吉林大学学报(医学版)  2019, Vol. 45 Issue (02): 457-464     DOI: 10.13481/j.1671-587x.20190244

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邢寻静, 宋子凯, 唐明龙, 杨硕, 秦玲
保留射血分数的心力衰竭病理生理机制和治疗的研究进展
Research progress in pathophysiological mechanism and treatment of heart failure with preserved ejection fraction
吉林大学学报(医学版), 2019, 45(02): 457-464
Journal of Jilin University (Medicine Edition), 2019, 45(02): 457-464
10.13481/j.1671-587x.20190244

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收稿日期: 2018-06-22
保留射血分数的心力衰竭病理生理机制和治疗的研究进展
邢寻静 , 宋子凯 , 唐明龙 , 杨硕 , 秦玲     
吉林大学第一医院二部心血管内科, 吉林 长春 130021
[摘要]: 保留射血分数的心力衰竭(HFpEF)在心力衰竭患者中占有极大的比例,其是指由于各种原因导致舒张功能下降引起的心力衰竭,而心肌收缩功能往往处于正常水平,通常伴有高血压、糖尿病、房颤和肾功能不全等各种并发症,这些并发症可促进疾病的进一步恶化,使住院的风险增加。HFpEF诊断的确切客观证据需要通过心导管检查获得,但是其属于有创检查,难以在临床上普遍展开,由于非侵入性辅助检查诊断的局限性,故目前尚无统一的临床标准。心肌细胞肥大及各种并发症可引起早期主动舒张能力减弱,而心室肌顺应性下降和僵硬度增加可引起晚期被动舒张能力减弱。传统的治疗药物虽然降低了射血分数(EF)减少的心力衰竭(HFrEF)患者的死亡率和再住院率,却不能显著改善HFpEF患者的预后,故HFpEF研究是目前临床研究的热点。本文对近些年公布的相关指南和发表的相关文献进行总结,阐述HFpEF的诊断、病理生理机制、辅助检查和并发症,总结传统的治疗药物和新型药物,提出治疗的新方向。
关键词: 心力衰竭    保留射血分数    病理生理机制    心导管检查    
Research progress in pathophysiological mechanism and treatment of heart failure with preserved ejection fraction

1923年Yendel Handerson提出研究心肌松弛功能与收缩功能同样重要[1]。1980年临床医学研究开始认识到射血分数(ejection fraction, EF)正常的心力衰竭患者的症状和体征[2]。2007年,欧洲心脏病学会和心血管影像学协会正式将这种心力衰竭定义为伴有正常EF的心力衰竭,也称为保留射血分数的心力衰竭(preserved ejection fraction of heart failure,HFpEF)[3]。HFpEF是指由各种原因导致左心室松弛能力下降和心室壁僵硬以及心肌纤维化引起的心功能不全,而心肌收缩力往往处于或接近正常水平(EF>50%),HFpEF可能成为未来10年内心力衰竭的主要原因。

近年来,大量的基础研究及临床观察显示:HFpEF发病机制涉及到多器官功能的障碍,并发多种并发症,并形成恶性循环。但是目前虽对于射血分数减少的心力衰竭(heart failure with reduced ejection fraction HFrEF)研究较为明确,但是对于HFpEF患者的确切发病机制尚不完全清楚,并未建立可以改善HFpEF患者预后的有效治疗方案。本文对近些年公布的相关指南和发表的相关文献进行总结,阐述其诊断和病理生理机制,旨在探讨HFpEF患者治疗的新方向,以提高其预后及生活质量。

1 HFpEF的诊断指南

因为对HFpEF病理生理机制认识不足,且由于目前可用于诊断舒张功能障碍的非侵入性辅助检查的局限性,故目前尚无统一的临床诊断标准。1998年欧洲研究小组的诊断标准要求同时存在下列3项标准:①充血性心力衰竭的证据;②左心室收缩功能正常或轻度异常;③左心室壁存在舒张、充盈、舒张期的扩张性或僵硬度的异常。虽然这些诊断标准的制定代表了HFpEF诊断上的巨大进步,且左室收缩功能障碍的确切证据根据EF很容易获得,但无创方法很难明确是否存在左心室舒张功能障碍,心室舒张功能障碍的确切客观证据需要通过心导管检查获得,然而心导管检查属于有创检查,难以在临床上普遍展开;特别是老年女性和肥胖患者,临床症状往往不典型,容易被误诊。

研究者[4]制定了区分“Definite、Probable or Possible HFpEF”的诊断标准。Definite HFpEF的诊断标准中除了需要心导管或超声心动图检查评估舒张功能外,其余同欧洲研究小组的诊断标准一致,具体如下:①具有诊断心力衰竭的确切证据,颈静脉怒张、夜间阵发性呼吸困难或端坐呼吸和急性肺水肿等;②在心力衰竭发作的72h内,具有左心室EF正常的客观证据(EF通常大于50%);③通过心导管检查评估左心室舒张功能不全。若第1~3条皆符合,则考虑为Definite HFpEF;若仅符合第1~2条,则考虑为Probable HFpEF;若仅符合第1条,则考虑为Possible HFpEF。

2016年欧洲心脏病学会急慢性心力衰竭诊疗指南[5]根据EF将心力衰竭分成3种类型:EF若低于40%,定义为HFrEF;EF若为40%~50%,定义为射血分数减少中间值的心力衰竭(heart failure with middle reduced ejection fraction, HFmrEF);EF若大于50%,则定义为HFpEF。HFpEF的主要结构改变是左心房体积指数>34 mL·m-2或男性左心室重量指数≥115 g·m-2,女性左心室重量指数≥95 g·m-2;主要功能改变是早期二尖瓣血流速度(E)/组织多普勒舒张早期二尖瓣环速度(e’)≥13。

2 HFpEF的病理生理机制

心脏的舒张功能主要包括心室等容舒张期的主动舒张和心室充盈期、心房收缩期的被动舒张。心肌细胞的主动舒张是钙泵依赖性的,钙泵将钙离子泵入细胞触发心肌收缩,再把钙离子转运出细胞或泵入肌浆网中触发心肌舒张。心肌细胞肥大及各种并发症引起心肌细胞缺血、缺氧,心室充盈量下降,排血量降低,不能满足机体代谢的需要,引起早期主动舒张能力减弱。而心肌的被动舒张主要依赖心室的几何形状和心肌组织的弹性[6]。目前认为心室肌顺应性下降和僵硬度增加引起晚期被动舒张能力减弱。

HFrEF在几何形状上是偏心性肥厚,而HFpEF在几何形状上是向心性肥厚[7],这也是其关键几何学特征。左心室充盈压的异常增加,引起左心室几何形状的改变,左心室的异常增大进而引起左心房压力增大,后者可损伤肺血管内皮细胞,促进肺纤维化,产生肺动脉高压,进而影响右心功能。具体过程如下:左心室肥厚患者,血管数目相对稀疏,血液供应条件相对较差,与左心室体积相比,左心室壁厚度增加可以提高收缩期的EF,使EF维持在正常水平,却降低心肌组织的弹性,降低舒张功能,从而增加舒张期的充盈阻力,增高舒张末期充盈压力,使压力-容积曲线上移,也就是舒张末期容积正常、舒张末期压力却异常升高,肺静脉出现严重回流困难,肺毛细血管压亦随之升高,出现肺淤血的症状,随后右心房和右心室结构出现异常改变。

多数HFpEF患者会发生心房颤动,当心房纤颤发生时,心律不规则,心率过快,导致左心室充盈压进一步增高和心房重塑,加重舒张性心力衰竭;反之,HFpEF患者的发展通常伴有心房纤颤,房颤的存在会造成患者预后不良,两者互为因果,恶性循环,进一步降低左心室舒张功能。

心脏炎症主要是借助细胞外基质影响HFpEF患者的舒张功能,其作用机制主要是心肌细胞的炎症增加促纤维生长因子转化生长因子β(profibrotic growth factor transforming growth factor-β, PGFTGF-β)的表达,进而刺激成纤维细胞转化为成肌纤维细胞,并抑制心脏的降解系统,从而使心脏胶原蛋白的含量增加,却降低了基质金属蛋白酶-1(matrix metalloproteinase-1, MMP-1)的含量,MMP-1是人心脏中主要的酶,而心脏胶原蛋白含量的增加和心肌细胞的炎症使心脏的舒张功能进一步恶化[8]

心脏炎症也可引起细胞内皮功能的异常,内皮功能障碍已被确定为HFpEF患者未来心血管事件的独立预测因子之一。冠状动脉内皮障碍及炎症诱导黏附分子表达增加,可提高活性氧的活性,降低一氧化氮(nitric oxide, NO)生物利用度,促进心肌细胞的纤维化,使静息状态时心肌细胞舒张速度缓慢,而运动状态时心肌细胞舒张功能受限。

心肌细胞纤维化主要受Bcl-2基因和miR-21基因调控。miR-21基因通过EPK-MAP途径进行信号传导,促进成纤维细胞的增殖,而Bcl-2是miR-21的靶基因,两者为相互促进的关系,miR-21基因表达增加,则Bcl-2基因表达上升。Bcl-2属于抗凋亡因子,Bcl-2表达下降,则心脏成纤维细胞数量可减少[3]。在具有HFpEF症状的动物模型中,抑制miR-21表达后,心肌细胞纤维化程度得到明显改善,心力衰竭症状也得到缓解[3]。故基因治疗可作为未来HFpEF患者治疗的一个重要方向。

冠状动脉的血流量占心输出量的4%~5%,65%~70%氧气被心肌细胞所摄取,因此健全的血管功能对心脏的正常功能而言非常重要。故微血管功能障碍可显著影响冠脉循环,使心肌细胞得不到正常的营养支持,引起局部的功能异常,进而影响主动脉等大血管的弹性,使主动脉等大血管的僵硬度增加,并进一步影响冠脉微循环,而冠脉微循环障碍可降低NO的利用度、环磷酸鸟苷(cyclic guanosine monophosphate, cGMP)水平和蛋白激酶G(protein kinase G, PKG)活性,细胞内NO-cGMP-PKG信号传导出现紊乱,降低心肌细胞的舒张功能[9]

交感神经的激活在HFpEF的发病机制中占有重要地位,其中HFpEF患者心肌基本结构的改变与儿茶酚胺引起心肌频谱改变一致。ROSENDORFF[10]提出了交感神经诱发HFpEF的2种方式,即间接方式和直接方式。间接方式是交感神经通过血压的升高,增加左心室机械负荷促进心室僵硬度的增加;直接方式是交感神经的激活直接诱发血压的升高和舒张功能障碍。此外,交感神经诱发促炎细胞因子表达增加和细胞骨架的改变,促进心脏的重塑。HYDROXYEPHEDRINE研究入选41例EF≥40%HFpEF患者和12名年龄相匹配的志愿者行超声心动图和11C-羟基麻黄碱PET检查,结果表明:HFpEF患者支配心肌的交感神经受损,并且与晚期舒张功能障碍有关联[11]

研究[12]显示:HFpEF患者冠状动脉微血管稀疏,其机制可能与心肌交感神经支配和舒张功能障碍的异质性降低有关。目前,尚无法区分的是交感神经的激活诱发舒张性心力衰竭的发生,还是舒张性心力衰竭的发生诱发交感神经的激活,最大的可能性是两者之间相互促进,恶性循环,故破坏这种恶性循环是未来治疗的一个重要方向。

GONZALEZ-LOPEZ等[13]前瞻性筛查了120例年龄≥60岁HFpEF并发左心室肥大患者,通过99mTc-DPD闪烁扫描发现:野生型甲状旁腺素淀粉样变性(wild-type transthyretin amyloidosis, ATTRwt)占总数的13%,表明由ATTRwt诱发的HFpEF人数众多,该因素必须引起高度注意,其可以作为治疗的一个重要方向。此外,老龄化本身可引起舒张功能障碍、氧化应激和蛋白重构,触发舒张性心力衰竭的发生,其中左室充盈期作为舒张期的动态阶段最易受到干扰。最新研究[14]揭示了一些导致HFpEF的其他因素,包括心脏收缩功能障碍、心脏节律的异常、自主神经功能障碍和外周血管病等。

3 HFpEF的辅助检查

B型利钠肽(B-type natriuretic peptide, BNP)主要是由心室分泌,当心室内的压力负荷或容积负荷增加时,BNP就被释放进入血浆,BNP是HFpEF发展的重要标志物。实际上,N-末端脑钠肽前体(N-terminal pro-BNP, NT-pro-BNP)水平每提高100 ng·L-1,相对死亡风险增加35%[15]。HFpEF患者血浆BNP水平主要受E/e’、年龄、左心室舒张直径和β受体阻滞剂的影响。然而,少许HFpEF患者其BNP水平维持在正常水平,具体原因尚不清楚,考虑与肥胖有关。

研究[16]显示:相较于组织多普勒参数,左心房参数能更好地评估左心室舒张功能, 当左心房容积指数>32 mL·m-2时需高度怀疑存在舒张功能不全,而当左心房容积指数超过34 mL·m-2时可诊断充盈压的异常增高。

根据欧洲心脏病学会的诊断指南,E/e’可有效评估左心室充盈压力。若E/e’> 15则提示HFpEF的诊断,若E/e’ < 8则否定HFpEF的诊断,若E/e’的范围为8~15则需要借助其他检查进一步评估。超声心动图、心血管造影或心脏MRI也作为HFpEF的检测手段以进一步明确是否存在舒张功能障碍或充盈压力异常升高。

4 HFpEF的并发症

HFpEF患者既可以表现出心脏的因素,也可以表现出非心脏的因素,通常伴有各种并发症。HFpEF并发症是其综合征的基础,通过促进炎症反应产生多种不良后果,包括心肌细胞肥大和胶原沉积等[17]。CCLS-MEDICARE研究表明:HFpEF患者的并发症数目增加时,心力衰竭住院的风险也会随之增加[18]

高血压是诱发舒张性心力衰竭的主要危险因素之一,血压升高则心脏后负荷增加、心肌细胞肥厚及纤维化、心室壁僵硬度增加;同时高血压还增加心肌细胞胶原交联,而过度的心肌胶原交联与更高的因心力衰竭发作住院频数有关联[19];高血压还损伤血管内皮细胞。贫血患者左心室体积更大,心肌弹性更高,每搏输出量更大,血管的反应性往往很差。

糖尿病患者的心肌肥大,纤维化和舒张功能紊乱,血管搏动较差,动脉硬化程度较高[20], 导致炎症标志物水平升高,功能状态恶化,住院风险增加,运动能力下降。研究[21]显示:糖尿病患者的运动能力下降,主要表现在最大摄氧量和6 min步行试验距离的下降。房颤和肾功能不全与收缩和舒张功能参数恶化都有关,并且房颤的存在可影响患者的运动能力[22-23]

肾功能异常患者体内储存较多的液体,加重了心脏的容量负荷;少数患者可有心包脂肪,心包脂肪以旁分泌或机械作用于心肌组织,其体积与左心室舒张障碍有关联,心包对心肌产生压迫作用,干扰左心室的扩张,降低心脏的充盈;同时心包脂肪中含有各种高水平的细胞因子,这些因子可诱发炎症及增加胶原蛋白的含量,降低一氧化氮合酶活性,影响心肌细胞的微循环[24]

5 HFpEF的治疗 5.1 治疗HFpEF患者的传统药物

血管紧张素转换酶抑制剂(angiotensin converting enzyme inhibitors, ACEI)、血管紧张素受体拮抗剂(angiotensin receptor blockers, ARB)、β受体阻滞剂(β-blocker)、醛固酮受体拮抗剂、钙离子拮抗剂、洋地黄和利尿剂等药物的出现,HFrEF患者死亡率和再住院率降低,明显改善了预后;然而,除了利尿剂可有效改善HFpEF患者心力衰竭的症状外,其余药物对于HFpEF患者的治疗虽没有明确的证据证明可以改善预后,但也有一些积极的作用,现就这些传统药物的大型临床试验介绍如下。

CHARM-Preserved试验[25]主要终点是坎地沙坦组和安慰剂组患者死亡率比较差异无统计学意义(170/1 514 vs 170/1 509, P>0.05),但心力衰竭发作入院率比较差异有统计学意义(250/1 514 vs 250/1 509,P=0.017), 提示坎地沙坦可降低EF>40%的心力衰竭患者心力衰竭发作的入院率。但是HFpEF患者EF>50%,与该试验的入组条件不同,故该试验尚不能完全提示坎地沙坦对HFpEF患者的治疗作用和改善预后。

PEP-CHF试验[26]在第1年时的主要终点全因死亡及心力衰竭发作总发生率(HR=0.692,95%CI:0.474~1.010,P=0.055)有积极意义;次要终点心力衰竭住院率(HR=0.628,95%CI:0.408~0.966,P=0.033)、心功能分级(P < 0.05)、6min步行试验距离(P=0.011)在培哚普利组和安慰剂组之间比较差异有统计学意义;但在整个随访期间,培哚普利组终点事件共计100例(23.6%)、安慰剂组共计107例(25.1%)(HR=0.92,95%CI:0.70~1.21,P=0.545)并无改善情况。许多患者在1年后退出该试验并服用开放标签的ACEI,导致该研究的主要终点不足,故培哚普利对HFpEF患者的长期发病率和死亡率的影响存在不确定性。

I-PRESERVES试验[27]入组条件之一是EF>45%,更接近HFpEF人群,该试验的主要终点是厄贝沙坦组和安慰剂组全因死亡及心力衰竭发作总发生率, 分别为100.4/千人年和105.4/千人年(HR=0.95, 95%CI: 0.86~1.05, P=0.35);次要终点是总体死亡率, 分别为52.6/千人年和52.3/千人年(HR=1.00, 95%CI: 0.88~1.14, P=0.981);心力衰竭入院率分别是70.6/千人年和74.3/千人年(HR=0.95,95%CI:0.85~1.08,P=0.44)。无论是主要终点还是次要终点,皆提示厄贝沙坦未改善EF>45%心力衰竭患者的结局。

ALDO-DHF试验[28]的主要终点是螺内酯组的E/e’从12.7(SD 3.6)降至12.1(SD 3.7),安慰剂组则从12.8(SD 4.4)增加至13.6(SD 4.3)(P < 0.01),提示长期应用醛固酮受体阻滞剂可改善心室舒张功能。但螺内酯组的氧耗量(VO2)峰值则从16.3(SD 3.6)mL·min-1·kg-1增加至16.8(SD 4.6)mL·min-1·kg-1, 安慰剂组从16.4(SD 3.5)mL·min-1·kg-1增加至16.9(SD 4.4)mL·min-1·kg-1(P=0.81), 提示螺内酯不能改善患者的最大运动能力、症状和生活质量。

TOPCAT试验[29]的结局是螺内酯组1722例患者中有320例发生主要终点事件(18.6%),而安慰剂组1723例患者中有351例发生主要终点事件(20.4%)(HR=0.89,95%CI:0.77~1.04,P=0.14);次要结局是螺内酯组因心力衰竭发作住院者206例(12.0%),安慰剂组有245例(14.2%)(HR=0.83,95%CI:0.69~0.99,P=0.04),提示对于EF>45%的心力衰竭患者,应用螺内酯治疗并未显著降低心源性死亡、心脏骤停和因心力衰竭发作住院的终点事件的发生率,但可能对心力衰竭发作住院发生率有改善作用。

奈比洛尔组6min步行试验[30]距离从(420±143)m到(428±141)m,安慰剂组从(412±123)m到(446±119)m(P=0.004);奈比洛尔组最大摄氧量从(17.02±4.79)mL·kg-1·min-1到(16.32±3.76)mL·kg-1·min-1, 安慰剂组从(17.79±5.96)mL·kg-1·min-1到(18.59±5.64)mL·kg-1·min-1(P=0.63)。与安慰剂组比较,奈比洛尔治疗6个月后患者的运动能力和最大摄氧量无改善,考虑与其负性变时作用有关。

J-DHF试验[31]结局是标准剂量卡维地洛(平均处方剂量14.6mg·d-1)比低剂量卡维地洛(平均处方剂量2.9mg·d-1)的心源性死亡和心力衰竭住院总发生率低,但临床上卡维地洛的用量常常未达到其标准剂量。

辅助洋地黄调查组试验[32]主要终点是地高辛对降低心力衰竭发作住院和死亡的总发生率无效(HR=0.82,95%CI:0.63~1.07,P=0.136);但是次要终点是地高辛降低了心力衰竭发作的住院率(HR=0.79,95%CI:0.59~1.04,P=0.094),增加了不稳定心绞痛的住院率(HR=1.37,95%CI:0.99~1.91,P=0.061)。

5.2 治疗HFpEF患者的新型药物 5.2.1 西地那非

HFpEF患者心肌细胞内存在NO-cGMP-PKG信号传导紊乱,磷酸二酯酶-5的上调与HFpEF患者中氧化应激和压力性室壁肥厚有关;而肺血管平滑肌细胞中磷酸二酯酶-5表达的增加,促进血管收缩,进一步升高肺动脉压力,HFpEF患者常常伴有肺动脉高压,其压力升高的程度与患者死亡率密切相关。西地那非是磷酸二酯酶-5抑制剂,可抑制cGMP水解,提高血浆中第二信使cGMP含量,进而提高PKG活性,降低左心室壁厚度及左心室质量指数,提高心室舒张功能。但RELAX试验[33]并未得到阳性的结果, 其通过按照1:1原则对216例入选患者使用西地那非和安慰剂,经过24周的随访,2组主要终点峰值氧耗量比较差异无统计学意义(-0.20 mL·kg-1·min-1 vs -0.20 mL·kg-1·min-1P=0.90),提示西地那非未改善患者的峰值氧耗量。次要终点12周时峰值氧耗量的变化、12和24周6min步行试验也未改善。

5.2.2 伊伐布雷定

伊伐布雷定是一种晚期钠电流通道抑制剂,可直接作用于窦房结,降低心率,延长心室舒张期,改善心室舒张功能,同时不影响心室的收缩功能。一项关于HFpEF患者血流动力学状态和运动耐受性试验研究结果[34]显示:61例患者被随机分配服用伊伐布雷定(30例)或安慰剂(31例)7 d。伊伐布雷定组在基线及随访时运动能力为(4.2±1.8)和(5.7±1.9)METs(P=0.001),最大摄氧量为(14.0±6.1)和(17.0±3.3) mL·min-1·kg-1(P=0.001),同时减少了运动诱发的E/e’(3.1±2.7 vs 1.3±2.0,P=0.004)增加,而安慰剂组无此类结果,提示应用伊伐布雷定短期治疗HFpEF患者可提高运动能力。由于HFpEF患者通常在运动时表现出心力衰竭的症状,故用伊伐布雷定针对异常运动血液动力学治疗可能有效,但是该试验还存在时间短和入组患者少等缺点,故需要循证医学的证据进一步明确。

5.2.3 血管紧张素受体-脑啡肽酶抑制剂

脑啡肽酶是一种锌依赖型金属蛋白酶,可降低体内利钠肽生物活性。因此血管紧张素受体-脑啡肽酶抑制剂不但可以抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统的有害作用,也能增强利钠肽的有利作用,从而提高心肌舒张功能,减少心肌肥大,维持体内的水钠平衡。LCZ696是一种血管紧张素受体和脑啡肽酶双重抑制剂。PARAMOUNT研究[35]则是把301例HFpEF患者随机分配LCZ696 200 mg每日2次组与缬沙坦160 mg每日2次组。主要终点:在第12周时与缬沙坦组比较,LCZ696组NTproBNP降低23%;在治疗36周后,LCZ696组左心房直径和体积均下降,美国纽约心脏病学会分级得到了提高;显示出血管紧张素受体-脑啡肽酶抑制剂在HFpEF患者治疗中的良好前景。

5.2.4 雷诺嗪

雷诺嗪是一种选择性的慢钠通道阻滞剂,心力衰竭患者慢钠通道过度激活、钙离子超负荷,舒张期延长,左心室舒张末期压力增加,左心室松弛受损。雷诺嗪可以增加钠钙交换,降低细胞内钙离子浓度,改善心肌的舒张功能,同时无负性肌力作用。研究[36]表明:雷诺嗪可降低舒张性心力衰竭模型狗左心室舒张末期压力,改善其舒张功能。而RALI-DHF试验研究[37]是一项关于雷诺嗪用于舒张性心力衰竭患者治疗的随机双盲小型研究,入组患者共20例,其中雷诺嗪组12例,安慰剂组8例,治疗包括静脉滴注24 h,然后口服治疗13d。输注30 min后,雷诺嗪组患者左心室舒张末期压力(P=0.04)和肺毛细血管楔压(P=0.04)下降,但安慰剂组无此作用;超声心动图显示:2组患者E/e’比值在22 h后无明显改变。治疗14 d后,2组患者超声心动图或心肺运动试验参数未观察到明显变化。上述结果显示:雷诺嗪改善了血流动力学的测量,但松弛参数无改善。

5.3 HFpEF患者的其他治疗措施 5.3.1 运动

运动耐受能力是一个独立的心力衰竭发病率和病死率的预测因子,在舒张性心力衰竭的药理学试验中占有重要地位。耐力训练是经过证实可以改善HFpEF患者症状和生活质量的干预措施之一。当受试者处于运动状态时,动静脉氧分压差(A-VO2 diff)增加,全身的器官或者组织包括心脏得到更多的营养和氧气的支持。同时,运动可以使HFpEF患者的体质量得到控制,而大量的脂肪促进炎症的发生发展,加重心脏、肾脏和骨骼肌等器官的负荷,导致各种并发症的发生。KITZMAN等[38]报道了老年HFpEF患者接受16周运动训练的随机对照研究,结果显示:与对照组比较,运动治疗组患者运动峰值摄氧量、6min步行试验距离和无氧通气阈值均得到明显的改善。

5.3.2 饮食干预

糖尿病患者发生HFpEF的概率明显高于非糖尿病患者。胰岛素抵抗是一种公认的心血管危险因素,由于胰岛素抵抗,全身各组织和器官的能量储备减少,而心脏的能量储备减少是心力衰竭病理生理学的一个特征。糖尿病患者发生HFpEF分为两步:初期仅有能量代谢率的减低,后续阶段导致心室重构,可引起HFpEF,故HFpEF可被认为是代谢综合征的心脏表现。在2型糖尿病患者中,有大量的证据支持饮食干预治疗安全可行,可通过减少碳水化合物、脂肪和蛋白质摄入控制其发展,其中限制碳水化合物效果最佳, 碳水化合物摄入的限制可降低餐后血糖水平,促进胰岛素的分泌正常化,可明显改善代谢综合征患者的临床症状,同时减少心血管事件的发生。

5.3.3 心包切除术

心包是心脏外面的一层薄膜,里面有少许的浆液,可以起到润滑心肌、减少心脏搏动时摩擦的作用。然而心包的存在,在容量负荷过重或静脉回流增多时,限制了心室的充盈。HFpEF患者舒张功能受限,舒张末期的充盈压增高。理论上行心包切除术后,可以除去心包对心肌扩张能力的限制,目前已在具有HFpEF特征的动物模型中进行实验,心包切除后提高了动物心脏舒张期的储备功能,改善了心力衰竭的症状,但还需要进一步的研究以探讨是否可在人群中广泛应用。

5.3.4 维持钙稳态

心肌细胞不同于骨骼肌细胞,触发骨骼肌收缩的Ca2+主要来自肌浆网,触发心肌收缩的Ca2+依赖于细胞外的Ca2+,因为心肌细胞的肌浆网不发达。假如细胞外无Ca2+, 则心肌细胞不能收缩,始终处于舒张状态。故钙稳态失衡对左心室的收缩和舒张功能均将产生明显的影响。在具有HFpEF特征的动物模型中,应用RyR2稳定剂、K201和钠钾泵抑制剂,改善SERCA2A功能的策略,均有效地缓解了症状[9],但是否可在HFpEF患者中大规模使用,还需要循证医学的证据以综合评价其短期及长期疗效。

6 结语

HFpEF与HFrEF发病率大致相同,近年来对其诊断和发病机制有了深入的认识,但是目前仍缺乏有效的治疗措施,现在仍需要把大量的研究放在其病理机制上,通过对病理机制的深入探讨,以寻求能改善HFpEF患者预后的治疗措施。

参考文献
[1] ROSCANI M G, MATSUBARA L S, MATSUBARA B B. Heart failure with normal ejection fraction[J]. Arq Bras Cardiol, 2010, 94(5): 652–702.
[2] ASRAR UI, HAQ M, MUTHA V, et al. Heart failure with preserved ejection fraction-unwinding the diagnosis mystique[J]. Am J Cardiovasc Dis, 2014, 4(3): 100–113.
[3] DONG S, MA W, HAO B, et al. MicroRNA-21 promotes cardiac fibrosis and development of heart failure with preserved left ventricular ejection fraction by up-regulating Bcl-2[J]. Int J Clin Exp Pathol, 2014, 7(2): 565–574.
[4] YTURRALDE R F, GAASCH W H. Diagnostic criteria for diastolic heart failure[J]. Prog Cardiovasc Dis, 2005, 47(5): 314–319. DOI:10.1016/j.pcad.2005.02.007
[5] PONIKOWSKI P, VOORS A A, ANKER S D, et al. 2016 ESC guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure:The task force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European Society of Cardiology(ESC)[J]. Eur J Heart Fail, 2016, 18(8): 891–975. DOI:10.1002/ejhf.592
[6] RØEÅ T, SJAASTAD I, LOUCH W E. Heart failure with preserved ejection fraction[J]. Tidsskr Nor Laegeforen, 2017, 137(18). DOI:10.4045/tidsskr.16.1068
[7] HEINZEL F R, HOHENDANNER F, JIN G, et al. Myocardial hypertrophy and its role in heart failure with preserved ejection fraction[J]. J Appl Physiol, 2015, 119(10): 1233–1242. DOI:10.1152/japplphysiol.00374.2015
[8] WESTERMANN D, LINDNER D, KASNER M, et al. Cardiac inflammation contributes to changes in the extracellular matrix in patients with heart failure and normal ejection fraction[J]. Circ Heart Fail, 2011, 4(1): 44–52. DOI:10.1161/CIRCHEARTFAILURE.109.931451
[9] TSCHÖPE C, VAN LINTHOUT S, KHERAD B. Heart failure with preserved ejection fraction and future pharmacological strategies:A glance in the crystal ball[J]. Curr Cardiol Rep, 2017, 19(8): 70. DOI:10.1007/s11886-017-0874-6
[10] ROSENDORFF C. The chicken and the egg:Sympathetic nervous system activity and left ventricular diastolic dysfunction[J]. Hypertension, 2009, 53(2): 108–109.
[11] AIKAWA T, NAYA M, OBARA M, et al. Impaired myocardial sympathetic innervation is associated with diastolic dysfunction in heart failure with preserved ejection fraction:11C-hydroxyephedrine PET study[J]. J Nucl Med, 2017, 58(5): 784–790. DOI:10.2967/jnumed.116.178558
[12] MOHAMMED S F, HUSSAIN S, MIRZOYEV S A, et al. Coronary microvascular rarefaction and myocardial fibrosis in heart failure with preserved ejection fraction[J]. Circulation, 2015, 131(6): 550–559. DOI:10.1161/CIRCULATIONAHA.114.009625
[13] GONZALEZ-LO PEZ E, GALLEGO-DELGADO M, GUZZO-MERELLO G, et al. Wild-type transthyretin amyloidosis as a cause of heart failure with preserved ejection fraction[J]. Eur Heart J, 2015, 36(38): 2585–2594. DOI:10.1093/eurheartj/ehv338
[14] JOVIN I S, EBISU K, LIU Y H, et al. Left ventricular ejection fraction and left ventricular end-diastolic volume in patients with diastolic dysfunction[J]. Congest Heart Fail, 2013, 19(3): 130–134. DOI:10.1111/chf.2013.19.issue-3
[15] ZǍGREANU V M, POP D, ZDRENQHEA M, et al. Plasmatic levels of N-terminal pro-BNP in elderly patients with atrial fibrillation and heart failure with preserved ejection fraction[J]. Iran J Public Health, 2017, 46(4): 568–570.
[16] HSIAO S H, LIN K L, CHIOU K R. Comparison of left atrial volume parameters in detecting left ventricular diastolic dysfunction versus tissue Doppler recordings[J]. Am J Cardiol, 2012, 109(5): 748–755. DOI:10.1016/j.amjcard.2011.10.040
[17] TANNENBAUM S, SAYER G T. Advances in the pathophysiology and treatment of heart failure with preserved ejection fraction[J]. Curr Opin Cardiol, 2015, 30(3): 250–258. DOI:10.1097/HCO.0000000000000163
[18] PANDEY A, DARDEN D, BERRY J D. Low fitness in midlife:a novel therapeutic target for heart failure with preserved ejection fraction prevention[J]. Prog Cardiovasc Dis, 2015, 58(1): 87–93. DOI:10.1016/j.pcad.2015.05.007
[19] LÓPEZ B, RAVASSA S, GONZÁLEZ A, et al. Myocardial collagen cross-linking is associated with heart failure hospitalization in patients with hypertensive heart failure[J]. J Am Coll Cardiol, 2016, 67(3): 251–260. DOI:10.1016/j.jacc.2015.10.063
[20] MOHAMMED S F, BORLAUG B A, ROQER V L, et al. Comorbidity and ventricular and vascular structure and function in heart failure with preserved ejection fraction:A community-based study[J]. Circ Heart Fail, 2012, 5(6): 710–719. DOI:10.1161/CIRCHEARTFAILURE.112.968594
[21] LINDMAN BR, DÁVILA-ROMÁN V G, MANN D L, et al. Cardiovascular phenotype in HFpEF patients with or without diabetes:a RELAX trial ancillary study[J]. J Am Coll Cardiol, 2014, 64(6): 541–549. DOI:10.1016/j.jacc.2014.05.030
[22] ZAKERI R, BORLAUG B A, MCNULTY S E, et al. Impact of atrial fibrillation on exercise capacity in heart failure with preserved ejection fraction:a RELAX trial ancillary study[J]. Circ Heart Fail, 2014, 7(6): 123–130.
[23] GORI M, SENNI M, GUPTA D K, et al. Association between renal function and cardiovascular structure and function in heart failure with preserved ejection fraction[J]. Eur Heart J, 2014, 35(48): 3442–3451. DOI:10.1093/eurheartj/ehu254
[24] KONISHI M, SUGIYAMA S, SUGAMURA M, et al. Accumulation of pericardial fat correlates with left ventricular diastolic dysfunction in patients with normal ejection fraction[J]. J Cardiol, 2012, 59(3): 344–351.
[25] YUSUF S, PFEFFER M A, SWEDBERG K, et al. Effects of candesartan in patients with chronic heart failure and preserved left-ventricular ejection fraction:the CHARM-Preserved Trial[J]. Lancet, 2003, 362(9386): 777–781. DOI:10.1016/S0140-6736(03)14285-7
[26] CLELAND J G, TENDERA M, ADAMUS J, et al. The perindopril in elderly people with chronic heart failure(PEP-CHF)study[J]. Eur Heart J, 2006, 27(19): 2338–2345. DOI:10.1093/eurheartj/ehl250
[27] MASSIE B M, CARSON P E, MCMURRAY J J, et al. Irbesartan in patients with heart failure and preserved ejection fraction[J]. N Engl J Med, 2008, 359(23): 2456–2467. DOI:10.1056/NEJMoa0805450
[28] EDELMANN F, WACHTER R, SCHMIDT A G, et al. Effect of spironolactone on diastolic function and exercise capacity in patients with heart failure with preserved ejection fraction:the Aldo-DHF randomized controlled trial[J]. JAMA, 2013, 309(8): 781–791. DOI:10.1001/jama.2013.905
[29] PITT B, PFEFFER M A, ASSMANN S F, et al. Spironolactone for heart failure with preserved ejection fraction[J]. N Engl J Med, 2014, 370(15): 1383–1392. DOI:10.1056/NEJMoa1313731
[30] CONRAADS V M, METRA M, KAMP O, et al. Effects of the long-term administration of nebivolol on the clinical symptoms, exercise capacity, and left ventricular function of patients with diastolic dysfunction:results of the ELANDD study[J]. Eur J Heart Fail, 2012, 14(2): 219–225. DOI:10.1093/eurjhf/hfr161
[31] YAMAMOTO K, ORIGASA H, HORI M, et al. Effects of carvedilol on heart failure with preserved ejection fraction:the Japanese Diastolic Heart Failure Study(J-DHF)[J]. Eur J Heart Fail, 2013, 15(1): 110–118. DOI:10.1093/eurjhf/hfs141
[32] AHMED A, RICH M W, FLEG J L, et al. Effects of digoxin on morbidity and mortality in diastolic heart failure:the ancillary digitalis investigation group trial[J]. Circulation, 2006, 114(5): 397–403. DOI:10.1161/CIRCULATIONAHA.106.628347
[33] REDFIELD M M, BORLAUG B A, LEWIS G D, et al. Phosphdieste RasE-5 inhibition to improve clinical status and exercise capacity in diastolic heart failure(RELAX) trial:Rationale and design[J]. Circ Heart Fail, 2012, 5(5): 653–659. DOI:10.1161/CIRCHEARTFAILURE.112.969071
[34] KOSMALA W, HOLLAND D J, ROJEK A, et al. Effect of If-channel inhibition on hemodynamic status and exercise tolerance in heart failure with preserved ejection fraction:A randomized trial[J]. J Am Coll Cardiol, 2013, 62(15): 1330–1338. DOI:10.1016/j.jacc.2013.06.043
[35] GORI M, SENNI M. Sacubitril/valsartan(LCZ696)for the treatment of heart failure[J]. Expert Rev Cardiovasc Ther, 2016, 14(2): 145–153. DOI:10.1586/14779072.2016.1128827
[36] RASTOGI S, SHAROV V G, MISHRA S, et al. Ranolazine combined with enalapril or metoprolol prevents progressive LV dysfunction and remodeling in dogs with moderate heart failure[J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2008, 295(5): H2149–H2155. DOI:10.1152/ajpheart.00728.2008
[37] MAIER LS, LAYUG B, KARWATOWSKA-PROKOPCZUK E, et al. RAnolazine for the treatment of diastolic heart failure in patients with preserved ejection fraction; the RALI-DHF proof-of-concept study[J]. JACC Heart Fail, 2013, 1(2): 115–122. DOI:10.1016/j.jchf.2012.12.002
[38] KITZMAN D W, BRUBAKER P H, MORGAN T M, et al. Exercise training in older patients with heart failure and preserved ejection fraction:A randomized, controlled, single-blind trial[J]. Circ Heart Fail, 2010, 3(6): 659–667. DOI:10.1161/CIRCHEARTFAILURE.110.958785