韩常宝,贾 宁(综述),王海玲(审校)
(北京军区总医院二六三临床部心肾内科,北京 101149)
肺炎对心血管系统的影响
韩常宝△,贾宁(综述),王海玲※(审校)
(北京军区总医院二六三临床部心肾内科,北京 101149)
摘要:肺炎是一种感染性疾病,近期研究发现肺炎可诱发心血管疾病或加重原有心血管疾病,近1/2的患者发病后24 h内出现心血管合并症,且心力衰竭的发生率最高。老年肺炎患者30 d内心力衰竭和心律失常的发生率最高,且伴发心律失常的患者病死率高。肺炎可通过影响血管内皮细胞、心肌、冠状动脉及凝血功能等,诱发急性心肌梗死、心力衰竭和心律失常,增加肺炎患者的病死率。
关键词:肺炎 ;心血管系统; 疾病
近期的研究证实肺炎不仅是影响呼吸系统的感染性疾病,同时也是诱发多系统功能障碍的始动因素,它对心血管系统的影响较大,可通过多种机制诱发或加重肺炎患者的心脏功能障碍、心脏传导系统障碍及心肌供血不足等,导致心力衰竭、心律失常及心肌缺血的发生。现就此方面的研究进展予以综述。
1肺炎引发的心血管疾病
肺炎诱发的常见心血管疾病包括急性心肌梗死、心力衰竭、心律失常等,其发生率由于研究样本量、研究对象和观察时间的不同而有所差异。Ramirez等[1]报道,在500例社区获得性肺炎(community-acquired pneumonia,CAP)的患者中,确诊新发急性心肌梗死29例(5.8%),其中ST段抬高型心肌梗死7例,非ST段抬高型心肌梗死22例。Corrales-medina等[2]将CAP患者分为住院治疗组(1343例)和门诊治疗组(944例),分别观察两组新发心肌梗死、新发或加重心力衰竭、新发或加重心律失常的发生率,结果显示,心血管疾病总发生率住院治疗组和门诊治疗组分别为26.7%和2.1%,其中24 h内心血管事件发生率两组分别占各自总发生率的55.2%和50%,1周内确诊的心血管事件发生率分别为各自总发生率的89.1%和75%;在新发的心血管疾病中,心力衰竭的发生率分别为20.8%和1.4%、心律失常的发生率分别为10.2%和1.0%、心肌梗死的发生率分别为3.1%和0.1%。Perry等[3]对50 119例老年肺炎患者新发心血管疾病情况进行了研究,观察对象平均年龄77岁,98%为男性,排除既往无心肌梗死、心力衰竭、心律失常、心绞痛、脑卒中等疾病,肺炎患病后30 d内和90 d内新发心肌梗死为1.2%和1.5%、心力衰竭为9.1%和10.2%、心律失常为8.4%和9.5%、心绞痛为0.6%和0.8%、脑卒中为0.1%和0.17%,上述结果提示老年肺炎患者的新发心血管疾病的时间多为30 d内,以心力衰竭和心律失常的发生率最高。肺炎患者可新发多种心律失常,一项对32 689例老年肺炎患者心律失常发生率的研究显示[4],肺炎90 d内新发心律失常3912例(12%),其中心房颤动2625例(8%)居首位,其他心律失常1105例(3.4%)(包括:心动过缓和多形性房性心动过速)、心搏骤停323例(1%)和室性心动过速或心室纤颤105例(0.3%)。伴有心律失常的患者30 d内病死率显著高于无心律失常患者,分别为18.4% 和 13.1%(P<0.01);90 d内病死率结果相似,分别为31.0% 和 20.8%。说明伴发心律失常的老年肺炎患者的病死率高。
2肺炎对心血管系统的影响
2.1血管内皮和外周血管表现Schuetz等[5]曾对CAP患者的血浆内皮素1水平进行观察,发现患者血浆中内皮素1水平短暂性升高,并且与肺炎的严重程度和预后相关。内皮素是由血管内皮细胞分泌产生,而内皮素1是内皮素家族中的缩血管肽,它可导致血管收缩、外周阻力增加和血压增高。另外,也有对肺炎患者血浆肾上腺髓质素的报道,血浆肾上腺髓质素也是由内皮细胞产生,但为扩血管作用[6]。有学者认为,肺炎急性期的血管功能障碍因患者年龄的不同而有差异,中青年肺炎患者常表现为外周阻力下降,但近1/3的中年患者因血管对血容量下降的反应表现为血管阻力增加[7]。老年肺炎患者血管内皮受损的表现尚有待进一步研究。
2.2心肌肺炎在急性期血浆脑钠肽和心钠素水平增加,其增加幅度与感染的程度和结果相关。脑钠肽和心钠素是由心肌细胞分泌的一种排钠激素,其血浆水平的增高预示心功能不全[8-9]。肺炎期间左心室功能减退程度是继发于血中炎性因子(包括细胞因子、内毒素或两者共同作用)对心肌的直接抑制作用,有无心脏前、后负荷对血管的影响尚不清楚。一些肺炎患者由于急性炎症的刺激作用使心脏后负荷增加,伴有或无心动过速,此现象是心室与动脉间相互作用的结果[10-11]。对于无急性冠状动脉综合征(acute coronary syndrome,ACS)的肺炎患者,其血浆肌钙蛋白水平变化更能反映肺炎的严重程度。对470例严重脓毒血症患者的血浆超敏肌钙蛋白T水平调查显示,血浆超敏肌钙蛋白T水平与脓毒血症和感染性休克的严重程度相关,且病死患者的血浆水平明显高于存活患者[12]。非缺血性心肌损伤可能源于急性心肌炎,一些可诱发肺炎的致病因子也可诱发心肌炎,主要是病毒,如流感病毒、可诱发呼吸道感染的病毒、腺病毒和肠道病毒;其他尚有支原体、衣原体、金黄色葡萄球菌和军团菌等细菌感染[7]。
2.3心脏节律急性肺炎引发的心律失常,其原因是肺炎对心脏传导系统的直接作用,同时伴有心肌变化,如心肌缺血或心肌炎、心脏扩大等[13]。
2.4冠状动脉动物实验结果显示,小鼠肺炎模型中出现动脉硬化,在人类肺炎患者中也出现此现象,但是有无因果关系尚不清楚。目前尚未证实在衣原体引起肺炎后可能诱发急性ACS[14]。另有研究显示,载脂蛋白E缺乏的小鼠可诱发急性炎症、血管平滑肌细胞的增殖、纤维蛋白的沉积和动脉硬化斑块[15]。小样本研究显示,全身感染可引起冠状动脉斑块中炎性因子的浸润增加,提示急性炎症可能影响人的冠状动脉斑块的稳定性[16]。其他尚有诱发动物感染致肺炎的病毒可增加冠状动脉收缩反应的研究报道[17]。
2.5凝血功能研究显示大约90%肺炎患者的凝血活性增加,至少出现下列1种情况:抗凝血酶活性增加、凝血因子Ⅸ活性下降、血栓素-抗血栓素复合物浓度增加、D-二聚体浓度增加或血浆纤维蛋白溶酶原激活剂抑制剂的水平增加[18]。与不伴有感染的ACS患者比较,伴有肺炎的ACS患者有较高的血小板聚积活性和对阿司匹林的反应下降,提示急性肺炎可能增加血小板聚积[19]。有学者将肺炎患者的血浆注入小鼠,可导致致命性的血栓形成,此现象在肺癌患者中也得到相同的结果,但是已经治愈肺炎患者的血浆无此现象[20]。上述研究结果说明,肺炎患者的血浆中有促进血栓形成和抑制阿司匹林抗血小板作用的物质。
2.6肾脏功能与水钠平衡研究显示,对于水电解质正常且无心脏、肝脏、肾脏及慢性肺病史的患者,肺炎可引起血浆抗利尿激素的水平增加,同时伴有肾脏排水功能下降[4]。定量测定尿钠排泄量与和肽素可强烈提示CAP的严重程度和病死率相关。和肽素是血管加压素C末端的片段,血中发现和肽素提示有血管加压素的产生,有学者报道治愈的CAP患者血中和肽素水平显著下降[21]。肺是血管紧张素转换酶表达的主要场所之一,肺炎期间血浆血管紧张素转换酶活性短暂的下降,但其变化程度与病情的严重程度及预后无关[22]。急性肺炎患者的血浆醛固酮活性无变化。另外,肺炎患者中有34%的患者出现急性肾损伤,它与肺炎患者的近期病死率增高相关[23]。
3肺炎发生心脏疾病的可能机制
3.1新发的心力衰竭或心力衰竭加重肺炎可通过多种机制导致患者的心功能不全,如血浆炎性介质(细胞因子和内毒素)的作用或肺炎直接导致心肌细胞的感染或两者的综合因素,上述均可导致非缺血性心肌损伤,也可发生继发于ACS的急性心肌缺血。感染的全身反应表现在:短暂性内皮功能和血管反应的下降,使外周血管阻力增加及中、大动脉对脉搏波的反射作用加强,导致左心室后负荷加重;也可能系感染诱发急性肾损伤和水钠代谢异常,导致容量负荷增加。上述变化在应用抗生素或其他含钠药物或大量输液中使病情加重,可加重原有心功能不全患者的病情。心律失常也是新发心力衰竭或心力衰竭加重的关键因素之一[7]。
3.2心肌缺血或心肌梗死肺炎可导致肺气体交换受损引起低氧血症和反射性的心动过速。心率增快不仅增加心肌需氧量,而且可缩短冠状动脉灌注期间心脏舒张时限,其结果是心肌有氧代谢下降,诱发心肌缺血,尤其在既往有冠状动脉疾病的患者中表现更为明显;同时肺炎诱发的全身反应使冠状动脉粥样硬化斑块中炎性介质的活性增加,导致斑块不稳定或破裂;另外,血管内皮功能障碍、血浆中促凝活性增加等共同作用使冠状动脉内斑块表面的血栓形成,诱发心肌缺血和心肌梗死[7]。
3.3新发心律失常或心律失常加重由于肺炎多为细菌或病毒感染引起,两者可直接导致心肌的炎症、心内膜的损伤。肺炎的全身性反应使患者重要脏器的氧需增加,心肌的氧供相对减少,导致肺炎患者出现心脏缺血性或非缺血性反应,诱发心律失常或原有心律失常加重[7]。在CAP的患者中,他汀类药物可改变心肌细胞的电活动,诱发心律失常。部分抗生素(如大环内酯类和喹诺酮类)也具有诱发心律失常的潜在作用[24]。
4小结
肺炎患者,尤其是老年及既往有慢性心脏疾病的患者,由于超过50%的心血管疾病或合并症发生在急性肺炎的第1个24 h内,因此对肺炎患者应早期评估已有的心血管疾病,包括心力衰竭、心律失常、ACS等,对此类患者应行12导联心电图、血浆脑钠肽检查,必要时行心脏超声波和心肌酶的筛查。肺炎的严重程度可采用CAP评分标准进行评估[25],伴有长QT的肺炎患者禁用大环内酯类药物和具有延长QT间期作用的药物(包括Ⅰa类抗心律失常药、西沙必利、抗精神病药、三代抗抑郁药等)。
参考文献
[1]Ramirez J,Aliberti S,Mirsaeidi M,etal.Acute myocardial infarction in hospitalized patients with community-acquired pneumonia[J].Clin Infect Dis,2008 ,47(2):182-187.
[2]Corrales-Medina VF,Musher DM,Wells GA,etal.Cardiac complications in patients with community-acquired pneumonia: incidence,timing,risk factors,and association with short-term mortality[J].Circulation,2012,125(6):773-781.
[3]Perry TW,Pugh MJ,Waterer GW,etal.Incidence of cardiovascular events after hospital admission for pneumonia[J].Am J Med,2011,124(3):244-251.
[4]Soto-Gomez N,Anzueto A,Waterer GW,etal.Pneumonia: an arrhythmogenic disease?[J].Am J Med,2013,126(1):43-48.
[5]Schuetz P,Christ-Crain M,Zimmerli W,etal.Repeated measurements of endothelin-1 precursor peptides predict the outcome in community-acquired pneumonia[J].Intensive Care Med,2011,37(6):970-980.
[6]Schuetz P,Wolbers M,Christ-Crain M,etal.Prohormones for prediction of adverse medical outcome in community-acqured pneumonia and lower respiratory tract infections[J].Crit Care,2010,14(3):R106.
[7]Corrales-Medina VF,Musher DM,Shachkina S,etal.Acute pneumonia and the cardiovascular system[J].Lancet,2013,381(9865):496-505.
[8]Prat C,Lacoma A,Dominguez J,etal.Midregional pro-atrial natriuretic peptide as a prognostic marker in pneumonia[J].J Infect,2007,55(5):400-407.
[9]Christ-Crain M,Breidthardt T,Stolz D,etal.Use of B-type natriuretic peptide in the risk stratification of community-acquired pneumonia[J].J Intern Med 2008,264(2):166-176.
[10]Chirinos JA,Segers P .Noninvasive evaluation of left ventricular afterload:part 1: pressure and flow measurements and basic principles of wave conduction and reflection[J].Hypertension,2010,56(4):555-562.
[11]Chirinos JA,Segers P.Noninvasive evaluation of left ventricular afterload:part 2: arterial pressure-flow and pressure-volume relations in humans[J].Hypertension,2010,56(4):563-570.
[12]Røsjø H,Varpula M,Hagve TA,etal.Circulating high sensitivity troponin T in severe sepsis and septic shock: distribution,associated factors,and relation to outcome[J].Intensive Care Med,2011,37(1):77-85.
[13]Seedat MA,Feldman C,Skoularigis J,etal.A study of acute community-acquired pneumonia,including details of cardiac changes[J].Q J Med,1993,86(10):669-675.
[14]Watson C,Alp NJ.Role of Chlamydia pneumoniae in atherosclerosis[J].Clin Sci (Lond),2008,114(8):509-531.
[15]Naghavi M,Wyde P,Litovsky S,etal.Influenza infection exerts prominent inflammatory and thrombotic effects on the atherosclerotic plaques of apolipoprotein E-deficient mice[J].Circulation,2003,107(5):762-768.
[16]Corrales-Medina VF,Madjid M,Musher DM.Role of acute infection in triggering acute coronary syndromes[J].Lancet Infect Dis,2010,10(2):83-92.
[17]Birck MM,Pesonen E,Odermarsky M,etal.Infection-induced coronary dysfunction and systemic inflammation in piglets are dampened in hypercholesterolemic milien[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2011,300(5):H1595- 1601.
[18]Light RB.Pulmonary pathophysiology of pneumococcal pneumonia[J].
Semin Respir Infect,1999,14(3):218-226.
[19]Vassallo M,Allen SC.A study of autonomic cardiovascular reflexes in elderly patients with pneumonia[J].Int J Clin Pract,1997,51(7):438-441.
[20]Milbrandt EB,Reade MC,Lee M,etal.Prevalence and significance of coagulation abnormalities in community-acquired pneumonia[J].Mol Med,2009,15(11/12):438-445.
[21]Modica A,Karlsson F,Mooe T.Platelet aggregation and aspirin non-responsiveness increase when an acute coronary syndrome is complicated by an infection[J].J Thromb Haemost,2007,5(3):507-511.
[22]Meijvis SC,Cornips MC,Endeman H,etal.Prognostic value of serum angiotensin-coverting enzyme activity for outcome of community-acquired pneumonia[J].Clin Chem Lab Med,2011,49(9):1525-1532.
[23]Kruger S,Ewig S,Giersdorf S,etal.Cardiovascular and inflammatory biomarkers to predict short-and long-term survival in community-acquired pneumonia:results from the German Competence Network,CAPNETZ[J].Am J Respir Crit Care Med,2010,182(11):1426-1434.
[24]Ray WA,Murray KT,Hall K,etal.Azithromyein and the risk of cardiovascular death[J].N Engl J Med,2012,366(20):1881-1890.
[25]British Thoracic Society Standards of Care Committee.BTS Guidelines for the Management of Community Acquired Pneumonia in Adults[J].Thorax,2001,56(Suppl 4):Ⅳ1-64.
Effects of Pneumonia on Cardiovascular SystemHANChang-bao,JIANing,WANGHai-ling.(DepartmentofCardio-kidneyMedicine,263ClinicalDepartmentofMilitaryGeneralHospitalofBeijingPLA,Beijing101149,China)
Abstract:Pneumonia is a common infectious diseases.A recent study found that pneumonia may induce or worsen cardiac events.Nearly half of the patients with pneumonia have cardiovascular complications within 24 hours,and the incidence of heart failure ranks the first.The incidence of heart failure and arrhythmia complications within 30 days pneumonia in the elderly patients is the highest,and the mortality of arrhythmias is high.Pneumonia produces an effect on the vascular endothelial cells,myocardial,coronary artery and blood coagulation function,etc.,to induce acute myocardial infarction,heart failure and arrhythmia,and increase mortality of patients with pneumonia.
Key words:Pneumonia; Cardiovascular system; Disease
收稿日期:2014-01-14修回日期:2014-05-22编辑:郑雪
doi:10.3969/j.issn.1006-2084.2015.02.025
中图分类号:R563.1; R541
文献标识码:A
文章编号:1006-2084(2015)02-0260-03