关于脉压的形成机制与临床意义研究
脉压(PP)值的高低是由于收缩压或舒张压的高低决定的,但是,PP的增大或减小与动脉血管的病理改变有直接关系。PP依赖左室搏出量和血管壁性状,它们决定动脉顺应性和动脉系统的波动特性。年龄、性别、身高和心率均与PP有关。本文比较系统地论述了脉压的形成机制、病理改变、药物治疗和临床意义等方面的相关理论知识。 1 脉压的形成机制
PP的计算方法是收缩压减去舒张压的差值。正常值范围是3O 50 mmHg.许多研究认为,PP高于60 mmHg或低于20 mmHg为脉压异常,必须积极治疗。在20 30 mmHg之间或在50 t 60 mmHg之间为临界值,此时如果伴随心脑血管病危险因素者应当积级治疗。
从表面上看,PP值的高低是由于收缩压或舒张压的高低决定的,但PP的增大或减小与动脉血管的病理改变有直接关系。PP是由于心输出量和动脉血管的僵硬程度两种因素相互作用决定的。动脉血管的僵硬程度表现为动脉血管顺应性和波动反射能力,也就是说,如果心输出量增加,PP增大;心输 量减,j、,PP减少。如果动脉僵硬程度增加,PP增大;动脉僵硬程度减小,PP减少。PP升高形成机制为通过减少动脉顺应性和动脉波动反射作用,增加了主动脉和大动脉的僵硬度,导致PP增加。已知许多因素影响动脉壁僵硬度和PP值。除了年龄和血压对动脉壁弹性影响以外,动脉粥样硬化(AS)扩大了这种作JI幸j、因此,PP和冠脉疾病之问可能是舣向的。也就是说,PP值升高,促进了冠脉疾病的发展; 冠脉疾病的发展,又促进_lr PP值升高。当平均动脉压与心脏输 量和总外周阻力吻合时,PP的形成更复杂。因此,PP不能被任何简单的、单一的循环模型所解释,PP将以两种互 模型系统共同的名义讨论,即Windkessel模型和评价血管增殖特性的动脉循环模型。前者描述阻力与容量成份并行的循环,阻力因素与外周血管阻力相关,而容量因素与循环动脉的顺应性有关。顺应性是容积容量结构对容量进一步增加可调节容量的测定(△容量/△压力),顺应性通过动脉树广泛传播,因此,主动脉和它的主要分支决定整个动脉系统的顺应性。动脉顺应性可通过舒张压降低或简单公式估计:顺应性=心脏输出量/脉压,脉压升高可继发于心脏输出量升高或顺应性降低。在健康观察对象,年龄或收缩压升高导致的脉压升高与顺应性降低有关,在年青人,脉压升高似乎与心脏输出量增加有关。
Windkessel模型的应用是有限的,因为这种模型将动脉树汇合成统一的顺应性和阻力,设想全部压力同时发生,循环系统作为一系列动脉分支网分配心脏的输出,所以,它不能解释与分布系统有关的现象,例如,波动反射和频率依赖,而这两者对了解脉压是特别重要的。波动反射通过动脉树在动脉的每一个分支发生,部分前向脉波被反射为背向心脏,并与前向脉波汇合,久而久之,汇合点与心脏距离缩短,脉波对血管壁的依赖性衰减。反射波比前向脉波优先返回心脏主动脉,导致对血管壁的依赖性衰减和心脏反射量减少,这与血管壁硬化和管腔直径减少有关,前向和逆向波的汇合因测量部位与时间不同而异,中心收缩压增加时,在左室射血产生的前向波的基础上,反射波可出现最高点,它导致SBP和PP增加,这种增加在臂肱动脉比股动脉低,老年人比年轻人低。应注意到,外周动脉测定的PP与中心动脉测定的PP不一致 . .
有时女性较快的心率将在一定程度缓解了PP增加。胆同醇、精尿病、高血压和高半胱氨酸血症等对动脉僵硬度均有影响作用。在明显高血脂的无症状个体,主动脉僵硬度随年龄增加而缓慢增加。同样,患家族性高胆网醇血症的年轻患者,大动脉表现出更多的顺应性。在一位35岁无症状的男性,则表现为主动脉僵硬度与LDLc负相关;而患家族性高胆固醇血症的老年患者,大动脉的顺应性明显减少,僵硬度显著增加。还有研究表明,标准浓度血脂与主动脉顺应性之间无任何关系,但oxLDI 水平增加与主动脉顺应性减少有关。在年轻的1型糖尿病人动脉顺应性增加,而在年老的2型糖尿病人大动脉舒张性明显减少。糖尿病患者似乎对降低动脉顺应性的高盐饮食的作用特别敏感,此作用与食用鱼油多少有关。除糖尿病以外,高血压也减少肱动脉舒张性,盐敏感的高血压患者比那些盐抵抗的人大动脉顺应性更低。虽然血浆高半胱氨酸水平与收缩期高血压有关,但对颈动脉和股动脉的僵硬度几乎无作用。
2 脉压的测量
PP的测量包括常规的肱动脉血压计、动态血压监测、内动脉压记录和特殊部位的测量等。在肱动脉测得的PP易受大动脉性质改变作用的影响,动脉压向外周动脉的传播伴随PP增加,此种机制包括来自远端动脉的反射波以及来自心脏的前向运动波的非线性波动。这导致中心和外周PP的不同,这种不同随年龄小而减小,原因是由于动脉僵硬度导致中心收缩压扩大的结果。肱动脉的PP与身高的关系表明,外周动脉测得的收缩压受传播距离的影响。
在肱动脉测得的收缩压和PP随年龄增加而增加,外周和中心PP差异的重要性可被年龄差别小而减小,女性肱动脉PP增加比男性明显。PP增加可作为临床研究终点指标,PP增加的许多病理、生理结果,如心脏肥大、心功能降低及冠状动脉灌注压改变等都与中心压有关。动脉及主动脉僵硬使其顺应性减少而PP和脉波波速增加,脉波波速增加导致伴收缩压增加的反射波的较早返回;平均血压的增加将使PP增加,由于动脉壁的非线性压力一张力行为,导致动脉在较高的扩张时增加动脉僵硬度。前向和逆向运动波的重合受生理因素身高和心率的影响,身高和心率影响SBP增加和PP值 .
PP依赖左室搏出量和血管壁性状,它们决定动脉顺应性和动脉系统的波动特性。年龄、性别、身高和心率均与PP有关。年龄与主动脉及主要血管弹力丧失有关,PP随年龄增加的重要原因是由于动脉弹力层断裂和损坏及胶原蛋白和弹力蛋白比例改变导致的大动脉,特别是主动脉僵硬度增加。僵硬度增加将导致动脉顺应性减少和脉波速率(PwV)增加,如PwV增加将增加SBP一样,由于减少了来自动脉壁的“缓冲作用”,顺应性减少将增加PP.
当不存在代偿性舒张时,动脉弹性丧失将导致动脉顺应性减少和波动速度增加,后者依赖血管壁的性状,因为血管壁的性状将导致反射的压力波过早地返回,因此,收缩期间的这种反射波交汇于次第发生的收缩波,导致收缩压增加,也导致中心PP增加。动物实验资料表明,动脉分支部位粥样硬化与年龄相关性增加可导致反应参数(前向与逆向运动波之比)的变化,这主要与交汇的部位及波动反应的时间和幅度有关。反射波返回所用的时问也依赖于到达交汇地点的距离和身高,有证据支持中心压增大和身高的联系,这种联系可导致男女之间的差异,女性比男性增加的指数大。当然,这也依赖于心室射血的时间与容量。由于射血时间与心动周期之间的比例,前向运动波的高峰在心率较慢时相对延迟,这样,即使反射部位和波传导速度固定,前向和逆向波之间的关系也将改变,中心压和中心PP在心率较低时将增加。
3 脉压的病理改变
由于动脉退行性病变使PP增加是动脉粥样硬化的开始阶段,可由此引起进一步的、反复的动脉壁损害,动脉僵硬度在动脉粥样硬化早期明显,可由机械性损害而加剧。在心内膜下血管动脉粥样硬化和存在冠状动脉狭窄时,在舒张压<80 mmHg的患者,冠脉灌注压减少,有增JJn,t~,血管病死亡的趋势,而脑卒中呈下降趋势。由于增加心脏后负荷和减少冠脉灌注压,PP可加剧心肌缺血。PP值可作为药物治疗靶,PP值的降低更多的是由于动脉顺应性增加。动脉顺应性增加还可通过各种非药物途径实现,例如体育活动、膳食管理(增加n-3脂肪酸与雌激素复合物摄入、减少盐摄入等)、戒烟限酒等,在绝经妇女雌激素替代治疗可增加动脉顺应性,降低了主动脉中心PP.与有氧运动比较,肌肉强力伸张运动与动脉僵硬度增加和PP增加有关,许多研究只检查肌肉或外周动脉,如肱动脉,但PP导致的病理生理变化大部分与中心压而不是外周压有关。
在小血管用乙酰胆碱活性评价法检测表明,PP升高导致内皮细胞功能紊乱,内皮细胞功能紊乱是动脉粥样硬化的先兆。PP升高与心血管终点事件的关系的另外一种解释是PP的双重性,即PP既是动脉粥样硬化的原因,也是动脉粥样硬化的结果。其循环路径如下:PP t一血管内皮细胞损伤及功能衰竭一动脉粥样硬化一主动脉僵硬度t一中心波反射T-PP t.如果动脉粥样硬化增加大动脉僵硬度,可导致PP与未来的临床事件出现统计学相关性。虽然早期主动脉僵硬度检测较困难,但是,通过测定脉搏波速(PWV)可间接测定主动脉僵硬度,作为患者所有死因(包括心血管病死亡)的预报因子。即使在疾病早期,动脉粥样硬化常常伴随大血管,特别是胸主动脉和腹主动脉僵硬。炎症标记,例如C反应蛋白,是动脉粥样硬化扩散的标记。已知主动脉和主要动脉僵硬与年龄有关,实际情况不完全如此,广泛存在的动脉粥样硬化加速了这种情况,经在冠心病患者检测,主动脉顺应性明显降低。现已明确,预报冠脉事件的血管僵硬度增加,SBP和PP比DBP更敏感 .
Nakayama等提出,升主动脉搏动是经皮冠脉血管成形术后再狭窄的有意义预报因子,Lu等报道,PP也是≥60岁患者再狭窄的有意义预报因子。当PP增加10 mmHg,再狭窄的危险增加72% ,因为PP可以是再狭窄的直接原因。所以,发现PP与再狭窄的联系比发现升主动脉搏动与再狭窄的联系更有临床实际意义。血管内皮细胞对由于血压产生的伸展力和机械力(张力)以及由于血流产生的剪切压力特别敏感。在这种周期性伸张力和压力作用下,各种生长因子表达和释放,包括胰岛素样生长因子-I、血小板源性生长因子和成纤维细胞因子等,血管平滑肌细胞(VSMC)增殖和迁移是发生再狭窄的主要机制之一。周期性伸张力和压力激活了细胞敏感的钙通道,使细胞内钙瞬间增加,导致血管痉挛与收缩。另外,增加细胞间黏附分子一I表达,促进单核细胞向内皮细胞黏附,而导致血管壁重塑,这是发生再狭窄的另一主要机制。血管壁伸张力和压力改变是冠脉血管成形术后再狭窄唯一的危险因子。由于波动反射和血管硬度的差异,整个动脉树的PP是不同的,正常情况下,从升主动脉到周边动脉PP值逐渐放大,而且,这种放大受多种因素影响,所以,周边PP不能代表中心PP,在升主动脉测定PP,是评价经皮管成形术后再狭窄的直接方法,比非介入技术更准确。
4 脉压的临床意义
PP与心电异常和大量临床心血管终点事件正相关。在Framingham研究中,对某个体而言,SBP DBP和PP全部与心血管终点事件正相关。当综合考虑时,DBP呈负相关,PP至少是中老年心血管终点事件的指征。一项群体研究表明,在<60岁的人,心血管病死亡与基础SBP有关;在>160岁的人,对预报心血管病死亡,PP比SBP和DBP是更好的指标。
在≥50岁的女性,SBP明显与中风和总死亡率有关,但是,SBP与随后的冠状动脉事件和心血管病死亡呈J型曲线,在SBP低水平时明显增加。对未治疗的原发性高血压患者24h动态血压监涣Il表明,SBP和PP与心血管事件(如致死或非致死的心肌梗死等)和死亡有关,而平均动脉压升高是脑卒中的更好指征。在40,69岁男性研究中,肱动脉PP是心血管疾病死亡的指征,重要的是,这种相关性在低的或高的动脉平均压时都是明显的。在对左室功能不全患者(70%有心梗史)的研究中,肱动脉基线PP是心血管疾病和全部死亡的预报因子,甚至在调节了动脉平均压和其他变量以后仍然如此。在单纯收缩性老年高血压患者,脑卒中和总死亡率与独立于平均压的PP增加有关。在>65岁的人,PP是充血性心衰的独立指征。
PP与许多替代终点事件有关,例如左室肥厚;另外,基础PP是一系列心血管疾病,特别是冠脉事件的指征,PP比其它血压指标更有临床意义。对单纯SBP性高血压(I)P增大)群体的研究表明,用钙离子通道阻滞剂尼群地平治疗,脑卒中减少4l% ,综合冠脉事件减少26% ;对年龄t>60岁、SBP≥160 mmHg及DBP~<95 mmHg的群体积极治疗,脑卒中减少30% ,冠脉事件减少23% ,总死亡率减少18%.
蛋白尿、左室肥厚、持续血糖高水平伴糖尿病与PP升高有关,动脉僵硬度增加和较早脉波反射导致PP增加和单纯性SBP.另外,身高与PP负相关的原因是较矮的身材使反射波较早地收缩性返回。
来自Framingham心脏研究中心资料表明,SBP随年龄增高而增高,而DBP直到60岁才开始增高,然后开始稳定降低,所以,PP可作为老年患者评价心血管疾病更重要的血压测量因子。PP是一个独立的心机管疾病因子,而平均血压还没有作为心血管疾病丰¨关因子进行广泛研究,在埘>160岁没有心J血l管疾病病史的老年人的前瞻性研究巾,评价了SBP、I)BP、PP和平均BP的单独或联合作用、经12 ,l3年观察后,资料用COX比例风险模型进行多因素分析,按高血压治疗状态和性别分层,在调整了年龄、是否患糖尿病、教育程度、吸烟状态、总胆固醇和体重指数(BMI)后的结果表明,4种血压测量指标直接与心血管病死亡危险有关,其中SBP和平均BP为关系更密切的指标,在女性,平均BP比SBP为稍好的指标;在男性,SBP比平均BP为稍好的指标;在服用高血压药物的患者,4种血压测量指标均不是心血管病死亡危险的有意义指标。
5 脉压的药物治疗
PP增加是大动脉僵硬度增加的前兆,ACEI对降低大动脉僵硬度有明显作用,用喹那普利对EH患者治疗,通过PWV法测定,颈动脉扩张性与主动脉顺应性增加,对颈动脉的作用与血压降低后作用有关,对主动脉的作用是药物直接的血管壁作用与血压依赖的作用的联合。静脉给予卡托普利后,高血压病人的大动脉顺应性尽管有所提高,但仍比血压正常的人低。赖诺普利明显减少主动脉PwV,表明ACEI影响动脉壁。用钙离子通道阻滞剂波依定对轻中度EH患者治疗,在降低血压的同时,颈动脉、股动脉及外周动脉PwV明显降低,表明其具有明显的血管壁作用,尼群地平对高血压的作用似乎由AngⅡI型受体亚型决定,对AA等位基因的人,尼群地平显示出对PwV的作用。雅施达(培哚普利)对PWV的作用在c等位基因的人十分明显。B肾上腺素能受体阻滞剂不影响PwV,但a-p联合可以减少PWV;胺酰心安(阿替洛尔)不影响外周PWV,但减少主动脉PwV及血压。用比索洛尔可减少中心和外周PwV.EH患者快速给予消心痛治疗可增加颈动脉、肱动脉和股动脉顺应性。硝酸盐制剂也导致血压与反射波降低。一些新技术,如张力测量、管壁径迹等,允许在不同压力时检测管壁性状,但这些技术限于外周动脉,评价中心压变化是根据功能转换在外周动脉部位评价中心动脉波形和压力。
饮食中n一3脂肪酸及有氧体育活动可干预大动脉性质。大量饮食和生活习惯的干预表明可改善大动脉性质,这包括有氧运动和消耗n一3脂肪酸;相反,力量运动与动脉硬度增加和较高的PP有关,ACEI可作用于动脉壁降低PP.PP与心血管事件有关。
在未服用高血压药物的患者,SBP和平均BP是心血管病死亡危险的有意义指标,SBP的临床意义优于平均BP.在有心梗史的观察对象,血压平均每升高10 mmHg,心梗复发率升高12% ,PP比平均BP为更好的指标,可以更有效地预报心血管病死亡。应用抗高血压药物和性别影响血压测量结果,血压测量值对未应用抗高血压药物的患者可成为有意义的预报心血管病的指标;反之,如果未积极应用抗高血压药物治疗,高血压可成为导致心血管病发生及死亡的重要影响因素。心血管健康研究(CHS)计划发现与DBP和PP比较,SBP是心血管病最好的预报指标。高血压测量与跟踪计划(HDFP)发现在预报心血管疾病危险上,PP与SBP具有同样的作用。多危险因素f预试验(MRFIT)发现SBP和DBP比PP对心血管疾病具有更好的预报作用。在单独考虑个体血压测量的参数时,平均BP和SBP是心血管病危险最好的预报指标,SBP在未治疗的个体是心血管病危险最好的预报指标。流行病医生和临床医生不熟悉将平均BP和PP作为心脑血管病危险因素,但在某些方面,平均BP和PP确实优于SBP和DBP '? .
在高血压患者,PP与高血压导致的靶器官损害和心血管事件危险有关,包括左室肥厚、蛋白尿和动脉重塑。在中老年高血压患者的试验治疗表明,PP是冠心病事件最强的预报因子之一,抗高血压治疗期间PP的变化影响预后,PP的降低不是必须与SBP和DBP降低平行,但MBP的降低是PP降低的关键因素。在767例(年龄55 .8O岁,平均66岁)高血压患者2年抗高血压治疗前后彩超与临床脉压变化的关系,在Losartan干预组,2年后血压从173/98 mmHg降至147/84 mmHg,脉压从75 mmHg降至63 mmHg,均P<0.001.
用线性多因素分析,治疗2年后PP的降低与年龄和糖尿病负相关,与身高和MBP降低正相关,r2=0.42,P<0.O1.影响PP降低的因素主要为年龄较大、身材较矮、女性、伴SBP性高血压、糖尿病、蛋白尿、左室肥厚、MBP、尿球蛋白/肌酐比值。因此,伴左室肥厚、年龄较大、MBP降低值小、伴糖尿病、身材较矮的女性高血压患者,在抗高血压治疗期间,PP降低缓慢。MBP=DBP+1/3 x PP,群体研究结果,PP与年龄、MBP、禁食、血糖水平、左室组织/体表面积、心搏出量、尿球蛋白/肌酐比值正相关,与心率和身高负相关。在双因素分析中,治疗2年后PP降低与身高正相关(r=0.07),与心率负相关(r=一0.08),用多因素分析,较高的基础PP和身高、较低的年龄、无糖尿病均独立地与2年后PP降低有关;双因素分析中,2年后PP降低与MBP、尿球蛋白/肌酐比值、左室组织体积与外周阻力正相关,与心率变化负相关,说明PP降低与心率不完全相关。目前的研究表明,较高的PP、较大的年龄、持续糖尿病、左室肥厚为抗高血压治疗患者的心血管病危险因素,另一危险因素为蛋白尿,表明肾功能不全和存在心血管病并发症。
PP的作用独立于其它血压名称,特别是平均压。PP增加是反映血管壁厚/管腔直径比值的一个有意义的指征。在高血压患者,尽管平均血压相似,但PP/>60 mmHg的人比<60 mmHg的人左室组织体积偏重。在未治疗的高血压患者和血压正常者,颈动脉中内膜厚度与颈动脉PP或平均压有关。用依那普利或B阻滞剂治疗9个月,颈动脉中内膜厚度与中心压降低而不是平均压降低有关。对高血压患者进行动脉内压监测跟踪观察9年以后,发现颈动脉中内膜厚度与左室组织指数和基础PP有关。该观察终点与颈动脉内SBP和PP的相关性是十分明显的,但与DBP的相关性不明显。
在绝经妇女,颈动脉中内膜厚度与精神压力导致的PP升高有关;在未绝经妇女,基础SBP,而不是DBP,是冠状动脉和主动脉钙化斑块增加的指征。在自发性高血压鼠的研究表明,药物治疗后左室肥厚的减退依赖于脉搏波动负荷的变化 .
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