要点：详细介绍近年对大动脉硬化研究的进展及其临床意义

文章编号：1006-2866(1999)02-0198-02中图分类号：R543，R544.1文献标识码：A

Arterial Stiffness-The New Challenge in Clinician

在二十世纪即将结束之际,传统的高血压观念正经历着越来越多的挑战,新的流行病学资料及临床试验结果质疑存在了近一个世纪的观点,即外周血管阻力增加是高血压的主要原因,舒张压升高是高血压的可靠测量依据。

近年来对单纯收缩期高血压的研究使大动脉弹性的重要性受到格外重视。单纯收缩期高血压患者大动脉硬度增加,即弹性减少。有关这方面的第一个大型随机临床观察和治疗试验(SHEP study)^［1］表明单纯收缩期高血压与心血管事件密切相关,而且降压治疗可显著降低这类事件的发生率。在老年人口中(年龄＞55岁),收缩压升高与舒张压升高比较,前者系更强有力的心血管事件预测指标。Framingham队列研究调查冠心病事件及脑血管事件与血压的关系也发现了这一现象^［2,3］。Fisher的调查也证实了随着年龄增长,收缩压升高大于舒张压升高,在老年人口中收缩压及脉压比舒张压更重要^［4］。

Framingham队列研究纵向随访表明,随着年龄增加,收缩压及舒张压进行性升高,但超过55岁后舒张压逐渐下降,结果脉压扩大^［5］。发生这些变化是因为随着年龄的老化,大动脉硬度进行性增加^［6］。在中青年人口中,舒张压水平与心血管事件密切正相关,但年龄超过55岁后,这一相关性即不复存在,甚至逆转^［7］。实际上,在老年人口中,脉压已成为心血管事件,尤其是心脏事件的主要危险因素^［8,9］。这些发现导致研究者把注意力从舒张压、平均压及外周阻力转移到大动脉弹性及动脉硬化上。由于现代降压治疗的进展,外周血管阻力升高的问题,尤其是与高血压恶性循环有关的问题一般说来已容易控制^［10］,临床医师面临的挑战是寻找有效方法对付与动脉硬化进展有关的难题。

动脉系统模型

为了便于理解人体复杂的动脉树结构,解释大动脉硬化的含义,需要有个简单实用的模型。动脉系统最现实的简化模型是“分布模型”^［6］(图1)。这一模型是简单的弹性管道,一端连接左室,另一端连接所有外周阻力血管。这一管道有一设定的脉搏波速度,其值依赖于该管壁的弹性特征,波反射发生在该管道与外周细动脉间阻抗不匹配处。这一模型假设波反射起源于一个位置,没有考虑人体动脉解剖上有许多分枝的事实,尤其是上下身反射点的差异。但令人惊奇的是这一模型很实用^［6］,解释了控制条件下及动脉硬化时的中心动脉压力波型,也解释了中心动脉与外周动脉中血流波型与压力波型的差异,另外还很好地解释了在正常个体与动脉硬化个体中升主动脉的不同阻抗形态。

图1动脉系统分布模型

上：主动脉扩张性正常情况下中心动脉压力波

中：主动脉扩张性降低，而脉搏波速度正常情况下的中心动脉压力波形

下：主动脉扩张性降低而脉搏波速度增加情况下的波形，长箭头表示速度增加。粗线表示主动脉管壁扩张性降低。

这一模型中,动脉硬化的程度用管壁硬度增加表示,管壁硬度增加导致主动脉特征阻抗增大及脉搏波速度增加。特征阻抗增大引起左室射血高峰时主动脉压力升至更高水平;脉搏波速度增加引起波反射提前,从主要落在舒张期移行至主要落在收缩期,而产生次收缩波,叠加在初始收缩波的升枝上,形成明显的波肩,而舒张期压力几乎呈指数衰减，结果脉压增大(图2)。

图2A 中心动脉压力波

A点：舒张压终点或收缩压始点；AB段：初始收缩波；C点：收缩波波峰；BCD段：反射压力波或次收缩波；AUG(mmHg)：=P_C-P_B，压力波的增幅；D点：主动脉瓣关闭切迹或舒张压始点；P_C-P_A:中心动脉压差图2B脉搏波速度的计算方法：脉搏波速度(PWV)=总距离除Δt

这个模型基本上代表整条主动脉及躯干与下肢的动脉系统。头颈部与上肢的动脉系统对心脏的搏动性负荷贡献很少。由于脑血管阻力很低,可认为来自头部的波反射很弱。来自上肢的波反射对主动脉的压力波型没有什么影响,不过对肱动脉及桡动脉血压的放大极其重要。与主动脉比较,上肢动脉没有随着年龄或高血压明显硬化^［11］,为了测量需要,上肢动脉系统可被考虑为分隔的单管,弹性不变,不影响主动脉压力波及左室负荷^［6］。

动脉硬化的原因衰老本身是动脉硬化的最主要原因。其他许多因素也已被研究过,如动脉内膜粥样硬化、糖尿病等,但与衰老相比,这些因素的影响很少^［6］,用动脉硬化指数并无助于筛选动脉粥样硬化及其它相关疾病^［12］,高血压加速动脉硬化进程,并直接影响动脉硬度,血压升高使动脉壁被动伸展,把张力传递给伸展性小的胶原纤维,导致管壁更加僵硬^［4，13］。

衰老过程中,弹性大动脉的弹力层发生结构重排,弹力纤维进行性断裂,结果管腔扩大,张力传递给低伸展性的胶原纤维,故管壁硬度随年龄逐步增加。从20岁到80岁,主动脉脉搏波速度大约增加2倍,弹性模数(elastic modulus)增加了近4倍,而肌性动脉上未见这种改变^［6］。弹性大动脉的弹力层退行性改变归咎于心脏循环往复的大幅度扩张性搏动产生的疲劳效应,弹力纤维在这种效应作用下逐渐变脆,然后断裂。肌性动脉则相对免遭此厄运,这是因为肌性动脉随心跳产生的搏动性扩张程度远较弹性大动脉少。

年龄,动脉硬化,与心血管危险随着年龄增长而发生的血压变化通常用收缩压及舒张压的变化衡量。但用平均压及脉压的变化衡量可能更合理^［6］。随着衰老的进展,心排出量维持不变或下降,器官萎缩细胞凋零使外周血管床稀疏,引起外周阻力增加,会导致平均血压升高;而大动脉硬化会导致脉压增加。就任何个体而言,随着衰老而发生的收缩压及舒张压改变系动脉硬化和外周血管阻力相对变化的结果。如果动脉硬化占优势,则舒张压会相对较低；反之,如外周阻力升高占优势,则舒张压会相对较高。

流行病学及临床观察资料表明(图3),大约在20岁～35岁之间,血压水平相对很平稳,不随年龄而增加。这是由于该时期身体已充分发育,主动脉的弹性很好,对心脏射血产生的搏动性压力缓冲强大。但由于上肢脉搏压力波的高度放大作用,从肱动脉上测得的收缩压及脉压过高估计了中心动脉上相应的值,而二者的舒张压则很接近^［18］。这一现象可以解释为什么用肱动脉舒张压估测这一年龄段的心血管危险较动脉收缩压更有价值。随着年龄增长,从36岁～55岁,主动脉逐渐硬化伴随着外周血管阻力的增加,收缩压和舒张压均逐渐上升,而上肢脉搏压力波的放大作用逐渐减少,肱动脉上测得的收缩压及脉压逐渐接近中心动脉上相应的值,这一年龄段的心血管危险与肱动脉上测得的收缩压或舒张压水平相关性相似。但由于收缩压波动较大,而舒张压相对稳定,故肱动脉舒张压的预测作用仍占优势^［6］。约55岁后,主动脉已明显硬化,收缩压和舒张压走向相反,收缩压继续上升而舒张压开始下降,结果脉压增大,出现临床上常见的老年收缩期高血压。由于上肢脉搏压力波的放大作用几乎消失,因此老年人的肱动脉血压近似中心动脉上相应的值。但其预测心血管危险的作用发生了戏剧性的变化,这一年龄段的心血管危险与收缩压及脉压强相关,而与舒张压无关。最近的研究还发现,就任何一定的收缩压水平而言,心血管危险与舒张压呈反比^［19］。

图3 国人随年龄增长，血压变化趋势。引自1991年全国高血压抽样普查资料。

发生这些现象的关键原因是动脉硬化^［6］。年轻人大动脉弹性好，脉搏压力波速度慢，反射点较远，因此压力波反射较迟，其时相落在中心动脉压力波的舒张期，提高了舒张压而不增加收缩压，有助于冠状动脉灌注而不增加左室射血负荷。这种有益效应随着年龄增加或血压升高逐渐丧失。随着年龄增加或动脉血压升高，动脉硬度增加，波反射速度加快，反射点近移，结果反射波时相从舒张期提前到收缩期，导致迟发的收缩期波峰出现，严重时可超过40 mmHg。

随着动脉硬化的进展,早期波反射的有害效应,即收缩晚期左室或主动脉压力增加显而易见,毫无疑问这会增加左室氧耗量并易引起左室肥厚。收缩晚期压力增加使左室舒张减慢,甚至在没有左室肥厚的情况下损害左室舒张功能。早期波反射也对抗主动脉血流,易引起血流早期减速并促使左室射血提前终止^［6］。动脉硬化对冠状动脉血流的有害影响已在有或无冠状动脉狭窄的实验动物上得到阐明^［14］。与无动脉硬化者比较,在有动脉硬化的情况下,冠状动脉闭塞对左室射血及左室压产生有更大的有害影响^［15］。一些学者已指出动脉硬化和低舒张压