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The Influence of Morning Blood Pressure Surge on Peripheral Blood NF -κB and MMP -9 Levels in Elderly Patients with Hypertension and Coronary Heart Disease and Its Correlation
Li Yu,Li Rong,Qiu Qingyan
Mianyang Center Hospital,Mianyang 621000,Sichuan,China
Abstract:Objective To investigate the influence of morning blood pressure surge(MBPS) on peripheral blood mononuclear cell nuclear factor -κB (NF -κB) and serum matrix metalloproteinase 9 (MMP -9) levels in elderly patients with hypertension and coronary heart disease (CHD).Methods One hundred elderly patients with hypertension and CHD were enrolled,including 58 cases in MBPS group and 42 cases in non MBPS group.The activation rate of NF -κB was detected by immunohistochemistry.Serum MMP -9 level was determined by enzyme -linked immunosorbent assay.The carotid vascular atherosclerosis was detected by vascular ultrasound.The coronary angiography was used to assess the degree of coronary artery stenosis.Results The serum MMP -9 level and activation rate of mononuclear cell NF -κB in MBPS group was significantly higher than that in non - MBPS group.The intima -media thickness of the common carotid artery in MBPS group was significantly thicker than that in the non -MBPS group,and the degree of coronary artery stenosis was aggravated.Serum MMP -9 levels were positively correlated with the activation rate of mononuclear cells NF -κB in elderly patients with hypertension and CHD.The serum MMP -9 level and activation rate of NF -κB in peripheral blood mononuclear cells were positively correlated with the intima -media thickness of carotid artery,carotid atheromatous plaque scores and and degree of coronary artery stenosis.Conclusion The MBPS may up -regulate the levels of serum MMP -9 and activation rate of mononuclear cells NF -κB,and aggravate the degree of atherosclerosis in patients with hypertension and CHD.Adjusting the antihypertensive drugs and controlling the degree of MBPS can reduce the target -organ damage in patients with hypertension and CHD.
Keywords: hypertension;coronary heart disease;MBPS;atherosclerosis;nuclear factor -κB;matrix metalloproteinase
血压晨峰(morning blood pressure surge,MBPS)是指清晨人体由睡眠状态转为清醒并开始活动,血压从夜间睡眠时相对较低的水平迅速上升至较高水平,甚至达到一天中最高水平的现象。近年来在高血压研究领域中血压晨峰受到越来越多的关注,血压的昼夜变异性和波动幅度对靶器官损害及其相关分子机制方面的研究是目前高血压研究的热点。国内外大量实验研究证实血压晨峰作为心脑血管病的发病及预后的独立危险因素,是使高血压疾病进展进而引起靶器官损害的机制之一[1]。近年来,高血压与炎症反应之间的关系已非常明确,潜在的慢性低度炎症反应是高血压血管损伤的关键环节,加速了血管硬化的进程[2]。核因子 -κB (nuclear factor -κB,NF -κB)是非常重要的免疫、炎症和应激反应的主要调控因子,参与血管炎症反应及重构。基质金属蛋白酶 -9(MMP -9)引起动脉粥样硬化斑块细胞外基质重构,特别是诱导斑块破裂,血栓形成,在急性冠脉综合征的发生发展中有重要作用。本研究通过观察血压晨峰对老年高血压合并冠心病病人外周血单个核细胞NF -κB、血清MMP -9水平的影响,及血压晨峰与病人颈动脉粥样硬化、冠状动脉病变严重程度的相关性,探讨血压晨峰现象在高血压合并冠心病病人中的作用机制及其防治措施。
1.1 研究对象 选取2014年1月—2015年12月在绵阳市中心医院住院并接受冠状动脉造影确诊的老年(年龄≥60岁)高血压合并冠心病病人100例。高血压的诊断标准参照中国高血压防治指南修订委员会制定的《中国高血压防治指南2010》[3],收缩压(SBP)≥140 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)和(或)舒张压(DBP)≥90 mmHg。冠心病的诊断依据冠状动脉造影(coronary angiography,CAG)结果:至少有一支冠脉主支或其主要分支狭窄程度≥50%。将所有病人按24 h动态血压监测(ambulatory blood pressure monitoring,ABPM)的结果有无血压晨峰现象分为晨峰组58例,年龄60岁~78岁(68.4岁±5.5岁);非晨峰组42例,年龄60岁~81岁(66.4岁±6.1岁)。排除标准:严重肝肾功能异常、恶性肿瘤、糖尿病、继发性高血压病、甲状腺功能亢进、风湿性心脏病以及由先天畸形、结缔组织病等所致冠状动脉狭窄。所有入选病人签署知情同意书。
1.2 研究方法
1.2.1 一般资料收集 ①记录年龄、性别、心率、血压、病程,询问饮酒史及吸烟史;检测身高、体重,体重指数(BMI)=体重/身高2,BMI≥25者为肥胖。禁食12 h后采集清晨静脉血,分别测定空腹血糖、肝肾功能、血脂水平。②24 h动态血压监测:采用无创性携带式动态血压监测仪,自动充气监测收缩压、舒张压,根据结果自动计算24 h、白天、夜间平均收缩压和平均舒张压等指标。白天(08:00~24:00)间隔20 min测量1次,夜间(0:01~07:59)间隔30 min测量1次。要求24 h有效数据>80%,且每小时区间内读数无缺漏,否则隔日重测。有效血压读数标准:收缩压70 mmHg~220 mmHg,舒张压40 mmHg~130 mmHg。③血压晨峰的认定:根据《中国高血压防治指南》2010,病人起床后2 h内收缩压平均值与夜间睡眠时最低平均收缩压的差值≥35 mmHg,认为存在血压晨峰,其中夜间睡眠时最低平均收缩压等于夜间收缩压最低值及其前后共3次收缩压的平均值。舒张压晨峰的计算与收缩压类似。
1.2.2 血清MMP -9测定 病人入院次日清晨空腹抽取静脉血制备血清保存待批次检测。MMP -9测定采用夹心酶联免疫吸附法测定MMP -9试剂盒(购自武汉博士德生物工程有限公司),测定过程严格按照产品说明书进行操作。
1.2.3 外周血单个核细胞NF -κB P65蛋白表达检测 采用FicoⅡ密度梯度离心法分离单个核细胞后,瑞氏染色进行单个核细胞鉴定并检测细胞活力。制作单个核细胞涂片,自然干燥,4 ℃冷丙酮固定。用免疫组化法检测NF -κB P65蛋白表达:显微镜下细胞质和细胞核均出现棕黄色颗粒为NF -κB P65亚单位表达的阳性细胞。用相差显微镜观察同一张盖玻片不同视野,计数500个细胞中黄染阳性细胞数,计算百分数即单个核细胞活化率。
1.2.4 颈动脉粥样硬化指标的检测 采用PHILIP彩色多普勒超声诊断仪,使用血管高频探头。检查前休息5 min~10 min,病人取仰头平卧位,头部偏向对侧,充分暴露颈部。在检查时,自颈动脉起始处作纵向扫查,分别检查颈总动脉、颈总动脉分叉处、颈内动脉和颈外动脉。然后沿血管走行做横切扫查,观察动脉内径、内膜有无增厚、斑块部位、斑块大小和回声特点及性质。测量颈总动脉内膜 -中层厚度(CCAIMT)及颈总动脉舒张末期内径(CCADd)。采用Crouse积分法计算颈动脉粥样斑块积分(CPS)。所有指标均测量左右两侧,取平均值。
1.2.5 冠状动脉造影(CAG)检查 所有病人在入院后2 d~5 d内进行选择性冠状动脉造影评估冠状动脉情况。冠状动脉病变评估采用直径法与血管积分法。病变部位主要分为左冠状动脉主干、左前降支、左回旋支、右冠状动脉(累及左主干时,按同时累及左前降支和左回旋支来计算);累及的主要冠状动脉支数为病变支数,分单支、双支及三支病变。将Gensini积分法作为冠状动脉狭窄程度的判断指标。
2.1 一般资料情况 两组病人年龄、吸烟史、饮酒史、病程、体重指数(BMI)、三酰甘油(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL -C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL -C)、血肌酐(Cr)、空腹血糖(FPG)水平比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。详见表1。
组别n年龄(岁)吸烟(年)饮酒(年)病程(个月)BMI (kg/m2)晨峰组5868.4±5.521.3±2.35.2±0.921.2±3.924.5±3.1非晨峰组4266.4±6.123.5±2.14.6±1.219.9±4.223.9±2.5组别TC(mmol/L)TG(mmol/L)LDL-C(mmol/L)HDL-C(mmol/L)Cr(μmol/L)FPG(mmol/L)晨峰组1.6±1.34.7±1.82.5±0.92.0±0.476.4±17.35.2±0.9非晨峰组1.5±1.74.5±2.12.6±0.72.1±0.375.3±16.95.3±0.7
2.2 两组动态血压参数比较 晨峰组的24 h平均收缩压、白天平均收缩压、夜间平均收缩压、收缩压晨峰与非晨峰组比较均明显升高,差异有统计学意义(P<0.05)。两组各时段平均舒张压和舒张压晨峰比较均差异无统计学意义(P>0.05)。详见表2。
mmHg
2.3 两组颈动脉检查指标比较(见表3)
2.4 两组血清MMP -9、单个核细胞NF -κB水平及冠状动脉狭窄程度比较 晨峰组反映炎症水平的血清MMP -9、单个核细胞NF -κB活化水平较非晨峰组明显升高,差异有统计学意义(P<0.05)。晨峰组病人冠状动脉狭窄程度积分Gensini评分明显高于非晨峰组,差异有统计学意义(P<0.05)。详见表4。
组别nMMP-9(ng/L)NF-κB(%)Gensini评分(分)晨峰组 58243.72±89.231)28.23±9.201)113.40±17.321)非晨峰组42193.23±69.2121.12±7.9093.26±15.70 与非晨峰组比较,1)P<0.05。
2.5 高血压合并冠心病病人冠状动脉病变狭窄程度的Pearson相关分析 高血压合并冠心病病人中,冠状动脉病变狭窄程度分别与年龄、FPG、各项血脂水平、BMI、24 h平均收缩压、24 h平均舒张压、血压晨峰的程度进行Pearson相关分析,冠状动脉病变程度(Gensini总积分)与血压晨峰程度呈明显正相关(r=0.876,P<0.01),与24 h平均收缩压明显呈正相关(r=0.867,P<0.01),与年龄(r=0.738,P<0.05)、FPG(r=0.721,P<0.05)、LDL -C(r=0.684,P<0.05)呈正相关。
2.6 高血压合并冠心病病人冠状动脉病变程度多元线性回归分析 以冠状动脉病变程度(Gensini总积分)为因变量,年龄、FPG、各项血脂水平、BMI、24 h平均收缩压、24 h平均舒张压、晨峰程度为自变量进行多元线性回归分析,结果显示:24 h平均收缩压及血压晨峰程度、年龄均为冠状动脉病变的独立影响因素。见表5。
表5 高血压合并冠心病病人冠状 动脉病变程度多元线性回归分析
2.7 MMP -9水平、NF -κB活化率与动脉粥样硬化的相关性分析 老年高血压合并冠心病病人血清MMP -9、外周血单个核细胞NF -κB活化率与CCAIMT、CPS、Gensini评分相关(P<0.05或 P<0.01),见表6。血清MMP -9水平与单个核细胞NF -κB活化率呈显著正相关(r=0.678,P<0.01),直线回归方程为y=184.8+0.908x。
表6 MMP -9水平、NF -κB活化率与 动脉粥样硬化相关性分析
清晨是急性冠脉综合征、心脏性猝死、脑卒中等心脑血管事件的高发时段,而高血压晨峰则是导致这一现象的重要影响因素。清晨时段,人体由清醒开始活动,交感神经系统激活,血浆中儿茶酚胺等缩血管物质水平升高,心排血量增加,但老年高血压病人动脉压力感受器的敏感性下降,加之交感神经功能失调,干扰了机体对血压的调节能力,导致清晨时血压变异较大[4]。作为血压变异性的主要衡量指标,血压晨峰与靶器官损害的严重程度显著相关[5]。MMP -9是影响粥样斑块稳定性的一种基质蛋白酶,是炎症因子之一。研究显示:粥样斑块内高浓度浸润的巨噬细胞释放大量的MMP -9,其可以通过降解细胞外基质,破坏易损斑块的纤维帽结构,降低其强度,使斑块不稳定、破裂,参与急性冠脉事件的发生,MMP -9可以在一定程度上反映冠心病病人疾病的严重程度[6]。NF -κB存在于血管平滑肌细胞及内皮细胞中,也是参与血管炎症反应和重构的重要炎症因子,也同样是重要的调节细胞存活和增殖的转录因子[7],通过对MMP基因结构分析发现,在MMP基因启动子近端调控区有特异性的NF -κB结合位点,敲除NF -κB结合位点,可抑制各种刺激诱发的MMP升高[8]。
本研究表明,老年高血压合并冠心病病人,晨峰组血压波动更明显。晨峰组病人炎症因子MMP -9、单个核细胞NF -κB活化水平明显高于非晨峰组,说明血压晨峰可能诱发并加速各种炎性介质的释放,从而激活体内慢性炎症反应的过程。本研究还发现晨峰组病人冠状动脉狭窄程度,颈动脉内膜增厚及斑块形成程度均高于非晨峰组。在高血压合并冠心病病人中,反映炎症程度的指标MMP -9水平、NF -κB活化率与动脉粥样硬化的程度呈正相关,差异有统计学意义,提示MBPS不但激活了炎性反应,而且加重了动脉粥样硬化。MBPS诱发的慢性炎性反应是其加重冠状动脉粥样硬化的重要机制之一。炎症和高血压是相互影响的,炎症通过改变NO的活性,促进高血压的发生。而在高血压的作用下,炎症因子诱发血管炎性反应,血管内皮细胞功能失调,血小板黏附聚积、血栓形成,加速动脉粥样硬化斑块的形成。血压变异增大还可通过影响血液黏滞度,使得内皮细胞分泌NO减少,损害血管内皮舒张功能,并引起冠状动脉微小动脉重构,降低冠状动脉血流储备力,造成冠状动脉狭窄更加严重。MBPS病人具有较高的血压水平和血压变异幅度,通过影响炎症因子的释放及损害内皮功能,加重靶器官的损害。
MBPS可能激活炎症反应,加重动脉粥样硬化。通过对MBPS病人MMP -9、单个核细胞NF -κB的活性进行调控,可能是一个防治高血压病合并冠心病病人动脉粥样硬化进展的靶点,从而更好地保护靶器官,减少心血管并发症的发生。老年高血压合并冠心病病人血压晨峰程度可能与内皮功能损伤程度、慢性炎症反应、心脏重构密切相关。对老年高血压病人提倡进行24 h动态血压监测,可便于MBPS的检出,并且根据血压异常分布情况针对性地选择及调整降压药物,控制晨峰血压,减少靶器官的损害,改善老年高血压病人的生存质量。