動脈老化是心血管疾病的重要特征

中國有近2億老年人，其中10％左右的患有老年性疾病且為多臟器損害，對老年人關(guān)愛的具體表現(xiàn)之一就是規(guī)范老年心血管病的診療。

動脈老化（即動脈硬化）可直接導(dǎo)致單純收縮性高血壓、舒張性心力衰竭、老年人癡呆和腎功能衰竭等微血管病變，已成為當(dāng)下臨床醫(yī)生所面臨的常見和重要的問題。雖然非致動脈粥樣硬化作用已明確成為“心血管事件鏈”的組成部分，但今日醫(yī)學(xué)過分強(qiáng)調(diào)動脈粥樣硬化血栓形成，而忽略了動脈老化的重要意義。

近年人們對血管老化的研究著重在分子、基因、細(xì)胞和酶學(xué)等方面，但卻忽略了老化潛在的機(jī)械影響和后果。事實(shí)上，老化問題復(fù)雜地存在于人體不同血管床，隨年齡增加、勞動力的喪失和死亡呈正增長，在所有人群中，它們均獨(dú)立于我們常知的動脈粥樣硬化之外。

正常動脈兼具管道和緩沖功能

動脈系統(tǒng)具有2項(xiàng)功能：

（1）根據(jù)需要將血液從左心室輸送至全身各器官和組織的毛細(xì)血管，即管道功能；

（2）緩沖心臟搏動而保持毛細(xì)血管血流的連續(xù)性，即緩沖功能。從主動脈到外周動脈（如橈動脈）的平均壓僅下降約1 mmHg，而從上述肌性動脈到阻力小動脈起點(diǎn)的平均壓的下降僅輕度增加；搏動血流通常只存在于內(nèi)徑>200 μm的較大動脈，不會波及小動脈和更遠(yuǎn)端的毛細(xì)血管；由于搏動血流不存在于阻力血管，因此全身血管系統(tǒng)搏動造成的能量損失很小，動脈、小動脈、毛細(xì)血管和靜脈中穩(wěn)定推進(jìn)血流僅損失能量約10％。動脈系統(tǒng)的另一作用體現(xiàn)在整個收縮期的平均壓僅比整個心動周期的平均壓高3～4 mmHg，而舒張期平均壓降低2～3 mmHg。

心血管系統(tǒng)另一作用在于使血管活動（反射波返回）和心臟活動（主動脈瓣關(guān)閉）相一致。理想狀態(tài)下，反射波不會增加收縮壓，而僅增加舒張壓，增加心肌微血管床的血流灌注。因此，心臟和血管通常協(xié)同作用達(dá)到佳效能。升主動脈的小阻抗系數(shù)與左心室大射血波的頻率分布區(qū)域一致也進(jìn)一步證實(shí)了這一點(diǎn)。

動脈老化主要累及大動脈

關(guān)于老化的研究大多專注于影響血管內(nèi)皮和內(nèi)膜的因素，而忽略了承受負(fù)荷的大動脈中層，因此，并不能將老化作用從疾病的作用中分離，也不能區(qū)分破壞作用與修復(fù)或“重構(gòu)”作用。我建議應(yīng)用物理術(shù)語將動脈比作被動彈性管道的經(jīng)典觀點(diǎn)，老化改變也是如此，我們應(yīng)主要關(guān)注動脈中層的彈性。隨年齡增加，彈性動脈將發(fā)生2種物理變化——管壁的擴(kuò)張和僵硬，在主動脈近端及其主要分支（頭臂干、頸動脈和鎖骨下動脈）明顯，老化改變先影響管壁的順應(yīng)性（彈性）。

在年輕人，心臟跳動引起近端彈性動脈和主動脈擴(kuò)張約10％，而肌性動脈僅擴(kuò)張2％～3％。從動脈成分疲勞角度看，這種擴(kuò)張程度的差異可以解釋近端和遠(yuǎn)端動脈老化改變的差異。疲勞原理指的是材料變形引起的晶體結(jié)構(gòu)改變，且根據(jù)變形的程度及次數(shù)可預(yù)測斷裂的可能性。當(dāng)擴(kuò)張度為10％時，天然橡膠經(jīng)9×108次擴(kuò)張后可發(fā)生斷裂（心率為60次/分時，相當(dāng)于30年）。隨著人的不斷老化，可以見到主動脈彈力層的斷裂，這可以歸結(jié)為動脈擴(kuò)張（通過伸長，其次是承受負(fù)荷成分的斷裂）和僵硬（通過將壓力傳遞至動脈壁更為僵硬的膠原成分）。如果擴(kuò)張度為5％，在心率相同的情況下，橡膠在超過3×108次擴(kuò)張后才會發(fā)生斷裂，相當(dāng)于100多年的壽命。組織學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，近端動脈的中層彈力蛋白發(fā)生嚴(yán)重?fù)p傷（見圖1），而遠(yuǎn)端肌性動脈很少出現(xiàn)老化改變。因而，動脈老化的主要特征是主動脈近端的結(jié)構(gòu)破壞、僵硬和擴(kuò)張，這就是所謂的 “老年性動脈硬化”。

衰老對動脈功能的影響

老化僅引起近端彈性動脈擴(kuò)張，對動脈系統(tǒng)的管道功能沒有影響，但顯著進(jìn)行性影響緩沖功能，終對心臟、微循環(huán)，尤其是腦和腎的微循環(huán)造成損害。增齡增加動脈僵硬度表現(xiàn)為脈搏波速度增加，以主動脈為著，肌性動脈（如上肢動脈）變化小。

主動脈脈搏波速度（PWV）是脈搏波沿動脈壁傳導(dǎo)的速度，可通過壓力波底部從頸動脈部位傳導(dǎo)到股動脈部位的時間延遲和脈搏傳導(dǎo)的距離實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)測定，20歲時為5 m/s，80歲時則達(dá)12 m/s（見圖2）。根據(jù)經(jīng)典的Moens-Korteweg公式，PWV取決于彈性模量的平方根，因此，提示主動脈的彈性模量增加了4倍以上。值得注意的是，由于過度依賴肱動脈袖帶血壓計和由其測得的收縮壓，人們一直低估了老化對動脈功能的影響。

隨年齡增長，主動脈僵硬度增加導(dǎo)致收縮壓增加、舒張壓降低，引起左心室肥厚，需氧量進(jìn)一步增加。舒張壓降低和舒張期縮短均可導(dǎo)致冠脈供血減少。當(dāng)舒張期左心室壓力升高時，冠脈供血進(jìn)一步減少。因此，冠脈供血能力損害的進(jìn)展完全不依賴于冠脈狹窄，任何程度的動脈粥樣硬化均可使其加重。冠脈血流需要量增加與血流灌注減少并存易導(dǎo)致心肌缺血。任何程度的心肌缺血均可進(jìn)一步損害左心室舒張功能，使心臟射血時間進(jìn)一步延長，導(dǎo)致舒張期冠狀動脈灌注減少。

老化可造成惡性循環(huán)（即左心室肥厚），易于誘發(fā)心肌缺血和心絞痛，即使通常認(rèn)為無血液動力學(xué)意義的冠脈狹窄甚或無冠脈狹窄時，以及在心率增加時易發(fā)生舒張功能不全，其中左心室舒張性衰竭，常見于老年人。

影響腦和腎微循環(huán)，微循環(huán)血管對血流的阻力大，并通過反射來自較大動脈的搏動使搏動血流變成毛細(xì)血管內(nèi)的穩(wěn)定血流。但在靜息血流量較大的器官（特別是腦和腎），較大動脈的平均動脈壓降低越多，搏動越深入到毛細(xì)血管內(nèi)。晚近的研究顯示，獨(dú)立于傳統(tǒng)肱動脈收縮壓和舒張壓的數(shù)值，動脈僵硬度（主動脈脈搏波速度、增強(qiáng)指數(shù)、脈壓及其增幅）不僅與心血管病變結(jié)局密切相關(guān)，還與腦和腎微血管改變密切相關(guān)，包括腦白質(zhì)缺血和腎臟蛋白尿。同樣，針對降低動脈僵硬度不良效應(yīng)的治療可逆轉(zhuǎn)或延緩腦和腎損害的損傷。另有證據(jù)支持，動脈僵硬度與炎癥有關(guān)，且炎癥在女性中更為明顯，動脈硬化程度比動脈粥樣硬化更顯著是其特征。繼發(fā)于主動脈僵硬的微循環(huán)老化改變與腦和腎功能的進(jìn)行性下降有關(guān)，并嚴(yán)重到足以引起血管炎癥反應(yīng)，伴C反應(yīng)蛋白和其他心臟標(biāo)志物的升高。針對降低動脈僵硬度和波反射的治療有可能預(yù)防、延緩甚至減輕這種微血管損害改變。

與老化和動脈僵硬相關(guān)的腦血管高壓和血流搏動增強(qiáng)可造成小動脈病變，結(jié)果導(dǎo)致腦損傷和老年癡呆。老年人腦部病變的原因是微循環(huán)高搏動壓力和高血流，全身的損害也與此相似。那么伴有主動脈僵硬的老年人的腦動脈和微血管搏動為什么會增強(qiáng)？因?yàn)橹鲃用}和彈性動脈非常僵硬，不能緩沖心臟產(chǎn)生的血流搏動，勢必使其擴(kuò)展至微血管床，且優(yōu)先進(jìn)入血管舒張及高血流灌注器官——腦和腎。因此薄弱血管的壓力和血流波動加劇能量丟失可增加腦的微出血和梗塞。

腎臟入球小動脈和腎小球與腦部動脈一樣暴露于高搏動的微血管壓力和緊張度，但目前關(guān)于腎臟微血管搏動損傷的證據(jù)尚不充分，我們相信這只是暫時的。

預(yù)防動脈老化及不良取向

動脈老化的病變基礎(chǔ)與決定固有物體的老化過程一樣，都是反復(fù)勞損的結(jié)果。動脈老化的關(guān)鍵因素是主動脈彈力蛋白層的疲勞和斷裂，防治重點(diǎn)應(yīng)在于如何減少動脈伸展的幅度和次數(shù)，應(yīng)用β受體阻滯劑治療可以減少伸展次數(shù)，但中心收縮壓升高時，可能導(dǎo)致伸展幅度增加。而且，心動過緩時，心臟射血時間延長，收縮期入射波增加導(dǎo)致反射波總和增加，致使β受體阻滯劑治療的潛在不良作用明顯，尤其并存微循環(huán)損害時，但β受體阻滯劑治療可以延緩馬方綜合征患者升主動脈的進(jìn)行性擴(kuò)張。堅(jiān)持一段時間的規(guī)律有氧運(yùn)動也是減少累計伸展次數(shù)對心臟損傷的較好方法。運(yùn)動時心率固然增加，但在更長時間的運(yùn)動間歇期內(nèi)，心率卻通常保持在較低水平。由于運(yùn)動可改善肌性動脈的內(nèi)皮功能，降低返回心臟的反射波振幅。上述原理目前已用于血壓控制以及糖尿病、心衰和腎功能不全患者，即通過規(guī)律運(yùn)動、應(yīng)用擴(kuò)張全身大動脈和小管道動脈平滑肌的藥物（ACEI、ARB、CCB和硝酸酯類），可以使早期波反射減少，降低主動脈阻抗的低頻成分、表觀相位速度、中心動脈壓和血流搏動。而且測量中心主動脈壓力為監(jiān)測和控制外周波反射和大動脈僵硬度降低，保持適當(dāng)?shù)钠骄鶆用}壓，實(shí)現(xiàn)心、腦、腎及其他重要臟器灌注提供了有效幫助。

現(xiàn)代研究證實(shí)，隨年齡增長，雖然人體主動脈脈搏經(jīng)歷著與橈動脈脈搏同樣的變化，但是目前的動脈老化評價通常只根據(jù)血壓值評價而忽略了對波形的分析。在整個20世紀(jì)，人們對舒張壓的偏見誤導(dǎo)了臨床醫(yī)生對心血管老化風(fēng)險的全面認(rèn)識。脈搏波分析的新技術(shù)拓展了人們初的病理和生理學(xué)認(rèn)識，并在人體動脈老化及其并發(fā)癥的研究中得到了更多關(guān)注。（盧長林 高潤霖）