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一文了解,CKD患者的CVD流行病学特征与病理生理机制

众所周知,慢性肾脏病(CKD)患者的心血管疾病(CVD)风险较高,而且CVD也是CKD患者死亡的首要原因。CKD与多种CVD结局密切相关,如冠心病、卒中、外周动脉疾病、心律失常和静脉血栓。值得注意的是,CKD与严重CVD结局也密切相关,如心衰、下肢截肢和CVD死亡。那么,CKD患者的CVD流行病学特征究竟如何?如何管理CKD患者的CVD风险呢?
2022年9月14日,Nature Reviews Nephrology(IF:42.439)发表了来自美国霍普金斯大学公共卫生学院学者的综述,该综述详尽阐述了CKD患者的CVD流行现状、相关病理生理机制与风险因素、CVD预测方法以及CVD管理措施。本文对其进行总结,着重阐述了CKD患者的CVD流行现状与相关病理生理机制。
CKD患者的CVD流行现状
根据2020年美国肾脏数据系统(USRDS)的数据显示,与非CKD人群相比,CKD患者CVD负担重,CKD G4-G5期患者CVD患病率为75.3%、CKD G3期患者CVD患病率为66.6%、CKD G1~G2期患者患病率为63.4%,而非CKD患者的CVD患病率仅为37.5%。这些数据表明,肾功能越差,则CVD患病率越高。在一项纳入了21项研究,超过10万例患者的meta分析表明,CKD患者的CVD死亡风险与CKD分期相关(表1)。
 
表1 CKD各分期患者的CVD死亡风险。
图片
备注:KDIGO分期标准
相关病理生理机制与风险因素
为什么CKD患者的CVD负担较为严重呢?这是由于CKD和CVD有着共同病理生理基础,存在共同的风险因素,如高血压、糖尿病和肥胖。此外,与非CKD人群相比,CKD人群有独有的CVD风险因素,如钠潴留、超负荷和尿毒症毒素蓄积等。
 
这些危险因素会导致CKD患者的心血管系统与肾脏系统受损,并且有学者发现肾功能指标与CVD的病理生理机制密切相关。例如,估算肾小球滤过率(eGFR)降低与尿毒症毒素水平和骨-矿物质代谢改变相关,内皮功能障碍与炎症则与白蛋白尿密切相关。这表明,肾功能下降和心血管系统异常或有相同的病理生理机制。本小结将着重讨论上述机制与风险因素。
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//  CKD与CVD共有病理机制与风险因素
在全球范围内,高血压和糖尿病是导致CKD的主要原因,也是CVD的危险因素。CKD患者常出现钠潴留、肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)激活以及交感神经系统使血压升高,进而形成恶性循环,增加CVD风险。根据USRDS 2020的数据,CKD患者的高血压患病率为71.8%。
 
糖尿病增加了大血管疾病(如冠心病)和微血管疾病的发生风险,高血糖还能导致视网膜病变、肾病和神经病变。这些改变都可能导致患者CVD风险升高。根据USRDS 2020的数据,32.8%的CKD患者合并糖尿病,而36.9%的糖尿病患者估计患有CKD。
 
由于肥胖是高血压和糖尿病的关键前兆,因此,肥胖也可增加CKD和CVD发生风险。肥胖与新发心衰密切相关,并且肥胖能增加容量,从而导致心脏负担增加。肥胖还能增加心肌脂肪的堆积,导致心肌纤维化。此外,肥胖还可导致肾脏高滤过和低强度的全身性炎症,并与CVD和CKD风险增加相关。
 
除了高血压、糖尿病、肥胖以及血脂异常外,CKD患者还有许多特有的CVD风险因素。
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//  钠潴留和超负荷
对CKD患者而言,钠潴留和容量超负荷是导致CVD的最主要风险因素。它们与左心室肥厚(LVH)、左心室扩张和舒张功能障碍密切相关。在CKD患者中,由于肾小管-肾小球的反馈受损,肾脏对钠的重吸收增加,即钠潴留。越来越多的研究表明,钠潴留可导致CVD不良结局。在轻中度CKD患者中,皮肤钠水平与容量超负荷和左心室质量呈正相关。与非CKD人群相比,透析患者肌肉和皮肤中的钠含量更高,且与全身炎症正相关。提示,钠潴留对机体的影响或独立于容量超负荷。
 
2021年的一项研究表明,使用钾盐代替钠盐可以减少CVD的风险和死亡率。虽然,CKD人群高钾血症风险较高,但替代钠盐的获益远远高于潜在风险。
 
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//  尿毒症毒素
肾脏排泄功能将导致尿毒症毒素的蓄积,进而对心血管和肾脏产生负面影响。由于尿毒症毒素可以与血浆蛋白结合,因此,约有25%的尿毒症毒素无法经透析有效地去除。许多与蛋白结合的尿毒症毒素是由肠道微生物产生的。肠道微生物降解氨基酸时,可产生硫酸吲哚酚、硫酸对甲酚等一系列芳香族类副产物。这些副产物可能通过肠道吸收入血,进而对机体产生不良影响。研究表明,尿毒症毒素吲哚和吲哚衍生物是色氨酸的代谢产物,可经肠道入血,从而加重肾脏排泄负担,对于CKD患者而言,这是极为不利的情况。由于,红肉、鱼、鸡蛋中色氨酸含量较高,因此,有学者建议CKD患者需要控制红肉、鱼、鸡蛋等食物的摄入。
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//  骨-矿物质代谢异常
CKD可导致骨-矿物质代谢异常,引起磷酸盐、成纤维细胞生长因子23(FGF23)和甲状旁腺激素升高,以及维生素D缺乏。这些改变均可导致血管钙化和动脉硬化,进一步增加CVD风险。晚期CKD的尿毒症毒素环境还可促进DNA损伤,加速细胞衰老,导致血管钙化的进展。值得注意的是,糖尿病也可加速CKD患者的血管钙化。
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//  贫血
贫血是CKD常见并发症,由多种机制引起,包括红细胞生成素不足、铁缺乏和炎症。贫血可导致心衰、LVH等不良CVD结局。然而,在治疗贫血时,红细胞生成素刺激剂(ESAs)或可导致不良CVD结局。作为新上市的药物,低氧诱导因子脯氨酰羟化酶抑制剂(HIF-PHI)能否改善CVD结局,还需要更多研究。
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//  炎症与纤维化
CVD与炎症和纤维化密切相关。CKD炎症由多种因素引起,包括促炎因子蓄积、尿毒症毒素、氧化应激、胰岛素抵抗、感染等。CKD患者具有较高水平的炎症标志物,如C反应蛋白、IL-6和肿瘤坏死因子,上述标志物与心肌重构和纤维化相关。晚期CKD患者常合并尿毒症心肌病,而这也与心脏纤维化和心肌细胞之间胶原沉积相关。尿毒症心肌病的典型症状为LVH伴心室纤维化和舒张功能障碍。
 
此外,RAAS、高钾血症、血液动力学异常都可能导致CKD和CVD进展。
 
参考文献:
1. Matsushita K, Ballew SH, Wang AY, et al. Epidemiology and risk of cardiovascular disease in populations with chronic kidney disease. Nat Rev Nephrol. 2022 Sep 14.
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