冠状动脉血管扭曲的原因以及对血流的影响

  冠状动脉造影中常发现部分血管严重扭曲。冠状动脉扭曲可导致心绞痛、心律失常和心肌顿抑等,且临床症状极易与冠心病混淆,故目前冠状动脉扭曲越来越引起广大介入医生的重视[1]。目前对于冠状动脉扭曲的发病机制、临床意义、与心肌缺血的关系、对冠状动脉血流动力学的影响以及冠状动脉扭曲的远期预后仍未明确,本文对此做一综述。


1. 冠状动脉扭曲的定义


  冠状动脉扭曲的诊断标准并未统一。目前冠状动脉扭曲定义为为冠状动脉血管靶病变近端有两个或两个以上≥75°的弯曲,或至少一个近端弯曲≥90°,并按照弯曲数目进一步分为3级:轻度:冠状动脉有2个≥75°的弯曲;中度:冠状动脉有3个≥75°的弯曲,至少1个弯曲≥90°;重度:冠状动脉有3个以上≥75°的弯曲,至少1个弯曲≥90°。血管扭曲可随着心动周期产生反复的收缩和舒张,心脏收缩期时冠状动脉扭曲较舒张期明显,故评价冠状动脉扭曲时以应以舒张期为准[2]。


2. 冠状动脉扭曲的流行病学


  据报道冠状动脉扭曲的发生率从17.7%-40.3%不等,其中重度冠脉扭曲的检出率高达12.4%。性别、年龄、心脏大小等均与冠脉扭曲发生有关。其中女性发生率高于男性,随着年龄的增长,冠脉扭曲发生率逐渐上升。心脏容积高的患者扭曲发生率高于低容积者。冠状动脉扭曲可单支或多支出现,左冠脉发生率高于右冠,其中以旋支发生率最高。各支扭曲的意义以及可能的临床价值尚待进一步探讨。


3. 冠状动脉扭曲的病因


  冠状动脉扭曲的病因尚未明确,研究显示冠状动脉扭曲与年龄、性别、高血压、左心室压力负荷、心腔大小、左室舒张功能不全及血管发育异常等相关。动物模型证实血压过高可导致动脉扭曲。冠状动脉扭曲还与年龄和心腔缩小相关,心腔扩大及心肌肥厚时冠状动脉扭曲减少,冠状动脉直径增大时扭曲增多。女性较男性更容易存在冠状动脉扭曲,原因可能与女性心腔较小有关。心脏明显扩大的患者CAG常显示冠状动脉较稀疏,很少存在冠状动脉扭曲。研究显示压力负荷过重时冠状动脉扭曲明显大于容量负荷过重时,容量负荷过重时冠状动脉扭曲较正常患者明显降低。另有研究发现冠状动脉扭曲与左室舒张功能不全相关,冠状动脉扭曲可作为左室舒张功能受损的一种标志。动脉扭曲综合症是一种罕见的常染色体隐性遗传综合症,特征为主要动脉的延长、扭曲、狭窄及动脉瘤形成,由SLC2A10基因突变引起,常累及大动脉和中动脉。


4. 冠状动脉扭曲的发生机制


  冠状动脉扭曲的发生机制尚未明确,在血流动力学和神经内分泌因子的作用下冠状动脉可生长和重构并引起冠状动脉扭曲。冠状动脉发生扭曲后局部内皮切应力(endothelial shear stress,ESS)的改变可进一步促进冠状动脉扭曲和冠状动脉粥样硬化的发生和发展。ESS来源于血液流动时对血管内皮的摩擦力,表达为单位面积下受力的大小。生理情况下的动脉切应力(>15 dyne/cm2)对冠状动脉粥样硬化的发生具有抑制作用。ESS值与血流速度和沿血流垂直运动方向的速度梯度有关。在管腔相对直的动脉部位的ESS为搏动性和单向性,而在动脉管腔几何形态不规则部位(如冠状动脉分叉部位)为紊乱的层流,表现为低ESS或振荡性ESS。低ESS好发于血管弯曲部位的内侧壁区域及狭窄的近段。振荡性ESS随心动周期呈双向性,平均值很低常接近于零。振荡性ESS好发于狭窄远端的初始部位、分叉部位的外侧壁及分叉附近区域。低ESS与动脉粥样硬化斑块的严重程度相关,低ESS和振荡性ESS均具有致动脉粥样硬化作用,但两者致动脉粥样硬化作用存在差异,采用鼠颈动脉斑块模型研究发现低ESS和振荡性ESS均能促进颈动脉粥样硬化斑块的形成,但低ESS能促进更大的斑块形成,且与斑块炎症和斑块不稳定相关,而振荡性ESS导致稳定斑块形成。


  ESS具有调节动脉粥样硬化的作用,介导了动脉粥样硬化血管重构的过程。动脉粥样硬化的形成和分布取决于低ESS状态。内皮细胞表面存在众多机械信号感受器,这些感受器能够识别ESS的刺激并作出相应的反应。ESS激活机械感受器后触发一系列复杂的细胞内信号转导通路。低ESS可激活多种信号通路,包括NF-κB、P13K/AKT、MAPK、PKC等,其中MAPK途径起着最主要的作用。动脉部位正常生理范围内的ESS作用于内皮细胞,可促使抗动脉粥样硬化基因表达增加而促动脉粥样硬化基因表达受抑制,而低ESS可促使内皮细胞向动脉粥样硬化表型改变,内皮细胞过表达致动脉粥样硬化的因子,促进斑块血管新生、钙化、血栓形成,促使细胞外基质降解等多种途径促进动脉粥样硬化的发生和进展。低ESS可激活NF-κB上调多种基因的表达,包括粘附分子(VCAM-1、ICAM-1及E选择素)、单核细胞趋化因子-1、炎症因子(IL-1、TNF-α)。低ESS可上调基质金属蛋白酶特别是MMP-2、MMP-9,抑制胶原合成使斑块纤维帽变薄并引起血管壁细胞增殖,多种基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMPs)表达增加、弹性纤维组织减少,从而引起血管组织重构发生。而高切应力对于血管壁的作用尚不明确[3]。既往认为高切应力能减少冠状动脉粥样硬化的发生。而同时也有研究认为,高切应力将导致进展中的粥样斑块纤维帽变薄,斑块更加不稳定,趋向破裂。


5. 冠状动脉扭曲的临床表现和临床意义


  冠状动脉扭曲的临床表现包括胸痛、心电图ST-T的改变、活动平板试验阳性等均无特异性,容易长期被误诊。冠状动脉扭曲的临床表现个体差异较大。可以长期无明显症状,仅在无意中发现有冠状动脉扭曲。但严重的冠状动脉扭曲常伴随心绞痛等临床症状,特别在激烈活动、劳累、情绪激动时,心肌缺血症状加重。冠状动脉扭曲所致的血流动力学紊乱可导致心绞痛、室性心动过速、房室传导阻滞、急性冠状动脉综合征、心肌顿抑(即心肌短时间内缺血-再灌注后出现一过性可逆的收缩功能降低),进而导致心脏舒张功能受损。且这种心绞痛使用硝酸甘油疗效欠佳,有的使用后症状加重。此外,冠状动脉扭曲还可与心肌病、瓣膜病及高血压病等其他器质性心脏病并存,使临床表现更加复杂化。


  多数研究显示冠状动脉扭曲与冠心病的严重程度呈负相关,冠状动脉扭曲可能会延缓冠状动脉粥样硬化的进展。也有部分研究发现仅前降支粥样硬化的发生和冠状动脉扭曲呈负相关,而回旋支及右冠状动脉粥样硬化发生和冠状动脉扭曲无明显关系(但也有极个别研究认为为严重的扭曲可能是冠状动脉粥样硬化的危险因素)。而严重的冠状动脉扭曲与可逆性灌注缺损相关,提示冠状动脉扭曲可能会导致冠状动脉远端血流压力降低,从而引起心肌缺血、导致心绞痛的症状。生理状态下冠状动脉可以有效地输送血液,血管扭曲对血流有着显著的影响。血管扭曲导致湍流的形成,增加了能量损失并引起下游灌注压的降低。同时冠状动脉扭曲也降低了扭曲节段血管壁的切应力。导致扭曲下游的节段灌注压不足而引发扭曲冠状动脉的末端缺血,且扭曲的角度和数量与灌注压的损失呈正相关。在静息状态下,冠状动脉扭曲对冠状动脉血供影响较小,其影响可通过下游血管床阻力降低进行自身代偿调节,然而在运动状态下仅通过血管自身调节机制可能无法对扭曲造成的下游灌注压降低进行代偿,从而导致末端血管的灌注不足。


  冠状动脉动脉扭曲增加心血管介入手术的难度,增加手术并发症、降低手术成功率。但扭曲与动脉粥样硬化的关系仍存在着争议,所以动脉扭曲可能会促进动脉粥样硬化的进展。但也有研究发现冠状动脉扭曲与CAD呈负相关, 提示冠状动脉扭曲可能会延缓冠状动脉粥样硬化的进展。Grove等研究显示严重的冠状动脉扭曲患者CAD的发生率明显低于无冠状动脉扭曲患者。高ESS与动脉扭曲的形成相关,而高ESS具有抑制动脉粥样硬化进展的作用,这可能为冠状动脉扭曲与CAD呈负相关的原因。


6. 冠状动脉扭曲与心肌缺血


  轻度的动脉扭曲不会引起症状,但如果严重扭曲则会引起血流压力的下降从而导致组织缺血引起相应的症状。颈动脉严重扭曲可以造成血流压力下降,从而产生脑缺血。Zegers等最早提出冠脉迂曲可导致心肌灌注减低。通过对三个冠脉迂曲无狭窄的案例研究,发现这类患者冠状动脉都有不同程度的迂曲、延长,临床表现均有典型的劳力性心绞痛,活动平板运动试验阳性以及心电图的变化,都提示存在心肌缺血。这些患者冠脉造影检查均提示冠状动脉存在明显扭曲,推断冠状动脉扭曲可能会导致冠状动脉远端血流压力降低,从而引起心肌缺血、导致心绞痛的症状;Zeger采用数值理论模型分析认为冠状动脉扭曲可能会导致冠状动脉压力的下降。Gaibazzi等最新临床研究发现严重冠状动脉扭曲与负荷心肌声学造影可逆性灌注缺损相关,提示冠状动脉扭曲可能与心肌缺血存在相关性。后来Gaibazzi等对冠脉造影正常或接近正常的胸痛患者进行研究进一步证实,严重冠脉迂曲患者存在可逆性心肌缺血,并且这种心肌血流储备下降与冠脉阻塞性疾病无关。


  目前对冠脉扭曲的研究较多,但仍有下列问题都有待进一步解决:如冠脉扭曲的具体发病机制;冠脉扭曲对冠状动脉粥样硬化进展的影响及机制,冠状动脉扭曲对动脉斑块稳定性的影响;冠状动脉扭曲的血流动力学改变:冠状动脉扭曲对冠状动脉血流灌注的影响,扭曲冠状动脉内皮切应力分布的改变,冠状动脉扭曲对冠状动脉血流储备的影响;冠状动脉扭曲患者的长期预后等,这些问题都有待进一步的研究。


    2017/12/5 20:24:33     访问数:2136
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