《Biomedicine & Pharmacotherapy》:Neuroprotection in the age of emerging infections: The untapped power of medicinal mushrooms
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本文系統闡述了胃心綜合征(GAS)的臨床分型、潛在機制及治療策略,揭示了胃腸道疾病(GID)與心律失常、心絞痛、心力衰竭等心血管并發癥的密切關聯。文章從炎癥、自主神經、胃腸分泌、胃擴張等多角度剖析GAS病理機制,并探討了質子泵抑制劑、免疫調節劑等藥物在平衡胃腸心血管獲益中的臨床應用前景,為建立胃腸心臟病學這一交叉亞專科提供了重要理論依據。
胃心綜合征(GAS)是指由胃腸道疾病引發或加重的心血管癥狀的一組臨床綜合征。隨著消化內科與心內科診療實踐的交集日益頻繁,這一概念逐漸受到重視。其臨床表現多樣,潛在機制復雜,治療策略需兼顧胃腸與心血管雙重獲益。
胃心綜合征的心臟并發癥類型
心血管系統不適,如心律失常、心絞痛、心力衰竭,甚至繼發的慢性全身性炎癥、動脈粥樣硬化以及急性腹腔間隔室綜合征,主要歸因于胃腸道疾病。其發生與炎癥、自主神經過度激活、胃腸道分泌物以及胃擴張等因素密切相關。
胃心綜合征的潛在機制
炎癥
慢性全身性炎癥是心血管疾病的危險因素之一,主要通過免疫機制激活促進動脈粥樣硬化的發生。其中,幽門螺桿菌(H. pylori)感染和炎癥性腸病(IBD),如克羅恩病(CD)和潰瘍性結腸炎(UC),是GAS進展過程中心血管事件和動脈粥樣硬化的主要風險因素。據統計,僅H. pylori感染在過去20年中心血管粥樣硬化風險幾乎增加了一倍。H. pylori可直接定植于動脈粥樣硬化斑塊,其細胞毒性特性可增強血小板反應性,并與局部和體液過程驅動的炎癥級聯反應協同,導致動脈粥樣硬化的病理生理學改變。同時,社會經濟因素、宿主健康狀況(如糖尿病等合并癥)以及環境因素(如吸煙和飲酒)的影響下,H. pylori在胃黏膜的定植進一步確立了慢性全身性炎癥。此外,IBD患者常表現為動脈和靜脈血栓栓塞事件風險增加,這與血管內皮功能障礙和高凝狀態有關,在心血管疾病如動脈粥樣硬化的發展中起重要作用。作為IBD的主要潛在機制之一,腸道菌群失調與血小板反應性和體內血栓形成相關的氧化三甲胺(TMAO)密切相關。血漿TMAO水平甚至可預測心血管疾病的風險和死亡率。
炎癥介質可能在食管反流期間釋放,如白細胞介素-6(IL-6)、白細胞介素-1β(IL-1β)和高敏C反應蛋白(CRP),這些與房顫(AF)的整個致病過程密切相關,包括發病率、復律效果、復發率和預后。因此,食管炎患者可能因食管與左心房毗鄰而出現局部心房炎癥。
自主神經功能
胃腸和多種心血管功能受自主神經系統調節和控制,其外來神經支配來源于交感和副交感通路。外來神經輸入的失調可能與胃和腸運動功能紊亂有關,如胃反流增加和非特異性食管動力障礙。同時,心率變異性的變化也影響自主神經系統的功能。
迷走神經是連接腸道和心臟神經系統的主要通路。任何原因引起的腹脹都可能對上述器官產生壓力,隨后膈肌過度抬高,迷走神經過度拉伸,導致對胃腸道區域的迷走反應夸大,進而影響其他器官系統,主要是心臟。迷走神經的心內臟分支支配心臟組織,包括竇房結和房室結、心脂肪墊、心房和心室。左迷走神經主要介導的房室結超極化減慢了結電路中的動作電位,導致心率顯著下降。此外,迷走神經刺激縮短心房有效不應期,使患者易發生陣發性房性心律失常。
一些使用心率變異性分析的研究表明,食管的機械、化學和電刺激可能改變交感-迷走平衡。研究表明,在酸灌注期間經歷心絞痛樣癥狀的酸敏感患者也會出現迷走神經張力增加。因此,食管酸反流可能引發迷走系統過度興奮,通過減慢房室結傳導和竇房結除極速率觸發房顫。此外,人體的食管酸刺激可通過心-食管神經反射誘導微血管阻力增加和冠狀動脈血流量減少,導致慢性心房缺血,這可能引發房顫和典型心絞痛。
胃腸道分泌物
生長激素釋放肽(Ghrelin)是最重要的生長激素釋放肽之一,屬于胃腸道激素,主要由胃產生,也少量從身體其他部位分離出來,包括心臟、肺、肌肉、胰腺和淋巴結。現有文獻表明,Ghrelin的特異性受體主要分布在心肌細胞和內皮細胞。因此,它不僅調節食欲,還直接影響器官和系統,包括心臟和血管。
目前,許多實驗和臨床研究已證明Ghrelin對心臟的保護作用,包括防止心肌缺血/再灌注損傷、減輕心室重構、改善心肌梗死(MI)后心力衰竭。在心血管系統中,Ghrelin主要通過多種機制對內皮和血管功能產生重要影響,包括抑制細胞凋亡、氧化應激和炎癥。特別是,Ghrelin的急性輸注通過增加一氧化氮(NO)可用性,在逆轉內皮功能障礙方面起著關鍵作用。NO的持續基礎釋放對于恢復外周內皮素-1/一氧化氮失衡、促進動脈粥樣硬化進展過程中的炎癥消退以及調節冠狀動脈的舒張狀態和基礎張力至關重要,從而維持血壓和心肌血流灌注的穩定狀態。
此外,為了滿足消化的需要,食物攝入的刺激會釋放胃腸道激素到血液中,如血管活性腸肽(VIP),以調節心血管對食物攝入的反應,這導致腎素-血管緊張素系統上調、心肌血流量交感反射性減少以及冠狀動脈收縮。隨后,大量血液從冠狀動脈流向腸道,導致心臟輸血量和心肌耗氧量顯著增加。最后,不同的膳食成分也可能對心絞痛患者產生不同的影響。研究發現了一種稱為胃-心跨器官通訊的脊髓機制,即飲食誘導的胃刺激輸入到接收有害心臟輸入的上胸段脊髓神經元上,誘發心絞痛惡化。
胃擴張
胃腸道內氣體積聚等機械因素導致的左膈抬高可能是消化系統疾病患者頻繁出現心臟癥狀的主要原因之一。在正常個體中,空氣平均在40分鐘內從體內排出。然而,腸內容物發酵、吞咽、上食管括約肌松弛等多種原因可導致胃腸道內氣體積聚。隨后的實驗室研究發現,胃擴張(GD)可能不成比例地損害心臟和肺功能。首先,下腔靜脈和腹主動脈的直徑因外部壓力增加而減小。同時,肺組織嚴重受壓,呼吸順應性降低,氣道壓力增加,最終導致心血管功能受損甚至死亡。此外,過度通氣引起的胃脹氣是心肺復蘇(CPR)常見的并發癥之一,它可能通過增加胸內壓力進一步損害通氣,導致心輸出量和靜脈回流減少,影響院外心臟驟停的結局。
其他
在病例報告中,由食管裂孔疝(HH)誘發的心律失常被記錄為罕見但具有臨床意義的事件。這些通常與大型疝氣對心臟結構的機械壓迫或移位有關,導致電生理紊亂。例如,一名79歲女性因巨大食管裂孔疝引起的心臟壓迫表現出T波倒置和ST段抬高。手術矯正后,她的心電圖恢復正常。一名82歲個體因食管裂孔疝內的幽門梗阻性胃息肉在餐后出現暈厥,導致心輸出量受損。這可能歸因于疝氣引起的房性牽張、腸扭轉或迷走神經,進一步引發心律失常。然而,盡管胃食管反流病(GERD)和食管裂孔疝之間存在關聯,但缺乏基于人群的研究來檢查與反流無關的心律失常機制,例如機械牽張。此外,誘發心律失常的疝氣大小/體積閾值仍未確定,基于CT的指標(如食管裂孔表面積)仍在研究中。
此外,由于心包腔與胃腸道之間的溝通,心包和心外膜長期暴露于未修復的胃-心包瘺伴有胃液、異物和微生物,導致長期的化學損傷和潛伏感染,最終導致滲出性-縮窄性心包炎(ECP)。
胃心綜合征的治療策略
目前,由于疾病的多樣性,臨床實踐中仍缺乏特異性和系統性的治療方法。因此,我們嘗試系統地介紹和總結一些藥物和措施,并討論其研究進展和局限性,為進一步的實驗研究和臨床應用提供參考。
酸抑制
質子泵抑制劑(PPIs)是一類對胃酸分泌有強抑制作用的藥物,主要通過抑制與H+/K+腺苷三磷酸酶質子泵相關的鹽酸產生的最終步驟。然而,幾項研究表明,PPIs也可能作為改善心律失常的替代療法,具有成本較低和副作用較少的優點。對同時患有反流性食管炎和孤立性房顫患者的研究表明,接受PPIs治療后,胃腸道和心律失常相關癥狀均得到改善,這種情況高達78%。此外,研究證明,酸敏感患者在酸灌注期間會經歷心絞痛樣癥狀。食管酸灌注可降低心絞痛患者的運動心絞痛閾值,并伴有心電圖改變。另一項關于特發性室上性心臟節律異常的研究表明,通過抑酸治療,胃食管反流病癥狀和食管酸刺激引起的心臟自主神經反射得到改善。因此,酸抑制似乎改善了由食管酸刺激下心臟自主神經反射誘發的GERD和心律失常癥狀。
改善炎癥損傷
改善患者的胃腸道炎癥可能會降低心血管疾病的風險。腫瘤壞死因子-α(TNF-α)是一種多效性促炎細胞因子,可導致IBD。利用心臟磁共振成像(CMR)的研究表明,抗TNF-α治療可通過降低CRP等炎癥標志物,顯著減少心肌水腫,改善左心室射血分數和整體心肌應變。英夫利昔單抗(Infliximab)是一種針對TNF-α的嵌合單克隆抗體,已通過誘導凋亡和調節外周血單核細胞、T細胞和固有層淋巴細胞中的TNF-α系統,顯示出對克羅恩病的療效,并可通過在臨床濃度下降低動脈僵硬度來減輕動脈粥樣硬化性心血管疾病的風險。
然而,研究證明,小鼠TNF-α基因缺失會導致心肌炎加重和心臟性死亡,表明TNF-α也可以通過抑制活化的心臟反應性CD4+T細胞的擴增來發揮保護作用。因此,完全阻斷可能會破壞其有益功能,甚至導致心力衰竭。因此,正在探索抗TNF-α療法的替代方法,以減輕副作用并提高療效。艾塞那肽(Exenatide)是一種胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)類似物,已被證明可通過調節NF-κB和TxNIP通路,減輕TNF-α誘導的心肌細胞凋亡,通過緩解線粒體功能障礙顯示出潛在的間接抗炎和心臟保護作用。同時,傳統醫學研究表明,α-葎草烯和艾葉(Artemisia argyi H.)在體內或體外實驗中能有效降低TNF-α和IL-6等促炎細胞因子。類似地,50–100 μg/mL的大豆葉提取物(ESL)通過調節Krüppel樣因子2(KLF2)并顯著降低TNF-α誘導的從HFF-1到HUVECs的細胞粘附以及VCAM-1和ICAM-1等促炎基因的表達,顯示出抗動脈粥樣硬化保護作用。
抗幽門螺桿菌感染
幽門螺桿菌(H. pylori)是世界上最常見的病原體之一,發病率為50-70%,通過直接致病機制(包括多種炎癥反應和胃上皮細胞損傷)顯著促進胃黏膜損傷。臨床上,H. pylori感染主要通過根除治療來減少細菌傳播及相關疾病的風險和負擔。目前,三聯或四聯療法是H. pylori根除治療的主要內容,由PPIs和胃黏膜保護劑聯合一種或兩種抗生素組成,療程14天。然而,由于依賴阿莫西林、克拉霉素、左氧氟沙星、甲硝唑等抗生素,H. pylori的耐藥性持續增加。
研究發現,阿莫西林和克拉維酸的組合比單獨使用阿莫西林可以實現更高的H. pylori根除率,且不增加任何副作用,可被視為H. pylori感染的替代治療。此外,在CYP2C19多態性檢測指導下,通過高劑量PPIs實現了高達96.7%的根除率。而且,一些研究揭示,抗生素和益生菌聯合給藥與調節免疫反應、保護胃腸道以及減少傳統治療的副作用有關。在其他研究中,暴露了Epi-1在體內通過消耗CD4+-FOXP3+調節性T細胞和Th17亞群來抑制感染,有助于消除持續性H. pylori定植,這可能有助于根除多重耐藥的H. pylori。
值得注意的是,由于許多用于根除H. pylori的藥物對酸敏感,在治療期間有必要抑制胃酸分泌,以防止藥物在低酸環境中降解。
改善心血管功能
GID可通過胃腸道激素、炎癥、感染等渠道直接影響心血管系統,引起血管內皮損傷和動脈粥樣硬化。因此,對癥治療對于改善心血管功能非常重要。
抗凝劑或抗血小板藥物用于預防心血管疾病的血栓事件。然而,胃腸道合并癥,如消化性潰瘍和IBD,可能由于藥物引起的黏膜損傷和藥物吸收受損而增加出血風險。因此,同時患有心血管疾病(CVD)和胃腸道疾病的患者需要精細的抗血栓管理。臨床研究表明,華法林和氯吡格雷聯合使用使胃腸道出血(GIB)風險比單藥治療增加7.4倍。新型直接口服抗凝藥(DOACs),例如達比加群,與華法林相比,GIB風險幾乎翻倍。單藥抗血小板治療相關的GIB年發生率為1.1%至2.5%,而雙聯抗血小板治療(DAPT)的發生率在5.3%至7.4%之間。因此,心臟科醫生、消化科醫生和血液科醫生之間的合作對于優化這種高風險平衡至關重要。
首先,臨床觀察發現,GIB、H. pylori感染、年齡>65歲、同時使用非甾體抗炎藥(NSAIDs)和腎功能不全是胃腸道風險的高危特征。值得注意的是,根除H. pylori可將潰瘍復發率降低80%,而避免使用NSAIDs可將GIB風險降低50%。同時,在胃腸道特異性增強(如內鏡下潰瘍病史)的情況下,HAS-BLED評分可量化出血風險。此外,抗血栓治療方案的選擇具有重要意義。在穩定性心血管疾病(CVD)情況下,單藥治療如氯吡格雷可能就足夠了,與DAPT相比可減少40%的出血,且不升高血栓事件發生率。對于血栓高風險患者,例如近期置入支架的患者,將DAPT持續時間縮短至3-6個月,隨后改用P2Y12抑制劑單藥治療是更安全的方法。在房顫(AF)患者中,與華法林相比,直接口服抗凝藥(DOACs)如利伐沙班或阿哌沙班可將胃腸道出血(GIB)風險降低25-40%,同時提供相當的卒中預防作用。利伐沙班2.5 mg,每日兩次與阿司匹林聯用,可使主要不良心血管事件(MACE)減少24%,但需要嚴格的胃腸道監測。在此基礎上,使用胃腸道保護輔助藥物變得不可或缺。在高危患者中,實施普遍的PPIs預防可使GIB發生率降低50-80%。在抑制胃酸方面,泮托拉唑或埃索美拉唑比H2受體拮抗劑更受青睞。
近期研究表明,因子XI抑制劑如asundexian在II期試驗中顯示出在血栓保護方面有前景且出血風險最小。此外,整合遺傳、內鏡和臨床數據的機器學習模型在預測患者特異性出血風險方面顯示出89%的準確率。然而,大多數指南缺乏針對直接口服抗凝藥的胃腸道特異性方案。因此,長期黏膜保護劑使用、PPIs最佳療程以及腸道微生物群對抗血栓吸收的影響需要縱向研究。
此外,肝素具有抗凝和抗炎特性,可能對患者的心血管疾病有益,同時改善GID。一項薈萃分析表明,通過灌腸給UC患者施用高劑量低分子量肝素的效果優于安慰劑。此外,加拿大胃腸病學協會在2014年發表聲明,建議對無活動性出血的住院IBD患者進行抗凝以預防血栓形成。因此,在排除出血風險后,高劑量低分子量肝素可能通過降低靜脈血栓栓塞風險和改善IBD而使患者受益。
他汀類藥物以降低血脂和抑制血管內皮炎癥反應為特點,可降低心血管疾病的發病率和死亡率。相關研究揭示,阿托伐他汀治療可改善克羅恩病患者的炎癥指標。此外,一項大型研究表明,他汀類藥物的使用與IBD患者結直腸癌風險顯著降低相關。另一項病例對照研究暴露,任何他汀類藥物均與降低IBD、CD和UC風險相關。顯然,作為胃腸道炎癥的輔助治療,他汀類藥物似乎是安全且有益的。
其他
各種原因引起的腹脹可增大胃腸道容積,從而壓迫心臟,影響心跳,增加心臟負擔。因此,在適當時機進行胃腸減壓至關重要。特別是在失血性休克患者中,近一半的通氣可能進入胃部,導致胃脹氣,嚴重時可能危及生命。此時,早期插管變得尤為重要。此外,盡管膈疝發病率低,但當腹腔內臟器從膈肌突出時,患者的生命很可能處于危險之中。在這種情況下,使用鼻胃管或口胃管減壓仍然是最及時有效的治療方法。
在一些嚴重情況下,手術可能是解決問題的唯一方法。由大型壓迫性食管裂孔疝伴大量胃擴張引起的急性肺水腫和嚴重低血壓被定義為罕見的急性餐后心力衰竭。及時放置鼻胃管可能挽救生命,但這種情況的最終治療方法是胃固定術。此外,由食管裂孔疝引起的心律失常也需要通過手術解決。由食管旁疝引起的復發性房顫患者以及由食管裂孔疝和胃食管反流病引起的高負荷室性早搏患者均從中受益。
結論與展望
當前,由于腹部超聲和胃鏡檢查等醫療診斷和治療技術的不斷進步,消化內科和心內科之間的交叉診斷日益增多。然而,GAS的相關學科尚未建立,診斷標準和治療方案仍不明確。如今,已提出多種機制來解釋這一發現,包括炎癥、神經系統以及體內各種有機物質的循環代謝。然而,支持這些理論的令人信服的證據仍然缺乏。此外,鑒于強效抗血栓藥物是現代心血管疾病的主要治療方法,胃腸道出血的風險逐年上升。因此,需要進行大規模隨機臨床和實驗性GID試驗,以降低復發性缺血事件的發生率,更深入地了解GID與心血管疾病之間的關系,最終實現胃腸和心血管系統獲益的雙向平衡。
在臨床實踐中,醫生應獲取所有心臟病患者詳細的飲食和排便習慣史,考慮到心律失常患者可能存在不明或未治療的胃腸道因素。一旦確定胃功能障礙或缺陷的可能性,應協調由心臟科醫生、消化科醫生和營養師組成的護理團隊,以確保最佳地處理患者的潛在問題和并發癥。
從長遠來看,具有百年歷史的GAS在當代胃腸病學和心臟病學中具有重要意義。迫切需要建立一個協作的亞專科,旨在改善胃心病的診斷和治療,降低缺血性、心律失常性和瓣膜性心臟病的心血管風險和并發癥,最終改善胃心病患者的預后。