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陈亚菲 李 旭 朱 丽 王 琰 甘良英 左 力
［基金项目］ 北京市科学技术委员会首都临床特色应用研究项目(Z131107002213122)
［作者单位］ 北京大学人民医院肾内科(北京,100044)
［通信作者］ 甘良英(E-mail:Ganl@bjmu.edu.cn);左 力(E-mail:zuoli@bjmu.edu.cn)
DOI：10.3969/j.issn.1006-298X.2024.02.001
摘 要
目的:通过分析血液透析(HD)开始至透析后24 h(共28 h)的心率变异性(HRV),探究糖尿病与非糖尿病的维持性血液透析(MHD)患者不同时段心脏自主神经功能的差异及变化,为改善患者心脏事件的发生提供依据。
方法:选取2021-10-01～2022-12-31在北京大学人民医院HD中心行MHD的患者,心电记录在HD开始时采集,持续至少28 h。比较两组患者在HD开始后1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、28 h的HRV参数。
结果:共纳入MHD患者110例,其中糖尿病患者36例(32.73%)。糖尿病组冠心病比例较高、透析龄较短、单室尿素清除指数(spKt/V)较低。在透析过程中糖尿病组全部窦性心搏RR间期的标准差(SDNN)和低频(LF)持续低于非糖尿病患者(P<0.05),非糖尿病患者RR间期差值的均方根(RMSSD)呈逐渐升高趋势,两组在HD开始1 h后出现明显差异。HD间期, 糖尿病患者透析后1 h SDNN及LF明显高于非糖尿病患者,HD后24 h两组间各心率变异性参数无统计学差异。非糖尿病患者HD后24 h HRV明显下降。结论:糖尿病对MHD患者的心脏自主神经功能影响超过了尿毒症背景。非糖尿病MHD患者心脏自主神经功能优于糖尿病患者。
关键词 血液透析 糖尿病 心率变异性 心脏自主神经功能障碍
Functional changes of cardiac autonomic nervous system on hemodialysis patients with or without diabetes
CHEN Yafei, LI Xu, ZHU Li, WANG Yan, GAN Liangying, ZUO Li
Department of Nephrology, Peking University People’s Hospital, Beijing 100044, China
Corresponding author：GAN Liangying(E-mail:Ganl@bjmu.edu.cn);ZUO Li(E-mail:zuoli@bjmu.edu.cn)
ABSTRACT
To evaluate the impact of diabetes among hemodialysis patients with the analysis of intradialytic and interdialytic heart rate variability.
Methodology：This study was carried out in the Hemodialysis Center of Peking University People’s Hospital between October 1, 2021 and December 31, 2022. HRV were measured at the beginning of hemodialysis, lasted for 28 hours or above. We compared heart rate variability of each hour (1h, 2h, 3h, 4h, 5h, 28h) between diabetic and non-diabetic groups.
Results：One hundred and ten patients were enrolled, included 36 diabetic patients (32.73%). Diabetic HD patients had higher proportion of coronary artery disease, shorter dialysis vintage and lower spKt/V. Intradialytic HRV showed that diabetic patients had lower SDNN and LF than non-diabetic patients(P<0.05). RMSSD of diabetic HD patients decreased throughout the HD process, non-diabetic patients increased gradually, neither changes reached significant level. RMSSD was significantly different between diabetic and non-diabetic groups after first hour of HD. Diabetic group had significantly lower SDNN-5 and LF-5. Diabetes was not associated with differences in any HRV-28 parameter. SDNN-28、RMSSD-28、LF-28、HRV-28 decreased dramatically in non-diabetic patients.
Conclusion：The impact of diabetic outstood the influence of uremic autonomic dysfunction in maintenance hemodialysis patients. Cardiac autonomic function of non-diabetic HD patients obviously compensated.
Key words hemodialysis diabetes heart rate variability cardiac autonomic dysfunction
近年来,糖尿病肾病逐渐成为新入血液透析(HD)患者的首要病因[1]。超过半数的HD患者存在自主神经功能障碍[2],同时自主神经功能障碍是2型糖尿病的常见并发症,甚至先于2型糖尿病出现[3]。心脏自主神经功能障碍与HD患者全因死亡[4]、心律失常[5]、透析低血压或透析高血压[6]等相关。心率变异性(HRV)是心脏自主神经功能失衡的非侵入性标志[7],根据欧洲心脏病学会和北美起搏与电生理学会工作组推荐的标准,使用时域和频域两种分析方法,可同时提供交感神经和副交感神经的活动信息[8]。合并糖尿病的HD患者,在糖尿病与尿毒症双重背景下,透析过程中及透析间期的心脏自主神经功能与非糖尿病患者是否存在差异,尚有待研究。因此,本研究旨在比较糖尿病与非糖尿病HD患者不同时段HRV的差异及变化。
研究对象 本研究为单中心横断面研究,选取2021-10-01～2022-12-31在北京大学人民医院HD中心的维持性血液透析(MHD)患者。纳入标准:年龄>18岁,透析时间>3月,透析频率2～3次/周,每次透析时间4 h/次。排除标准:(1)植入心脏起搏器;(2)患有快速型心律失常;(3)记录时间不足4 h。按照有无糖尿病史,将患者分为糖尿病组与非糖尿病组。本研究已获北京大学人民医院伦理委员会批准(批准文号2023PHB101-001)。
资料收集 收集患者人口学资料,包括性别、年龄、透析龄、合并症等。实验室检查指标包括血红蛋白、白蛋白、尿素氮、血清肌酐、尿酸、电解质、甲状旁腺激素(PTH)、N端B型脑钠肽前体(NT-proBNP)及β2微球蛋白等。HD相关指标包括透析前后收缩压、舒张压、超滤率、透析间期体重增长百分比及单室尿素清除指数(spKt/V)等。非透析日进行超声心动检测,收集参数包括左室射血分数(LVEF)、左室质量指数(LVMI)。
心率变异性(HRV) 采用三通道动态心电图仪进行心率变异性监测。所有患者安静休息5 min后在HD开始时进行心电记录,28 h后结束记录。纳入分析的HRV参数包括(1) 全部窦性心搏RR间期的标准差(SDNN):时域参数,反映总体自主神经功能变化;(2)RR间期差值的均方根(RMSSD):代表副交感神经活动;(3)低频(LF):是频域参数,0.04～0.15 Hz,与交感神经活性有关,升高提示交感神经活性增强;(4)高频(HF):是频域参数,0.15～0.4 Hz,反映副交感神经活性;(5)低频与高频比值(LF/HF):反映交感-副交感神经张力平衡变化[8]。根据心电记录的不同时段,分别比较糖尿病组与非糖尿病组透析过程中1 h、2 h、3 h、4 h及透析后1 h、24 h的HRV差异及变化(图1)。
图1 HRV时间图
HRV:心率变异性;HD:血液透析;HRV-1～4:透析过程中1 h、2 h、3 h、4 h的HRV;HRV-5:透析后1 h的HRV;HRV-28:透析后24 h的HRV
统计学方法 采用《SPSS 26.0》软件进行统计学分析,应用《GraphPad Prism 9.4.1》软件绘制图形。所有计量资料首先通过Shapiro-Wilk test进行正态性检验,符合正态分布的变量以均数±标准差表示,不符合正态分布的变量以中位数(四分位间距)表示。分类资料以例数(百分数)表示。符合正态分布的计量资料组间比较采用t检验,两组非正态分布的计量资料比较采用Mann-Whitney U检验;分类资料比较采用χ2检验或Fisher确切概率法。重复测量资料采用重复测量方差分析方法(正态分布变量)或广义估计方程(非正态分布变量)。P<0.05为差异有统计学意义。
一般资料 共110例患者纳入分析,其中糖尿病患者36例,占32.73%。与非糖尿病组相比,糖尿病组冠心病患病率更高,中位透析龄更短,spKt/V和PTH更低,超滤率更高,NT-ProBNP更高,超声心动LVEF更低(表1)。
表1 两组患者一般资料比较
透析中心率变异性比较 糖尿病组SDNN在透析过程中持续低于非糖尿病组(P<0.05)。RMSSD分析结果表明,非糖尿病患者在HD过程中RMSSD呈逐渐升高趋势(表2,图2),糖尿病组RMSSD在透析中呈逐渐下降趋势,非糖尿病组在HD开始1 h后持续高于糖尿病组。糖尿病患者LF在透析期间均低于非糖尿病组(P<0.05)。HD前2h两组HF均呈降低趋势,透析3 h HF两组相比具有统计学差异,而透析4 h HF两组无统计学差异。糖尿病患者LF/HF在透析过程中低于非糖尿病组,仅在透析1 h时两组间具有统计学差异(表2,图2)。
表2 透析过程中两组患者心率变异性比较
SDNN:全部窦性心搏RR间期的标准差(ms);RMSSD:RR间期差值的均方根(ms);LF:低频(ms2);HF:高频(ms2);LF/HF:低频/高频比值;a与透析1 h相比,P<0.05
图2 糖尿病与非糖尿病组心率变异性各时段变化图
SDNN:全部窦性心搏RR间期的标准差;RMSSD:RR间期差值的均方根;LF:低频;HF:高频;LF/HF:低频/高频;时间为距血液透析开始时间;*与糖尿病组相比,P<0.05
透析后HRV比较 糖尿病患者在HD结束后1 h SDNN及LF明显低于非糖尿病患者,余参数两组间无明显差异(P>0.05)。HD结束后24 h两组间各心率变异性参数未见统计学差异。非糖尿病患者HD结束后24 h SDNN、RMSSD、LF、HF明显下降。糖尿病患者透析结束后除SDNN外未见明显差异(表3)。
SDNN:全部窦性心搏RR间期的标准差(ms);RMSSD:RR间期差值的均方根(ms);LF:低频(ms2);HF:高频(ms2);LF/HF:低频/高频;a与血液透析1 h结果相比,P<0.05;b与血液透析后1 h结果相比,P<0.05
本研究通过分析MHD患者不同时段HRV的结果,比较糖尿病与非糖尿病MHD患者心脏自主神经功能的差异与变化。研究结果表明:(1)在HD过程中和透析间期,糖尿病对MHD患者的心脏自主神经功能影响超过了尿毒症背景;(2)非糖尿病MHD患者心脏自主神经功能优于糖尿病患者,表现为HD前后HRV的明显变化;(3)非糖尿病MHD患者心脏自主神经功能变化持续至透析后24 h。
慢性肾脏病患者在肾功能不全早期即存在交感神经功能障碍,且交感神经障碍程度与肾衰竭的程度、状态相平行[9]。HRV因其无创、简便、可重复性高,并可量化等特点,被广泛用于评价心脏自主神经功能[10]。终末期肾病(ESKD)患者透析期间以LF/HF为代表的心脏交感神经活动增加(P<0.05), 由交感迷走神经平衡向交感优势转变[11],其变化与超滤率呈正相关,与Kt/v呈负相关[12]。本研究观察到,透析过程中LF/HF明显升高,并在透析结束后1 h恢复,表明HD患者在透析过程中心脏自主神经功能会出现适应性变化。
除了透析过程,MHD患者的合并症对HRV的影响亦不容忽视。2型糖尿病患者广泛存在心脏自主神经病变[13],因此,本研究进一步分析了尿毒症和糖尿病双重背景下,糖尿病MHD患者心脏自主神经功能的变化。在透析过程中,糖尿病MHD患者SDNN持续低于非糖尿病患者。SDNN反映自主神经对心率、心律的总调控,是衡量整体HRV的一个最直观的指标,由此可见糖尿病MHD患者在尿毒症背景下,自主神经功能的损伤程度要明显重于非糖尿病患者。部分机制可以解释为:一方面,高血糖可通过氧化应激、多元醇通路改变、蛋白激酶C激活和晚期糖基化终产物形成等诱导神经元损伤,导致自主神经功能改变[14]。另一方面,胰岛素抵抗时高胰岛素血症通过引起内皮细胞依赖性扩张,导致压力反射介导的交感神经激活,并刺激颈动脉小体这一化学感受器增加交感神经驱动[15]。既往研究多采用透析前后2个时间点比较HRV[16],基于透析中早中晚三个阶段的分析结果表明HRV的变化可能呈现倒U型[2],而非单一线性关系。目前尚无研究同时使用时域及频域两种分析方法比较HD间期两组患者心脏自主神经功能的差异。本研究在透析过程中及透析间期等多个时间点探究合并与不合并糖尿病的MHD患者心脏自主神经功能的变化。在本研究中,非糖尿病患者HRV呈持续升高或先下降后升高,糖尿病患者呈持续减低或先下降后升高的波动趋势。这不同于既往研究中血糖正常组持续升高,糖尿病组呈现先升高后急剧下降的趋势[17],推测上述差异的原因是Chang等[17]的研究中各阶段心率变异性的分析是基于5min的心电记录,而本项研究进行了透析过程中4 h的全部心电记录,未来有待扩大样本量进一步验证结果。
本研究结果表明,HD过程中糖尿病患者交感神经变量LF明显低于非糖尿病患者,一方面心率变异性的变化可预测透析低血压的发生[18],糖尿病患者交感神经活动代偿性增加的减少,易在透析过程中发生血流动力学不稳定[19],因此,在糖尿病患者的HD过程中需密切监测血压。另一方面,透析前后LF百分比差值的下降是MHD患者全因死亡及心血管死亡的独立危险因素[16],我们的研究虽无纵向预后数据,鉴于糖尿病患者HD过程中心脏自主神经功能的变化特点,我们强调应重视糖尿病MHD患者心脏自主神经功能的改善。
此研究中我们同时分析了透析间期糖尿病与非糖尿病MHD患者心脏自主神经功能的变化。HD结束后两组患者SDNN均表现为先增高后下降的趋势,随着时间的延长,非糖尿病患者在透析结束后24 h HRV较前明显下降,糖尿病患者除SDNN外HRV未见明显变化。HD患者HRV受容量[20]、透析前电解质[21]等影响,推测糖尿病患者由于严重的心脏自主神经功能障碍,HD结束后在上述因素动态变化的影响下,心脏自主神经功能也未发生明显变化。HRV与HD患者的心血管事件密切相关[22],糖尿病患者长透析间期心源性猝死风险增加可部分归因于心脏自主神经功能的变化[23],HD后24 h HRV的改善有助于减少心源性猝死等事件的发生[24],综上分析提示合并糖尿病的HD患者,在HD间期对于容量等管理需更为严格,以避免因心脏自主神经功能的严重障碍而不能发生适应性变化,导致心力衰竭或急性冠脉缺血事件的发生,同时需进一步提高透析充分性,降低毒素长期蓄积对心脏自主神经功能的进一步损伤。
本研究首次使用28 h即覆盖透析中及透析后24 h的心电记录描述两组患者心率变异性差异,比较了HD过程中每个小时HRV的结果,较HD前单次测量或者HD前后差值的描述,更全面地体现了两组患者透析过程中HRV的变化。另外,本研究首次分析了HD间期心脏自主神经功能的变化。然而,本研究尚存在以下不足:(1)本文为单中心、横断面、小样本研究,两组患者部分基线临床变量存在差异,未进行长期预后分析;(2)本研究是基于糖尿病病史的分析结果,未能纳入空腹血糖或糖化血红蛋白等量化指标补充评价血糖情况与心率变异性的相关关系,前述文献资料中结果表明自主神经功能障碍在糖尿病前期即可出现。
总之,在HD过程中需高度重视患者的心脏自主神经功能病变,以降低相关不良事件风险,尤其是糖尿病患者。
来源：肾脏病与透析肾移植杂志订阅号
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