心肌梗死及心力衰竭病人血清羥脯氨酸水平的變化

謝宜潔,田清武,玄超

(青島大學,山東 青島 266555 1 醫學部醫學檢驗學系; 2 附屬醫院檢驗科)

冠心病(CAD)是由于粥樣硬化斑塊的形成造成冠狀動脈管腔狹窄或閉塞,導致心肌缺血低氧或壞死而引起的心臟病[1]。穩定型心絞痛(SAP)是CAD最常見的心絞痛,是心肌暫時性缺血低氧引起的臨床綜合征。急性心肌梗死(AMI)是CAD的一種嚴重臨床類型,是冠狀動脈供血區持續缺血而造成的心肌壞死[2]。心肌梗死進展過程中會經歷心肌細胞壞死和代償性肥大、炎性細胞的激活介導炎癥反應以及細胞外基質發生膠原沉積和纖維化,進而心室幾何形態發生病理性改變,導致心臟僵硬度增加、收縮力下降,發展成為心力衰竭(HF)[3]。內源性羥脯氨酸(Hyp)是膠原蛋白特有的代謝產物,有研究表明了心肌組織中Hyp含量與心肌梗死病灶愈合情況和心肌梗死后左心室僵硬程度之間的相關性[4-5],但血清Hyp水平與CAD及HF的關系還少有研究。本研究觀察SAP、AMI及心肌梗死后HF病人血清Hyp水平的變化,探討其臨床意義,旨在為上述疾病診治提供新的有效的參考指標。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2021年3月—2022年9月,選取青島大學附屬醫院收治的295例SAP病人作為SAP組,200例AMI病人為AMI組,100例心肌梗死后HF病人為HF組,另選取同期435例健康體檢者作為對照組(近期無心臟不良事件發生)。納入標準:①SAP診斷符合《穩定性冠心病基層診療指南(2020年)》的診斷標準[6],AMI診斷符合《急性冠脈綜合征急診快速診療指南》的診斷標準[7],心肌梗死后HF診斷符合《2020心肌梗死后心力衰竭防治專家共識》的診斷標準[3],對照組體格檢查、血液檢查均無異常;②一般資料完整,病例組住院期間行冠狀動脈造影及超聲心動圖檢查;③對本研究內容了解且自愿簽署知情同意書。排除標準:合并先天性心臟病、心肌病或心臟瓣膜病等其他心血管疾病,惡性腫瘤,重要器官功能障礙,免疫系統疾病,骨關節疾病,嚴重感染。對照組男307例,女128例,年齡30～89歲,平均年齡(61.80±9.62)歲;SAP組男204例,女91例,年齡38～84歲,平均年齡(62.49±8.56)歲;AMI組男135例,女65例,年齡17～90歲,平均年齡(61.16±11.26)歲;HF組男74例,女26例,年齡32～84歲,平均年齡(63.41±9.78)歲。各組性別、年齡比較差異無統計學意義(P>0.05)。本研究經本院倫理委員會審批通過。

1.2 檢測方法

所有的研究對象均空腹采集靜脈血約5 mL,以3 000 r/min速度、10 cm離心半徑離心10 min,分離血清,用紫外分光光度計測定血清Hyp水平。血清Hyp檢測試劑盒購自北京索萊寶有限公司,所有操作均嚴格按照試劑盒說明書步驟規范完成。血清高敏心肌肌鈣蛋白I(Hs-cTnI)、B型尿鈉肽(BNP)檢測采用化學發光微粒子免疫分析技術,應用美國雅培公司提供的全自動免疫分析儀及配套試劑;C反應蛋白(CRP)檢測采用免疫比濁法,應用深圳市國賽生物技術有限公司提供的特定蛋白分析儀和原裝配套試劑。

1.3 觀察指標

①比較SAP組、AMI組、HF組以及對照組的血清Hyp水平。②比較不同冠狀動脈病變支數和Gensini評分SAP病人的血清Hyp水平。病變血管指管腔狹窄≥50%的冠狀動脈主要血管。Gensini評分用于量化冠狀動脈狹窄程度和部位,評分標準參考美國心臟協會規定的冠狀動脈血管圖像積分[8]。③分析AMI組病人血清Hyp水平與血清Hs-cTnI、CRP水平的相關性,以及HF組病人血清Hyp水平與血清BNP水平的相關性。④比較HF組左心室射血分數(LVEF)正常(≥50%)和下降(<50%)病人的血清Hyp水平。

1.4 統計學方法

2 結 果

2.1 各組血清Hyp水平比較

SAP組、AMI組、HF組和對照組血清Hyp水平分別為(1.27±0.64)、(0.94±0.55)、(1.49±0.63)和(1.30±0.60)mg/L。4組之間血清Hyp水平比較,差異具有統計學意義(F=22.749,P<0.05)。SAP組病人血清Hyp水平與對照組比較差異無顯著性(P>0.05);AMI組病人血清Hyp水平顯著低于對照組(t=-7.025,P<0.05);HF組病人血清Hyp水平高于AMI組和對照組,差異有統計學意義(t=6.903、2.557,P<0.05)。

2.2 不同冠狀動脈病變支數和Gensini評分SAP病人血清Hyp水平比較

SAP組1、2、3支冠狀動脈病變的病人分別有181、66和48例,其血清Hyp水平分別為(1.29±0.67)、(1.25±0.59)和(1.21±0.60)mg/L,不同冠狀動脈病變支數SAP病人血清Hyp水平差異無顯著性(P>0.05)。

SAP組Gensini評分≤30分、31～60分和>60分病人分別有192、49、54例,血清Hyp水平分別為(1.29±0.66)、(1.26±0.58)和(1.20±0.64)mg/L,不同Gensini評分SAP病人血清Hyp水平差異無顯著性(P>0.05)。

2.3 相關性分析

Pearson相關性分析結果顯示,AMI組病人血清Hyp水平與血清Hs-cTnI、CRP水平呈顯著負相關(r=-0.417、-0.182,P<0.05),HF組病人血清Hyp水平與血清BNP水平呈正相關(r=0.380,P<0.05)。

2.4 LVEF正常和降低HF病人Hyp水平比較

LVEF正常和降低HF病人分別有70、30例,其血清Hyp水平分別為(1.43±0.65)和(1.63±0.54)mg/L,差異無統計學意義(P>0.05)。

3 討 論

CAD是冠狀動脈粥樣硬化引起冠狀動脈狹窄而導致的心臟血管病變。SAP病人冠狀動脈內粥樣斑塊以穩定性斑塊為主,其病情的嚴重程度可以由冠狀動脈的狹窄程度來反映。本研究結果顯示,SAP病人血清Hyp水平與對照組比較差異無顯著性,且不同冠狀動脈病變支數和Gensini評分SAP病人之間血清Hyp水平差異也無顯著性,表明病情嚴重程度不同的SAP均不能引起血清Hyp水平的變化。

有證據表明,Hyp可以清除氧化劑和調節細胞的氧化還原狀態[9]。Hyp抗氧化的可能機制包括:Hyp分子吡咯烷環上的羥基能穩定羥自由基;Hyp是合成甘氨酸的一種前體,而甘氨酸是谷胱甘肽合成的前體,具有良好的抗氧化和抗炎特性[10]。AMI是在冠狀動脈病變基礎上,冠狀動脈血供中斷,心臟經歷長時間缺血低氧后發生的心肌組織壞死。氧化應激在AMI的病理過程中發揮著重要作用[11-12]。心肌缺血低氧誘發活性氧的產生,活性氧通過攻擊不飽和脂肪酸而破壞細胞膜并損傷核酸,引發DNA斷裂,從而損害細胞結構,甚至導致細胞壞死[13]。本研究中,AMI病人的血清Hyp水平顯著低于對照組,表明Hyp在AMI的病理生理過程中發揮作用,可能是AMI發生時Hyp趨向壞死的心肌組織發揮抗氧化和調節心肌細胞內環境的作用,導致了血清Hyp水平下降。

Hs-cTnI是存在于心肌細胞內的調節蛋白,心肌細胞受到損傷時,Hs-cTnI通過破損的細胞膜釋放到外周血循環中,其含量能夠直接反映心肌損傷面積和程度,故Hs-cTnI是目前最好的心肌損害標志物[14]。心肌細胞壞死會觸發嚴重的炎癥反應,作為炎癥反應的生物標記物,血清CRP水平會顯著升高。此外,CRP還會參與心肌梗死后期的病理生理改變。CRP與體內脂蛋白形成的結合物,可激活體內的補體系統,產生終末攻擊復合物,引起血管內皮損傷程度加重和冠狀動脈粥樣斑塊破裂形成血栓,加重心肌梗死嚴重程度[15]。王艷艷[15]的研究結果表明,血清CRP水平與心肌梗死面積呈正相關。本研究結果顯示,AMI病人血清Hyp水平與血清Hs-cTnI、CRP水平呈負相關,表明AMI病人血清Hyp水平與心肌梗死的嚴重程度有著密切關系,血清Hyp水平隨著心肌梗死面積的擴大而下降。這可能是因為心肌梗死面積越大意味著氧化應激損傷和炎癥反應越嚴重,心肌細胞抵御氧化應激損傷和炎癥反應所需的Hyp就越多,血清Hyp水平下降就越多。

Hyp是膠原蛋白特征性的組成成分,在其他蛋白中極少見或不存在。內源性的Hyp由新合成的膠原肽鏈中脯氨酸羥化形成,已形成的膠原在膠原酶作用下會分解釋放出游離的Hyp,所以血清Hyp水平可以反映體內膠原代謝的情況。HF是心肌梗死病情發展的終末階段,心肌重構則是心肌梗死后HF病理過程的重要部分,涉及心肌細胞肥大、丟失和膠原纖維堆積增加所致的心肌纖維化。AMI后Ⅰ型和Ⅲ型膠原合成代謝活躍,主要參與了心肌纖維化的過程[16]。陳吉等[17]的研究結果表明,血清Ⅰ型前膠原羧基端肽水平在AMI后1、3個月時持續增高,血清Ⅲ型前膠原的含量在AMI后72 h、1個月、3個月時均明顯增高。本研究結果顯示,心肌梗死后HF病人血清Hyp水平顯著高于AMI病人,表明心肌梗死進展為HF的過程中發生了心肌纖維化,膠原蛋白合成和降解速度均加快,產物Hyp大量釋放進入外周血液循環。心肌纖維化增殖期修復性巨噬細胞會釋放炎性抑制物,并激活促纖維化過程,此時梗死心肌內膠原蛋白會過度沉積導致心肌僵硬,影響心臟的收縮或舒張功能,進而發展成為HF[18]。本研究結果顯示,心肌梗死后HF病人血清Hyp水平顯著高于對照組,提示心肌纖維化膠原代謝產生的Hyp多過心肌梗死階段抗氧化的消耗,推測原因可能是炎性反應被抑制緩解了心肌細胞對Hyp的需求,而膠原蛋白合成代謝仍高度活躍生成大量Hyp。

BNP是主要存在于心室細胞的多肽類激素,心室負荷增加時迅速釋放入血,能夠敏感反映心室壁應力的變化,可以作為左心室功能障礙的敏感而特異的指標。HF時心臟的容量負荷和(或)壓力負荷增加,血清BNP水平升高且增高的程度與HF的嚴重程度呈正相關,因此血清BNP水平是診斷心肌梗死后HF、評估HF嚴重程度的重要指標之一[19]。MAGGA等[20]的研究表明,AMI病人溶栓后第4天血清BNP水平與Ⅲ型前膠原氨基端前肽水平呈正相關,提示BNP參與了AMI后膠原形成的調節,從而參與了左心室重構。本研究結果顯示,心肌梗死后HF病人血清Hyp水平高于對照組,且與血清BNP水平呈正相關,提示血清Hyp具有作為心肌纖維化標志物的潛力且在一定程度上可以反映HF的嚴重程度,心肌梗死后HF病人血清Hyp水平越高表示心功能越差、HF病情越嚴重。LVEF也是觀察病人心功能的指標,可以有效地評價心肌收縮力[21]。但本研究結果顯示,LVEF正常和降低的心肌梗死后HF病人血清Hyp水平差異無顯著性,表明血清Hyp水平與心肌收縮力沒有明顯關系。分析原因可能為,心肌梗死后發生心肌纖維化導致心室順應性降低、心肌舒張功能發生障礙時,心肌的收縮功能沒有明顯損傷,LVEF仍處于正常范圍內,提示心肌梗死后HF病人血清Hyp水平的變化早于LVEF下降。

總之,AMI病人血清Hyp水平明顯減低,且與血清Hs-cTnI、CRP水平呈負相關,可通過檢測血清Hyp水平區分心絞痛和心肌梗死,評價病人心肌梗死的嚴重程度;心肌梗死后HF病人血清Hyp水平會升高,且與血清BNP水平呈正相關,檢測Hyp水平可以輔助評估HF病人的心功能及病情程度。血清Hyp水平對于AMI和心肌梗死后HF的臨床診療具有一定的指導意義。