血糖控制對2型糖尿病患者左、右心室心肌功能的影響

梁麗媚, 何 鑫, 趙世光, 張會欣, 劉紅利

1. 石家莊市第二醫院超聲醫學科, 河北 石家莊 050051; 2. 石家莊市第二醫院內分泌科, 河北 石家莊 050051

糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy)是導致糖尿病患者心力衰竭和死亡的重要原因之一,目前大多數關于糖尿病心肌病的研究主要集中在左心室。然而,2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)導致左心室心肌損傷的機制會影響全身多器官的改變,因此也可能損害右心室的心肌功能。右心室功能障礙是多種心血管疾病中心臟發病率和死亡率的重要指標[1]。但目前關于血糖控制對右心室功能影響的研究較少,評估左、右心室心肌功能障礙之間關系的研究更是有限。二維斑點追蹤超聲心動圖(two-dimensional speckle tracking echocardiography,2D-STE)通過追蹤心肌斑點的運動信息,提供心肌收縮功能信息,能早期客觀、定量地評估整體和局部亞臨床心肌功能障礙,其評估的右心室應變與心臟磁共振測值呈中強度相關[2]。因此,本研究應用2D-STE評價T2DM患者的左、右心室心肌應變功能,探討血糖控制對T2DM患者左、右心室心肌功能的影響,以及左、右心室心肌功能障礙之間的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2022年1月至2023年5月到我院治療的T2DM患者為研究對象。T2DM患者納入標準參照《中國2型糖尿病防治指南(2020年版)》[3]。排除標準:已知心血管疾病的患者(包括冠心病、心律失常、嚴重瓣膜病、先天性心臟病、原發性心肌病等);合并慢性阻塞性肺疾病、肺動脈栓塞等可能影響右心功能疾病的患者,臨床診斷為肺動脈高壓的患者;嚴重肝、腎功能不全的患者;左心室射血分數(left ventricular ejection fraction,LVEF)<50%和圖像質量不佳不能用于應變分析的患者。最終納入100例T2DM患者,根據糖化血紅蛋白(hemoglobin A1c,HbA1c)水平分為HbA1c<7%組(n=54)、HbA1c≥7%組(n=46)。同期選取40名健康成人志愿者作為對照組。本研究經我院醫學倫理委員會批準,所有患者均知情同意。

1.2 方法

使用GE Vivid E9彩色超聲診斷儀,M5S探頭,頻率1～5 MHz。參照美國《2018年ASE成人經胸超聲心動圖檢查指南》[4]進行常規二維經胸超聲心動圖檢查,測量心腔大小、室壁厚度、二尖瓣口舒張期早期和舒張晚期峰值速度(peak transmitral flow velocity in early and late diastole,E、A)、二尖瓣環間隔側和側壁側的舒張期平均速度(mitral annulus mean velocity on the septal and lateral in diastole,E′)、右心室面積變化率(right ventricular fractional area change,RVFAC)、三尖瓣環收縮期縱向峰值位移(tricuspid annular plane systolic excursion,TAPSE)和三尖瓣環右室游離壁側收縮期峰值速度(peak tricuspid annulus velocity in systole,TVs′)等。使用Simpson雙平面法測量左心室容積和射血分數。相關測量數據的指數用體表面積校正。參照《二維斑點追蹤超聲心動圖心肌縱向應變規范化檢查中國專家共識(2023版)》[5]測量左心室整體縱向應變(left ventricular global longitudinal strain,LVGLS)、右心室整體縱向應變(right ventricular global longitudinal strain,RVGLS)、右心室游離壁縱向應變(right ventricular free wall longitudinal strain,RVFWLS),如圖1。所有應變值由2名熟練掌握Echo PAC分析軟件的超聲醫師測量2～3次,取平均值,以絕對值表示。

圖1 應用2D-STE測量LVGLS(A圖)、RVGLS(B圖)、RVFWLS(C圖)

1.3 其他臨床及實驗室數據

收集所有研究對象的一般臨床資料和實驗室數據:性別、年齡、體質量指數(body mass index,BMI)、心率、糖尿病病程、既往高血壓和高血脂病史、收縮壓、舒張壓、預估腎小球濾過率(estimated glomerular filtration rate,eGFR)、HbA1c、空腹血糖、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、總膽固醇、三酰甘油等。

1.4 統計學處理

應用SPSS 26.0統計軟件進行統計學分析。計量資料以均數±標準差表示。計數資料以n(%)表示。根據情況采用單因素方差分析、χ2檢驗比較組間基線特征及左、右心室結構和功能的差異。應用逐步回歸法篩選自變量,建立多元線性回歸分析模型,分析HbA1c與左、右心室心肌應變的關系,以及左、右心室心肌應變之間的關系。P<0.05認為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 一般臨床資料的比較

與對照組比較,兩組T2DM患者的eGFR均減低(均P<0.05)。從對照組、HbA1c<7%組到HbA1c≥7%組,空腹血糖和HbA1c逐漸升高(均P<0.05)。其余臨床指標三組間差異均無明顯統計學意義。見表1。

表1 一般臨床資料的比較

2.2 超聲心動圖測量數據的比較

與對照組比較,HbA1c≥7%組的室間隔(interventricular septal thickness at end diastole,IVSd)增厚(P<0.05),左心室質量指數(left ventricular mass index,LVMI)升高(P<0.05)。與對照組比較,兩組T2DM患者的E/E′比值均增大(均P<0.05)。從對照組、HbA1c<7%組到HbA1c≥7%組,LVGLS、RVGLS逐漸減低(均P<0.05)。與對照組比較,HbA1c<7%組、HbA1c≥7%組的RVFWLS均減低(均P<0.05),但后兩組的RVFWLS差異無統計學意義(P>0.05)。其余測量數據三組間差異均無統計學意義。見表2。

表2 超聲心動圖測量數據的比較

2.3 總體研究人群和患者人群左、右心室心肌應變與臨床指標的相關性

調整了年齡、性別、BMI、糖尿病病程、高血壓、血脂異常、空腹血糖、eGFR后,總體研究人群的多元線性回歸分析顯示,HbA1c是LVGLS、RVGLS、RVFWLS獨立影響因素(模型1)。調整了上述協變量及LVMI、E/E′后,患者人群的多元線性回歸分析顯示,HbA1c仍是LVGLS、RVGLS、RVFWLS的獨立影響因素(模型2);當將LVGLS納入回歸分析時,LVGLS是RVGLS、RVFWLS的獨立影響因素(模型3)。見表3。

表3 總體研究人群和患者人群左、右心室心肌應變與臨床指標的相關性

3 討論

T2DM患者的心肌損傷的機制復雜多樣。多數研究證實是由于糖脂代謝失衡、氧化應激增加、多種炎癥反應激活,造成心肌細胞和細胞外損傷,導致發生病理性心肌重構,臨床表現為舒張和(或)收縮功能障礙,最終發展為糖尿病性心力衰竭[6]。然而糖尿病所致的心力衰竭多數表現為射血分數保留的心力衰竭,LVEF并不是評估早期左心室收縮功能受損的良好指標。位于心內膜下的左心室縱向心肌纖維最易發生微血管缺血,而左心室縱向應變主要由縱向心肌纖維收縮引起,因此左心室縱向應變下降被認為是臨床前糖尿病相關性心臟功能障礙的主要和最早的標志物[7]。本研究結果表明HbA1c是T2DM患者左心室整體縱向應變的獨立影響因素。T2DM患者的左心室縱向功能減低與HbA1c密切相關,HbA1c水平越高,左心室縱向收縮功能越差,且獨立于多種心血管危險因素,表明血糖控制不良是導致T2DM患者早期心內膜下心肌纖維損傷的重要原因。高血糖對T2DM患者的左心室整體縱向應變有不良影響,相反,血糖控制良好可能伴隨著左心室收縮功能的改善。周小玲等[8]發現T2DM患者應用胰島素泵進行短期強化降糖治療后,左心室整體縱向應變較治療前明顯改善。本研究中HbA1c<7%組的左心室整體縱向應變明顯高于HbA1c≥7%組,與既往研究結果相似,提示了血糖控制的重要性。研究表明,入院時血糖控制不良與全因死亡率和主要不良心腦血管事件相關[9];HbA1c水平增加1%與心力衰竭風險增加8%相關,HbA1c水平降低1%與心力衰竭和不良結局風險降低16%相關[6]。因此,關注左心室應變的變化可能有助于血糖控制不良的2型糖尿病患者的臨床管理,以降低心血管疾病風險和改善預后。

在本研究中,盡管RVFAC、TAPSE等未受影響,但血糖控制不良患者的右心室縱向應變明顯低于血糖控制良好的患者,表明右心室應變參數能反映射血分數正常的T2DM患者的右心室收縮功能的細微變化,證實了斑點追蹤超聲心動圖技術在檢測右心室亞臨床收縮功能障礙方面的臨床作用。另外,本研究多元線性回歸分析顯示HbA1c水平是T2DM患者右心室縱向應變的獨立影響因素。最近的一項研究也描述了右心室縱向應變與HbA1c之間明顯的相關性[10]。說明高血糖對心臟的損害是系統性的影響,可能通過類似于左心室的病理過程對右心室產生平行的影響而導致右心室功能障礙,闡述了高血糖在右心室功能障礙中可能的潛在機制,以及T2DM患者血糖控制不良可能提示雙心室亞臨床心肌功能障礙的事實。

本研究T2DM患者的左、右心室縱向應變均較正常對照組減低,并且右心室縱向應變的降低與LVGLS相關,與何垚等[11]的研究結果一致。Todo等[12]的研究也表明左心室射血分數保留的T2DM患者存在右心室亞臨床收縮功能障礙,并與左心室縱向心肌功能障礙相關。Dibble等[13]報道了室間隔功能與右心室收縮功能的獨立相關性,并提示右心室收縮功能的下降可能與左心室心肌應變有關。因此可推測T2DM不僅直接損害右心室心肌收縮功能,而且雙心室功能障礙間存在不利的相互影響。心室間相互作用的機制仍不清楚。有研究推測,心室間的相互作用是由于心室之間的解剖關系密切,它們被共同的心肌纖維包繞、有共同的室間隔。左心室功能障礙可能通過室間隔或心包的機械相互作用導致右心室功能降低。右心室游離壁橫向收縮射血約占右心室射血分數的30%,而室間隔和左心室游離壁的斜向收縮作用可占60%[14],因此,左心室功能障礙可通過室間隔影響右心室功能。另外,左心室擴大時,因心包的容量限制作用,也可影響右心室的舒張功能。

本研究的局限性:首先,本研究為單中心回顧性研究,樣本量相對較小,仍需在大樣本量和多中心研究中進一步驗證。其次,本研究為橫斷面設計,無法闡明強烈的因果關聯。

綜上所述,左心室射血分數正常的T2DM患者左、右心室心肌應變均減低,且兩者間存在相關性,HbA1c是左、右心室心肌應變減低獨立影響因素,提示高血糖可能同時對雙心室的心肌產生直接作用,且心室間存在不利的相互作用。