慢性心力衰竭(Chronic heart failure, CHF)是不同心血管疾病的最终阶段,以心脏射血功能受损、心室过度充盈为特征。药物治疗是现阶段临床治疗CHF的主要手段,虽然能够有效缓解心衰症状,但无法阻碍或延缓心衰相关病理生理进程,患者不可避免会出现运动耐量下降、生活质量受损等临床表现。随着近些年康复医学的不断发展,运动康复干预在CHF中的应用价值受到越来越多关注,临床研究资料显示:运动康复显著改善CHF患者的心功能;基础研究资料显示:激活心肌自噬是运动康复改善CHF大鼠心功能的分子靶点。自噬是心肌细胞在缺血缺氧、后负荷增加等病理状态下维持内环境稳定、减轻细胞损伤的重要机制,哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(Mammalian target of rapamycin, mTOR)通路是调控自噬的经典通路,抑制mTOR通路能够激活自噬并减轻CHF大鼠的心肌损害。本研究以CHF患者为对象,具体分析运动康复干预对心功能及细胞自噬、mTOR通路的影响。报告如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择2021年1月至2023年12月期间在海南省老年病医院就诊的CHF患者作为研究对象。纳入标准:①符合CHF的诊断标准;②纽约心脏病学会(New York Heart Association, NYHA)分级Ⅱ~Ⅲ级;③能够配合完成运动康复锻炼;④临床资料完整;⑤签署知情同意书。排除标准:①合并肝肾功能不全;②合并重度贫血;③合并心脏瓣膜病、心包疾病等;④正在使用激素治疗的患者;⑤合并恶性肿瘤;退出标准:终止康复锻炼。本研究取得医院伦理委员会批准。
采用随机数字表将符合纳入和排除标准的90例患者分为观察组和对照组、每组各45例;治疗和干预过程中观察组和对照组分别因终止康复锻炼退出1例和2例,最终观察组(n=44)和对照组(n=43)。观察组中男性26例、女性18例,年龄(63.68±6.59)岁,体质量指数(22.59±3.23)kg/m2,合并高血压24例、糖尿病17例;对照组中男性28例、女性15例,年龄(64.03±6.28)岁,体质量指数(22.91±3.44)kg/m2,合并高血压22例、糖尿病19例。两组间一般资料的比较,差异无统计学意义(P>0.05)。
1.2 治疗和干预方法
两组患者均参照指南进行抗心衰治疗,包括利尿、改善心肌重构以及针对高血压进行降压、针对糖尿病进行降糖等。观察组在常规抗心衰治疗的基础上进行运动康复干预,方法参考文献,具体如下:采用踏车运动的方式进行康复运动干预,锻炼过程中进行心电图和血压监测;运动康复的起始强度为最大活动负荷量的2/5,根据患者对运动锻炼的耐受能力、逐步增加运动强度,但运动强度不超过最大活动负荷量的3/5。运动康复锻炼每次40min,每周3~4次。入组患者连续进行治疗和干预3个月。
1.3 血清自噬标志物的检测方法
空腹状态下采集外周静脉血5mL,静置30min后在离心机中按照转速3000r/min、半径10cm离心10min,分离血清并采用酶联免疫吸附法检测轻链蛋白3⁃Ⅱ(light chain3⁃Ⅱ, LC3⁃Ⅱ)、Beclin⁃1、自噬相关蛋白9a(Autophagy⁃related protein 9a, Atg9a)的水平。检测均由同一名工作人员按照试剂盒说明书完成。
1.4 外周血mTOR通路分子mRNA表达水平的检测方法
空腹状态下采集外周静脉血5mL,采用Trizol液提取总RNA,使用逆转录试剂盒将RNA反转录为cDNA。以cDNA为模版进行荧光定量PCR检测,对PI3K、AKT、mTOR的mRNA表达水平进行相对定量检测。
1.5 观察指标
治疗前和治疗后3个月时,收集以下观察指标:①心功能指标:采用心脏多普勒超声检测左心室射血分数(left ventricular ejection fraction, LVEF),采用生化分析仪检测N末端脑钠肽前体(NT⁃terminal pro⁃brain natriuretic peptide, NT⁃proB⁃NP);②6分钟步行距离(6⁃minute walking distance, 6MWD):选择长约30m的长廊,嘱患者以尽可能快的速度在长廊内来回行走,持续6分钟,测量步行距离;③生活质量:采用明尼苏达心力衰竭生活质量问卷(Minnesota Living with Heart Failure Questionnaire,MLHFQ)评价生活质量,问卷的得分越高代表生活质量越差;④分子指标:血清LC3⁃Ⅱ、Beclin⁃1、Atg9a水平及外周血PI3K、AKT、mTORmRNA表达水平;⑤安全性指标:采用全自动生化分析仪检测肌红蛋白、肌酐、丙氨酸氨基转移酶、天门冬氨酸氨基转移酶。
1.6 统计学处理
使用软件SPSS20.0进行数据分析,计量资料以(x-±s)表示,两样本间的比较采用独立样本t检验或配对样本t检验。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组患者心功能指标的比较
治疗前,两组患者的LVEF水平、血清NT⁃proBNP水平比较,差异无统计学意义(P>0.05);治疗后,观察组患者治疗后的LVEF水平高于对照组,血清NT⁃proBNP水平低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。
2.2 两组患者运动耐力及生活质量的比较
治疗前,两组患者的6MWD、MLHFQ评分比较,差异无统计学意义(P>0.05);治疗后,观察组患者治疗后的6MWD高于对照组,血清MLHFQ评分低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。
2.3 两组患者血清自噬标志物的比较
治疗前,两组患者的血清LC3⁃Ⅱ、Beclin⁃1、Atg9a水平比较,差异无统计学意义(P>0.05);治疗后,观察组患者治疗后的血清LC3⁃Ⅱ、Beclin⁃1、Atg9a水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。
2.4 两组患者外周血mTOR通路mRNA表达水平的比较
治疗前,两组患者的外周血PI3K、AKT、mTORmRNA表达水平比较,差异无统计学意义(P>0.05);治疗后,观察组患者治疗后的外周血PI3K、AKT、mTORmRNA表达水平低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表4。
2.5 两组患者安全性的比较
治疗后,两组患者的血清Myo、Cr、ALT、AST水平比较,差异无统计学意义(P<0.05)。见表5。
3 讨论
CHF具有较高的患病率、心血管事件发生风险和死亡风险,针对心脏射血功能下降、肺循环和体循环淤血进行干预能够改善CHF的临床症状。
心肌重构贯穿CHF发病及病情进展,逆转心肌重构对延缓CHF进程、降低CHF患者的心血管事件发生风险和死亡风险具有重要意义。现阶段针对CHF的药物虽然能够改善症状,但对逆转心肌重构的价值有限,因而抗心衰治疗的现状并不乐观。
运动康复干预是近些年兴起的CHF治疗手段,有效的运动康复能够提高CHF患者的心肺功能以及骨骼肌功能,改善心脏泵血功能、肺氧合功能、骨骼肌运动功能,进而使CHF患者的心衰症状以及运动耐量均得到改善。国内两项临床研究资料显示:运动康复干预改善CHF患者的心肺功能并增加运动耐量、提升生活质量。本研究对CHF患者进行治疗和干预,在常规抗心衰治疗的基础上进行运动康复干预3个月后,患者的LVEF及6MWD增加、NT⁃proBNP及MLHFQ评分降低,表明运动康复干预改善CHF患者的心功能、运动耐量和生活质量,与国内相关学者的临床研究结果一致。
虽然目前关于运动康复在CHF中的临床应用价值已受到一致认可,但与之相关的分子机制研究仍停留在动物实验层面。自噬是CHF进程中发挥保护作用的分子机制,具体指细胞通过溶酶体降解受损的细胞器以及蛋白质等,进而维护细胞内环境稳定、促进细胞在不利环境下存活。心肌细胞在缺血缺氧、压力过载等病理刺激下发生损伤,若此时自噬功能受损、会使细胞损伤加重,进而导致心肌细胞死亡、影响心肌射血功能,最终出现心衰表现。LC3⁃Ⅱ、Beclin⁃1、Atg9a是目前已知的自噬标志蛋白,CHF相关动物实验结果表明:运动康复通过激活自噬、增加自噬标志蛋白表达的途径改善心衰大鼠的心功能。除此之外,运动康复还在骨关节炎、脑缺血损伤、衰老等动物模型中发挥激活自噬的作用。本研究对自噬标志蛋白的检测结果显示:在常规抗心衰治疗的基础上进行运动康复干预3个月后,患者的血清LC3⁃Ⅱ、Beclin⁃1、Atg9a水平增加。以上临床研究的结果与已有的相关动物实验结果吻合,表明运动康复干预对CHF患者的自噬具有激活作用。
细胞自噬受到多种上游信号通路调控,其中mTOR通路是经典的自噬抑制通路。PI3K/AKT持续活化使下游mTOR表达增加,后者通过调控下游基因表达的方式抑制细胞自噬。雷帕霉素是mTOR抑制剂和自噬诱导剂,研究资料显示雷帕霉素通过抑制PI3K/AKT/mTOR通路改善心衰大鼠的心功能和心肌损害,提示mTOR通路可能通过抑制自噬的方式加重心衰。本研究结果表明运动康复干预对CHF患者的mTOR通路具有抑制作用,这一抑制作用与其激活自噬的作用吻合。
综上所述,运动康复干预改善CHF患者的心功能,同时激活细胞自噬、抑制PI3K/AKT/mTOR通路。
参考文献:略
作者:黄志萍[1] 肖丹丹[1] 钟前波[2] 张艳[1]
单位:海南省老年病医院[1] 海口市第三人民医院[2]
来源:分子诊断与治疗杂志2024年8月第16卷第8期
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