研究背景:慢性充血性心力衰竭(CHF)是各种心血管疾病发展的严重表现或终末阶段,具有发病率逐年增高、治疗困难、预后差的特点,已经成为严重威胁人类生命健康的疾病之一。近二十年来,CHF的病理生理学概念在逐渐由单器官损害向包括神经内分泌、炎症、代谢在内的全身性疾病发展。研究表明,CHF的发生发展伴随着心肌细胞能量代谢的转换。生理条件下,心肌细胞能量的来源主要为脂肪酸氧化。CHF发生后,脂肪酸氧化产能不足,故心脏代偿性利用葡萄糖分解产生更多能量,以增加氧气/燃料利用率。而在心脏衰竭的病理条件下,葡萄糖利用受损、脂肪酸氧化受到抑制,使得负荷过重的心脏能量更加缺乏,形成恶性循环,即代谢重构。因此,研究衰竭心脏能量调节机制和人工干预心脏能量供应对于改善CHF具有极为重要的意义。然而,以往研究大多集中在脂肪酸和葡萄糖代谢上,而蛋白质、氨基酸代谢与心脏疾病关系的相关研究少之又少。支链氨基酸(BCAAs)是人体内一类营养必需氨基酸,包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸,因其结构中均含有典型的侧链而命名为“支链氨基酸”。BCAAs具有很多生理功能,除了作为合成肽链的基本单位外,还参与合成固醇、酮体和葡萄糖。BCAAs代谢的终产物是乙酰辅酶A和琥珀酰辅酶A,进入线粒体后通过三羧酸循环产生能量。此外,BCAAs特别是亮氨酸能够激活mTOR信号通路促进蛋白合成、细胞代谢和细胞生长。然而,过量的BCAAs又是有害的,高BCAAs血症与血脂异常、胰岛素抵抗、肥胖和2型糖尿病的发病呈现正相关。虽然人体内绝大多数氨基酸的合成和分解代谢的部位是肝脏,恰恰相反,BCAAs的代谢主要集中在心肌、神经元、肾脏等非肝脏组织。因此,BCAAs代谢的改变极有可能参与CHF代谢重塑的发生和发展。但是,截至目前仍未有数据证明血浆BCAAs水平和CHF是否具有相关性。氨基末端脑钠尿肽前体(NT-Pro-BNP)是目前临床上检测心衰的常用生化指标,其含量在心室功能障碍患者中显著升高,并且与心衰的严重程度直接相关。左室射血分数(LVEF)临床上常用来检测心脏功能,是公认的评价左室收缩功能的指标。因此,本文旨在研究CHF患者血浆BCAAs变化情况及其与NT-Pro-BNP和LVEF的相关性,为进一步探讨CHF的发病机制和寻找更佳的治疗策略提供依据。研究目的:1.观察CHF患者血浆BCAAs水平相较于正常对照组的变化情况。2.研究CHF患者血浆BCAAs水平与NT-pro-BNP和LVEF的相关性,寻找影响血浆BCAAs水平的因素。实验方法:1.本研究选取西京医院心血管内科2012年1月~2013年1月收治的168例慢性心力衰竭患者作为病例组,男123例,女45例,年龄35~65(42±10)岁,病程0.5~6年,左室射血分数均≦0.45(收缩性心力衰竭)。另随机选取同期体检的健康成年人41例列入正常对照组,男29例,女12例,年龄33~69(44±7)岁。收集各受试者的血压、BMI等临床资料。2.根据NYHA心功能分级不同,将病例组分为Ⅱ级(36例)、Ⅲ级(80例)、Ⅳ级(52例)三个亚组。根据引起心力衰竭基础疾病病因不同,将病例组分为缺血性心脏病(114例)、扩张性心肌病(46例)和瓣膜性心脏病(8例)三个亚组。根据心衰患者体质量指数(bodymassindex,BMI)不同,将病例组分为肥胖(4例)、超重(36例)、正常体重(108例)、低体重(20例)四个亚组。3.受试者禁食8小时后于次日凌晨采取外周静脉血5ml,置于含乙二胺四乙酸抗凝试管,3000转/分离心15分钟后取上清,冻存于-80℃。用酶联免疫吸附法(Enzymelinkedimmunosorbentassay,Elisa)检测血浆BCAAs和NT-pro-BNP水平。4.采用PHILIPS5500型超声仪进行心脏彩色多普勒超声检查,S4经胸探头,融合频率2~4MHz,于标准胸骨旁长轴切面测量室间隔厚度(IVS)、左室后壁厚度(LVPW)、左室前壁厚度(LVAW)、左室收缩末内径(LVSd)、左室舒张末内径(LVDd),计算左室射血分数(LVEF)。5.采用SPSS18.0软件进行数据处理,计量资料用x±s表示,两两比较采用t检验;计数资料用χ2检验。多组间比较采用方差分析,方差不齐的数据采用KruskalWallis检验。单因素相关性研究采用Pearson相关分析,并用多元逐步回归分析独立相关因素。以P<0.05为有统计学差异。实验结果:1.CHF组和正常对照组相比,性别、年龄、收缩压、舒张压和BMI等基线资料均无统计学差异(P值均﹥0.05)。和正常对照组相比,CHF组血浆BCAAs水平显著性降低,NT-pro-BNP水平显著性增高,而LVEF显著性下降,差异有统计学意义(P值均﹤0.05)。2.将CHF患者按NYHA心功能分级分为Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级三亚组。亚组分析显示,血浆BCAAs水平随着NYHA分级改变并无相应规律性变化(P﹥0.05)。而随着NYHA新功能分级升高,血浆NT-pro-BNP水平逐渐升高,而LVEF逐渐降低,差异有统计学意义(P值均<0.01)。3.将CHF患者按引起心衰的基础疾病分为缺血性心脏病、扩张性心肌病、瓣膜性心脏病三个亚组。统计结果表明,各亚组血浆BCAAs水平存在显著性差异,其中缺血性心脏病亚组血浆BCAAs水平明显低于扩张性心肌病和瓣膜性心脏病(P值均﹤0.05)。而扩张性心肌病和瓣膜性心脏病之间无明显差异(P﹥0.05)。4.将CHF患者按照BMI值分为肥胖、超重、正常体重、低体重四个亚组,各亚组血浆BCAAs水平未见统计学差异(P﹥0.05)。5.单因素相关分析结果显示,CHF患者血浆BCAAs水平与年龄、血肌酐、尿素氮、总胆固醇、甘油三酯、总蛋白、白蛋白无明显相关性(P值均﹥0.05),与NT-pro-BNP和BMI呈正相关(P﹤0.05)。多元逐步回归分析结果表明,以BCAAs水平为因变量,NT-pro-BNP和BMI进入BCAAs水平的回归方程,是影响血浆BCAAs水平的独立因素。结论:1.CHF患者与正常对照组相比,血浆BCAAs水平显著降低,提示CHF发生后机体可能代偿性增加BCAAs代谢以补充能量。但随着NYHA心功能分级的增加,BCAAs不再发生明显变化。不同病因导致的CHF中,缺血性心脏病组血浆BCAAs水平最低,提示心肌缺血时代偿性BCAAs代谢最旺盛。2.血浆BCAAs水平与NT-pro-BNP、BMI呈正相关,并且NT-pro-BNP和BMI是影响血浆BCAAs水平的独立因素。