚴重影響，是糖尿病的嚴重并發癥之一[12]。

本研究結果顯示糖尿病組的24 h SDNN、SDANNindex、SDNNindex、rMSSD、PNN50指標均低于非糖尿病組，差異有統計學意義（P＜0.05）。反映了2型糖尿病患者心臟自主神經受損，HRV指標的降低說明迷走神經張力減低，交感神經張力增加，迷走神經對心臟的保護作用減弱，心室肌電穩定性差，室顫閾值下降，極易誘發惡性室性心律失常和心源性猝死。由此可以說明，心率變異能夠定量地反映心臟自主神經系統活性及其調節能力，在評估心血管疾病自主神經變化過程中具有重要的臨床意義[13]。

正常健康人心臟受交感-迷走神經雙重調節，交感-迷走神經對心臟的支配呈現一定的生理波動，有著明顯的晝夜變化規律，白天交感神經占優勢，夜間迷走神經占優勢，HRV指標白天較夜間睡眠時低，表現出晝夜變化的特點，體現出夜間迷走神經系統對心臟具有相對保護作用[14-15]。在自主神經功能障礙的早期僅出現無癥狀的心率變化，表現為日間竇性心率輕度的增快、而夜間心率減慢得不明顯、晝夜心率變異程度的減小，并且在休息時可能出現竇性心動過速。靜息時，糖尿病患者心率比正常人平均增加約10次/min，個別者心率可高達120次/min，大多數心率波動在80～95次/min。隨著患者心臟自主神經病變的不斷加重，正常24 h的心率變化規律逐漸消失，HRV逐漸減小，每小時的平均心率增快，睡眠狀態下的平均心率較正常顯著增快。原因為迷走神經受損和/或同時伴交感神經受損，通常以迷走神經受損為主。由于迷走神經的張力降低，其調節心率的能力減弱，當此種能力明顯將低時，自主神經調節心率的作用完全喪失。另外，無心臟自主神經病變的糖尿病患者及正常對照人群在18:00～24:00時心率較慢，連續的心率曲線形成“低谷”，而糖尿病心臟自主神經病變患者則無此表現[16]。

本研究結果顯示糖尿病患者晝夜SDNN、rMSSD、PNN50指標差異無統計學意義（P＞0.05）。非糖尿病患者日間的SDNN、rMSSD指標低于夜間指標值，差異有統計學意義（P＜0.05）。說明了糖尿病患者自主神經調節失衡，晝夜規律消失。糖尿病心臟自主神經受損患者，由于交感、迷走神經平衡失調，交感神經長期處于興奮狀態，心率增快，增加了患者心電的不穩定性，使惡性心律失常的發生率增加[17-18]。

2型糖尿病患者發生心血管事件的風險明顯升高，其風險比非糖尿病者高3倍，嚴重影響糖尿病患者的預后[19]。心臟自主神經病變是2型糖尿病中諸多慢性并發癥中最嚴重的一種，由于其病情隱匿也最容易被人忽視[13-20]。

HRV是反映支配心臟自主神經活動的無創性指標[21]。是一種評價心臟自主神經定量的、非侵入性的、可重復性的手段，有助于早期診斷自主神經病變[22]。因此建議糖尿病患者常規做24 h動態心電圖檢查和HRV分析，及早干預治療。

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Analysis of heart rate variability about the patients with type 2 diabetes

SHU Ying ZHANG Hongwei
Department of Internal Medicine,Beijing Moslem Hospital,Beijing 100054,China

Objective To find out cardiacautonomic function in type 2 diabetes patients by analysis of heart rate variability between diabetic and non-diabetic patients.Methods 103 cases of elderly patients hospitalized and measured by dynamic ecg recordings examination from January 2014 to February 2015 in Moslem Hospital were selected.All patients were given 24-hour dynamic electrocardiogram and divided into two groups:diabetic group(45 cases)and non-diabetic group(58 cases).The time domain of heart rate variability index and circadian rhythm changes were compared between two groups.Results The time domain analysis indicators (SDNN,SDANNindex,SDNNindex, rMSSD,PNN50)of diabetic group were significantly decreased than those of non-diabetic group,the difference was statistically significant(P＜0.05).The difference was not statistically significant about the time domain analysis indicators (SDNN,rMSSD,PNN50)of circadian rhythm in diabetic group (P＞0.05).The time domain analysis indicators (SDNN,rMSSD)during the day in non-diabetic group was lower than those at night.The difference was statistically significant(P＞0.05).Conclusion The damage of elderly patients with cardiac autonomic nerve can increase the incidence of cardiovascular adverse events,seriously impact the prognosis of patients with diabetes.HRV contributes to early diagnosis of autonomic neuropathy,it is suggested that diabetes patients do 24-hour Holter monitoring and HRV analysis and get early intervention.

Diabetes;Cardiac autonomic nervous;Heart rate variability;Circadian rhythm

R587.1

A

1673-7210（2015）11（c）-0087-04

2015-08-22本文編輯：趙魯楓）

北京市西城區優秀人才培養資助項目 （2014-XCRC-區委衛生工委）。