与动脉弹性功能改变相关的因素及疾病
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动脉弹性功能研究近年来受到重视。动脉弹性又称“顺应性”，指血管壁的缓冲能力,是动脉血管壁的内在弹性特性[1],它主要反映动脉舒张功能的状态，取决于动脉腔径大小和管壁硬度或可扩张性[2]。它不仅是左心室后负荷、收缩压、舒张压和脉压水平的重要决定因素，而且相当程度上反映了动脉内皮功能状况。
动脉弹性减退是多种心血管危险因素对血管壁早期损害的综合表现，是早期血管病变的特异性和敏感性指标，是心血管疾病的高危因素。动脉异常常见于：(1)动脉的扩张性降低。(2)动脉壁增厚和硬度增加。(3)动脉顺应性下降。(4)动脉内的斑块形成等。心血管病各种危险因素如高血压、高血糖、高血脂、肥胖及吸烟、高年龄等，通过损伤血管的结构和功能，导致心、脑、肾等血管临床事件的发生及发展。反映血压成分中以收缩压增高、脉压增大现象常提示动脉弹性明显减退，而内皮功能不良常反映早、中期的动脉弹性异常状况。
1 动脉弹性功能的检测
早期检测动脉结构及功能异常，对于预测血管的亚临床及临床疾病，并在较短时期内显示治疗的效果具有重要意义。目前，评价动脉结构和功能改变有影像学和功能测定两种途径：体表或血管内超声、磁共振能显示大动脉管壁厚度和粥样斑块等结构性改变，但这仅表示动脉某一截断面的功能，不能反映整个动脉系统的弹性功能。脉压、脉搏波传导速度、收缩期压力波增强指数等能提示大动脉弹性或管壁硬度等功能性改变。
1.1 脉搏波传导速度(PWV)
是评价主动脉硬度的经典测量指标[3]，PWV增大提示主动脉硬度较高，是主动脉结构与功能异常的总体反映。Benetos和Boutouyric[4，5]最近两项研究表明应用PWV测定值所反映的动脉弹性与高血压患者远期发生冠状动脉事件的关系密切。另一项研究表明主动脉脉搏波传导速度与心血管危险相关[6]，PWV值大表示动脉硬度高、顺应性差，反之，则血管硬度低、顺应性佳，并常伴有脉压的增大，PWV与脉压呈正相关。年龄和血压水平是影响 PWV的最重要因素，在70岁以上老年高血压患者中PWV也可以独立预测心血管危险[7]。
1.2 脉搏波形分析
1.2.1 C1和C2测定：大动脉弹性指数C1是舒张期血流容积减小与压力下降之间的比值，又叫容量顺应性，主要反映近端弹性腔大动脉顺应性。小动脉弹性指数C2是舒张期血流容积振荡变化与振荡压力变化之间的比值，又叫振荡顺应性，主要反应远端弹性腔小动脉和微循环顺应性。Cohn等[8-10]用改良的Windkessel无创技术在评价动脉顺应性后认为，大动脉弹性C1，尤其是小动脉弹性C2下降是早期心血管疾病的标志，它更好地预测疾病早期(亚临床)的病理变化，也是评价降压效果的敏感指标，C2的降低早于动脉壁增厚和C1的降低，C2更具有预测血管病变的价值。检测尽管获取的只是桡动脉压力波形，但二者反映的则是整个系统动脉内压力与容积的关系，即动脉顺应性或弹性，C1和C2越小，表示系统动脉弹性越差。
1.2.2 增强指数测定(AI)[11]：AI能定量反映整个动脉系统的总体弹性，敏感地显示因大、小动脉弹性引起的压力波反射状况。AI越大，提示压力反射波在收缩压和脉压增大中的作用越强，AI缩小，收缩压和脉压也随之下降。
2 与动脉弹性相关的因素和疾病
2.1 高血压
动脉弹性的异常是原发性高血压发生、发展的血管病变特征之一，所以动脉血管发生病变是导致高血压并发症的主要原因[12]，高血压引起的心脑血管事件已成为中老年人发病和致死的重要因素。大动脉弹性检测成为预测心血管事件的独立危险因素[13]。
高血压时常伴有动脉顺应性降低，其变化既反映了血管壁内的压力变化也体现了血管壁结构和功能异常，并以血管的结构和功能改变作为特征。一些观察提示顺应性降低可发生于临界高血压并多伴有血管的亚临床病变[14],它下降的原因，一方面是血压增高的机械应切力作用，另一方面是血管结构改变所致，小动脉发生结构性重塑，导致顺应性降低，从而加速了血压进一步增高及相关器官损害的加重。高血压时整个动脉系统都受累，其中大动脉受累的特征性改变是大动脉弹性减退，而小动脉受累的结果主要是动脉壁的结构重塑。高血压患者大动脉的主要特征性改变是顺应性减退，主要原因是动脉硬化，包括管壁增厚，胶原增生，弹性纤维减少或断裂，甚至管壁钙化，动脉内皮功能异常以及局部组织肾素—血管紧张素系统激活等。氮氧化物释放减弱是动脉腔变硬、变形及动脉斑块形成的直接原因，在动脉循环中与血压波动反应有关的小动脉及小分支动脉血管中，一氧化氮起着非常重要的控制作用。通常动脉壁内承受负荷的主要是弹力层，动脉硬化就是由于弹力纤维在周期性牵张下疲劳而断裂及动脉壁的变性。那些小血管的结构改变可以导致管腔径改变，管壁变硬和血流储量减少而形成动脉重构，从而可以影响动脉功能。
动脉硬化是导致脉压升高的决定性因素之一，脉压增大反过来也可加速动脉硬化，二者相互形成恶性循环，使血压进一步增高及加重相关器官的损害，血压升高及脉压增大实际上是大动脉僵硬度增加的结果。正常状态下大动脉可以缓冲左心室射血产生的流量波动和压力波动，因压力波动的发生部位距升主动脉较近，结果增加了主动脉和心室收缩期压力，降低了舒张期压力，因此大动脉缓冲功能的降低会导致收缩压水平升高，舒张压水平降低，脉压差增大。大动脉弹性降低、僵硬度增加、顺应性下降及扩张性减弱是包括高血压在内的许多心血管危险因素导致的早期血管功能改变，所以降压治疗应着眼于改善小动脉的弹性及血管亚临床病变，从而降低高血压患者的心血管危险。高血压对动脉功能的影响比其他心血管危险因素更为重要，其他危险因素(高血脂、高血糖、超重等)也是高血压的主要危险因素，高血压者往往同时并存其他心血管危险因素，加重了高血压对动脉弹性功能的损害，降压达标仍是首要的血管功能改善的指标。
2.2 内皮功能与年龄增长
内皮细胞是机体最大的内分泌细胞，可分泌产生多种血管活性物质、细胞因子，其中内皮源性舒张因子、内皮源性超级化因子和前列腺环素可使血管平滑肌松弛；内皮素和血管紧张素Ⅱ则使血管平滑肌收缩[15]，在正常状态下，舒张因子和收缩因子协同作用，调节血管张力处于正常水平。许多前瞻性临床试验表明，各种心血管危险因素可促进内皮素、血管紧张素Ⅱ等分泌增加外，还可通过氧化应激降低一氧化氮的生物活性，影响血管(首先是动脉)内皮功能，导致血管结构和功能改变，使内皮依赖性松弛作用明显受损，其后果是血管收缩、弹性下降，最终导致血管结构和功能改变。内膜层较薄的小动脉最容易受到一氧化氮缺乏的影响，小动脉重塑和弹性功能减退往往发生较早且明显，动脉粥样硬化及血管移植的患者中也发现动脉弹性下降与严重的内皮功能障碍有关[16，17]。
年龄是动脉血管功能损害的一种独立危险因素。动脉顺应性降低(临床表现脉压增大)多见于一些老年高血压患者，其变化主要是动脉扩张，弹力纤维退变，平滑肌的组织疲劳。与年龄相关的内皮损害机制[18]：(1)增龄伴随内皮细胞凋亡导致一氧化氮产生减少；(2)增龄也伴随超氧阴离子产生增加，既而加速一氧化氮灭活损伤内皮细胞功能；(3)增龄相关的内皮功能障碍与环氧化酶依赖的内皮源性缩血管因子活性增强有关。研究表明与增龄相关的血管结构和功能改变损害内皮细胞，内皮细胞通过释放一氧化氮等生物活性物质，保持适当的血管张力，防止血管平滑肌细胞增生[19，20]，因此，内皮细胞功能障碍是增龄等多种危险因素导致血管结构和功能损害的早期标志。
2.3 糖尿病及血脂紊乱
糖尿病是心血管病的常见危险因素之一，研究已证实糖尿病患者存在内皮功能异常。有关糖尿病引起内皮功能不全的常见机制包括：持续慢性高血糖可以引起血管收缩，增加内皮细胞凋亡；增加各种细胞因子表达，促使血小板聚集，导致凝血功能亢进，促进血栓形成，引起并加重血管内皮的损伤；高血糖可使蛋白质发生非酶糖化，使糖化终产物增多；长期高血糖使一氧化氮灭活加速，同时内皮细胞合成和释放一氧化氮减少，血管平滑肌对内皮源性一氧化氮反应性降低，血管的扩张性减弱，动脉顺应性降低[21]。糖尿病病变多见于小血管及微血管，常伴有内皮功能紊乱，在1型及2型糖尿病的患者中动脉中层平滑肌动脉有异常糖基化代谢[22]，1型糖尿病血管硬度病变主要表现为动脉壁的厚度增加[23]，2型糖尿病的病程与动脉壁的硬度明显相关。
在高血压、糖尿病及高血脂症时血管弹性功能与正常人比较有明显的降低。有研究发现[24]：当血液中总胆固醇>5.98 mmol/L(230 mg/dl)及甘油三脂>2.03 mmol/L(180 mg/dl)时，动脉的血管顺应性均<0.035 ml/mm Hg，而血管顺应性均>0.035 ml/mm Hg的患者中，平均胆固醇在4.68 mmol/L(180 mg/dl)，平均甘油三脂在1.13 mmol/L(100 mg/dl)，从而说明高血脂的患者有较差的动脉顺应性及扩张性。脂质代谢紊乱常表现为体重指数、腰围/臀围增加，这会不同程度的引起动脉粥样硬化，血管结构改变、阻力升高、顺应性下降及内皮功能障碍，从而使PWV值增加[25]。
2.4 心脑血管疾病
动脉弹性功能减退已经成为心血管危险的重要标记之一[26]，血管内皮功能异常不仅是动脉粥样硬化的一个始动环节，还是导致其不断进展的重要因素，因此，改善和恢复血管内皮功能已经成为冠心病防治的重要目标之一。大量的流行病学研究已经证实中年人中除了收缩压和舒张压外，脉压也是心血管危险的独立预测因素。一项调查发现：在脉压(pp)≥47 mm Hg的患者，冠心病的事件发生率为10.5/10万，相对危险为4.68，而pp<40 mm Hg冠心病患者的发生率2.6/10万，相对危险仅为1.17。pp对脑血管事件的影响为：pp≥47 mm Hg时，脑卒中事件中发生率为48.1/10万，相对危险为6.83，而对pp<40 mm Hg患者，脑卒中的发生率为12.3/10万，相对危险仅为1.77[27]。正常情况下大动脉的扩张性可缓解左心室射血产生的流量及压力波动，而动脉粥样硬化的增加导致其扩张性下降，使pp增大。临床实验提示，当收缩压恒定在160 mm Hg时，舒张压低(75 mm Hg)比舒张压高(95 mm Hg)的患者2年末的心血管事件发生率提高了12%，表明pp越大的高血压患者死亡率越高。小动脉弹性不仅在心脑血管、高血压等单个因素存在时明显减退，多种因素并存时更进一步减退，心血管危险因素对动脉血管的结构及功能造成损害,早期改变是动脉弹性功能降低，导致心血管疾病,甚至发生严重事件。研究证实，在动脉结构和临床事件发生前已有血管功能的改变，在心血管事件中，包括心肌梗死、脑卒中、间歇性跛行、血管性痴呆，主要的病变部位在血管，所以早期发现血管功能的改变对心脑血管病的防治具有重要意义，而且更合理的治疗目标应该是血管病变，而不完全是某个危险因素。
3 如何改善动脉弹性
一些研究发现，对于高胆固醇血症患者长期服用辛伐他汀使胆固醇降低33%则可改善动脉的扩张性[28]，在一些他汀类治疗家族性高脂血症的临床研究中，当疗程超过12个月以上时，显示大动脉管壁硬度可以获得显著改善。
血管紧张素转换酶抑制剂ACEI可以阻断或减少血管紧张素Ⅱ，增加缓激肽。心力衰竭患者在使用了ACEI数月后大动脉平滑肌中层面积的扩张性得以改善，在标准ACEI治疗的基础上加上血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂(ARB)治疗后可进一步改善颈动脉和主动脉的扩张性。
动脉弹性的变化在老年收缩期高血压的研究中越来越受到重视。在老年收缩期高血压的大型临床试验中发现，采用钙离子拮抗剂积极长期的达标降压治疗，可以使脑卒中的风险下降42%、冠心病的风险降低26%、心力衰竭的危险降低29%、所有心血管的危险降低31%[29]。
综上所述，各种心血管危险因素均可导致大、小动脉弹性降低和内皮依赖的血管舒张功能损伤，动脉弹性降低与内皮细胞功能障碍有关，并且可能是血管结构功能损伤的早期标志。检测动脉弹性功能，测定亚临床血管病变，早期发现和干预血管壁病变，对开发和研究能选择性改善动脉弹性功能的药物或治疗方案，延缓和控制心血管事件的发生率和死亡率具有重要意义。
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作者单位： 050051 石家庄市，河北省直机关第二门诊部(张伟)；河北省中医院肾内科(张惠芳)
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