同步心率變異性、血壓變異性與原發性高血壓血管損傷的相關性研究

王靖榮,劉瑩,姜一農,紀智禮,張海濱

臨床研究

同步心率變異性、血壓變異性與原發性高血壓血管損傷的相關性研究

王靖榮,劉瑩,姜一農,紀智禮,張海濱

目的:通過同步監測心率變異性及血壓變異性,探討原發性高血壓患者自主神經功能與血管損害的相關性。

方法:選取2011-04至2014-01入住大連醫科大學附屬第一醫院高血壓病房的原發性高血壓患者275例,采用頸-股脈搏波傳導速度(PWV)分別進行血管功能的評價,根據PWV結果分為PWV正常組(PWV<9 m/s,n=185)和PWV升高組(PWV≥9 m/s,n=90)。所有患者同時進行24小時動態心電圖(Holter)及24小時動態血壓監測(ABPM),應用t檢驗、卡方檢驗、Person線性相關及多元線性逐步回歸分析(stepwise)探討心率變異性、血壓變異性指標與PWV的關系。

結果:PWV升高組的心率變異性及血壓變異性指標均出現反常變化。其中反映心率變異性大小的指標每 5分鐘總心搏數RR 間期均值的標準差(SDANN)值PWV升高組較PWV正常組降低[分別為(159.66±66.50)ms、(194.36±119.29)ms,P<0.01],同時血壓變異性的指標24 h收縮壓標準差(24 h SSD)的值PWV升高組較PWV正常組升高[分別為(14.40±3.56) mmHg、(12.98±3.46)mmHg,P<0.01]。夜/白心率比在PWV升高組比PWV正常組升高(0.90±0.08、0.87±0.06,P<0.01),且與PWV存在線性相關性(r=0.169、P=0.005)。多元線性逐步回歸分析提示, 24 h SSD、心率變異性低頻帶(LF)與PWV存在明顯的獨立相關性(標準化β值分別為0.352、0.212)。

結論:(1) 高血壓患者SDANN降低,同時24hSSD升高,容易發生或合并動脈硬化;且24hSSD及心率變異性低頻帶是影響PWV最重要的兩個危險因子。(2)自主神經功能紊亂,交感神經興奮性增強,是促進原發性高血壓患者動脈硬化的發生和發展的獨立影響因素。(3)夜/白心率比作為檢測自主神經功能狀態的敏感指標與高血壓血管損害有獨立相關性。同步的心率變異性與血壓變異性的監測有助于臨床識別高血壓患者的血管損害。

自主神經系統;心率變異性;血壓變異性;高血壓

(Chinese Circulation Journal, 2016,31:984.)

高血壓明顯增加心血管系統疾病的致死率及致殘率。隨著對高血壓認識的不斷深入,自主神經功能對高血壓的影響越來越受到重視,研究發現自主神經功能紊亂的高血壓患者,極易合并心臟、腦、腎臟和血管等靶器官的損傷。本文旨在通過同步監測心率變異性及血壓變異性,探討原發性高血壓患者自主神經功能與血管損害的相關性。

1 資料和方法

研究對象: 選取2011-04至2014-01入住大連醫科大學附屬第一醫院高血壓病房的原發性高血壓患者275例,女性140例,男性135例,平均年齡(56.55±13.43)歲。入選患者均符合2010年《中國高血壓防治指南》高血壓診斷標準[即在未使用降壓藥物的情況下,非同日3次測量血壓,收縮壓≥140 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)和(或)舒張壓≥90 mmHg,可診斷為高血壓,或已經診斷為高血壓目前正在使用降壓藥物的患者]。排除標準:患有繼發性高血壓(包括內分泌疾病、腎臟疾病、顱腦病變、藥物因素等)、冠心病、大動脈炎、血管炎、動脈硬化、5年以上糖尿病病史、正在服用β受體阻滯劑或停藥不足1周、慢性心力衰竭、嚴重心律失常、口服精神類藥物等影響自主神經功能及血管功能的疾病。

研究方法:(1)所有患者均需空腹測定高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、血肌酐、尿酸、血糖。(2)入選患者同步行24小時動態心電圖、動態血壓及頸-股脈搏波傳導速度(PWV)監測,根據中國血管病變早期檢測技術應用指南將血管損害定義為PWV≥ 9 m/s, 并按PWV測定結果將入選的原發性高血壓患者分為兩組:PWV正常組(PWV< 9 m/s,n=185)和PWV升高組(PWV≥ 9 m/s,n=90)。

同步動態血壓、動態心電圖的監測:記錄前活動不受限制,監測時間為白天(6:00～22:00)及夜間(22:00～次日6:00)共24 h.動態心電圖的監測數據包括:全部竇性 RR 間期標準差(SDNN)、全部相鄰正常 RR 間期差值的均方根(rMSSD)、每 5 分鐘總心搏數RR 間期均值的標準差(SDANN)、低頻帶(LF)、高頻帶(HF)及低頻帶與高頻帶的比值(LF/HF)、白天平均心率(dHR);夜間平均心率(nHR)。動態血壓數據包括: 24h收縮壓標準差(24hSSD)、24h舒張壓標準差(24hDSD);白天收縮壓標準差(dSSD);夜間收縮壓標準差(nSSD);夜間收縮壓下降率(SBPF),即:( 白天收縮壓血壓平均值-夜間收縮壓血壓平均值)/白天血壓平均值X100%。

統計學方法:統計分析軟件為SPSS 19.0.計量資料以均數±標準差()表示,進行正態性檢驗后應用t檢驗進行兩組間的比較;計數資料采用率表示,并用卡方檢驗進行兩組計數資料的比較; PWV與各項指標進行Person線性相關性研究;PWV獨立影響因素的篩選應用多元線性逐步回歸分析(stepwise)。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1兩組患者一般臨床資料的比較(表1)

PWV升高組年齡、高血壓病程較PWV正常組增高,差異均有統計學意義(P均<0.05)。其余指標性別、吸煙史、體重指數、尿酸、TC、TG、HDL-C、LDL-C、血肌酐、血糖兩組間比較差異均無統計學意義(P均>0.05)。

表1 兩組患者一般臨床資料比較

表1 兩組患者一般臨床資料比較

注:PWV:頸-股脈搏波傳導速度;TC:總膽固醇;TG:甘油三酯; HDL-C:高密度脂蛋白膽固醇;LDL-C:低密度脂蛋白膽固醇

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2.2兩組患者心率變異性、血壓變異性指標的比較(表2)

PWV升高組SDANN較PWV正常組減低(P<0.01);PWV升高組LF、HF、LF/HF及夜/白心率比(nHR/dHR)較PWV正常組升高(P<0.05); SDNN、rMSSD兩組比較差異無統計學意義。PWV升高組SBPF較PWV正常組減低;PWV升高組24hSSD、dSSD、nSSD較PWV正常組升高,差異有統計學意義(P<0.05)。

表2 兩組患者心率變異性、血壓變異性指標的比較

表2 兩組患者心率變異性、血壓變異性指標的比較

注:PWV:頸-股脈搏波傳導速度;SDANN : 每 5 分鐘總心搏數RR 間期均值的標準差; SDNN:竇性RR 間期標準差; rMSSD:全部相鄰正常RR間期差值的均方根; LF:低頻帶; HF:高頻帶; LF/HF:低頻帶與高頻帶的比值; nHR/ dHR:夜/白心率比; SBPF:夜間收縮壓下降率; 24hSSD:24h收縮壓標準差; 24hDSD :24h舒張壓標準差; dSSD:白天收縮壓標準差; nSSD:夜間收縮壓標準差。1 mmHg=0.133 kPa

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2.3頸-股脈搏波傳導速度與各項指標的單因素相關性分析(表3)

PWV與一般臨床指標的單因素相關性分析:單因素相關分析顯示PWV與年齡顯著正相關(P<0.05);與高血壓病程、體重指數、血糖、TC、TG、HDL-C、LDL-C、血肌酐、尿酸無相關性(P>0.05)。PWV與動態心電圖心率變異性各項指標的單因素相關分析:單因素相關分析顯示PWV與LF、HF 及LF/HF、nHR/dHR正相關(P均<0.05)。PWV與24小時動態血壓監測指標的單因素相關分析:單因素相關分析顯示PWV與24hSSD、dSSD、nSSD顯著正相關(P均<0.05);與SBPF負相關(P<0.05)。

表3 頸-股脈搏波傳導速度與各項指標的單因素相關性分析

2.4頸-股脈搏波傳導速度影響因素的多元線性回歸分析(表4、圖1、圖2)

PWV影響因素的多元線性回歸分析顯示以PWV為因變量進行多元線性逐步回歸分析,結果顯示: 24hSSD、LF、LF/HF、nHR/dHR獨立相關,其中24hSSD、LF的相關性最強。

表4 頸-股脈搏波傳導速度影響因素的多元線性回歸分析

圖1 頸-股脈搏波傳導速度與低頻帶的相關性

圖2 頸-股脈搏波傳導速度與24h收縮壓標準差的相關性

3 討論

我國高血壓患病率及病死率持續升高,加強高血壓的管理及關注其靶器官損害是目前心血管領域亟待解決的問題[1,2]。PWV是目前臨床上檢測早期動脈硬化的最重要方法,已成為心腦血管事件的獨立預測因子。其中PWV為評估動脈硬度的金標準[3],同時根據多項國外血管損害項目的研究及中國血管病變早期檢測技術應用指南中血管損害的指標PWV≥9 m/s作為血管損害的評估指標。PWV反映動脈壁的彈性狀態受很多病理生理因素影響, Castelpoggi等[4]研究者認為年齡增長,大動脈彈性纖維減少、管壁增厚、動脈僵硬度增加都會影響PWV,例如年齡每增加10歲,PWV升高10%左右[5]。本研究也發現年齡增長易導致動脈硬化,考慮可能的原因為:年齡增加血管彈性組織也隨之發生退行性變,彈力纖維不斷損害消耗,膠原纖維相應增多,纖維層之間形成的粘連增加,導致動脈僵硬、管壁增厚,彈性降低,PWV增加成為必然[6]。

心率變異性可以定量評估交感神經與迷走神經的興奮性及自主神經系統的平衡狀態[7,8],已成為臨床上用來無創評估自主神經功能狀態及交感神經興奮性的主要方法。在心率變異性所提供的各項指標中,一定程度上能夠反映整個自主神經系統功能狀態及心率變異性的指標為SDNN、SDANN,能夠間接反映迷走神經功能狀態的指標為rMSSD,LF作為心率變異性中非常重要的指標用于反映交感神經的功能狀態,但也有學者認為它也受到了少量副交感神經的影響。HF 反映副交感神經的興奮性,以及目前已得到廣泛認可的反映自主神經均衡性的指標LF/HF。進行24小時動態血壓監測可以較精確的獲得血壓變異性及血壓晝夜節律等信息。若交感神經興奮性增加,必然導致晝夜節律失衡、血壓變異性增加,高能量的血壓波及血壓變換切力易于導致及加重高血壓的靶器官損傷[9,10]。本研究統計結果顯示PWV升高組SDANN較PWV正常組明顯減低,說明PWV升高組心率變異性減低。PWV升高組LF、HF及LF/HF 較PWV正常組均升高,且單因素相關分析顯示PWV與LF、HF及LF/HF呈正相關(P<0.05),進行多元線性逐步回歸分析顯示: LF、LF/HF獨立相關,其中LF相關性最強。上述結果顯示說明,自主神經功能失衡、交感神經興奮性增高與PWV存在明顯正相關性,亦可知高血壓血管損害,與自主神經功能紊亂尤其是交感神經興奮性增加存在獨立相關性。

有學者研究發現心率的增快與動脈硬化的危險度相關聯[11-13]。近來Luis博士的一項研究表明,使用nHR /dHR可以作為反映血管硬化更為敏感的指標,優于單純心率,nHR /dHR代表了夜間和白天的心率變異性,與自主神經功能、交感神經興奮性有密切關系[14]。本研究結果顯示nHR/dHR與PWV有獨立相關性,與上述研究結果相符。nHR /dHR是了解心率晝夜節律性最簡便的方法,能夠反映自主神經的平衡狀態,有望成為臨床檢測自主神經功能狀態及評估高血壓血管損害的敏感指標。

本研究的獨特之處在于同步檢測動態血壓、動態心電圖的變化。統計結果顯示PWV升高組較PWV正常組血壓變異性指標24h SSD升高(P>0.05);心率變異性指標中能夠反映心率變異性值大小的SDANN減低(P<0.01);表明PWV升高組較PWV正常組血壓變異性升高但心率變異性減低,如果臨床上同步進行動態血壓、動態心電圖檢測,并且發現這種血壓變異性與心率變異性非同向的變化,提示發生動脈硬化的可能性大。而且本研究在進一步行多元線性逐步回歸分析示24 hSSD和LF、LF/HF與PWV有獨立線性相關性。交感神經的病理性激活是誘發、加重高血壓及造成高血壓靶器官損傷的重要原因,本研究也證實交感神經興奮性與高血壓血管動脈硬化存在獨立正相關性。同步的動態血壓及動態心電圖檢測有助于我們了解自主神經功能狀態、交感神經興奮性,從而進一步評估高血壓血管損害的風險,為指導臨床選擇藥物、防治早期高血壓血管損害提供了十分有利的幫助。

原發性高血壓患者自主神經功能受損可能加重靶器官損害[15],有研究發現交感神經激活導致的代謝異常,如腎素增加、胰島素抵抗等,均可刺激血管平滑肌,引起血管正常結構的變化[16]。有實驗也證明高血壓合并靶器官損傷的患者交感神經興奮性高于基礎條件與其相同的單純高血壓患者[17]。也有研究通過靶向敲除小鼠Chga基因建立兒茶酚胺升高、交感神經興奮性增加的高血壓小鼠模型,5個月后Chga小鼠出現心室肥厚。近年來,交感神經興奮性與高血壓靶器官損傷有關已得到廣泛認可,但高血壓動脈僵硬度和自主神經功能受損的相關研究尚不清楚,故本研究有一定的臨床意義。

本研究尚存在有局限性,研究為臨床回顧性研究,樣本量偏少且無健康人群作為對照組。另外,盡管LF/HF能夠代表交感及迷走神經興奮性的平衡已成為公認的指標,且心率變異性及血壓變異性能夠一定程度上反應交感神經的興奮性,但并非檢測交感神經興奮性的金標準。本研究受此限制,待更直接有效且無創的交感神經檢測方法應用于臨床,可進一步得出更加精確的結論。

[1] 中國高血壓防治指南修訂委員會。 中國高血壓防治指南(2005 修訂版全文)。 高血壓雜志, 2005, 13(增刊): 115-119 。

[2] 高曉津, 楊進剛, 楊躍進, 等。 中國急性心肌梗死患者心血管危險因素分析。 中國循環雜志, 2015, 3: 105-110.

[3] Mancia G, De Backer G, Dominiczak A, et al。 2007 Guidelines for the management of arterial hypertension The Task Force for the Management of Arterial Hypertension of the European Society of Hypertension (ESH) and of the European Society of Cardiology (ESC)。 Eur Heart J, 2007, 28: 1462-1536.

[4] Castelpoggi CH, Pereira VS, Fiszman R, et al。 A blunted decrease in nocturnal blood pressure is independently associated with increased aortic stiffness in patients with resistant hypertension. Hypertens Res, 2009, 32: 591-596.

[5] 張維忠。 動脈彈性功能檢測的理論與實踐(上)。 心腦血管病防治, 2003, 3: 1-2.

[6] Khoshdel AR, Thakkinstian A, Carney SL, et al。 Estimation of an agespecific reference interval for pulse wave velocity: a meta-analysis。 J Hypertens, 2006, 24: 1231-1237.

[7] Rajendra Acharya U, Paul Joseph K, Kannathal N, et al。 Heart rate variability: a review。 Med Bilo Eng Comput, 2006, 44: 1031-1051.

[8] Nolan RP, Jong P, Barry-Bianchi SM, et al。 Effects of drug, biobehavioral and exercise therapies on heart tate variability in coronary artery disease: a systematic review。 Eur J Cardovas Rrev Rehabil, 2008, 15: 386-396.

[9] Bramwell J, Hill A。 Velocity of transmission of the pulse-wave and elasticity of arteries 。 Lancet, 1922, 199: 891-892.

[10] 陳美玉, 黃武, 李琛, 等。 頑固性高血壓患者心率變異性及心律失常分析。 中國循環雜志, 2014, 29: 891-894.

[11] 汪德嫻, 趙瑋, 孫燕淑。 高血壓患者動態血壓參數與左心室肥厚及頸動脈內-中膜厚度的關系。 中華心血管病雜志, 2005, 33: 243-246.

[12] 林榮, 郭繼鴻。 心血管疾病的現代觀點。 北京: 北京大學醫學出版社, 2005. 332-333.

[13] Takechi S, Nomura A, Machida M, et al。 Different coronary blood flow increase in left ventricular hypertrophy due to hypertension compared to hypertrophic cardiomyopathy at elevated heart rate。 Hypertens Res, 2003, 26: 789-793.

[14] García-Ortiz L, García-García A, Ramos-Delgado E, et al。 Relationships of night/day heart rate ratio with carotid intima media thickness and markers of arterial stiffness。 Atherosclerosis, 2011, 217: 420-426.

[15] Alter P, Grimm W, Vollrath A, et al。 Heart rate variability in patients with cardiachypertriphy-ralation to left ventricular mass and etiology。 Am Heart J, 2006, 151: 829-836.

[16] Burns J, Sivananthan MU, Ball SG, et al。Relationship between central sympathetic drive and magnetic resonance imaging-determined left ventricular mass in essential hypertension.Circulation, 2007, 115: 1999-2005.

[17] Haluska BA, Jeffriess L, Downey M, et al。 Influence of cardiovascular risk factors on total arterial compliance。 J Am Soc Echocardiogr, 2008, 21: 123-128.

Correlation Study Between Synchronic Heart Rate Variability, Blood Pressure Variability and Blood Vessel Damage in Patients With Essential Hypertension

WANG Jing-rong, LIU Ying, JIANG Yi-nong, JI Zhi-li, ZHANG Hai-bin.
Department of Cardiology, Capital Medical University Affiliated Beijing Luhe Hospital, Beijing (100011), China

Objective: To investigate the relationship between heart rate variability (HRV), blood pressure variability (BPV) and autonomic nerve function, blood vessel damage in patients with essential hypertension (EH) via synchronous monitoring。Methods: A total of 275 EH patients admitted to our hospital from 2011-04 to 2014-01 were enrolled。 The vascular function was assessed by carotid-femoral pulse wave velocity (PWV)。 Based on PWV, the patients were divided into 2 groups: Normal PWV group (PWV<9m/s), n=185 and High PWV group (PWV≥9m/s), n=90. Synchronic 24h dynamic electrocardiogram (Holter) and 24h ambulatory blood pressure monitoring (ABPM) were performed in all patients。 t-test, chi-square test, person liner correlation study and multi stepwise regression analysis were conducted to explore the relationship between HRV, PBV and PWV。Results: HRV and BPV in High PWV group had been changed unusually。 Compared with Normal PWV group, High PWV group showed decreased standard deviation of the average of all normal-to-normal intervals in all 5-minute intervals (SDANN) (159.66±66.50) ms vs (194.36±119.29) ms and increased 24 h systolic blood pressure standard deviation (24h SSD)(14.40±3.65) mmHg vs (12.98±3.46) mmHg, all P<0.01; increased new index of night/day HR ratio (0.90±0.08) vs (0.87±0.06), P<0.01 and it had liner correlation to PWV (r=0.169, P=0.005)。 Multi stepwise liner regression analysis indicated that 24hSSD and HRV at low frequency (LF) portion had obvious and independent correlation to PWV (standard β value=0.352 and 0.212 respectively)。Conclusion:①EP patients were with decreased HRV (SDANN), increased BPV (24h SSD) and the higher incidence of arteriosclerosis; 24h SSD and HRV at LF portion were the most 2 important risk factors affecting PWV。②Autonomic nerve dysfunction, vagus nerve over-excitatory were the independent risk factors for promoting the occurrence and development of arteriosclerosis in EH patients。③Night/day HR ratio as a sensitive index for examining autonomic nerve function was independently related to hypertensive vessel damage。 Synchronic monitoring of HRV and BPV is helpful to identify blood vessel damage in EH patients。

Autonomic nerve system; Heart rate variability; Blood pressure variability; Hypertension

2016-01-18)

(編輯:漆利萍)

100011 北京市,首都醫科大學附屬北京潞河醫院 心血管內二科(王靖榮、紀智禮、張海濱);大連醫科大學附屬第一醫院 高血壓科(劉瑩、姜一農)

王靖榮 住院醫師 碩士 主要研究方向為自主神經功能與高血壓靶器官功能損害 Email:wangjingrong。520@163.com 通訊作者:劉瑩Email:Yingliu。med@gmail.com

R541

A

1000-3614(2016)10-0984-05

10.3969/j.issn.1000-3614.2016.10.009