新方向!缺氧在肺动脉高压右心室衰竭中有重要作用

小雁的记事本 2024-04-03 10:00:39

右心室(RV)功能决定肺动脉高压(PAH)的预后,右心室肥厚到衰竭的转变是由缺氧驱动。然而,目前还没有治疗右心室衰竭的方法。近日,JACC:Heart Failure发表的一项研究提出抗缺氧策略作为右心室衰竭的可能治疗策略,现整理部分内容与读者共享。

PAH患者的预后取决于右心室功能和最终衰竭。最初,右心室对PAH引起的负荷增加有适应性肥大反应;然而,最终右心室会出现功能障碍直至衰竭。不幸的是,尚不清楚是什么原因导致代偿性右心室肥大转变为代偿性右心室衰竭。此外,目前还没有治疗右心室衰竭的方法;而使用治疗左心室(LV)衰竭的药物无效,并且没有专门针对右心室的治疗方法。因此,要了解右心室衰竭的生物学特性,以及左心室和右心室在生理和病理生理上的差异,从而最终开发出此类治疗方法。在本文中,研究者讨论了PAH中右心室的适应和不适应,特别关注氧输送和缺氧是右心室肥大和衰竭的主要驱动因素,并试图找出潜在的治疗部位。

PAH是一种进行性和破坏性疾病,其特征是肺小动脉梗阻性重构,导致右心室衰竭(RVF),并最终导致死亡。1年、2年和3年死亡率分别为8%、16%和21%。右心室功能是PAH症状和预后最重要的单一预测因子,而RVF是PAH患者最常见的死亡原因。虽然右心室功能稳定患者的5年生存率>90%,但右心室功能下降患者的5年生存率<30%。

心室肥大进展和PAH

进行性肺血管阻力增加(PVR)是PAH的标志。它是由血管收缩和血管重构导致,后者的特征是内皮细胞肥大和增生,内膜和外膜纤维化,以及血管周围浸润炎性细胞。它主要影响远端和小的毛细血管前动脉。

PVR增加导致后负荷增加,迫使右心室以更高的压力泵血,导致平均肺动脉压(mPAP)升高。这导致右心室收缩壁应力相应的增加,而增加的机械负荷被右心室心肌细胞的肌节感知,这是机械传导的关键部位,驱动下游事件调节细胞基因表达和蛋白质合成,导致右心室肥厚(RVH),这是右心室壁应力正常化的唯一可行选择。事实上,研究表明,在右心室超负荷的起始几个小时内,右心室心肌细胞增加了它们的蛋白质合成,数天内右心室心肌细胞直径增大,右心室壁厚度增大。肥厚使心室壁应力正常化,维持心输出量,产生第1期代偿性无症状RVH。

当RVH停止时,PVR的进一步增加会反映在RVH的进一步增加上,直到一定限度。接着PVR的持续增加导致心室壁应力增大,导致右心室扩张,右心室灌注压增大,为维持心输出量,以增加右心室舒张压力和容积为代价,产生第2期代偿性症状性RVF。事实上,右心室舒张末期容积增加,右室射血分数降低是RVF发生的标志,是区分不稳定和稳定PAH患者的标志,两组患者的心室壁厚无差异。

左心室vs右心室:关注冠状动脉血流

左心室起源于原发性心脏区内脏中胚层,而右心室起源于继发心脏区内的心外中胚层,这可能解释左心室与右心室基因表达的差异。虽然产前左心室壁厚并产生高压,但出生后肺循环变为低压,而体循环变为高压系统,导致左心室肥大。最终,右心室壁变薄,呈新月形,而左心室呈椭圆形,暴露于6倍高的全身血管阻力。左心室的质量是右心室的6倍,这并非巧合。此外,成人右心室有两层心肌细胞,相反,左心室有三层心肌。

右心室收缩期壁应力约为左心室的三分之一(图1A),而两个心室舒张期壁应力相似(图1B)。由于收缩期壁应力是心肌耗氧量(MVO2)的主要决定因素,因此每克右心室的MVO2达不到左心室MVO2的50%(图1C)。然而,右心室冠状动脉血流(CF)仅较左心室低约30%(图1D),这与左心室较右室高的氧摄取储备有关(图1E)。当心脏负荷增加时,左心室的冠状动脉血流与负荷增加成比例增加,尽管开始时右室的冠状动脉血流没有增加。相反,氧气摄取增加达到一定水平时,在静息左心室中发现,这时冠状动脉血流才开始增加。

图1. 左心室vs右心室壁应力、氧耗和冠状动脉血流

小结

最近,已有研究证明,在单苦杏仁碱诱导的PH下,右心室确实存在缺氧。然后,使用一种新的血红蛋白变构效应物,肌醇三焦磷酸盐(ITPP),它可导致血红蛋白-氧解离曲线向右移动,特别是在低氧条件下,这可以解释其在缺氧肿瘤中的作用。ITPP改善左心室氧压,但不影响左心室正常氧压。与ITPP类似的药剂也在开发中,他们在各种心血管疾病的动物模型上取得了成功。这些新药物为预防或治疗PAH患者的RVF提供希望。

参考文献:Marta Okni nska, Karolina Zajda, Zuzanna Zambrowska,etal.Role of Oxygen Starvation in Right Ventricular Decompensation and Failure in Pulmonary Arterial Hypertension.Manuscript received September 4, 2022; revised manuscript received February 22, 2023, accepted March 16, 2023.https://doi.org/10.1016/j.jchf.2023.03.010

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(来源:《国际循环》编辑部)

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