摘要
最大摄氧量(VO2max)是评估心力衰竭(HF)患者功能的重要指标。此项研究目的是明确VO2max的临床决定因素。结果发现心衰严重程度(NYHA分级,NT-proBNP)以及年龄、身体成分和血红蛋白水平显著影响运动能力。对于心衰患者,与左心室收缩功能相比,右心室收缩功能对体适能的影响更为重要。
运动不耐受是心力衰竭(HF)的主要症状之一,也是影响患者生活质量的主要因素。运动不耐受的病因机制涉及多方面因素,不仅包括与心肺系统疾病相关的中心因素,也包括与血管和肌肉骨骼系统相关的外周因素。
最大摄氧量(VO2max)或有氧能力是衡量一个人有氧运动能力的最佳指标。临床实践中,VO2max通过循环功率计或运动平板心肺运动试验(CPET)来明确,代表了心血管疾病患者功能能力的客观评估,可用于心衰患者的预后分层。
至今决定HF患者运动能力的临床因素相关资料很少;一些共病,如肥胖、贫血或慢性肾病(CKD)等对HF患者运动能力的影响尚未完全明确。
本研究主要目的是通过西班牙一所大学附属医院连续进行CPET的心衰患者队列,明确VO2max相关的临床因素。次要目的是评估与心衰相关的主要共病对患者VO2max的影响。
一、方法
1.1 研究设计与人群
此项研究为回顾性观察研究,纳入2009年至2019年间就诊于科鲁大学心脏专科,并进行CPET的心衰患者。对患者生命状况的随访于2020年3月13日截止。
1.2 数据来源
本项研究中数据来自科鲁大学心衰单元的临床数据系统(智能化心衰监测系统),并利用电子和纸质医疗记录进行补充。
1.3 指标定义
本研究中,收集了与常见功能性研究相关的人口统计学、临床、分析性和功能性指标,以描述心衰患者的人群特点,还有CPET相关特定指标。主要指标为CPET测定的最大摄氧量。
共病,贫血定义为男性血红蛋白<13 g/dL,女性血红蛋白<12 g/dL,CKD定义为肾小球滤过率(GFR)<60 mL/min/m2,肥胖定义为BMI≥ 30kg/m2。
二、结果
2.1 研究人群
纳入362例患者,女性89例(24.6%)。平均年龄为57.3±10.9岁。大多数(n=203,56.1%)患者纽约心功能分级(NYHA)II级。贫血者117例(32.3%),动脉高血压者161例(44.5%),缺血性心脏病者114例(31.5%),CKD者111例(30.7%),肥胖者118例(32.6%)。表1展示了患者的基线临床特征、共病和实验室检查情况。
表2展示了相关补充研究和药物治疗情况。大多数患者为窦性心律(n=240,66.2%),房颤者占近1/4(n=88,24.3%)。261例(72.1%)患者表现为左室射血分数下降(<40%)的心衰,58例(16%)患者为左室射血分数中等(40%-49%)的心衰,左室射血分数保留(≥50%)的心衰患者43例(11.9%)。
330例(91.2%)患者服用β受体阻滞剂,248例(68.5%)服用血管紧张素转换酶(ACE)抑制剂或血管紧张素II受体阻滞剂,30例(8.3%)服用沙库必利缬沙坦,265例(73.2%)服用盐皮质激素受体拮抗剂。181例(50%)患者安装除颤器,49例(13.5%)患者安装心脏再同步化治疗除颤器,5例(1.4%)患者安装起搏器。
2.2 心肺运动试验
除了两例患者是按照Nougton的方案进行的测试外,所有的CPET研究都是按照Bruce方案进行的。CPET指标如表3所示。平均VO2max为19.8±5.2ml/kg/min,VO2max占预计值百分比75.9±21%,平均运动时长为8.4±3.9分钟。45例(12.4%)患者的VO2max<14ml/kg/min。
2.3 VO2max的决定因素
表4显示了线性回归分析的结果,用于明确决定患者VO2max的临床因素。高龄(年长1岁的B系数=- 0.104;P<0.001),NYHA功能分级较差(一个功能分级的B系数为-2.585;P<0.001),血浆N末端脑钠肽前体(NT-proBNP)值较高(每1000pg/mL的B系数=-0.142;P=0.019)和BMI更大(B系数=-0.172;P=0.002)与VO2max较低有统计学意义且独立相关。
另一方面,TAPSE较高(每1mm的B系数=+0.209;P<0.001)和血红蛋白较高(每1g/dL的B系数=+0.418;P=0.007)与较高的VO2max独立相关。
2.4 亚组分析
表5显示了几个可能有意义的临床指标区分的7个亚组患者VO2max和VO2max/%pp VO2的比较。
男性患者的VO2max高于女性患者(20.4 ± 5.3ml/kg/min vs. 18.1± 4.2ml/kg/min;P=0.027);然而,女性的VO2max/%pp VO2显著较高(72.8% ± 18.9 vs. 85.4% ± 18.9; P<0.001)。
贫血患者的VO2max(16.8± 3.9ml/kg/min)显著低于其他人群(20.3 ± 5.4ml/kg/min(P<0.001);两组间VO2max/%ppVO2无显著差异。
与60岁以上的患者相比,60岁以下者VO2max较高(21.6% ± 5.2ml/kg/min vs. 17.9 ± 4.7ml/kg/min;P<0.001)。然而,两组之间VO2max/%pp VO2无显著差异(P=0.087)。
无CKD患者的运动反应优于CKD患者,两者的VO2max分别为20.1± 5.4和17.2 ± 4.2ml/kg/min(P<0.001),VO2max/%pp VO2分别为77.7% ± 21.9 和 71.5± 17.9( P=0.001)。
与TAPSE<15的患者相比,TAPSE≥ 15的患者VO2max较高(19.9± 5.1 vs. 17.5± 4.2; P<0.001),VO2max/%pp VO2也较高(79.4± 18.0 vs. 69.1± 18.0; P<0.001)。
未发现患者是否肥胖或左室射血分数是否>40%两个因素对VO2max有显著影响。
三、讨论
最大摄氧量是心力衰竭患者功能能力和预后评估的重要指标,受中枢和外周因素的影响。此项研究针对就诊于心脏专科,并进行随访的心衰患者,明确了6项VO2max的独立预测因子,即年龄、NYHA功能分级、肥胖、血红蛋白、NT-proBNP水平和TAPSE。
衰老与运动能力逐渐下降之间的关系已相当明确。随年龄增长,理论上VO2max逐渐下降,VO2max在心衰和老年患者中的预后价值可能较低。建议在该亚组中使用VO2max/%pp VO2来选择需要进一步治疗的患者。
已证明心衰患者较高的NYHA功能分级与较低的VO2max相关。NYHA功能分级虽然受主观因素影响,但却是心衰患者整体症状负担较好的初始评估方法,且预后价值较高。NT-proBNP水平较高和VO2max较低与该生物标记物的诊断和预后价值一致,且可作为充血和心衰严重程度的指标。
此项研究一个重要发现是右心室功能性指标TAPSE和VO2max之间的独立关系。目前还不能证明左室射血分数对这一指标的影响。这些结果似乎表明,对于心衰患者,维持右心室的收缩功能比维持左心室的收缩功能更能决定运动能力。
肥胖和贫血是心衰患者两种常见的合并症,严重影响患者的运动能力。贫血患者的线粒体氧化功能下降,三磷酸腺苷生成减少,肌肉收缩能力下降,显著影响其运动耐力。
此项研究发现CKD患者的VO2max和VO2max/%pp-VO2值明显低于肾脏功能保留的患者。已明确CKD是心力衰竭患者预后不良和功能低下的一个因素。然而,多因素分析未发现CKD是VO2max的独立预测因子,最可能的解释是,CKD可能与年龄和NYHA功能分级较高、贫血或NT-proBNP升高等其他独立危险因素共存于同一患者,以及此项研究样本量有限。
四、结论
心衰严重程度(NYHA分级,NT-proBNP)和年龄、身体成分及血红蛋白水平显著影响患者运动能力。在心衰患者中,右心室收缩功能比左心室收缩功能更重要。此项研究强调了相关临床状况作为心衰患者运动耐量决定因素的重要性,并强调适当改善共病对于提高这些患者功能能力的重要性。
本文由北京大学第三医院心内科宋燕新翻译整理,转载请注明出处和作者。
原文:Roibal Pravio J, Barge Caballero E, Barbeito Caamaño C, et al.Determinants of maximal oxygen uptake in patients with heart failure. ESC heart failure [ESC Heart Fail] 2021 Mar 27.
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