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基于CPET指导下的促进线粒体呼吸技术,对冠心病患者的peak VO2的提高

朱静怡 李明浩 陈超 韩树德通讯作者
  
大海媒体号
2024年170期
北大荒集团总医院 黑龙江省 哈尔滨市 150000

摘要:CPET是评估心肺功能的重要工具,提供患者运动能力和代谢状态的信息。近年来,线粒体呼吸技术在改善冠心病患者运动能力和生活质量方面展现出良好前景。冠心病患者普遍面临峰值摄氧量降低的问题,这一指标是评估心肺功能和预后的重要参数。本文探讨CPET如何指导线粒体呼吸技术的临床应用,特别是对提高冠心病患者峰值摄氧量的影响。通过分析文献,阐明线粒体功能改善的机制及其临床效果,为临床实践和未来研究方向提供了参考。

关键词:心肺运动试验;线粒体呼吸技术;冠心病;峰值摄氧量

冠心病(CAD)是常见的心血管疾病,伴随多种合并症和死亡风险。患者面临运动耐力下降和心功能不全等问题。VO2peak反映心肺健康,较低水平预示更高死亡风险。提升VO2peak对改善生活质量和预后重要。促进线粒体呼吸技术通过改善线粒体功能提高氧气利用效率,改善运动耐量和生活质量,开发更多临床方案。

1.1 心肺运动试验(CPET)的基础及其在冠心病中的应用

1.1.1 CPET在冠心病患者中的临床意义

在冠心病患者中,CPET具有重要的临床意义,能有效预测预后和运动能力。研究显示,冠心病患者的峰值氧消耗量和无氧阈通常低于健康对照组,且与冠状动脉狭窄的严重程度负相关,还可评估心脏手术后的恢复情况,帮助医生判断患者是否适合更积极的治疗或手术干预。

1.2 线粒体功能与冠心病的关系

1.2.1 线粒体在心脏代谢中的角色

线粒体是心脏细胞内主要的能量生产工厂,负责通过氧化磷酸化生成ATP,满足心脏高能量需求。研究表明,心脏中线粒体的功能失调会导致能量供应不足,从而影响心脏的收缩能力和整体心脏健康[1]。线粒体参与能量代谢,还在调节细胞内钙离子平衡和产生活性氧(ROS)方面发挥重要作用,后者在心脏应激反应和病理状态中具有双重作用[2],线粒体的健康与心脏的代谢状态密切相关。

1.2.2 改善线粒体功能对心脏健康的影响

改善线粒体功能被认为是促进心脏健康的重要策略。通过药物或生活方式的干预,可以显著改善线粒体的生物能量学特性,从而增强心脏的功能。例如,某些药物如SGLT2抑制剂已被证明能够改善心脏的线粒体功能,进而提高心脏的整体功能[3]。此外,运动训练也被认为能有效促进线粒体合成,从而改善心脏的代谢状态和功能。

1.3 促进线粒体呼吸技术的机制

1.3.1 促进线粒体呼吸的生物化学基础

线粒体是细胞内的能量工厂,线粒体呼吸的效率受到多种因素的影响。生物化学基础主要涉及电子传递链的功能,电子通过一系列的复合物(如复合物I-IV)传递,最终与氧结合生成水,过程中,质子被泵送到线粒体内膜的外侧,形成跨膜质子梯度,从而生成ATP。此外,研究表明,线粒体的功能障碍与多种疾病的发生密切相关,如心血管疾病等。

1.3.2 主要技术和干预方法的介绍

促进线粒体呼吸的技术和干预方法主要包括运动训练、营养干预和药物治疗等。运动训练被认为是提高线粒体功能的有效方式。营养干预,如增加ω-3脂肪酸和抗氧化剂的摄入,也有助于改善线粒体的功能。某些药物如二氢吡啶类和SGLT2抑制剂在临床上显示出改善线粒体呼吸的潜力,这些药物通过调节线粒体的能量代谢和减少氧化应激来发挥作用 。

1.4 CPET指导下的线粒体呼吸技术干预

1.4.1 CPET在制定个体化干预方案中的应用

心肺运动测试(CPET)是一种评估心肺功能的有效工具,提供运动能力和代谢状态的详细信息。通过分析,医生能更准确地评估患者的生理状态和运动耐受能力。这些信息有助于识别运动限制因素,并为个性化康复计划提供依据。还可监测干预效果,通过比较运动能力变化,评估治疗方案的有效性和安全性,为后续治疗决策提供参考。

1.4.2 干预效果评估方法

评估干预效果的方法多样,包括生理指标监测、运动能力测试和患者自我报告。生理指标监测涉及心率、血氧饱和度和乳酸水平等,反映患者的生理反应和代谢状态。运动能力测试评估最大摄氧量(VO2 max)和运动耐力,直观体现运动能力变化。患者自我报告的生活质量和功能状态也应纳入评估,通过标准化问卷量化分析。这些方可以全面了解干预措施对患者的影响,为优化治疗方案提供依据,CPET指导的个体化干预显著改善慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者的运动耐受性和生活质量。

1.5 未来研究方向与临床应用展望

1.5.1 现有研究的局限性与挑战

CPET的标准化协议缺乏一致性,导致不同研究结果的可比性降低。其次,数据的复杂性和多样性使得临床医生在解读CPET结果时面临困难,许多医生对CPET的使用仍感到陌生。尽管CPET能够提供丰富的生理信息,但目前对其在慢性病管理中的实际应用仍显不足。

1.5.2 未来的研究方向与潜在的临床应用

未来的研究应集中在提高CPET的可用性和临床应用价值上,需制定标准化的CPET协议,以提高不同研究之间的可比性和一致性。结合新兴技术如人工智能和机器学习,可以更好地分析和解读CPET数据,从而提高其在临床决策中的应用价值。CPET在特定疾病中的应用潜力巨大,未来研究可探索其在这些疾病管理中的具体作用和机制。

2.讨论

CPET在提升冠心病患者线粒体呼吸和运动能力方面至关重要。研究显示,CPET可为个体化治疗提供依据,改善患者生活质量。线粒体功能障碍与心血管疾病密切相关,CPET监测可评估心脏功能并指导干预策略。未来应深入探讨影响线粒体功能的因素,以优化临床应用。CPET与线粒体技术结合为冠心病治疗提供新思路。

参考文献

[1] Chan, Y. H. & Ramji, D. P. Investigation of Mitochondrial Bioenergetic Profile and Dysfunction in Atherosclerosis. Methods Mol Biol 2419, 301-311, doi:10.1007/978-1-0716-1924-7_19 (2022).

[2] Dogan, N. & Coban, N. [Effect of Mitochondrial Dysfunction on Coronary Artery Disease - Part 2]. Turk Kardiyol Dern Ars 51, 202-211, doi:10.5543/tkda.2022.39448 (2023).

[3] Li, X. et al. Direct Cardiac Actions of Sodium-Glucose Cotransporter 2 Inhibition Improve Mitochondrial Function and Attenuate Oxidative Stress in Pressure Overload-Induced Heart Failure. Front Cardiovasc Med 9, 859253, doi:10.3389/fcvm.2022.859253 (2022).

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