心血管调节复杂性及其与2型糖尿病男性体格和心肺适能的关系

《Healthcare》：Complexity of Cardiovascular Regulation and Its Association with Physical and Cardiorespiratory Fitness in Men with Type 2 Diabetes Mellitus étore De F. Signini, Raphael M. de Abreu, Alex Castro, Andréia M. Santos, Gabriela A. M. Galdino, Silvia C. G. Moura, Stephanie N. Linares, Juliana C. Milan-Mattos, Rafaella M. Zambetta and Aparecida M. Catai + 1 author

　　

背景/目的：心血管调节复杂性（CRC）是2型糖尿病（T2DM）背景下一个未充分探索的健康标志物。此外，将CRC与体格和心肺适能变量相关联，可以为了解身体状况如何影响T2DM背景下的心血管健康提供更有价值的见解。本研究旨在调查体格和心肺适能与CRC之间的关系是否因T2DM的存在与否而有所不同。方法：68名男性被平均分为T2DM组（T2DMG；57±6岁，28.4±3.1 kg/m2）和对照组（CG；52±5岁，25.1±2.8 kg/m2）。所有参与者进行了静息心血管数据采集和在功率自行车上的心肺运动测试（CPET）。对于每组，相对峰值功率（W/kgPEAK）和峰值摄氧量（VO2PEAK）与CRC指数进行相关性分析，这些指数包括来自心周期（HP）和收缩压（SAP）系列的Shannon熵（SE）、复杂性指数（CI）、归一化复杂性指数（NCI）和样本熵（SampEn）。在控制年龄、体力活动水平和代谢车的情况下，对每组进行偏相关分析。结果：仅CG显示出相对VO2PEAK和W/kgPEAK与源自HP系列的CRC指数之间的正相关且显著的相关性（0.354 ≤ r ≤ 0.548，0.001 ≤ p ≤ 0.047）。无论组别如何，与SAP系列的相关性均不显著。结论：在本样本中，T2DM个体的体格和心肺适能变量与CRC指数之间没有正相关关系。需要更大样本量的研究来阐明影响CRC的T2DM相关因素。

本研究聚焦于心血管调节复杂性（CRC）在2型糖尿病（T2DM）管理中的潜在价值，旨在探索这一未被充分研究的生物标志物与身体素质及心肺功能之间的关联，以揭示运动状况对糖尿病患者心血管健康的具体影响机制。长期以来，T2DM被视为引发心血管代谢疾病的重要危险因素，其病理生理过程涉及胰岛素生成受损、慢性高血糖以及自主神经功能障碍，进而导致心血管调节机制受损，影响机体稳态维持和能量代谢需求。既往研究指出，CRC作为反映心血管系统子系统完整性及其相互作用质量的重要指标，在病理状态下可能出现下降，但关于T2DM背景下CRC与体能水平之间关系的研究尚属空白。鉴于规律运动已知能改善T2DM患者的健康状况并增强身体功能，阐明其与CRC的关系对于优化临床干预策略具有重要意义。鉴于T2DM患者常伴有心肌源性、血管源性及神经源性改变，导致心肺适能（CRF）和体格下降，研究人员试图通过对比分析，评估不同健康状态下CRC与体能指标关联性的差异。

为开展此项研究，研究人员招募了68名年龄在45至70岁之间的男性受试者，将其均分为对照组（CG）和T2DM组（T2DMG）。参与者均在受控环境下完成静息心血管数据采集及基于功率自行车的心肺运动测试（CPET）。静息期间，利用心电图（ECG）和无创指端光电容积脉搏波记录血压，选取稳定的心周期（HP）和收缩压（SAP）序列进行分析。在CPET中，通过代谢车获取 breath-by-breath 的通气及代谢变量，计算峰值摄氧量（VO2PEAK）和相对峰值功率（W/kgPEAK）以评估CRF和体格水平。CRC指数包括源自HP和SAP系列的Shannon熵（SE）、复杂性指数（CI）、归一化复杂性指数（NCI）和样本熵（SampEn）。统计分析采用主成分分析（PCA）评估心脏自主神经病变（CAN）和抗高血压药物的影响，并使用偏相关分析控制年龄、体力活动水平和代谢设备变量，探讨CRC指数与体能指标间的关系。

研究结果部分主要包含以下几个维度的发现：首先，在参与者特征方面，T2DMG组在体重、BMI、糖化血红蛋白（HbA1c）、空腹血糖等代谢指标上显著高于CG，且T2DMG中近半数参与者存在CAN并使用抗高血压药物，CG则在红细胞、高密度脂蛋白（HDL）-胆固醇和低密度脂蛋白（LDL）-胆固醇方面数值较高。其次，关于CAN和抗高血压药物的影响，PCA显示CAN未对分析数据产生显著影响，而抗高血压药物主要与BMI及W/kgPEAK、VO2PEAK相关，因此在后续相关性分析中未将其作为控制变量，以避免引入伪相关。第三，组间比较显示，在校正BMI、年龄等因素后，两组间的CRC指数无显著差异，但CG在CRF（VO2PEAK）和体格（WPEAK和W/kgPEAK）指标上显著优于T2DMG。最后，在CRC与体能/CRF的关系方面，控制混杂因素后，仅在CG中观察到体能变量与HP系列CRC指数（SEHP、NCIHP、CIHP及SampEnHP）呈显著正相关；而在T2DMG中，仅观察到SampEnHP与W/kgPEAK及VO2PEAK呈显著负相关。对于SAP系列，两组均未发现显著的相关性。

在讨论部分，研究人员指出，尽管两组CRC指数值相似，但其与体能及CRF的关系存在显著差异，这一结果具有反直觉性。理论上，T2DM患者的CRC应更受损，而高体能应独立且正向影响CRC。研究推测，T2DM患者可能因存在促心律失常的代谢环境及窦房结（SAN）功能改变，导致心率碎片化（HRF）增加，这种非自主神经因素引起的HP信号不可预测性增加，可能掩盖了真实的自主神经调制状态，从而切断了CRC与体能之间的正向联系。此外，SAP系列复杂性较低且主要受交感神经调节，因此与主要反映迷走神经控制的体能指标关联较弱。研究结论部分明确指出：在无明显其他重大健康并发症的男性T2DM患者中，HP系列的CRC与体格和心肺适能标志物之间不存在正相关关系，这与健康男性中的情况形成鲜明对比。SAP系列的相关性在两组中均不显著。这些发现提示，T2DM中影响CRC的因素较为复杂，需进一步大样本研究阐明，且该关系在女性人群中仍有待 elucidate。