心血管疾病始于血管壁

1、心血管疾病始于血管壁通過動(dòng)脈波形分析對心血管疾病做早期發(fā)現(xiàn)Jay N. Cohn, M.D. 醫(yī)學(xué)教授 , 明尼蘇達(dá)醫(yī)學(xué)院，心血管部概述：在過去的幾十年內(nèi)，人們在防治血管病方面取得了很大進(jìn)展。對抽煙，不運(yùn)動(dòng)，肥胖，糖尿病，高血壓和高膽固醇的危害性的廣泛認(rèn)識，促使人們吃更健康的食品和追求更健康的生活方式。然而，血管病仍是美國及很多其它國家的第一致死疾病?，F(xiàn)在的防治工作主要致力于全部人群（戒煙，節(jié)食，增加運(yùn)動(dòng)），或是對那些可治療的危險(xiǎn)病人（高血壓，高膽固醇）。致力于全部人群的防治方法迫使大多數(shù)人群改變生活方式，但只有少部分高危人群受益。而所謂的高危人群可能永遠(yuǎn)不會(huì)患心血管疾病。事實(shí)上，少于40%的

2、心臟病患者有高血壓歷史，而且少于40%的心臟病患者患有高膽固醇。1雖然這種方法在臨床上是可行的，但它不能在早期確診血管病。而早期診斷具有節(jié)省資金，減少侵害、無特殊性等其他優(yōu)點(diǎn)。一種先進(jìn)由明尼蘇達(dá)大學(xué)研究出的先進(jìn)技術(shù)動(dòng)脈波形分析，在動(dòng)脈壁中發(fā)生微弱變化顯示出早期心血管疾病標(biāo)志時(shí)，確保能夠探測到早期心血管。2動(dòng)脈波形分析在臨床征兆出現(xiàn)很久以前，協(xié)助醫(yī)生客觀診斷患者心血管疾病的發(fā)展并對癥進(jìn)行正確治療方面具有很大的潛力3，4。同時(shí)，動(dòng)脈波形分析可幫助醫(yī)生提高對病人治療藥效的管理水平，通過對疾病發(fā)展及早治療更好地利用醫(yī)療保健資源，使改變生活方式和低花費(fèi)治療更加有益。如何理解誰是高危者？據(jù)統(tǒng)計(jì)心血管疾病占

3、美國每年致死病因的一半，并且是突發(fā)性心臟病和中風(fēng)的主要誘因。心血管疾病表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：高血壓，冠狀動(dòng)脈病，外周動(dòng)脈病，動(dòng)脈硬化，動(dòng)脈瘤，中風(fēng)，腎病和視網(wǎng)膜病，根據(jù)美國心臟協(xié)會(huì)的報(bào)告，五千八百萬美國人患有這些心血管疾病。高血壓是最主要的心血管疾病位。而冠狀動(dòng)脈病威脅到一千三百九十萬人，是頭號殺手。中風(fēng)列于第3位。據(jù)自然心肺協(xié)會(huì)1997年的調(diào)查顯示，五千萬美國人（約人口的28%）被診斷患有高血壓（收縮壓高于140，舒張壓高于90），而其中近75%的人，沒有正確地進(jìn)行治療。這些沒有進(jìn)行正確治療的人患心臟，腎病和中風(fēng)的危險(xiǎn)性很高。根據(jù)Johns Hopkins在高血壓雜志（1998）上發(fā)表的白皮書

4、，另外預(yù)計(jì)有三千萬美國人患有“正常高血壓”，有時(shí)又稱為“臨界高血壓”，定義為血壓略高于130 / 85。這些人很可能發(fā)展為高血壓，心血管疾病病發(fā)的危險(xiǎn)性比低血壓的人要高兩倍。5事實(shí)上，高正常血壓在美國如此普遍，以致心血管系統(tǒng)病大多數(shù)都?xì)w因于人們的血壓高。高血壓是老年人特別關(guān)注的問題，而且隨著年齡老化關(guān)注越多 據(jù)統(tǒng)計(jì)它美國占50歲以上人的死亡原因的15-20%。6同時(shí)婦女的患高血壓的危險(xiǎn)性也在增加，33%的婦女死亡歸因于心臟病，17%歸因于傷風(fēng)，其中50%死于中風(fēng)的女性完全沒有心血管病的癥狀。高血壓難以早期探測。它又被稱為“無聲殺手”。因?yàn)樗趪?yán)重?fù)p傷心臟、腎臟、頭腦和其它器官之前毫無癥狀。隨著

5、年齡的增加，高血壓病人患中風(fēng)，心臟病和腎病而導(dǎo)致死亡的危險(xiǎn)性也隨之增加了。標(biāo)準(zhǔn)和最初測試和觀察患者心血管疾病的方法，是使用上臂血壓腕套裝置或1890年發(fā)明的血壓計(jì)。盡管腕套能夠測出一些關(guān)于患者的信息，但是信息在客觀診斷心血管疾病存在方面非常有限。血壓腕套被放在上臂上觀察收縮壓或當(dāng)心臟收縮產(chǎn)生的壓力，舒張壓或下一次心跳前的最低壓力。獲得的信息變化很大，并受各種因素的影響，包括身體活動(dòng)、緊張和其它環(huán)境剌激。此外，血壓波形中的重要臨床信息在波峰（心臟收縮）和波谷（舒張末期）間切跡的信息被丟棄了。（圖1）圖1 動(dòng)脈血壓波形 一個(gè)標(biāo)有心血管循環(huán)中壓力漂移限定的動(dòng)脈壓力脈搏波形。在心血管循環(huán)中收縮壓表現(xiàn)為

6、波峰的壓力，而舒張壓表現(xiàn)為波谷。大動(dòng)脈瓣膜在噴射出搏擊量之后關(guān)閉，在下一次心跳前的血壓衰退表現(xiàn)為一個(gè)取決于輸送血液的動(dòng)脈管道硬度的波形。這個(gè)富有臨床價(jià)值的信息包含在血壓波形中，可為醫(yī)療保健專家提供大量關(guān)于動(dòng)脈硬化形成可能性的信息（動(dòng)脈斑的形成和動(dòng)脈內(nèi)壁血管脂肪過多累積影響血液流動(dòng)）。往往在沒有這些信息的情況下，治療實(shí)施在帶有一到二項(xiàng)危險(xiǎn)因子的懷疑患有心血管病的對象身上，甚至有可能這些人根本就沒有病。同樣，有些已患有動(dòng)脈硬化的病人，沒有表現(xiàn)出高血壓或高膽固醇，卻不會(huì)得到治療?？陀^診斷心血管疾病的同時(shí)加大現(xiàn)行的預(yù)防力度對于在檢測診斷動(dòng)脈硬化及動(dòng)脈硬化癥方面取得顯著的進(jìn)步方面很有潛力，從而減小突發(fā)性

7、心臟病和中風(fēng)的影響和嚴(yán)重情況。從血管壁開始高血壓是一種侵害小、大動(dòng)脈的致命疾病，造成因動(dòng)脈損害而導(dǎo)致的組織器官病理變化，加速大血管和為腦、心、腎和大腿供血的動(dòng)脈血管硬化。圖2 動(dòng)脈橫切面 （A）.普通彈性動(dòng)脈 （B）.動(dòng)脈硬化早期，動(dòng)脈彈性的變化沖擊血流并減小彈性（C）.動(dòng)脈進(jìn)一步硬化，動(dòng)脈彈性減小，動(dòng)脈斑形成已限制了血液流動(dòng)。動(dòng)脈粥樣硬化可導(dǎo)致因腦局部血流的減?。ǘ虝喝毖┊a(chǎn)生的最小限度的中風(fēng)（短暫的局部貧血）；冠狀動(dòng)脈阻礙引起的紋痛；或由于腿部供血不足造成的行走時(shí)的腳痛（外周動(dòng)脈疾病）。趨于發(fā)生在動(dòng)脈粥樣硬化狹窄處的血液凝塊能完全阻塞血管導(dǎo)致中風(fēng)和突發(fā)性心臟病。遍及全身的動(dòng)脈壁（大小動(dòng)脈）

8、是可膨脹的。當(dāng)血壓波動(dòng)從心臟穿過內(nèi)膜動(dòng)脈壁內(nèi)血液通路時(shí)，它們膨脹或收縮。就是這種膨脹性允許動(dòng)脈系統(tǒng)成為有彈性的貯室來貯存每次心臟收縮的部分能量，維持在舒張時(shí)灌注全身組織的血壓和血流。血管壁功能和結(jié)構(gòu)的改變發(fā)生在阻礙性冠狀動(dòng)脈病病發(fā)之前，是高血壓發(fā)展的早期征兆。9血管彈性的減小歸因于以下的改變：平滑肌、平滑肌膠原塊、壁的彈力蛋白成分、壁細(xì)胞或縫隙成分的滲透、或壁中的組織液的變化。圖3壁厚設(shè)想我們將等量的空氣吹進(jìn)另外一端有釋放閥門的兩個(gè)氣球。新的順從性好的氣球比老化的易破裂的氣球儲存的能量更多。同樣，較為年輕或擴(kuò)張性強(qiáng)的動(dòng)脈壁比老的不可膨脹的動(dòng)脈壁儲存更多能量。動(dòng)脈壁由同心的三層組成：內(nèi)膜，中膜，

9、外膜。內(nèi)膜包括血管內(nèi)皮和膠原及彈性纖維的薄層，將它固定到內(nèi)部彈性薄層?，F(xiàn)代研究證明，內(nèi)皮在心血管疾病形成過程中扮演重要角色。1 0若內(nèi)皮設(shè)想為內(nèi)部器官，那它算上一個(gè)最大的器官。若將它平鋪開來，每個(gè)成年人的動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞約有3個(gè)是球場的面積這么大。內(nèi)皮細(xì)胞釋放氮氧化物氣體，其重要的作用認(rèn)為是是動(dòng)脈壁的放松。系統(tǒng)動(dòng)脈彈性或血管屈從性對循環(huán)完整性的影響經(jīng)常沒有得到足夠的重視。最小的動(dòng)脈和小動(dòng)脈是血液動(dòng)力阻抗的最大點(diǎn)，并和周圍毛細(xì)管括約肌一起形成控制流入身體組織血流流速的不同的阻力。由彈性導(dǎo)管和高阻抗終端組成的動(dòng)脈系統(tǒng)構(gòu)成了一個(gè)水力過濾器，將從心臟輸出的間歇血流轉(zhuǎn)變?yōu)槠椒€(wěn)的毛細(xì)管血流。動(dòng)脈血壓波形是從左

10、心室搏動(dòng)的綜合反應(yīng)，動(dòng)脈樹的物理性質(zhì)和系統(tǒng)中的液體（血液）特性中得到。動(dòng)脈血管屈從性變化，或血管彈性的變化揭示了被動(dòng)脈波形影響的動(dòng)脈系統(tǒng)的變化。這些變化可通過檢測在使用幫助增加血管屈從性的藥劑（如硝化甘油或硝普鹽）前后的病人動(dòng)脈壓力波形的不同觀察到。在收縮期，開始只有接近主動(dòng)脈的部分?jǐn)U張，因?yàn)檠簯T性阻礙全部搏動(dòng)量向周圍擴(kuò)散。左心室（LV）噴射引起的上升主動(dòng)脈的放射狀伸展，開始形成 向下傳送到主動(dòng)脈及其分支的血壓波形。 壓力波形以一個(gè)有限的速度移動(dòng)，這個(gè)速度比實(shí)際血流自身向前速度快很多 壓力脈沖只是一個(gè)壓力的移動(dòng)波，很少受血流;流動(dòng)的影響。圖4 循環(huán)系統(tǒng)圖解 當(dāng)來自心臟的血壓波動(dòng)穿過遍布全身的

11、大 小動(dòng)脈時(shí)，大 小動(dòng)脈收縮擴(kuò)張。由彈性導(dǎo)管和高阻抗終端組成的動(dòng)脈系統(tǒng)構(gòu)成了一個(gè)水力過濾器，將從心臟輸出的間歇血流轉(zhuǎn)變?yōu)槠椒€(wěn)的毛細(xì)管血流。動(dòng)脈波形的變化包括開始初始壓力上升的時(shí)間的延遲、脈沖高頻部分的抑制和壓力波中收縮壓部分的變窄和升高。在舒張壓波形的最初部分，一個(gè)稱為“切跡”的特點(diǎn)，當(dāng)脈沖經(jīng)過周圍部分時(shí)變得很突出。這種形態(tài)變化隨著年齡增大而減少，因?yàn)閯?dòng)脈漸漸失去彈性或變得屈從性差。動(dòng)脈脈沖高頻部分的抑制主要源于動(dòng)脈壁的彈性特性，可是使壓力波形升高過程的機(jī)制還未完全弄清。動(dòng)脈波形分析動(dòng)脈壁中功能和結(jié)構(gòu)的變化先于在障礙性冠狀動(dòng)脈疾病病發(fā)，可作為是高血壓發(fā)展的早期標(biāo)志。11血管（或動(dòng)脈）屈從性長期

12、以來被認(rèn)為是隨著年齡而減少，隨著患者的高血壓病情發(fā)展而減小。雖然可用不同的X射線和其它技術(shù)可檢測主動(dòng)脈和大動(dòng)脈，但無法檢測出高血壓和其他心血管疾病產(chǎn)生時(shí)發(fā)生變化的小的或非常小的動(dòng)脈的柔韌性或彈性。心血管專家在檢測心臟的功能方面做出了非常多的努力，包括心電圖（EKGs）、心動(dòng)回波圖和壓力測試，但還不能在動(dòng)脈阻礙（由血管造影術(shù)定義）后期之前評定動(dòng)脈功能和結(jié)構(gòu)的異常。對于動(dòng)脈波形分析的臨床研究可追溯到1980，由明尼蘇達(dá)醫(yī)學(xué)院首先進(jìn)行，其它研究點(diǎn)和醫(yī)療研究中心從1988年開始研究。動(dòng)脈波形分析方法采用修正的Windkessel模型，這是一個(gè)很好地描述循環(huán)系統(tǒng)中心臟舒張期壓力的變化的電子分析模型。這種

13、方法提供了一個(gè)對膨脹儲存心臟噴射的血液的大動(dòng)脈的柔韌性和彈性和靈活性，小動(dòng)脈隨每次心臟搏動(dòng)產(chǎn)生的血壓波形一致的振蕩和反射進(jìn)行獨(dú)立評估的分析方法。通過評估動(dòng)脈系統(tǒng)的彈性，臨床研究者能在無傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素的情況下，發(fā)現(xiàn)暗示早期心血管疾病存在的病人動(dòng)脈彈性的減小。1 3另外，臨床研究數(shù)據(jù)表明患有心臟病，冠狀動(dòng)脈病，高血壓和糖尿病的病人都典型存在動(dòng)脈彈性失去的情況。1 4這種不正常血管變化在心血管病，或心臟病和中風(fēng)狀態(tài)出現(xiàn)多年以前就出現(xiàn)了。同時(shí)臨床研究者已經(jīng)證明了同年齡有關(guān)的大小動(dòng)脈彈性的減小，揭示了病人動(dòng)脈早期硬化標(biāo)志著心血管疾病的開始?，F(xiàn)已由此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了許多臨床研究和病理試驗(yàn)，涉及超過2500的受檢

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