肥胖癥患者減重術后心臟結構功能變化及其機制

肥胖癥患者減重術后心臟結構功能變化及其機制(全文)肥胖癥是指機體能量代謝失衡所導致的脂肪過度堆積［體質指數(shù)(bodymassindex，BMI)>30kg/m2］。據(jù)統(tǒng)計，2012年我國成年人肥胖率高達11.9%且肥胖人數(shù)增速逐步加快嚴重危害居民的身心健康［1］。肥胖是動脈粥樣硬化性心臟病等心血管疾病的危險因素之一，可引起心血管結構和功能的長期慢性損害。傳統(tǒng)的肥胖癥治療方法主要包括飲食控制、運動療法、藥物療法等，但治療效果欠佳［2］。減重術能夠顯著改善肥胖癥患者的代謝狀態(tài)、減輕其心臟毒性，發(fā)揮著比單純減肥更廣泛的生理作用，從而改善患者的心臟結構和功能。隨著減重術的日益推廣，國內外學者逐漸關注其對降低心血管事件風險的作用及機制。本文通過對該領域的研究進展進行綜述，探討肥胖癥患者減重術后心臟結構功能的變化及機制，以期為整體改善肥胖癥患者心血管方面的健康提供參考。減重術的概述減重術是指通過手術方式減輕體重，是治療肥胖癥唯一長期有效的方法［3］。我國減重代謝外科指南中提出減重術的適應證為：(1)BMI>32.5kg/m2;(2)27.5kg/m2<BMI<32.5kg/m2，合并代謝綜合征或肥胖相關并發(fā)癥。減重手術有多種術式，如胃袖狀切除術、Roux-en-Y胃旁路術、可調節(jié)胃束帶術和膽胰分流術等，其中，以胃袖狀切除術應用最為廣泛，該術式通過切除胃底和胃大彎，縮小胃容積并改變部分胃腸激素水平從而達到減重的目的。減重術后的常見并發(fā)癥包括消化道漏、吻合口狹窄、微量元素缺乏等。術后對患者進行長期隨訪具有非常重要的意義，隨訪時應鼓勵患者堅持飲食及治療方案，防止復胖，要注意補充微量元素等營養(yǎng)物，有利于減少并發(fā)癥［4］。減重術后心臟結構功能的球2.1心臟結構的變化肥胖可引起心血管結構的長期慢性損害。肥胖合并的高血壓可引起繼發(fā)性的心室肥厚等心室重塑。減重術后肥胖癥患者的心臟結構可逐漸恢復至正常，其中，左心室的結構變化較為明顯，主要體現(xiàn)為左心室體積和質量的變化，但各研究的結果存在差異。多數(shù)研究表明，減重術后3?36個月，肥胖癥患者的左心室體積顯著減?。?,6］。但Mukerji等［7］的研究提出，只有合并左室肥厚的肥胖癥患者在減重術后可明顯改善左心室的體積，而未合并左室肥厚的患者術后左心室體積變化不明顯。Aggarwal等［6］的薈萃分析表明，左心室質量在減重術后可減少29.80g，且室間隔厚度及左室收縮末期容積也顯著減小。減重術后肥胖癥患者的右心室結構可逐漸改善，Rider等［8］的研究中，減重術后3?24個月，肥胖癥患者的右心室質量和右室收縮末期容積顯著降低至正常水平。此外，術后左心室肥厚的逆轉、左心室?guī)缀涡螒B(tài)和舒張功能的改善，使得肥胖癥患者的左心房大小可逐漸縮小［2］。2.2心臟功能的變化肥胖可引起患者左心室舒張和收縮功能障礙，尤其是伴有高血壓和嚴重肥胖的患者。肥胖癥患者心臟發(fā)生心肌細胞肥大，心肌纖維化等結構重塑，心肌順應性降低，導致舒張功能障礙，進而產生心室結構的變化并導致收縮功能減退。多項研究均證實減重術后早期肥胖癥患者心功能的改變以舒張功能顯著改善為主［5］。減重術對肥胖癥患者心臟收縮功能的影響爭議較大。Aggarwal等［6］的薈萃分析結果表明，減重術后肥胖癥患者的心臟收縮功能改善。也有研究指出［5］，減重術后肥胖癥患者的左室射血分數(shù)(leftventricularejectivefraction，LVEF)變化不明顯，這可能與肥胖癥患者減重術后高循環(huán)狀態(tài)的改善有關。研究發(fā)現(xiàn)，LVEF<40%的肥胖癥患者在減重術后LVEF有明顯升高，這提示該指標的變化在左室收縮功能保留和左室收縮功能降低的肥胖患者中可能有所不同。減重術后心臟結構功能變化的機制3.1心肌細胞代謝改變肥胖可引起胰島素抵抗，從而降低體內心肌細胞對糖類的攝取能力。研究表明，胰島素抵抗是心肌脂肪酸攝取和利用障礙的強預測因子，肥胖癥患者的心肌細胞對能量代謝底物脂肪酸的攝取增加而利用效率降低，耗氧量增加而氧耗效率降低。減重術可以改善肥胖癥患者的心肌細胞代謝，Hannukainen等［9］對肥胖癥患者減重術后的心肌代謝、血流進行的研究表明，減重術后，肥胖癥患者體內的心肌細胞對胰島素的敏感性增加，促進心肌細胞對葡萄糖的攝取增加、而對脂肪酸的攝取降低。而且單位質量的心肌細胞耗氧量降低，提示氧分子利用率增加［9］。盡管減重術后肥胖癥患者心肌細胞對脂肪酸的攝取減少，但患者術后空腹脂肪酸濃度仍然穩(wěn)定，原因可能是術后心肌細胞處于分解代謝狀態(tài)，也可以部分解釋減重術后患者心臟質量下降的原因。肥胖引起機體的氧化應激和炎癥反應可影響心肌細胞內線粒體自噬，使得線粒體形態(tài)和數(shù)目出現(xiàn)異常，而且可降低細胞B-氧化作用并導致線粒體氧化呼吸鏈功能障礙［10］。研究證明，減重術能夠增強編碼線粒體氧化呼吸鏈蛋白的基因表達，提高線粒體氧化呼吸功能，并使得線粒體的生物發(fā)生和形態(tài)完整性得到提高［11］。減重術后體重的改變可對心肌細胞三羧酸(TricarboxylicAcid,TCA)循環(huán)中的關鍵代謝物質水平進行調節(jié)。研究表明，減重術后心肌細胞內琥珀酰-CoA及其下游的分解產物泛酸顯著減少，提示琥珀酸脫氫酶活性增加，TCA循環(huán)效率增加。此外，由于TCA循環(huán)中琥珀酰-CoA的水解提供的能量產率最低，故琥珀酰-CoA水平降低反映心肌細胞的產能效率增加。3.2血流動力學改變肥胖癥患者體循環(huán)呈現(xiàn)高循環(huán)狀態(tài)。脂肪組織的靜息血流量為2?3ml-min-1-100g-1脂肪組織，肥胖癥患者體內脂肪堆積導致機體總血容量增加，且非脂肪組織和心肌的耗氧量高，從而形成體循環(huán)的高循環(huán)狀態(tài)。研究表明，減重術后隨著肥胖癥患者的體重減輕，其總血容量、中心血容量和心輸出量均降低，進而引起舒張壓和收縮壓的下降。減重術后肥胖癥患者血壓的下降由心輸出量的顯著減少所致，而與外周血管阻力降低無明顯相關性。該研究進一步提出，心輸出量的減少與心率降低和頸動脈壓力感受器敏感性增加有關，提示著自主神經系統(tǒng)由交感神經活躍轉向副交感神經活躍的主導地位。肥胖癥患者肺循環(huán)中肺動脈的壓力升高。肥胖可引起肥胖性低通氣或睡眠呼吸暫停綜合征(obstructivesleepapneahypopneasyndrome,OSAHS),OSAHS的嚴重程度與肥胖程度呈正相關［12］。OSAHS可引起夜間低氧血癥、高碳酸血癥、交感神經張力增加，且內皮依賴性血管反應降低，進而導致肺動脈缺氧性收縮，并產生肺小動脈重塑的長期效應，形成肺動脈高壓［13］。減重術后肥胖癥患者的肺動脈高壓能夠明顯改善。進—步的機制研究表明，減重術能有效地減輕肥胖癥患者的上氣道塌陷，改善其通氣狀況，并降低其睡眠呼吸暫停的嚴重程度，緩解并逆轉上述由OSAHS引起肺動脈高壓的神經體液機制。肥胖癥患者的冠狀動脈循環(huán)受損。肥胖是冠狀動脈內皮功能障礙的獨立危險因素，內皮功能障礙是冠狀動脈粥樣硬化的早期階段，可影響冠脈循環(huán)。研究表明，對于沒有心血管疾病癥狀的肥胖癥患者，減重術能顯著改善其內皮依賴性和內皮非依賴性的冠狀動脈微血管擴張功能，從而改善肥胖癥患者的冠脈循環(huán)。3.3動脈彈性改變減重術后肥胖癥患者的動脈彈性可以逐漸改善。研究表明，隨著體重的減輕和皮下脂肪細胞體積的減少，肥胖癥患者體內炎癥因子和脂肪素的分泌減少，血漿游離脂肪酸水平降低，血管結構發(fā)生重塑，患者的血管硬度降低，從而發(fā)揮對心臟的保護作用［14］。3.4改善心臟結構重塑肥胖可引起冠狀動脈微循環(huán)障礙和心肌細胞代謝紊亂，導致心肌細胞對甘油三酯攝取過量和利用障礙，心外膜脂肪沉積且心肌細胞發(fā)生脂肪變性，進而發(fā)生心肌細胞凋亡和纖維化［15］，引起心肌細胞的結構重塑。減重術可改善心肌細胞的結構重塑，減重術后，心肌細胞的內質網(wǎng)應激性凋亡減少，心肌細胞排列更加整齊致密，且心肌細胞的纖維化程度降低。研究表明，減重術可促進心肌細胞內Ca2+穩(wěn)態(tài)并減弱心肌自噬。肥胖可引起心室結構重塑。肥胖癥患者總血容量增多形成的高循環(huán)狀態(tài)增加了心臟前負荷，動脈彈性降低增加了心臟后負荷，引起左心室肥大。舒張功能不全導致左房充盈壓力升高并傳導到肺靜脈系統(tǒng)，尤其肥胖癥患者合并OSAHS，加劇肺動脈高壓的形成，引起右心室肥大［13］。減重術有利于降低肥胖癥患者心臟的前、后負荷以及肺動脈壓力，從而改善心室結構的重塑。3.5體液因子改變脂肪組織也被視作一種重要的內分泌器官，其分泌的脂肪因子如瘦素、脂聯(lián)素等具有廣泛的代謝效應。脂肪因子的分泌可促進動脈粥樣斑塊的形成并阻礙受損的動脈內膜的修復。減重術不僅減少了脂肪組織體積，而且能有效調節(jié)脂肪組織的分泌效應，從而發(fā)揮保護心臟的作用，降低心血管疾病風險。此外，胃腸道分泌釋放多種胃腸調節(jié)肽，包括胰高血糖素樣肽-1、葡萄糖依賴性胰島素樣肽、膽囊收縮素等。減重術不僅改變了胃腸道的解剖結構，而且改變了營養(yǎng)物質進入腸道的速率，因此許多胃腸調節(jié)肽在術后發(fā)生改變，進而通過腸-心軸的調節(jié)改善心功能。小結肥胖是心血管疾病發(fā)病的重要危險因素，可引起心臟的功能減退和結構改變。減重術可明顯改善肥胖癥患者心臟的結構和