2型糖尿病患者心率变异性分析

舒 颖 张宏伟

北京市回民医院内科，北京 100054

2型糖尿病患者心率变异性分析

舒 颖 张宏伟

北京市回民医院内科，北京 100054

目的通过对糖尿病和非糖尿病患者心率变异性进行对比分析，以了解糖尿病患者心脏自主神经功能受损情况。 方法选取2014年1月～2015年2月在北京市回民医院住院并做动态心电图检查的老年患者103例。分为两组：糖尿病组45例，非糖尿病组58例，比较时域指标及昼夜节律变化。 结果糖尿病组的24 h全程正常窦性R-R间期的标准差（SDNN）、全程记录中每5分钟平均R-R间期的标准差（SDANNindex）、全程记录中每5分钟R-R间期标准差的平均值（SDNNindex）、全程相邻RR间期之差的均方根值（rMSSD）和全程内差值超过50 ms的连续正常R-R间期所占的百分率（PNN50）指标值均低于非糖尿病组，差异有统计学意义（P＜0.05）。糖尿病患者昼夜SDNN、rMSSD、PNN50指标差异无统计学意义（P＞0.05）。非糖尿病患者日间的SDNN、rMSSD指标低于夜间指标值，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论老年糖尿病患者心脏自主神经受损，增加了心血管恶性事件的发生率，严重影响糖尿病患者的预后。心率变异性（HRV）有助于早期诊断自主神经病变，建议糖尿病患者做24 h动态心电图检查和HRV分析，及早干预治疗。

糖尿病；心脏自主神经；心率变异性；昼夜节律

糖尿病（diabetes mellitus，DM）是一种代谢性疾病，以慢性血糖升高为临床表现，可由多种病因引起。随着人们生活质量提高及生活方式的改变、人口老龄化程度的不断加剧，DM的患病率逐年不断增长，已成为全球性的公共卫生问题。在发达国家，DM已排在非传染性疾病中继心血管疾病、肿瘤之后的第3位，严重影响人类健康[1]。在糖尿病患者中，糖尿病神经病变是最常见的慢性并发症之一，其中心脏自主神经病变发生心血管事件的概率明显增加[2]。心率变异性（heart rate variability，HRV）反映了交感和迷走神经的平衡与协调性，与心脏自主神经活动密切相关，是一种简便无创的检查方法。本研究通过对糖尿病和非糖尿病患者HRV进行对比分析，以了解糖尿病患者心脏自主神经功能受损情况。具体报道如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2014年1月～2015年2月在北京市回民医院住院并做动态心电图检查的患者103例，其中男53例，占51.46%，女50例，占48.54%；平均年龄（75.08±10.56）岁。依据1999年WHO制订的糖尿病诊断标准，分为两组：糖尿病组45例，男25例，女20例，平均年龄（75.60±9.54）岁；非糖尿病组58例，男28例，女30例，平均年龄（74.67±11.34）岁。本研究经过医院伦理委员会批准。病例纳入标准：①均行动态心电图检查并进行心率变异分析；②DM患者经临床诊断明确。排除标准：①甲状腺功能亢进症者；②房扑、房颤、室速、室颤等恶性心律失常者；③慢性阻塞性肺病急性发作者；④急性心功能衰竭、急性心肌梗死者；⑤服用影响HRV药物的患者。两组患者年龄及性别构成比比较差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 HRV的检测与分析 使用美国DMS动态心电图系统，有效采集时间大于23 h。自动检出全部窦性心搏并进行HRV时域和频域分析。本研究所采用的HRV时域指标：全程正常窦性R-R间期的标准差（SDNN）、全程记录中每5分钟平均R-R间期的标准差（SDANNindex）、全程记录中每5分钟R-R间期标准差的平均值（SDNNindex）、全程相邻RR间期之差的均方根值（rMSSD）和全程内差值超过50 ms的连续正常R-R间期所占的百分率（PNN50）。采用的昼夜时域指标：全程正常窦性R-R间期的标准差（SDNN）、全程相邻RR间期之差的均方根值（rMSSD）和全程内差值超过50 ms的连续正常R-R间期所占的百分率（PNN50）。HRV指标中昼夜时间段分为日间（早6:00～晚21:59）和夜间（晚22:00～早5:59）。

1.2.2 糖尿病诊断标准 根据1999年WHO制订的糖尿病诊断标准：①有糖尿病症状者（典型症状包括多饮、多食、多尿和不明原因的体重下降）加随机血糖≥11.1 mmmol/L或空腹血糖≥ 7.0 mmmol/L或葡萄糖负荷后2 h血糖≥11.1 mmmol/L；②无糖尿病症状者，另日再重复检查一次达以上值者。

1.3 统计学方法

采用SPSS 17.0软件对数据进行处理分析，定量资料正态分布的数据以均数±标准差（）表示、非正态分布的数据以中位数（M）四分位数间距（IQR）进行描述，定性资料以例数、构成比进行描述；定量资料组间比较符合正态分布者采用t检验，不符合正态分布者采用秩和检验；定性资料组间比较采用χ2检验；以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 糖尿病组与非糖尿病组HRV比较

糖尿病组的24 h SDNN、SDANNindex、SDNNindex、rMSSD、PNN50指标均低于非糖尿病组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 糖尿病组与非糖尿病组HRV比较（ms）

2.2 昼夜HRV比较

2.2.1 糖尿病患者昼夜HRV比较 糖尿病患者昼夜SDNN、rMSSD、PNN50指标差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

2.2.2 非糖尿病患者昼夜HRV比较 非糖尿病患者日间的SDNN、rMSSD指标低于夜间指标值，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

3 讨论

HRV是相邻窦性心动周期间的微小差异，反映窦性心律在一定时间内周期性变化程度。HRV反映了心动周期的时间变化及其规律性，它是以自主神经对心率的调节作用为基础。HRV是反映心脏交感、迷走神经张力及平衡的重要指标。心脏自主神经总张力下降表现为迷走神经张力下降，交感神经张力增加，其均衡性受到破坏，对心脏的保护作用减弱，易发生冠状动脉痉挛、心源性猝死[3]。正常情况下，窦房结细胞对交感神经兴奋作用的感应比对迷走神经的感应慢，迷走神经在心脏调节中起主要作用。迷走神经功能正常时，HRV变异度大，指标值较高，当迷走神经功能受损时，HRV各指标降低，迷走神经张力减低，其对交感神经兴奋性的拮抗作用减低，致使心电活动的不稳定性增加，心肌细胞电活动的不应期缩短，易发生室性心律失常。HRV能够定量检测心脏自主神经活动性及其调节功能的情况[4-5]。心率波动的信号中包含着许多有关心脏自主神经调节的信息，提取及分析这些信息可评估心脏交感神经及迷走神经的情况及两者间的平衡性。HRV时域指标能较好地反映心脏自主神经的功能情况，24 h时域指标中，SDNN反映心脏自主神经总体张力情况，用于评估心脏自主神经总体受损和恢复程度，SDANNindex、SDNNindex反映交感神经张力情况，代表心率的缓慢变化部分，其指标值降低说明交感神经张力增加，rMSSD、PNN50反映迷走神经张力情况，代表心率的快速变化部分，其指标值降低说明迷走神经功能减低，其指标值增加说明迷走神经功能良好。时域指标值降低，说明心脏自主神经总张力减低，交感神经张力增加，迷走神经张力减低，交感、迷走神经的平衡性受到破坏。病变严重时，可增加急性心血管事件的发生率[6-7]。

表2 糖尿病患者昼夜HRV比较（ms）

表3 非糖尿病患者昼夜HRV比较（ms）

糖尿病患者的糖代谢紊乱、自由基损伤、血流动力学改变、神经营养因子生成缺少等因素与其自主神经病变的发生有关。糖尿病自主神经病变时氧自由基与机体抗氧化防御系统的动态平衡状态遭到破坏，氧化应激反应发挥着重要作用，在氧化应激的诱导下神经元的DNA、蛋白质及脂质受到损害，机体神经系统的血流供应降低，使神经系统的轴索运输和信号转导受到阻碍；氧化应激还可使机体许多神经营养因子生成减少，如神经生长因子、睫状神经营养因子等，致使受损神经纤维的再生能力减低。糖尿病长期高血糖状态造成晚期糖基化终末产物大量堆积，氧自由基的产生更进一步加剧，血管内皮受损、管腔狭窄甚至闭塞，导致神经纤维内膜的血流减少，缺血、缺氧，神经轴突变性萎缩，最终导致神经细胞传导障碍[8]。综上所述，长期慢性高血糖使机体代谢紊乱和微循环障碍，逐渐发生神经缺血缺氧，导致糖尿病患者自主神经病变。这种糖尿病自主神经病变可累及调节心脏的迷走神经及交感神经系统[9]。心脏的正常功能是由交感神经和迷走神经两者相互制约得以维持，任何一方功能受损都可打乱这种平衡状态，HRV降低，心脏原有的功能遭到破坏，尤其是迷走神经功能受损时。由于迷走神经的作用是使心率减慢，受损后则表现为心动过速，机体在静息时已处于心动过速状态，活动量增加后，心脏不能满足人体的需要，容易发生心绞痛或者心肌梗死。糖尿病伴发心脏自主神经病变者无痛性心肌缺血、无痛性心肌梗死的发生率及病死率明显高于无心脏自主神经病变的糖尿病患者。迷走神经损伤可能发生在糖尿病早期，但早期自主神经病变起病隐匿不易被诊断。有关判断糖尿病自主神经损害的指标有深呼吸试验、直立倾斜试验等，但目前公认HRV是判断糖尿病患者心脏自主神经损害最准确的指标[10]。

糖尿病心脏自主神经病变的表现有HRV指标降低，其病理机制目前多数认为：①是构成糖尿病性心脏病的病理基础，患者心脏自主神经受到的直接损害；②直接反映出交感神经、迷走神经之间的平衡失调，使患者易促发恶性心血管事件。因此HRV指标可作为判断糖尿病患者是否伴有心脏自主神经损害的敏感且准确的指标[11]。糖尿病自主神经病变最早损害的小神经纤维就包括了与HRV有关的心脏自主神经纤维。糖尿病心脏自主神经病变增加了患者发生恶性心律失常、无痛性心肌梗死、心脏猝死的概率，使患者的预后受到严重影响，是糖尿病的严重并发症之一[12]。

本研究结果显示糖尿病组的24 h SDNN、SDANNindex、SDNNindex、rMSSD、PNN50指标均低于非糖尿病组，差异有统计学意义（P＜0.05）。反映了2型糖尿病患者心脏自主神经受损，HRV指标的降低说明迷走神经张力减低，交感神经张力增加，迷走神经对心脏的保护作用减弱，心室肌电稳定性差，室颤阈值下降，极易诱发恶性室性心律失常和心源性猝死。由此可以说明，心率变异能够定量地反映心脏自主神经系统活性及其调节能力，在评估心血管疾病自主神经变化过程中具有重要的临床意义[13]。

正常健康人心脏受交感-迷走神经双重调节，交感-迷走神经对心脏的支配呈现一定的生理波动，有着明显的昼夜变化规律，白天交感神经占优势，夜间迷走神经占优势，HRV指标白天较夜间睡眠时低，表现出昼夜变化的特点，体现出夜间迷走神经系统对心脏具有相对保护作用[14-15]。在自主神经功能障碍的早期仅出现无症状的心率变化，表现为日间窦性心率轻度的增快、而夜间心率减慢得不明显、昼夜心率变异程度的减小，并且在休息时可能出现窦性心动过速。静息时，糖尿病患者心率比正常人平均增加约10次/min，个别者心率可高达120次/min，大多数心率波动在80～95次/min。随着患者心脏自主神经病变的不断加重，正常24 h的心率变化规律逐渐消失，HRV逐渐减小，每小时的平均心率增快，睡眠状态下的平均心率较正常显著增快。原因为迷走神经受损和/或同时伴交感神经受损，通常以迷走神经受损为主。由于迷走神经的张力降低，其调节心率的能力减弱，当此种能力明显将低时，自主神经调节心率的作用完全丧失。另外，无心脏自主神经病变的糖尿病患者及正常对照人群在18:00～24:00时心率较慢，连续的心率曲线形成“低谷”，而糖尿病心脏自主神经病变患者则无此表现[16]。

本研究结果显示糖尿病患者昼夜SDNN、rMSSD、PNN50指标差异无统计学意义（P＞0.05）。非糖尿病患者日间的SDNN、rMSSD指标低于夜间指标值，差异有统计学意义（P＜0.05）。说明了糖尿病患者自主神经调节失衡，昼夜规律消失。糖尿病心脏自主神经受损患者，由于交感、迷走神经平衡失调，交感神经长期处于兴奋状态，心率增快，增加了患者心电的不稳定性，使恶性心律失常的发生率增加[17-18]。

2型糖尿病患者发生心血管事件的风险明显升高，其风险比非糖尿病者高3倍，严重影响糖尿病患者的预后[19]。心脏自主神经病变是2型糖尿病中诸多慢性并发症中最严重的一种，由于其病情隐匿也最容易被人忽视[13-20]。

HRV是反映支配心脏自主神经活动的无创性指标[21]。是一种评价心脏自主神经定量的、非侵入性的、可重复性的手段，有助于早期诊断自主神经病变[22]。因此建议糖尿病患者常规做24 h动态心电图检查和HRV分析，及早干预治疗。

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Analysis of heart rate variability about the patients with type 2 diabetes

SHU Ying ZHANG Hongwei
Department of Internal Medicine,Beijing Moslem Hospital,Beijing 100054,China

Objective To find out cardiacautonomic function in type 2 diabetes patients by analysis of heart rate variability between diabetic and non-diabetic patients.Methods 103 cases of elderly patients hospitalized and measured by dynamic ecg recordings examination from January 2014 to February 2015 in Moslem Hospital were selected.All patients were given 24-hour dynamic electrocardiogram and divided into two groups:diabetic group(45 cases)and non-diabetic group(58 cases).The time domain of heart rate variability index and circadian rhythm changes were compared between two groups.Results The time domain analysis indicators (SDNN,SDANNindex,SDNNindex, rMSSD,PNN50)of diabetic group were significantly decreased than those of non-diabetic group,the difference was statistically significant(P＜0.05).The difference was not statistically significant about the time domain analysis indicators (SDNN,rMSSD,PNN50)of circadian rhythm in diabetic group (P＞0.05).The time domain analysis indicators (SDNN,rMSSD)during the day in non-diabetic group was lower than those at night.The difference was statistically significant(P＞0.05).Conclusion The damage of elderly patients with cardiac autonomic nerve can increase the incidence of cardiovascular adverse events,seriously impact the prognosis of patients with diabetes.HRV contributes to early diagnosis of autonomic neuropathy,it is suggested that diabetes patients do 24-hour Holter monitoring and HRV analysis and get early intervention.

Diabetes;Cardiac autonomic nervous;Heart rate variability;Circadian rhythm

R587.1

A

1673-7210（2015）11（c）-0087-04

2015-08-22本文编辑：赵鲁枫）

北京市西城区优秀人才培养资助项目 （2014-XCRC-区委卫生工委）。