主动脉脉搏波速度(PWV)是脉搏波沿动脉壁传导的速度,可通过压力波底部从颈动脉部位传导到股动脉部位的时间延迟和脉搏传导的距离实现无创测定,20岁时为5 m/s,80岁时则达12 m/s(见图2)。根据经典的Moens-Korteweg公式,PWV取决于弹性模量的平方根,因此,提示主动脉的弹性模量增加了4倍以上。值得注意的是,由于过度依赖肱动脉袖带血压计和由其测得的收缩压,人们一直低估了老化对动脉功能的影响。
随年龄增长,主动脉僵硬度增加导致收缩压增加、舒张压降低,引起左心室肥厚,需氧量进一步增加。舒张压降低和舒张期缩短均可导致冠脉供血减少。当舒张期左心室压力升高时,冠脉供血进一步减少。因此,冠脉供血能力损害的进展完全不依赖于冠脉狭窄,任何程度的动脉粥样硬化均可使其加重。冠脉血流需要量增加与血流灌注减少并存最易导致心肌缺血。任何程度的心肌缺血均可进一步损害左心室舒张功能,使心脏射血时间进一步延长,导致舒张期冠状动脉灌注减少。
老化可造成恶性循环(即左心室肥厚),易于诱发心肌缺血和心绞痛,即使通常认为无血液动力学意义的冠脉狭窄甚或无冠脉狭窄时,以及在心率增加时易发生舒张功能不全,其中左心室舒张性衰竭,最常见于老年人。
影响脑和肾微循环,微循环血管对血流的阻力最大,并通过反射来自较大动脉的搏动使搏动血流变成毛细血管内的稳定血流。但在静息血流量较大的器官(特别是脑和肾),较大动脉的平均动脉压降低越多,搏动越深入到毛细血管内。晚近的研究显示,独立于传统肱动脉收缩压和舒张压的数值,动脉僵硬度(主动脉脉搏波速度、增强指数、脉压及其增幅)不仅与心血管病变结局密切相关,还与脑和肾微血管改变密切相关,包括脑白质缺血和肾脏蛋白尿。同样,针对降低动脉僵硬度不良效应的治疗可逆转或延缓脑和肾损害的损伤。另有证据支持,动脉僵硬度与炎症有关,且炎症在女性中更为明显,动脉硬化程度比动脉粥样硬化更显著是其特征。继发于主动脉僵硬的微循环老化改变与脑和肾功能的进行性下降有关,并严重到足以引起血管炎症反应,伴C反应蛋白和其他心脏标志物的升高。针对降低动脉僵硬度和波反射的治疗有可能预防、延缓甚至减轻这种微血管损害改变。
与老化和动脉僵硬相关的脑血管高压和血流搏动增强可造成小动脉病变,结果导致脑损伤和老年痴呆。老年人脑部病变的原因是微循环高搏动压力和高血流,全身的损害也与此相似。那么伴有主动脉僵硬的老年人的脑动脉和微血管搏动为什么会增强?因为主动脉和弹性动脉非常僵硬,不能缓冲心脏产生的血流搏动,势必使其扩展至微血管床,且优先进入血管舒张及高血流灌注器官——脑和肾。因此薄弱血管的压力和血流波动加剧能量丢失可增加脑的微出血和梗塞。
肾脏入球小动脉和肾小球与脑部动脉一样暴露于高搏动的微血管压力和紧张度,但目前关于肾脏微血管搏动损伤的证据尚不充分,我们相信这只是暂时的。
预防动脉老化及不良取向
动脉老化的病变基础与决定固有物体的老化过程一样,都是反复劳损的结果。动脉老化的关键因素是主动脉弹力蛋白层的疲劳和断裂,防治重点应在于如何减少动脉伸展的幅度和次数,应用β受体阻滞剂治疗可以减少伸展次数,但中心收缩压升高时,可能导致伸展幅度增加。而且,心动过缓时,心脏射血时间延长,收缩期入射波增加导致反射波总和增加,致使β受体阻滞剂治疗的潜在不良作用明显,尤其并存微循环损害时,但β受体阻滞剂治疗可以延缓马方综合征患者升主动脉的进行性扩张。坚持一段时间的规律有氧运动也是减少累计伸展次数对心脏损伤的较好方法。运动时心率固然增加,但在更长时间的运动间歇期内,心率却通常保持在较低水平。由于运动可改善肌性动脉的内皮功能,降低返回心脏的反射波振幅。上述原理目前已用于血压控制以及糖尿病、心衰和肾功能不全患者,即通过规律运动、应用扩张全身大动脉和小管道动脉平滑肌的药物(ACEI、ARB、CCB和硝酸酯类),可以使早期波反射减少,降低主动脉阻抗的低频成分、表观相位速度、中心动脉压和血流搏动。而且测量中心主动脉压力为监测和控制外周波反射和大动脉僵硬度降低,保持适当的平均动脉压,实现心、脑、肾及其他重要脏器灌注提供了有效帮助。