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高原对成人血压、儿茶酚胺、肾素-血管紧张素-醛固酮系统影响的研究进展

2023-08-22邓琴王英明陈思月综述李世云审校

海南医学 2023年8期
关键词:肾素醛固酮海拔

邓琴,王英明,陈思月 综述 李世云 审校

1.遵义医科大学,贵州 遵义 563000;2.成都大学附属医院,四川 成都 610036

高海拔(high altitude,HA)是一种极端环境,对人体具有挑战性,低压缺氧、寒冷、空气干燥和高紫外线辐射等都可能给人的适应造成困难。医学定义海拔2 500 m 及以上的高地为高原[1],以此估计全世界约8 300万人永久居住在高原,主要分布在南美洲、中亚和东非[2]。既往研究高原对人体的影响主要集中在低压低氧造成急性高山病(acute mountain sickness,AMS) 或 慢 性 高 山 病(chronic mountain sickness,CMS)。随着高原开发和建设的逐步推进,全世界每年移居高原人数超过200 万,其中大部分居于我国[3],暴露于高海拔的人群出现成倍增长趋势,高原对血压的影响引起人们更多关注。高原血压升高主要由低氧分压触发,低氧分压可激活交感-肾上腺素能神经系统,提高儿茶酚胺类激素生物活性。当交感-肾上腺素能神经系统持续兴奋时,这种生理反应转为病理反应,导致夜间“非杓性”血压[4],增加心血管疾病风险。另一方面,机体为适应高原低氧环境,会不同程度激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统,促进肾素分泌,进而升高血压。高原血压调节的生理机制尤其复杂,结合国内外既往研究,本文就高原对成人血压、儿茶酚胺、肾素-血管紧张素-醛固酮系统影响的研究进展进行综述。

1 高原血压研究与血压测定

动脉血压是指血液对单位面积动脉管壁的侧压力,反映心血管功能,衡量整体状态。动脉血压的稳定是推动血液循环和保证各组织、器官得到足够灌注的重要条件。

高原对血压影响的研究数据既往多采用传统血压测量方式所得,只能采集单个时间点血压数据,且受随机及系统误差、测定环境等多因素影响。24 h动态血压监测(ambulatory blood pressure monitoring,AMBP)实现血压重复测定,可更广泛应用于血压评估,它具有在日常生活条件下(包括白天活动和夜间睡眠)评估血压的优势[5],AMBP 作为高血压诊断和疗效监测方法被众多指南明确推荐。在多项高原开展的研究中发现,AMBP 测定的血压要明显高于传统血压测量方式所测定的血压,Blio 等[6]和Parati等[7]均发现,在海拔3 200~3 400 m 对血压轻度升高患者及健康志愿者进行血压监测,AMBP 测定的血压比传统测定方式测定的血压升高更明显,这意味着依赖传统血压测量方法的研究可能低估了高原对血压的升压效应[8]。AMBP 可以更好反映高海拔下血压的相关变化,且AMBP 在多项高原对血压影响的研究中体现出血压测定的一致性[9]。因此,在研究高原对血压影响时更推荐采用AMBP进行血压测定。

2 高原对血压的影响

2.1 高原高血压流行病学 流行病学研究发现,不同高海拔地区高血压患病率为8.6%~55.9%[10-11],存在较大差异。我国藏族人患慢性高山病者较安第斯人低,但血压升高在藏区牧民中高达55.9%[11],在拉萨本地人为51.2%[12],西藏林芝市波密县(海拔2 700~3 035 m)为53%,拉萨达孜区(海拔3 719~3 970 m)为42%,山南市浪卡子县(海拔4 462~4 505 m)为26.2%[13],都远高于安第斯人(8.6%)[10]。Song 等[13]在西藏按照不同海拔高度开展实地调查与在印度北部开展高血压调查研究[14]均发现本地居民的高血压患病率随海拔升高逐步降低,然而Mingji等[15]通过系统调查发现海拔超过3 000 m时,每升高100 m高血压患病率会增加2%。Aryal 等[16]对我国西藏地区海拔超过2 400 m的40 854 名居民进行回顾性分析,结果显示,海拔每升高1 000 m,收缩压(SBP)升高17 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),舒张压(DBP)升高9.5 mmHg。在比较不同地区的高血压患病率时,发现高海拔地区高血压研究结果不一致,因此必须考虑地理位置、民族、样本人口、遗传机制等各种因素[17-18]。

2.2 急、慢性暴露高原血压变化 急性暴露在高原低氧环境会导致心血管调节的重要变化,主要包括血压(BP)和心率(HR)的增加[19]。Veglio 等[20]提供了高原暴露期间AMBP 血压升高的初步证据。平原的人在进入高原第一天数小时后SBP和DBP均明显升高,即便已经习服后血压仍然持续升高[21-22],有报道称这种效应能在轻度血压升高患者身上持续12 d[7],在健康成人也有持续17 d 的报道[23]。Bilo 等[9]在尼泊尔对47名健康志愿者进行高原暴露研究,短时间(2~3 d)暴露于3 400 m海拔,随之立即到达5 400 m,并在此高度停留12 d;在3 400 m处24 h日间及夜间血压均明显增加,到达5 400 m后血压进一步升高。Siqués等[24]对智利年轻士兵进行血压监测,发现在进入高原(3 550 m)后SBP 和DBP 升高,持续高于低海拔对照组,在第12 个月SBP(64%)、DBP(77%)高于理想值。对于暴露高原更长时间的血压变化,数据相当有限。Vashishtha等[25]在印度对进入高原(4 200~4 600 m)24个月内的年轻人进行血压监测发现,高血压患病率达到17.53%,根据其在高原停留时间不同进行分组,发现停留6 个月的年轻人高血压患病率与当地人(11.6%)或平原人员(9.27%)接近,但停留6个月到24个月高血压患病率较当地人明显升高。Shen等[26]对90.4%为汉族且在青海工作(海拔2 600~3 700 m)至少两年的铁路职工进行调查,发现标化后的高血压患病率为26.7%,高血压前期为41.3%,因年龄主要集中在18~59 岁,无法与同期全国性调查的高血压患病率(29.8%)进行直接比较。因此,血压随暴露海拔升高似乎是连续的,具有时间堆积效应,海拔与血压之间可能存在直接的线性关联[27]。

2.3 高原对夜间血压的影响 对高原心血管研究(HIGHCARE-HIMALAYA)数据详细分析显示,在非常高海拔(5 400 m)下,夜间血压升高尤为明显,夜间血压下降减少[7]。Perger等[28]对平均年龄在18~55岁安第斯低海拔(秘鲁利马,500~1 000 m)居民及安第斯高海拔(秘鲁拉林科纳达,5 100~5 300 m)居民研究发现,高海拔居民夜间血压变异性增加,交感神经过度活跃。Blio 等[6]对100 名长期居住在低海拔地区(海拔<500 m)且未经治疗的轻度高血压患者暴露3 260 m(2 d)进行血压监测,发现无论是治疗组还是安慰剂组都存在夜间血压明显升高的情况,且夜间血压下降幅度明显减小[SBP 由(15.5±7.4)%降至(11.5±8)%,P<0.05]。Torlasco 等[29]对暴露于海拔2 035 m 的意大利健康志愿者进行AMBP监测发现,SBP和DBP均升高但没发现夜间血压下降减少,这可能与海拔高度有关。在高海拔地区夜间血压上升的具体机制仍在探索中,目前有以下假设:首先,在高海拔地区,夜间睡眠中血氧含量较日间进一步降低,这可能导致化学感受器刺激更明显,从而增强夜间交感神经张力;其次,高海拔地区睡眠呼吸障碍主要表现为中枢性呼吸暂停,经常呈现周期性的呼吸模式,中枢性呼吸暂停与高血压的相关性虽尚未被记录在案,但也不能完全排除,最后,由于急性高山病症状、心理压力大等因素,患者睡眠质量经常受损,也可能进一步影响夜间血压升高。

3 高原对儿茶酚胺的影响

儿茶酚胺是重要的神经递质和激素,具有正性肌力、变时性和向心性作用,可用于评估交感神经系统活性。当机体受到强烈刺激时,交感-肾上腺髓质系统被激活,进而推动机体释放肾上腺素(epinephrin,E)、去甲肾上腺素(norepinephrin,NE)和多巴胺(dopamin,DA),使心率增快、心肌收缩力增强、心输出量增加。

急性暴露于高原低氧环境时,外周颈动脉体化学感受器被激活,刺激延髓肾上腺素能中心,进而增加肾上腺素能活性[30]。去甲肾上腺素浓度主要反映交感神经活性,而肾上腺素浓度主要反映肾上腺髓质活性,两者之间的变化可能存在差异[31]。Salvi 等[32]对暴露于5 050 m高原的19名健康男性研究发现,暴露高原8 d NE 平均水平由18 pg/mL 增加到186 pg/mL (P<0.05),E平均水平随暴露高海拔时间有增加趋势,但无统计学意义。Mazzeo等[33]选取了7名平均年龄23岁的健康男性,在4 300 m高海拔下暴露21 d,研究发现NE在到达4 300 m的第21天为(0.798±0.052)ng/mL,比海平面的(0.525±0.034)ng/mL高,E在到达4 300 m的第21天为(0.448±0.026)ng/mL,比海平面的(0.36±0.020)ng/mL高,但NE 和E之间存在分离状态。随后,Mazzeo等[34]再次对16 名女性进行研究,通过在海拔4 300 m 暴露12 d 发现,尿E 排泄量在1~3 d 显著升高,第3 天后逐渐降低,接近但均高于海平面值。尿NE 排泄量在4 300 m 处随时间稳步增加,在第4~6 天达到首次平台期,随着时间推移,尿NE排泄量持续升高。这说明急性暴露高原低氧环境均会导致去甲肾上腺素、肾上腺素水平的升高,但NE升高更明显,在交感神经活动中发挥主要作用,这也是高海拔人员居住数天至数周平均动脉压升高的重要原因,E 在高海拔的血压控制中可能起到补充作用。

高原慢性暴露期间,交感神经系统在调节体内平衡紊乱方面也发挥着重要作用。Lundby等[35]选取8名平均年龄25 岁的丹麦低地居民,在4 100 m 高海拔下暴露56 d,通过微神经造影研究发现腓神经交感神经纤维电活动[(42±5)次/min]较海平面[(15±2)次/min]明显增强。此外,该研究对7名平均年龄30 岁玻利维亚高海拔(3 700~4 100 m)原著居民研究发现,他们的静息腓神经交感神经纤维电活动爆发频率水平是丹麦低地(<500 m)海平面水平的两倍。有关高原慢性暴露与交感神经系统的相关研究较少,但已有的研究表明长期暴露高海拔地区,交感神经系统活性持续存在。

4 高原对肾素-血管紧张素-醛固酮系统的影响

肾素-血管紧张素-醛固酮(renin-angiotensin-aldosterone system,RAAS)系统是由一系列肽类激素以及相应酶组成的重要体液调节系统,主要调节和维持人体血压、水、电解质平衡,维持人体内环境相对稳定。

急性高原暴露可暂时抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统。HIGHCARE-HIMALAYA对低海拔地区白种人研究证实,急性暴露高原低压低氧环境时血浆肾素、血管紧张素和醛固酮浓度最初降低,12 d后这些值逐渐增加,使小动脉毛细血管收缩,外周阻力增加,从而引起血压升高[7]。Sun 等[36]发现,肾素-血管紧张素醛固酮系统在从急性高原暴露到适应高原暴露的过渡时期起着关键性作用。

随着对高原缺氧环境的代偿适应,血管紧张素转化酶的活力显著下降,从而有效阻止血管紧张素Ⅱ的产生,且抑制高水平肾素引起的醛固酮分泌,进而阻止血管收缩和水、钠潴留,使血压逐渐降低。RAAS活性在非常高海拔(海拔5 400 m以上)被抑制[7],可能与继发于血压升高对肾脏压力感受器的激活或缺氧对肾素分泌的直接抑制作用有关[37]。但目前关于久居高原人群RAAS 活性和血压相关性的研究较少,待进一步研究。

5 总结

急慢性暴露高原引起血压增高,机体通过儿茶酚胺、肾素-血管紧张素-醛固酮等多系统参与血压调节,但目前国内外研究对高原因素参与血压调节和对高血压患者进入高原产生影响的研究有限,有必要对这一问题进行重点探讨。在高原低氧环境下,夜间血压升高明显,血压下降幅度减少,对高原夜间血压升高带来的心血管风险应加强预防和控制。我国藏区居民高血压流行病学研究数据还较少,平原出生的人进入高原后血压的动态变化与生活方式和地理环境等关系了解甚少,使用AMBP采集血压数据进行高原对血压影响的研究还需要加强。借助先进的网络技术采用AMBP 进行广大藏区基层医疗机构高血压诊断和治疗效果监测必将快速提升我国藏区居民及工作人员的健康保障水平。

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