本文导读: 去年冬天,我国北方多地遭遇了历史上罕见的极寒天气,零下三四十度低温随处可见。而我国最北端的漠河,最低气温更是降到了零下45度,大部分手机都被冻得关机了。“在这样的气候条件下,我们黑龙江省各大医院高血压患者数量骤然增加,由血压升高而引发脑出血、脑梗死和急性心梗的病例也随之‘水涨船高’。”
衣晓峰 郭宏
去年冬天,我国北方多地遭遇了历史上罕见的极寒天气,零下三四十度低温随处可见。而我国最北端的漠河,最低气温更是降到了零下45度,大部分手机都被冻得关机了。“在这样的气候条件下,我们黑龙江省各大医院高血压患者数量骤然增加,由血压升高而引发脑出血、脑梗死和急性心梗的病例也随之‘水涨船高’。”近日,哈尔滨医科大学附属第一医院心血管内科主任、博士生导师田野教授如是说。
寒冷导致血压升高
田野指出,高血压的发病除与遗传因素密切相关外,环境因素在其中也扮演了十分重要的“角色”。流行病学资料表明,冬季心脑血管病发病率较高,血压正常者冬季血压最高,高血压患者冬季血压变化幅度则更大。寒冷的气温对人的心血管系统有不良影响,居住在寒冷地区的人高血压和心血管病的患病率均较高。
早在上世纪20年代,国外学者就注意了寒冷季节血压升高的现象。之后伦敦学者从1967年12月~1995年1月,共随访了年龄在40~85岁的19019名英国政府公务员,指出死亡率同气温相关,寒冷季节死亡率明显高于炎热季节,寒冷季节血压明显高于炎热季节。而意大利的科研人员从1999年10月~2003年12月,连续调查了就诊于当地高血压门诊的患者6404例,发现寒冷季节其平均血压为(141±12)/(95±8)毫米汞柱,而炎热季节平均血压为(136±19)/(80±7)毫米汞柱,表明寒冷季节血压明显高于炎热季节。
寒冷暴露后致高血压的机制
国内外学者经过大量的动物实验,证实了寒冷暴露可致高血压。针对以下学术界对冷应激高血压(CIH)提出的6个可能机制,田野一一进行了介绍和阐述。
第一,寒冷暴露可通过激活交感神经系统(SNS)及肾素血管紧张素系统(RAS),使血压增高的调控涉及到中枢、外周神经系统及体液系统。其中,SNS不仅可以短暂调节血压,而且具有长期调控血压的作用。其活性的增强在高血压的发生和发展中至关重要。冷加压试验属于交感神经激发试验,它通过中枢神经机制提高交感神经活性。在寒冷暴露大鼠循环血液和尿液中,肾上腺素及去甲上腺素均明显增加。说明寒冷暴露激活了SNS,使儿茶酚胺浓度升高,引起肢端末梢血管和皮肤血管收缩,心率加快,心输出量增加,使血压上升。
第二,寒冷暴露通过抑制一氧化氮使血压增高。一氧化氮是一种调节血压和内皮功能相关的血管舒张剂。最近学者研究指出,在寒冷暴露动物的血浆和尿液中硝酸盐和亚硝酸盐明显减少,表明慢性寒冷暴露可抑制一氧化氮产生。研究显示,在血管紧张素基因敲除的大鼠中,寒冷暴露可减少一氧化氮的产生;在野生型大鼠的心脏和主动脉中,寒冷暴露抑制了内皮型一氧化氮合酶蛋白的表达。
第三,寒冷暴露通过内皮素系统使血压增高。内皮素系统是内皮细胞产生的一组血管收缩肽,包括3种内皮素。其中,内皮素1是内皮素家族主要的代表,在调节血管紧张度、血压、心肌收缩、体液平衡和血流动力学中有重要意义。内皮素1的作用是由内皮素受体介导的,包括A和B两种内皮素受体。内皮素1的血管收缩效应主要由A受体介导细胞内钙离子浓度增加。在寒冷暴露大鼠肾皮质中A受体上调,肾髓质中B受体下调。在肾皮质寒冷暴露增加内皮素1水平,引起肾皮质血流减少和肾小球滤过率下降,结果促使抗利尿和抗尿钠排泄。
第四,寒冷暴露通过炎症途径使血压增高。研究表明,慢性暴露于寒冷中,能够增加白细胞介素-6(IL-6)在主动脉、心脏和肾脏的表达,并且增加巨噬细胞和T细胞在肾脏浸润。IL-6是多效细胞因子,在不同细胞类型中具有多重生物学效能。与此同时,寒冷暴露还与致炎细胞因子IL-1b以及肿瘤坏死因子α(TNF-α)、γ-干扰素(IFN-γ)亦密切关联。前者可引起高血压大鼠血管平滑肌的迅速收缩,并能增强苯肾上腺素介导的收缩效果;后者通过动物实验,表明寒冷暴露家兔血压与TNF-α及IFN-γ呈正相关。
第五,寒冷暴露通过氧化应激使血压增高。活性氧簇是血管张力和结构重塑的强有力调节因子。有研究显示,寒冷暴露早期骨骼肌脂质过氧化增强,活性氧簇产生增多和机体内氧化应激增强。活性氧簇增加会造成细胞内钙超载,细胞增殖与炎症信号通路活化,增加细胞外基质沉积与血管平滑肌反应性,促进内皮功能障碍和血管增殖重塑的形成,最终导致外周阻力增加,血压升高。活性氧簇水平的升高可使血压升高,而高血压又会进一步促进活性氧簇的生成增加及组织氧化损伤。
第六,寒冷暴露通过活化L型钙通道使血压增高。在血管平滑肌细胞中,L型钙通道是提高细胞内游离钙离子(Ca2+)瞬间浓度的主要途径,是决定血管平滑肌张力的一个重要因素,在高血压的发生中起着关键性作用。研究显示,随着寒冷暴露时间的延长,胞外的Ca2+经L型钙通道进入细胞内,引起Ca2+浓度升高,并进一步触发钙池释放Ca2+,致使细胞内Ca2+浓度逐步升高,启动了平滑肌细胞兴奋-收缩的耦联机制,诱发血管收缩,进一步促使血管张力异常升高,因而直接参与了高血压的发展进程。
田野指出,上面6个机制确实反映出了低温对心血管系统有着十分不利的影响,证实寒冷暴露后能够形成高血压。SNS、RAS、一氧化氮系统、内皮素系统、炎症、L型钙通道与CIH的发生均有关。通过多靶点阻断CIH的形成,将可能是未来重要的科研方向。