肥胖癥患者減重術(shù)后心臟結(jié)構(gòu)功能變化及其機(jī)制

肥胖癥患者減重術(shù)后心臟結(jié)構(gòu)功能變化及其機(jī)制(全文)肥胖癥是指機(jī)體能量代謝失衡所導(dǎo)致的脂肪過度堆積［體質(zhì)指數(shù)(bodymassindex，BMI)>30kg/m2］。據(jù)統(tǒng)計，2012年我國成年人肥胖率高達(dá)11.9%且肥胖人數(shù)增速逐步加快嚴(yán)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(jié)構(gòu)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(yùn)動療法、藥物療法等，但治療效果欠佳［2］。減重術(shù)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(jié)構(gòu)和功能。隨著減重術(shù)的日益推廣，國內(nèi)外學(xué)者逐漸關(guān)注其對降低心血管事件風(fēng)險的作用及機(jī)制。本文通過對該領(lǐng)域的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，探討肥胖癥患者減重術(shù)后心臟結(jié)構(gòu)功能的變化及機(jī)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(shù)的概述減重術(shù)是指通過手術(shù)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(shù)的適應(yīng)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(guān)并發(fā)癥。減重手術(shù)有多種術(shù)式，如胃袖狀切除術(shù)、Roux-en-Y胃旁路術(shù)、可調(diào)節(jié)胃束帶術(shù)和膽胰分流術(shù)等，其中，以胃袖狀切除術(shù)應(yīng)用最為廣泛，該術(shù)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(dá)到減重的目的。減重術(shù)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(shù)后對患者進(jìn)行長期隨訪具有非常重要的意義，隨訪時應(yīng)鼓勵患者堅持飲食及治療方案，防止復(fù)胖，要注意補(bǔ)充微量元素等營養(yǎng)物，有利于減少并發(fā)癥［4］。減重術(shù)后心臟結(jié)構(gòu)功能的球2.1心臟結(jié)構(gòu)的變化肥胖可引起心血管結(jié)構(gòu)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(shù)后肥胖癥患者的心臟結(jié)構(gòu)可逐漸恢復(fù)至正常，其中，左心室的結(jié)構(gòu)變化較為明顯，主要體現(xiàn)為左心室體積和質(zhì)量的變化，但各研究的結(jié)果存在差異。多數(shù)研究表明，減重術(shù)后3?36個月，肥胖癥患者的左心室體積顯著減小［5,6］。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(shù)后可明顯改善左心室的體積，而未合并左室肥厚的患者術(shù)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(zhì)量在減重術(shù)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(shù)后肥胖癥患者的右心室結(jié)構(gòu)可逐漸改善，Rider等［8］的研究中，減重術(shù)后3?24個月，肥胖癥患者的右心室質(zhì)量和右室收縮末期容積顯著降低至正常水平。此外，術(shù)后左心室肥厚的逆轉(zhuǎn)、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?。?］。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(yán)重肥胖的患者。肥胖癥患者心臟發(fā)生心肌細(xì)胞肥大，心肌纖維化等結(jié)構(gòu)重塑，心肌順應(yīng)性降低，導(dǎo)致舒張功能障礙，進(jìn)而產(chǎn)生心室結(jié)構(gòu)的變化并導(dǎo)致收縮功能減退。多項研究均證實減重術(shù)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(shù)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(jié)果表明，減重術(shù)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(shù)后肥胖癥患者的左室射血分?jǐn)?shù)(leftventricularejectivefraction，LVEF)變化不明顯，這可能與肥胖癥患者減重術(shù)后高循環(huán)狀態(tài)的改善有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，LVEF<40%的肥胖癥患者在減重術(shù)后LVEF有明顯升高，這提示該指標(biāo)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(shù)后心臟結(jié)構(gòu)功能變化的機(jī)制3.1心肌細(xì)胞代謝改變肥胖可引起胰島素抵抗，從而降低體內(nèi)心肌細(xì)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(qiáng)預(yù)測因子，肥胖癥患者的心肌細(xì)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(shù)可以改善肥胖癥患者的心肌細(xì)胞代謝，Hannukainen等［9］對肥胖癥患者減重術(shù)后的心肌代謝、血流進(jìn)行的研究表明，減重術(shù)后，肥胖癥患者體內(nèi)的心肌細(xì)胞對胰島素的敏感性增加，促進(jìn)心肌細(xì)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(zhì)量的心肌細(xì)胞耗氧量降低，提示氧分子利用率增加［9］。盡管減重術(shù)后肥胖癥患者心肌細(xì)胞對脂肪酸的攝取減少，但患者術(shù)后空腹脂肪酸濃度仍然穩(wěn)定，原因可能是術(shù)后心肌細(xì)胞處于分解代謝狀態(tài)，也可以部分解釋減重術(shù)后患者心臟質(zhì)量下降的原因。肥胖引起機(jī)體的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)可影響心肌細(xì)胞內(nèi)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(xì)胞B-氧化作用并導(dǎo)致線粒體氧化呼吸鏈功能障礙［10］。研究證明，減重術(shù)能夠增強(qiáng)編碼線粒體氧化呼吸鏈蛋白的基因表達(dá)，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(shù)后體重的改變可對心肌細(xì)胞三羧酸(TricarboxylicAcid,TCA)循環(huán)中的關(guān)鍵代謝物質(zhì)水平進(jìn)行調(diào)節(jié)。研究表明，減重術(shù)后心肌細(xì)胞內(nèi)琥珀酰-CoA及其下游的分解產(chǎn)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(chǎn)率最低，故琥珀酰-CoA水平降低反映心肌細(xì)胞的產(chǎn)能效率增加。3.2血流動力學(xué)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(nèi)脂肪堆積導(dǎo)致機(jī)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(shù)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(jìn)而引起舒張壓和收縮壓的下降。減重術(shù)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(guān)性。該研究進(jìn)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(guān)，提示著自主神經(jīng)系統(tǒng)由交感神經(jīng)活躍轉(zhuǎn)向副交感神經(jīng)活躍的主導(dǎo)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(yán)重程度與肥胖程度呈正相關(guān)［12］。OSAHS可引起夜間低氧血癥、高碳酸血癥、交感神經(jīng)張力增加，且內(nèi)皮依賴性血管反應(yīng)降低，進(jìn)而導(dǎo)致肺動脈缺氧性收縮，并產(chǎn)生肺小動脈重塑的長期效應(yīng)，形成肺動脈高壓［13］。減重術(shù)后肥胖癥患者的肺動脈高壓能夠明顯改善。進(jìn)—步的機(jī)制研究表明，減重術(shù)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(yán)重程度，緩解并逆轉(zhuǎn)上述由OSAHS引起肺動脈高壓的神經(jīng)體液機(jī)制。肥胖癥患者的冠狀動脈循環(huán)受損。肥胖是冠狀動脈內(nèi)皮功能障礙的獨立危險因素，內(nèi)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(shù)能顯著改善其內(nèi)皮依賴性和內(nèi)皮非依賴性的冠狀動脈微血管擴(kuò)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(shù)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(xì)胞體積的減少，肥胖癥患者體內(nèi)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(jié)構(gòu)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(hù)作用［14］。3.4改善心臟結(jié)構(gòu)重塑肥胖可引起冠狀動脈微循環(huán)障礙和心肌細(xì)胞代謝紊亂，導(dǎo)致心肌細(xì)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(xì)胞發(fā)生脂肪變性，進(jìn)而發(fā)生心肌細(xì)胞凋亡和纖維化［15］，引起心肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)重塑。減重術(shù)可改善心肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)重塑，減重術(shù)后，心肌細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激性凋亡減少，心肌細(xì)胞排列更加整齊致密，且心肌細(xì)胞的纖維化程度降低。研究表明，減重術(shù)可促進(jìn)心肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+穩(wěn)態(tài)并減弱心肌自噬。肥胖可引起心室結(jié)構(gòu)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(fù)荷，動脈彈性降低增加了心臟后負(fù)荷，引起左心室肥大。舒張功能不全導(dǎo)致左房充盈壓力升高并傳導(dǎo)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(shù)有利于降低肥胖癥患者心臟的前、后負(fù)荷以及肺動脈壓力，從而改善心室結(jié)構(gòu)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(nèi)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(yīng)。脂肪因子的分泌可促進(jìn)動脈粥樣斑塊的形成并阻礙受損的動脈內(nèi)膜的修復(fù)。減重術(shù)不僅減少了脂肪組織體積，而且能有效調(diào)節(jié)脂肪組織的分泌效應(yīng)，從而發(fā)揮保護(hù)心臟的作用，降低心血管疾病風(fēng)險。此外，胃腸道分泌釋放多種胃腸調(diào)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(shù)不僅改變了胃腸道的解剖結(jié)構(gòu)，而且改變了營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入腸道的速率，因此許多胃腸調(diào)節(jié)肽在術(shù)后發(fā)生改變，進(jìn)而通過腸-心軸的調(diào)節(jié)改善心功能。小結(jié)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(jié)構(gòu)改變。減重術(shù)可明顯改善肥胖癥患者心臟的結(jié)構(gòu)和