卒中危险因素暴露与脑血流动力学变化

黄久仪

 

    脑卒中是多种危险因素长期、综合作用基础上发生的临床事件。从危险因素暴露到临床事件的发生,必须经历脑血管动脉硬化这一病理过程。近年来国内外研究一致提示,血液动力学(hemodynamic)异常与动脉硬化的发生、发展乃至脑卒中临床事件的发生具有密切的关系,危险因素暴露不仅增加脑卒中的风险,同时也增加脑血管血液动力学异常的易感性。因此,危险因素暴露、血液动力学异常及脑卒中发病风险间具有密切的内在联系,并在脑卒中病因机制中起重要作用。本文就这一领域国内外的研究现状进行综述。


1 血液动力学异常是动脉硬化重要成因
1.1 切应力与内皮细胞  血管内皮细胞具有重要的分泌、合成和代谢功能,可产生多种细胞因子和生物活性物质,对于调节机体心血管系统的生理功能起着重要作用。而血液流动所产生的切应力,是维持内皮细胞功能的重要因素。国外近年来在这一领域进行了深入研究,研究发现,切应力降低可影响内皮细胞的生物学特征、分泌功能及蛋白质合成功能,从而导致内皮细胞结构和功能异常,促进动脉硬化的发生和发展。

 1.2 血液动力学异常与血管重构  血管重构是血管为适应内外环境变化而发生的形态结构和功能的改变,是动脉硬化早期的重要病理基础。Fung等研究证实,切应力及其累加效应作用于内皮细胞,可引起血管壁组织重构,从而影响动脉硬化的发生、发展和转归。切应力可通过影响内皮细胞的形态和功能,血管平滑肌细胞的增值、基质的合成和消除等途径而影响血管重构,从而成为动脉硬化发生和发展的重要原因之一。


2 危险因素暴露与脑血管血液动力学异常
2.1 高血压病  高血压病是脑卒中最强的独立危险因素,高血压病患者脑血管血液动力学呈现明显的异常改变。据王桂清等报道,在排除年龄因素的影响后,血压正常、轻度高血压、中度和重度高血压、脑卒中前高血压患者及脑卒中后合并高血压的患者,脑血管血液动力学指标的综合积分值呈现渐进降低的趋势,提示血液动力学异常随着高血压病进程而显著加重。尤其是脑卒中发生前的高血压病患者,其血液动力学异常改变居各组人群之首。另据沈凤英等报道,高血压患者的血液动力学指标异常改变,随着收缩压或舒张压升高而加剧,提示从脑血管血液动力学角度,理想的血压水平应不超过130/90mmHg。

 2.2 糖尿病  糖尿病患者血管呈现广泛的血管损害,从而增加脑卒中的风险,也可能导致血液动力学异常改变。牟维艳等对糖尿病与血液动力学异常的关系进行了研究。发现糖尿病患者的脑血管平均流速和最小流速显著低于对照组,而外周阻力、特性阻抗、脉搏波波速及临界压等指标则显著高于对照组,提示糖尿病患者的脑血流速度和反映血管弹性的外周阻力、特性阻抗等指标均呈现明显异常。

 2.3  心脏病  心脏是为血液流动提供动力的主要源泉,心脏病患者可能导致血液动力学指标的异常改变。据俞学海等报道,心脏病患者的脑血管最大、最小和平均血流速度、平均血流量等指标显著低于对照组,外周阻力和动态阻力则显著高于对照组。血液动力学指标综合积分值比正常人低约10个百分点,异常率为32%。提示心脏病患者的血液动力学主要变化特征为脑血流速度下降、外周阻力升高。

 2.4  超重或肥胖 超重与肥胖是脑卒中的危险因素之一已经明确,但是否导致血液动力学异常及其异常的程度却一直未受到足够的重视。近年来国内有文献报道,随着体重指数(BMI)的增加,脑血管最大、最小和平均血流速度均呈明显的下降趋势,而外周阻力、特性阻抗、脉搏波波速、动态阻力及临界压等指标则呈现明显的升高趋势。提示不论超重或肥胖,脑血管血液动力学指标均呈现广泛性的异常改变,异常的程度与BMI具有明显的剂量依赖关系。

 2.5 危险因素聚集  危险因素的聚集,不仅加快动脉硬化的进程和脑卒中发生的风险,同时也加重脑血管血液动力学异常改变。国内一项2.5万队列人群基线调查资料分析显示,危险因素聚集与脑学管血液动力学异常密切相关,随着危险因素聚集程度加重,血液动力学积分值明显降低,异常率显著增加。脑血管最大、最小和平均血流速度明显下降,而外周阻力、特性阻抗、动态阻力、脉搏波波速及临界压等指标显著上升。提示随着危险因素聚集的加重,脑血管血液动力学异常的程度逐渐加重。

 

3 血液动力学异常与脑卒中发病风险
3.1 血液动力学异常是脑卒中的重要预警信号  脑血管血液动力学异常不仅是动脉硬化的重要成因,也是脑血管病变的临床表现特征之一。在脑血管动脉硬化发生与发展的过程中,血液动力学也呈现渐进加重的异常改变,当脑血管动脉硬化发展到一定程度,血液动力学可能出现严重的异常变化,成为识别脑血管病变重要标志和脑卒中发病的重要预警信号。据杨渤生等报道,从正常人、危险因素暴露到脑卒中发病前状态,脑血管血液动力学呈现渐进加重的规律性变化,表现为脑血流速度逐渐降低,外周阻力和特性阻抗等逐渐升高,各指标的综合积分直逐渐降低。至脑卒中发病前状态,积分值平均下降约50%,其异常率(低于75分)高达74%。研究证实,在脑卒中发生前,脑血管血液动力学出现明显异常,可能是脑卒中发生的重要预警信号。

 3.2 血液动力学异常是脑卒中独立的危险因素  脑血管血液动力学异常是多种危险因素综合作用的结果,对于脑卒中发病而言,在排除各种危险因素的作用后,血液动力学异常是否为独立的危险因素,须要在前瞻性研究中通过多因素分析进行检验。黄久仪等报道了约2.5万队列人群前瞻性研究的结果,证实血液动力学指标综合积分值低于75分是,其相对危险度为7.3,在所有危险因素中作用最强。多因素分析进一步提示,血液动力学指标积分是被筛选进入Cox回归方程中相对危险度最高的变量。王桂清等报道的巢式病例-对照的研究结果与其基本一致。上述研究提示,脑血管血液动力学异常可能是脑卒中最强的独立危险因素。

 3.3 血液动力学异常与脑卒中发病风险  在证实血液动力学积分值是脑卒中独立危险因素的同时,黄久仪等对积分值变化与脑卒中风险间进行了剂量反应关系分析,结果提示,随着积分值下降,脑卒中发病风险呈现显著的上升趋势,当积分值为50~74分,脑卒中相对危险度为5;当积分值为25~49分,脑卒中相对危险度为7,当积分值为0~24分,脑卒中相对危险度为14。此外,协同作用分析提示,当高血压患者同时伴有积分值降低,脑卒中的相对危险度上升至12.6。可见,脑血管血液动力学异常与脑卒中发病的风险间具有密切的量效关系,脑血管血液动力学综合积分值是一个较为理想的定量评估中风危险度的指标。

 

4 血液动力学检测在脑卒中防治中的应用前景
4.1 应用研究  国内学者近年来对脑血管血液动力学在脑卒中预警或高危人群筛检中的应用进行了深入的研究。曹奕丰等根据队列人群前瞻性研究资料建立了血液动力学指标脑卒中预警模型,筛检试验评价提示,应用该模型预警脑卒中的敏感度、特异度和准确度分别为80.5%、78.5%和78.5%,达到了较为理想的水平。此外,黄久仪等对上述脑血管血液动力学指标积分值应用于脑卒中高危人群的筛选也进行了筛检试验评价,其敏感度、特异度和准确度分别为87.5%、67.7%和67.9%。应用上述两种方法筛检脑卒中高危个体均有良好的效能,即使80%以上的脑卒中患者能够被提前预警或被有效筛检和识别,是目前国内外较为理想的筛检指标或手段。

 4.2 应用前景  脑血管血液动力学检测作为脑血管功能的无创伤检测手段,在脑血管病早期诊断、脑卒中高危人群筛选以及防治效果评价等方面均有重要应用价值。但作为一个新兴的学科分支,还需要更为深入的研究。如血液动力学各检测指标变化与脑血管病变间的关系,有待于血液动力学指标检测与脑血管造影等介入诊断结果进行对比。在脑卒中预防领域,国内近年来已经有了较为深入、系统的研究,尤其在脑卒中高危人群筛检中的应用研究,已经取得了可喜的成绩,为临床应用奠定了良好的基础。因此,这一检测手段将在脑卒中预防中的应用前景更为广泛。

 

5 小结  
    脑血管血液动力学异常既是动脉硬化的重要成因,也是脑血管病变的重要表现;危险因素暴露或聚集可导致脑学流量和脑血流速度下降,外周阻力、特性阻抗等反映血管弹性指标上升,各检测指标的综合积分值降低;脑血管血液动力学指标异常变化可能是脑卒中的重要预警信号和独立的危险因素;脑血管血液动力学检测在脑卒中预防领域具有广泛的应用前景。


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