增龄和高血压病对动脉弹性功能的影响医学论文.doc

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增龄和高血压病对动脉弹性功能的影响_医学论文作者：王妍，陶军*，杨震，涂昌，徐明国，王洁梅，刘东，曾群英，陈国伟，马虹【摘要】目的探讨增龄和高血压病对动脉弹性功能的影响。方法采用改良Windkessel模型为基础的脉搏波分析法，检测204例健康志愿者(15～80岁)和46例原发性高血压病人(35～70岁)的大动脉弹性指数(C1)和小动脉弹性指数(C2)，评价增龄和高血压病对动脉弹性功能的影响。结果健康志愿者C1和C2随着年龄增长而降低，与年龄呈负相关(r=-0.628，P<0.001；r=-0.595，P<0.001)。原发性高血压病人的C1和C2分别为(9.31±3.85)×10ml／mmHg和(3.57±1.62)×100ml／mmHg，明显低于年龄匹配的健康志愿者(15.13±4.14)×10ml／mmHg和(7.89±2.91)×100ml／mmHg。高血压病人C1和C2与收缩压(r=-0.37，P<0.05；r=-0.39，P<0.05)和脉压(r=-0.39，P<0.05；r=-0.43，P<0.05)呈负相关。结论增龄和高血压病导致动脉弹性功能损伤，动脉弹性功能检测为临床评价血管结构和功能损害及其危险分层提供了一种替代方法。【关键词】动脉弹性；内皮；增龄；原发性高血压；血管【Abstract】Objective The present study was performed to evaluate effects of aging and hypertension on arterial elasticity.Methods Using modified Windkessel model of the circulation and pulse waveform analysis，large artery elasticity indices(C1)and small artery elasticity indices(C2)of 204 healthy subjects(age 15～80 years)and 46 essential hypertensive patients(age 35～70 years)were measured.Age-and hypertension-related arterial elasticity changes were examined.Results C1 large artery and C2 small artery elasticity indices of healthy subjects were reduced with advancing age.C1 large artery and C2 small artery elasticity indices were negatively correlated with age(r=-0.628，P<0.001；r=-0.595，P<0.001).C1 large artery and C2 small artery elasticity indices in patients with essential hypertension compared with the age-matched healthy subjects were(9.31±3.85)ml/mmHg×10 versus(15.13±4.14)ml/mmHg×10(P<0.001)and(3.57±1.62)ml/mmHg×100 versus(7.89±2.91)ml/mmHg×100(P<0.001)，respectively，and significantly lower than the corresponding healthy subjects.There was a negative association between C1 large artery and C2 small artery elasticity indices and systolic blood pressure(r=-0.37，P<0.05；r=-0.39，P<0.05)and pulse pressure(r=-0.39，P<0.05；r=-0.43，P<0.05)in patients with essential hypertension.Conclusion Advancing age and essential hypertension lead to imparied arterial elasticity.Arterial elasticity assessment offers a means of risk stratification for the clinical evaluation of vascular structural and functional injuries.【Key words】arterial elasticity；endothelium；aging；essential hypertension；vessel增龄和高血压病是心血管疾病的常见危险因素，增龄和高血压病通过损伤血管壁结构和功能导致动脉粥样硬化的发生和发展［1～3］。血管是心血管多重危险因素作用的靶点，血管损害是心血管疾病发生和发展的共同病理基础。因此，提出一种无创简便的方法评价血管的损伤，对动脉粥样硬化血管疾病的防治具有重要意义。新近的研究表明，脉搏波分析法检测的动脉弹性功能降低反映血管结构和功能异常［4～5］。本文研究了年龄和高血压病对动脉弹性功能的影响，探讨动脉弹性功能异常是血管损伤的危险标志，旨在为临床评估血管损伤程度的危险分层提供一种替代指标，现将结果报告如下。1资料与方法1.1一般资料204例健康志愿者，男96例，女108例；年龄15～80岁，平均(45±17)岁；经病史、查体、实验室检查和心电图检查排除了高血压病、糖尿病、高胆固醇血症和其他心血管疾患。试验前2周所有受试者均未服用任何药物。204例健康志愿者按年龄分成4组(15～30岁，31～45岁，46～60岁，61～80岁)。46例未经治疗的新诊断原发性高血压病人，男30例，女16例；年龄37～70岁，平均(54±10)岁入选本研究；所有的病人均来自我院门诊，高血压病的诊断标准参照国际高血压联盟1999年的标准［6］，血压测量值超过140／90mmHg，排除继发性高血压，诊断为高血压病。病人无糖尿病、高脂血症、肾功能衰竭、冠心病或脑卒中等疾病。另从204例健康志愿者中按高血压病组病人的年龄及性别匹配抽出40例作为对照组。1.2动脉弹性功能检测检测时的环境温度控制在23℃，受试者需卧位休息至少15min，检测前12h禁饮含酒精和咖啡饮料，禁止吸烟。采用CVProfilorDO-2020系统(Hypertension Diagnostic Inc，Egan，MN，USA)记录桡动脉脉搏波曲线。受试者取仰卧位，钩带状固定装置组成的腕稳定器固定右腕，将动脉脉搏传感器对准桡动脉脉搏最强点以获取合适波形，然后以200采样点／s，记录30s数字化桡动脉搏动波形，储存于仪器内供计算机自动分析，根据改良Windkessel模型将总系统动脉顺应性分为大动脉弹性指数(C1，ml/mmHg×10)，小动脉弹性指数(C2，ml／mmHg×100)。桡动脉脉搏波舒张压曲线的分析方程式为：P2(t)=A-At1e 2+A3e-At4cos(A 5t+A6)，其中，P2(t)是主动脉瓣关闭时的舒张压，采用一种参数估算法用于给定方程中待测心动周期舒张期部分匹配的最佳Ai参数，这些Ai参数及系统血管阻抗决定大动脉顺应性与小动脉顺应性。1.3统计学方法结果以均数±标准差(x±s)来表示，采用非配对Student-t检验组间均数差异，动脉弹性与年龄和血压之间的相关分析采用单因素线性回归方法。2结果健康志愿者的大动脉弹性指数(C1)和小动脉弹性指数(C2)随年龄的递增均降低(见图1)，C1与C2和年龄呈负相关(见图2)。除血压参数外，健康对照组和高血压病组之间其他基线资料差异无显著性，见表1。与健康对照组比较，原发性高血压病人的C1和C2明显降低(见图3)。高血压病人的C1和C2与收缩压(r=-0.37，P<0.05；r=-0.39，P<0.05)和脉压(r=-0.39，P<0.05；r=-0.43，P<0.05)呈负相关。图1健康志愿者各年龄组动脉弹性指数及其变化趋势图2健康志愿者动脉弹性指数与年龄的相关关系图3高血压病组与健康对照组动脉弹性指数的比较（*P<0.001）表1健康志愿者与高血压病人的基线资料(x±s)注：*P<0.01 3讨论本研究的主要发现是健康志愿者随年龄增加，大动脉弹性指数(C1)和小动脉弹性指数(C2)逐渐下降，高血压病患者与健康对照组比较，C1和C2进一步降低，结果提示动脉弹性功能降低反映了衰老和高血压病所致的血管损伤的程度。以改良Windkessel模型为基础的脉搏波分析法测定动脉弹性是一种新近发展的检测血管功能的手段［3，5］。通过分析压力波形图中动脉流量和舒张期压力的衰减，获取C1和C2。C1又称容量顺应性，是指在舒张期压力呈指数样衰减期间，血流体积下降与动脉树中压力下降的比值，主要反映近段中心大动脉的功能；C2又称振荡顺应性，是指在舒张期压力呈指数样衰减期间血流振荡体积变化与振荡压力变化的比值，主要反应外周小动脉的功能。众所周知，增龄伴随着血管结构与功能损伤，导致心血管疾病发生率增加，本文的研究结果显示健康志愿者C1和C2随年龄增加明显降低，表明动脉弹性指数可作为评价老化过程的血管结构与功能改变的指标。增龄导致动脉弹性功能改变的作用机制目前尚不完全清楚。McVeigh等［3］假设内皮产生一氧化氮(NO)受损可能与增龄相关动脉弹性功能降低有关。最近，我们采用乙酰胆碱离子电渗透激光多普勒方法测定了年龄依赖的内皮功能改变及其与动脉弹性功能变化的关系，结果发现动脉弹性功能随增龄降低，与此同时，内皮依赖性血管扩张剂乙酰胆碱诱导的血管扩张反应随年龄也降低，而内皮非依赖性血管扩张剂硝普钠诱导的血管扩张反应则不受年龄影响，且内皮依赖性血管扩张反应和动脉弹性功能之间有显著的线性相关性，证实增龄是内皮功能损害的独立危险因素，脉搏波分析法检测的动脉弹性功能降低可以作为评估人内皮功能的指标［7］。McVeigh等［4］最近报道，健康志愿者静脉注射NO合酶抑制剂L-NAME能够明显降低动脉弹性功能；注射L-精氨酸，而不是D-精氨酸能逆转L-NAME导致的动脉弹性功能变化，表明内皮产生的NO的确介导了脉搏波分析法检测的动脉弹性功能改变。原发性高血压病是心血管病的主要危险因素之一，随着年龄增加，原发性高血压病的发病率增加。本文的研究发现，无临床心血管疾病的健康志愿者随年龄增加动脉弹性功能降低，原发性高血压病人与年龄匹配的健康志愿者相比较，其动脉弹性功能进一步降低，证实了高血压病患者存在着更严重的血管损害或内皮功能障碍，亦提示内皮功能障碍可能是原发性高血压病的原因而不是结果。近来的研究表明，双亲为原发性高血压病的后代尽管其血压在正常范围内，却被发现已存在内皮功能障碍也支持这一假说［12］。研究表明，高血压内皮功能异常导致NO产生减少或生物利用度降低［8～11］，从而致动脉弹性受损。总之，正常老化过程伴随着动脉弹性功能降低，在高血压状态下，动脉弹性功能进一步降低，这表明多重心血管危险因素协同加重了动脉的损害，动脉弹性功能降低可作为血管损害的危险标志，本研究结果表明，增龄和高血压病导致动脉弹性功能损伤，动脉弹性功能检测为临床评价血管结构与功能损伤及其危险分层提供了一种替代方法。【参考文献】1 Lund-Johansen P.The hemodynamics of the aging cardiovascular system.J Cardiovasc Pharmacol，1988，12：S20-S30.2 Robert L.Aging of the vascular wall and atherogenesis：role of the elastin-laminin receptor.Atherosclerosis，1996，123：169-179.3 McVeigh GE，Bratteli CW，Morgan DJ，et al.Age-related abnormalities in arterial compliance identified by pressure pulse contour analysis：aging and arterial compliance.Hypertension，1999，33：1392-1398.4 McVeigh GE，Allen PB，Morgan DR，et al.Nitric oxide modulation of blood vessel tone identified by arterial waveform analysis.Clin Sci，2001，100：387-393.5 Cohn JN，Finkelstein S，McVeigh GE，et al.Noninvasive pulse wave analysis for the early detection of vascular disease.Hypertension，1995，26：503-508.6 Chalmers J，Macmahon S，Mancia G，et al.1999 World organization-international society of Hypertension guidelines for the management of hypertension.Clin Exp Hypertens，1999，21：1009-1060.7 Tao J，Jin YF，Yang Z，et al.Reduced arterial elasticity is associated with endothelial dysfunction in persons of advancing age.Am J Hypertens，2004，17：654-659.8 Linder L.Indirect evidence for release of endothelium-derived relaxing factor in human forearm circulation in vivo.Blunted response in essential hypertension.Circulation，1990，81：1763-1767.9 Panza JA，Quyyumi AA，Brush JE Jr，et al.Abnormal endothelium-dependent vascular relaxation in patients with essential hypertension.New Eng J Med，1990，232：22-27.10 Panza JA，Casino PR，Kilcoyne CM，et al.Role of endothelium-derived nitric oxide in the abnormal endothelium-dependent vascular relaxation of patients with essential hypertension.Circulation，1990，87：1468-1474.11 Tao J，Feng KY，Catalano M.Increased superoxide anion production in humans：a possible mechanism for the pathogenesis of hypertension.J Hum Hypertens，1996，10：305-309.12 Markovitz JH，Lewis CE，Sanders PW，et al.Relationship of diastolic blood pressure with cyclic GMP of a family history of hypertension.Coronary artery risk development in young adults.J 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