心率变化与心力衰竭不同发展阶段的关系

姚亚军, 亓 鹏, 胡亦新, 马文敏

（1安徽医科大学306医院临床学院（解放军第306医院）干部病房, 合肥 230032; 2解放军第306医院干部病房, 北京 100101）

慢性心力衰竭（chronic heart failure, CHF）[1]是一种进展性疾病，是各种心脏疾病的终末阶段，预后差。准确、早期评定CHF患者的心功能状态直接关系到患者的治疗与预后。传统评估心功能的方法多采用NYHA心功能分级。然而这一评估方法多适用于已出现临床症状的心力衰竭（heart failure,HF）患者，不能反映HF发生发展的病理生理阶段。且太过主观，在短期内频繁变化，对指导治疗措施灵敏性不够[1]。美国心脏病学会（ACC）/美国心脏协会（AHA）提出了 HF分期的概念，将 HF发生发展的病理生理过程分为4期。这种分期方法强调了HF的发生与进展过程，有利于指导HF预防和早期治疗。然而，临床上却缺少对这一进展过程早期的客观评价指标[1]。因此,寻找准确、早期判断 HF发展阶段的方法，对于早期识别心功能代偿阶段的亚临床期HF人群，进行早期预防性干预、延缓HF进程具有重要的临床意义。本研究前瞻性地对HF A期（心功能正常）、B期（心功能代偿）、C期（心功能失代偿）三个不同阶段的受试者进行了静息心率及运动后心率变化的研究，探讨运动前后心率变化对HF早期的评估意义。

1 对象与方法

1.1 对象

2010年10月～2011年11月根据ACC/AHA HF分期标准[1]招募志愿者共 242例，男性 118例，女性124例，年龄41～78岁，平均年龄（63.4土8.0）岁，其中正常对照组70例、HF高危因素组（A期）70例、心功能代偿组（B期）70例、HF组（C期）32例。HF组中纽约心脏协会（NYHA）分级Ⅱ级者25例、Ⅲ级者7例。各组入选标准[1]：(1)正常对照组：健康正常人，各系统皆无疾病；(2)HF高危因素组：患有高血压病、冠心病、高脂血症、糖尿病等HF高危因素，目前尚无心脏的结构或功能异常，也无 HF的临床症状和体征；(3)心功能代偿组：患有心脏瓣膜病、高血压左室增厚、陈旧性心肌梗死等伴有心脏结构改变或心脏重塑的器质性心脏病，但无HF的临床症状和体征；（4）HF组：患有心脏瓣膜病、高血压心脏病、陈旧性心肌梗死等器质性心脏病，既往或目前出现 HF的临床症状和（或）体征。排除标准[2]：合并心律失常、呼吸系统疾病、内分泌系统疾病（糖尿病除外）、肝肾疾病、精神疾病、认知障碍、神经疾病、肌肉骨骼疾病及服用α-受体阻滞剂、β-受体阻滞剂、钙离子拮抗剂和正性肌力药物。

1.2 方法

所有入选患者经询问病史、体格检查、心电图、超声心动图等检查后均于上午8:00～11:00[3]接受静息心率测定，之后施予6min的步行作为运动负荷[3]。服用硝酸酯类药物者于实验前1天停用该类药物。运动结束后即刻测量心率、血氧饱和度，观察临床症状，测量记录6min步行距离，并计算心率变化幅度[（运动后心率－静息心率）/静息心率]。

1.3 统计学处理

采用SPSS17.0软件，计量资料以均数±标准差（±s）表示；各组静息心率与运动后心率比较采用配对t检验，各组静息心率、运动后心率、心率变化幅度、6min步行距离多组间比较采用单因素方差分析，静息心率与6min步行距离之间的相关性及心率变化幅度与 6min步行距离之间的相关性分析采用Pearson直线相关。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 基础资料及临床症状

基础资料详见表 1。在运动过程中，正常对照组及HF高危因素组无1例出现临床症状，心功能代偿组10例出现气短，HF组32例患者全部出现气短。所有气短者在运动结束后均能自行缓解。试验过程中遥测心电图，未见恶性心律失常发生。

2.2 非心力衰竭组心率相关参数及6 min步行距离的比较

正常对照组与 HF高危因素组之间静息心率差异无统计学意义（P＞0.05；表2）；心功能代偿组静息心率高于正常对照组及HF高危因素组（P＜0.05；表2）。各组之间运动后心率差异无统计学意义（P＞0.05；表 2）。正常对照组与 HF高危因素组之间心率变化幅度差异无统计学意义（P＞0.05；表2）；心功能代偿组心率变化幅度小于正常对照组及 HF高危因素组（P＜0.05；表2）。

各组间静息血氧饱和度及运动后血氧饱和度差异均无统计学意义（P＞0.05）。

正常对照组与HF高危因素组之间6min步行距离差异无统计学意义（P＞0.05；表2）；心功能代偿组6min步行距离小于正常对照组及 HF因素组（P＜0.05；表 2）。

2.3 非HF组与HF组心率相关参数及6min步行距离的比较

2.3.1 基础资料 根据心衰组的基础资料特点，按性别、年龄、身高、体质量等特征，筛选出正常对照组、HF高危因素组和心功能代偿组各32例与HF组进行配对，各组均男性15例，女性17例；40～59岁10例，60～69岁12例，70～80岁10例（表3）。

2.3.2 静息心率及运动后心率变化 心功能代偿组与HF组之间静息心率差异无统计学意义（P＞0.05；表4）；心功能代偿组及HF组静息心率大于正常对照组及HF高危因素组（P＜0.05；表4）。各组之间运动后心率差异无统计学意义（P＞0.05；表4）。心功能代偿组心率变化幅度小于正常对照组及 HF高危因素组，大于HF组（P＜0.05；表4）。

2.3.3 运动前后血氧饱和度水平 各组间静息血氧饱和度及运动后血氧饱和度差异均无统计学意义（P＞0.05）。

表1 各组基础资料Table 1 General data of the subjects

表2 非HF组心率相关参数及6min步行距离的比较Table 2 Heart rate associated parameters and 6-min walk distance in non-heart failure subjects (n＝70,±s)

表2 非HF组心率相关参数及6min步行距离的比较Table 2 Heart rate associated parameters and 6-min walk distance in non-heart failure subjects (n＝70,±s)

注: 与静息心率比较, ##P＜0.01; 与正常对照组比较, **P＜0.01; 与HF高危因素组比较, ▲P＜0.05

组别 静息心率(次/min) 运动后心率(次/min) 心率变化幅度(%) 6min步行距离(m)正常对照组 68.1±4.9 123.1±11.8## 81.5±21.3 554.7±54.3 HF高危因素组 69.6±7.5 124.8±12.5## 81.1±25.2** 541.6±47.3**心功能代偿组 73.7±8.7▲ 126.3±11.4##▲ 73.0±20.5**▲ 513.9±41.8**▲

2.3.4 6min步行距离 心功能代偿组6min步行距离小于正常对照组及 HF高危因素组，大于心衰组（P＜0.05；表 4）。

2.4 静息心率及心率变化幅度与步行距离之间的相关性分析

静息心率与6min步行距离呈负相关（r＝-0.311,P＜0.01），运动后心率变化幅度与 6min步行距离呈正相关（r＝0.386,P＜0.01）。

3 讨 论

慢性 HF是一种进展性疾病，一旦起始，即使没有新的心肌损害，临床处于稳定阶段，仍可自身不断发展，其 5年存活率与恶性肿瘤相仿[4]。然而与恶性肿瘤不同的是,对HF高危人群的早期防治可降低新发HF率，对HF人群的早期治疗可改善和延缓HF的进程。有研究证实，HF早期使用β受体阻滞剂及肾素-血管紧张素-醛固酮系统抑制剂可使再入院率降低23%、死亡率降低34%[5]。因此,如何区分HF早期及合适的干预时段成为近年来HF研究热点。在NYHA心功能分级中，I级为心功能代偿期，此阶段无临床症状；而根据ACC/AHA分期，其A、B期均无临床症状，都属于亚临床期。其中NYHA分级中的I级相当于ACC/AHA分期的B期[4]。2007年中国HF指南[4]提出，对于A期患者应强调HF是可以预防的；对于B期患者积极治疗极其重要。然而目前缺少一种能准确区分 HF发生（A期）和发展早期（B期）的心功能评估方法[1]。

那么人体中的哪项参数能最早反映出 HF的早期呢？近年来研究发现，静息心率增快可以预测HF患者的预后[6]。然而，这种心率代偿性变化是否能够作为 HF早期心功能的评价指标呢？理论上讲，当人体耗氧需求增加时，心脏的第一代偿机制即是心率的增快。当心肌损害或负荷增加时，心脏便开始启动代偿机制以增加心率来满足机体的需求。既往的研究也证实了，在 HF早期即左室充盈压轻微增加时已出现交感-肾上腺髓质系统代偿性激活，其激活效应的体征之一表现为心率的增加[7]，因此,认为心率的增加可以反映出心功能代偿机制的启动。

表3 非HF组及HF组基础资料Table 3 General data of subjects in heart failure group and non-heart failure group (n＝32)

表4 各组心率相关参数及6min步行距离的比较Table 4 Heart rate associated parameters and 6-min walk distance in all subjects (n＝32,±s)

表4 各组心率相关参数及6min步行距离的比较Table 4 Heart rate associated parameters and 6-min walk distance in all subjects (n＝32,±s)

注: 与静息心率比较, ##P＜0.01; 与正常对照组比较, **P＜0.01; 与HF高危因素组比较, △P＜0.05, △△P＜0.01; 与心功能代偿组比较,▲P＜0.05

组别 静息心率(次/min) 运动后心率(次/min) 心率变化幅度(%) 6min步行距离(m)正常对照组 67.6±4.7 122.2±9.7## 82.5±22.7 549.8±37.9 HF高危因素组 70.3±8.0 123.3±13.4## 80.0±29.5 534.2±42.1心功能代偿组 74.8±9.6**△ 23.7±7.9## 73.3±19.9 **△ 501.1±35.6**△△HF 组 76.3±8.5**△▲ 125.1±12.0## 60.4±17.5**△△▲ 455.1±51.2**△△▲

为此，本研究以HF早期发展阶段的神经-体液调节机制[7]为理论指导，对正常人（正常对照组）、A期患者（HF高危因素组）及B期患者（心功能代偿组）的运动前后心率变化进行研究，结果显示：⑴ HF高危因素组静息心率与正常对照组差异无统计学意义，表明 HF高危因素组（A期）的患者心排出量依然能满足机体需求，此阶段代偿机制尚未启动。⑵ 心功能代偿组静息心率高于正常对照组，说明此阶段（B期）机体已启动了心率增快的代偿机制。其发生机制可能是由于交感-肾上腺髓质系统代偿机制被激活，致使静息心率增快。既往研究发现，NYHA分级 I级的 HF患者血清去甲肾上腺素水平较正常人增高[8]的结果支持该设想。此外，β受体阻滞剂能够使左室肥厚或陈旧性心肌梗死患者心源性猝死率降低 30%～50%[9]的研究结果，充分说明，早期拮抗代偿性心率增快可使HF B期患者获益。因此，认为静息心率增快体现了心脏交感-肾上腺髓质系统代偿机制的激活，可以作为 HF已进入B期的客观评估指标。

本研究中还发现，虽然心功能代偿组静息心率高于正常对照组及HF高危因素组，然而3组运动后心率差异却无统计学意义（P＞0.05）。此结果表明心功能的储备并非无限的，运动心率增加能力并非随着 HF病程的进展而不断增加，而是不再继续增加或者逐渐降低[10]。既往有研究报道，运动心率增加能力是心脏突发事件的独立预测因素，两者呈负相关，运动心率增加能力越低，心脏突发事件发生率越高[11]。但其能否作为评估 HF程度的指标迄今尚未见有研究报道。本研究中心功能代偿组心率变化幅度小于正常对照组及 HF高危因素组，表明运动心率增加能力可以反映心功能的状态，提示运动后心率变化幅度的降低可作为HF已进入B期的又一客观评估指标。

本研究之所以采用 6min步行作为运动负荷量来观察受试者运动前后心率的变化是基于两点：⑴6min步行这一运动量对于HF患者是安全的，且技术成熟[12]；⑵ 有研究证实，NYHA心功能分级与6min步行距离呈负相关，心功能越差，步行距离越短[13]。且采用 6min步行这一运动负荷，在观察受试者运动前后心率变化的同时，可以同步测定其步行距离，并与心率变化做相关分析，以探索两者之间的关系。本研究结果发现：⑴ 心功能代偿组6min步行距离较正常对照组及 HF高危因素组缩短，其原因可能是因为，此阶段（B期）患者心输出量已不能充分满足 6min步行运动中骨骼肌细胞线粒体的耗氧需求，骨骼肌的运动能力降低，致使步行距离越短[14]。提示6min步行距离的缩短可作为HF已进入B期的另一客观评估指标。⑵ 6min步行距离与静息心率呈负相关（P＜0.01）、与心率变化幅度呈正相关（P＜0.01），则进一步相互印证了心功能代偿期（B期）患者可同步出现静息心率的增快、运动后心率变化幅度的降低及 6min步行距离的缩短。由此可见，静息心率的增快、运动后心率变化幅度的降低和 6min步行距离的缩短可用于评估亚临床期HF，区分A期与B期。

为了研究静息心率的增快、运动后心率变化幅度的降低和 6min步行距离的缩短是否可用于评价临床期HF，本研究筛选出非HF组各32例与C期患者（HF组）配对分析，结果显示：静息心率随着HF阶段的不同呈递增趋势、心率变化幅度及 6min步行距离随着 HF阶段的不同呈递减趋势，这不仅支持静息心率的增快、运动后心率变化幅度的降低和 6min步行距离的缩短可作为判断心功能进入代偿期（B期）的评估指标这一结论，还证实了静息心率的增快、运动后心率变化幅度的降低和 6min步行距离的缩短也可用于评估临床期HF。

综上所述，本研究认为：静息心率的增快、运动后心率变化幅度的降低及 6min步行距离的缩短既可作为判断心功能进入代偿期的评估指标，也可作为HF进展的评估指标。

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