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健康生活疾病防治

2020-10-12 18:02:14

安靜心率、心肺適能、代謝症候群與心血管疾病風險之間的關聯

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安靜心率、心肺適能、代謝症候群與心血管疾病風險之間的關聯

人體通過調節體內動態平衡(homeostasis)激活交感神經系統和副交感神經系統之間的持續相互作用來執行一連串的重要活動。尤其是,安靜心率已被認為是評估自律神經的生理和臨床健康狀況的一種有效的方法[1]。

安靜心率已從普通的臨床指標演變為與不良預後相關的心血管危險標誌。在流行病學研究[2、3、4、5、6]中,發現安靜心率升高是全因的,非心血管和心血管疾病死亡率的獨立預測因子。這獨立於傳統的危險因素和其他可能混淆的人口統計和生理變量,例如年齡,性別,身體或心肺適能水平等[2]。因此,安靜心率升高可與吸煙、高血壓和血脂異常作為心血管疾病[4]的危險因素相比。

 

安靜心率、心肺適能、代謝症候群與心血管疾病風險之間的關聯

在安靜心率升高與死亡率之間的聯繫中所涉及的途徑中,有人提出安靜心率升高預示著自律神經的潛在不平衡,安靜心率的升高可能反映了交感神經過度活動[5,6]。此外,安靜心率的升高與代謝活動增加和全身發炎增加有關,並存在於許多牽涉發炎、代謝和神經系統過程的全身性疾病的共同最終途徑中。因此,已發現安靜心率升高與突發性心血管疾病風險因素有關,例如糖尿病、肥胖、高血壓、血脂異常、吸煙和活動水平[3、7、8、9]。許多前瞻性研究還表明,這種關聯的原因是由於安靜心率升高時心搏週期(cardiac cycle)中舒張期縮短,導致冠狀動脈灌注減少及心臟作工增加[10、11、12]。

同時,肥胖、高血壓、血脂異常和糖耐量降低並存的代謝症候群是動脈粥狀硬化性心血管疾病和第2型糖尿病發展的危險因素[13]。根據代謝症候群的病理生理學,交感神經活動增加,已知由胰島素阻抗和自主調節功能惡化引起的心血管疾病會促進心血管疾病的發展[14]。研究還發現,高的安靜心率對代謝症候群的發展具有預後重要性[15、16]。

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此外,最大攝氧量VO2max是心肺適能的指標,可作為代謝症候群和心血管疾病的預測指標[17、18、19]。根據許多研究還發現,較高的心肺適能與較低的代謝症候群和心血管疾病風險相關[20、21、22]。高安靜心率和低心肺適能反映了代謝症候群發展的風險。安靜心率可以通過提升心肺適能而降低。

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南韓研究團隊[23]通過檢查其國人成年男性人群的大規模數據來研究安靜心率、心肺適能與代謝症候群患病率之間的關係。本研究目的在根據韓國男性成年人的安靜心率來研究代謝症候群與心肺適能之間的關係。包括2010年至2015年在韓國國家健身中心接受健康檢查的11,876名年齡在20-65歲之間的男性成年人。收集受試者的安靜心率、心肺適能(VO2max)和代謝症候群參數。將受試者分為5組安靜心率類別,以進行進一步分析。

研究團隊發現安靜心率的升高與體重指數、收縮壓、舒張壓、甘油三酸酯和空腹血糖水平呈正相關。相反的,安靜心率升高與最大攝氧量成反比。結果表明,相對於低於60 bpm的人,60-69 bpm範圍內的個體,代謝症候群的相對風險高1.53倍;介於70-79 bpm內提高了2.08倍;在80-89 bpm的範圍內提高至2.28倍;高於90 bpm,其相對風險高2.61倍。這表明,隨著安靜心率的增加,代謝症候群的相對風險也隨之增加。

2019發表的另一個歐洲大型的綜合研究[24],其使用孟德爾隨機(Mendelian randomization)設計來評估安靜心率與冠狀動脈疾病、心房顫動和缺血性中風的關聯。在加權中位數分析中,安靜心率與心房顫動呈顯著逆相關,並且有證據表明安靜心率與所有缺血性中風、心臟栓塞性中風和大動脈性中風存在逆相關性。安靜心率與心房顫動風險之間的逆相關可能涉及與低下的心率相關的自律神經或亞臨床竇房結功能障礙的改變。安靜心率和心臟栓塞性中風之間的關聯可以通過心房顫動介導。

今年(2020)發表於Nature雜誌的研究[25],這項研究確定了25-74歲的南非黑人中安靜心率與心血管疾病危險因素的關聯。多變量線性回歸模型確定了安靜心率升高與心血管疾病危險因素的關聯。在1054名參與者(382名男性和672名女性,平均年齡42.8歲)中,女性、酗酒、運動量減少和腰圍增加與安靜心率升高顯著相關。所有血糖變量(糖尿病,空腹血糖和飯後2小時血糖)和舒張壓均與安靜心率顯著相關。

此外,2019的研究成果[26]顯示中年所測量的安靜心率也與認知能力下降有關。團隊研究了13720名中年白人和黑人動脈粥狀硬化風險(ARIC)參與者,他們沒有中風或心房顫動的病史。安靜心率是在基準線訪視時(1990-1992年)從12導聯的安靜心電圖獲得的,其分為小於60 bpm(參考),介於60-69 bpm、介於70-79 bpm和高於80 bpm的四組。在基線和最多兩次就診(1996-1998年和2011-2013年)時獲得認知評分。參與者的平均年齡為58歲;女性佔56%,黑人佔24%。

在平均20年的隨訪中,相對於安靜心率低於60 bpm的組別,安靜心率高於 80 bpm的參與者會有更大的整體認知能力下降並且增加了發生失智的風險。研究總結,在20年中,安靜心率升高與更大的認知能力下降和失智相關。

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小結:
越來越多的文獻證實:不管人種與族群,安靜心率是心臟的重要密碼。近期的許多研究發現成年人的安靜心率與心肺健康息息有關。醫學界已經把安靜心率視為許多慢性病的早期指標,因為代謝症候群的危險因素和代謝症候群的相對風險隨著安靜心率的增加而增加。在日常的生活型態管理中使用安靜心率來評估心血管疾病的風險是否增加值得被鼓勵。風哥常常利用JoiiSports的人體儀表板量測安靜心率及心臟長壽指數(如圖一)。此外,最近的研究也證實安靜心率愈高,失智風險愈大!而好消息是安靜心率可以通過提升心肺適能而降低。


圖一:安靜心率與相對應的心臟長壽指數 (JoiiSports)

參考資料:
[1]. W.B. Kannel, C. Kannel, R.S. Paffenbarger Jr., et al.Heart rate and cardiovascular mortality: the framingham study, Am Heart J, 113 (1987), pp. 1489-1494

[2].Fox, K. et al. Resting heart rate in cardiovascular disease. J. Am. Coll. Cardiol. 50, 823–830, (2007).
[3].Cooney, M. T. et al. Elevated resting heart rate is an independent risk factor for cardiovascular disease in healthy men and women. Am. Heart J. 159, 612–619 e613, (2010).
[4].Caetano, J. & Delgado Alves, J. Heart rate and cardiovascular protection. Eur. J. Intern. Med. 26, 217–222, (2015).
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[9].Aune, D., B., O. H. & Vatten, L. J. Resting heart rate and the risk of type 2 diabetes: A systematic review and dose–response meta-analysis of cohort studies. Nutrition, metabolism, and cardiovascular diseases: NMCD 25, 526-–534, (2015).
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[12]. D.V. Unverferth, R.D. Magorien, R.P. Lewis, et al.The role of subendocardial ischemia in perpetuating myocardial failure in patients with nonischemic congestive cardiomyopathy, Am Heart J, 105 (1983), pp. 176-179

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[16]. J.S. Rana, R.M. Hardison, R. Pop-Busui, et al.Resting heart rate and metabolic syndrome in patients with diabetes and coronary artery disease in bypass angioplasty revascularization investigation 2 diabetes (BARI 2D) trial, Prev Cardiol, 13 (2010), pp. 112-116

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[19]. J. Myers, M. Prakash, V. Froelicher, et al.Exercise capacity and mortality among men referred for exercise testing, N Engl J Med, 346 (2002), pp. 793-801

[20]. S.N. Blair, H.W. Kohl, R.S. Paffenbarger Jr., et al.Physical fitness and all-cause mortality. A prospective study of healthy men and women, JAMA, 262 (1989), pp. 2395-2401

[21]. M.J. LaMonte, C.E. Barlow, R. Jurca, et al.Cardiorespiratory fitness is inversely associated with the incidence of metabolic syndrome: a prospective study of men and women, Circulation, 112 (4) (2005), pp. 505-512

[22]. C.D. Lee, S.N. Blair, A.S. Jackson, Cardiorespiratory fitness, body composition, and all cause and cardiovascular disease mortality in men, Am J Clin Nutr, 69 (1999), pp. 373-380

[23]. Seol-JungKang, Gi-ChulHa, Kwang-JunKo, Association between resting heart rate, metabolic syndrome and cardiorespiratory fitness in Korean male adults, Journal of Exercise, Science & Fitness, Volume 15, Issue 1, June 2017, Pages 27-31
[24] https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIRCGEN.119.002459

[25] https://www.nature.com/articles/s41598-020-61502-4

[26]. Stephanie Wang, et al, Relation of Elevated Resting Heart Rate in Mid-Life to Cognitive Decline Over 20-years (from the Atherosclerosis Risk in Communities [ARIC] Study), Am J Cardiol. 2019 Jan 15; 123(2): 334–340.

 

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