在一个心动周期中,左心房( LA) 参与左心室 (LV)收缩及舒张,从而维持正常每搏输出量｡ 由于 众多的机械及化学因素,如压力负荷过大､细胞因子 和激素释放､肾素⁃血管紧张素⁃醛固酮系统(RAAS) 激活等促进 LA 结构及功能变化,起初可代偿性维 持正常每搏输出量,但随着病程进展,LV 充盈受损, LV 舒张压升高,逐渐发展为舒张功能不全的老年心 力衰竭(HF)｡ 持续进展的 LV 舒张功能不全导致 LV 心肌细胞坏死､凋亡进而最终发展为 LV 收缩功 能下降的 HF｡ 研究显示 LA 功能异常是预测 HF 不 良心血管事件的独立因素之一〔1〕 ｡ 然而,迄今为 止,尚未有明确可以抑制 LA 细胞重构的有效治疗 方案,仅部分中心发现通过早期介入干预可明显缩 小房颤(AF)患者 LA 体积,改善 LA 功能｡ 本文阐 述 LA 在 HF 发生发展过程中的病理机制及总结与 LA 异常相关的临床疾病的评价和治疗,为 HF 患者 评估及治疗 LA 病变提供一定的理论依据｡

1、LA 血流动力学变化

LA 血流动力学变化分为 3 个时期:LV 收缩期, 来自肺静脉的血液汇聚到 LA,LA 起到“储备”血液 的作用;LV 舒张早期,LA 作为“管道”,血液被动从 LA 流入 LV;LV 舒张末期,LA 作为“泵”将血液主动 泵入 LV 〔2〕 ｡ 当 LV 舒张功能轻度受损时,LA 扩张 作为代偿机制维持正常的心搏出量,当 LV 舒张功 能严重障碍时,LV 舒张压明显升高,随之带来 LA 压力升高,长期持续 LA 压力升高导致 LA 功能紊 乱,最终出现肺淤血等严重 HF 表现｡ 同样地,慢性 持续性 LA 压力升高会使得 LA 结构发生改变,如心 房心肌细胞坏死､肥厚､凋亡､纤维化及离子通道的 改变,导致 AF 发生率明显增加〔3〕 ｡ 此外,增大的 LA 使得二尖瓣环相对性扩大,带来二尖瓣功能性反 流,导致肺血流动力学改变及 HF 发生率增加〔4〕 ｡

2、LA 导致 HF 病理生理机制

2. 1 心房心肌病 目前,最新的对于心房心肌病的 定义是指任何影响心房､并可能产生临床相关表现 的心脏结构､收缩功能或电生理变化的疾病〔5〕 ｡ 早 期,主要的临床表现为房性心律失常,逐渐发展为心 房衰竭甚至影响心室导致心室收缩或舒张衰竭｡ 引 起心房心肌病的病理机制包括基因相关的心肌病如 最常见的肌联蛋白(TTN)､肌球蛋白重链(MYH)7､ MYH6,核纤层蛋白(LMNA),电压依赖的钾离子通 道家族(KCNQ)1 等基因位点,心肌淀粉样变,核苷 酸结合寡聚结构域样受体蛋白(NLRP) 3 炎性小体 信号通路的激活,脂质介质导致的氧化应激反应,心 外膜脂肪浸润心肌促纤维化等｡ 持续反复的心房肌 细胞损伤导致心房容积增加及功能异常､心房电活 动紊乱,从而显著增加房扑､AF 及动脉栓塞发生率, 而 AF 时间越长,心房肌细胞损伤进一步加重,最终 引起心房衰竭甚至心室衰竭｡

2. 2 心房与老年 AF 根据弗兰克⁃斯塔林定律,在 LV 功能障碍的初始阶段,代偿性地 LA 扩张及 LA 泵功能的增加有助于保持足够的 LV 充盈,但随着 时间延长,LA 细胞重构､LA 功能下降,LA 压增加, 肺静脉压增加,进而导致 LV 衰竭｡ 研究表明,在无 症状的健康人群中,LA 功能障碍和重塑都与 HF 的 发病独立相关,甚至可以作为健康人群发生 HF 的 独立预测因素之一〔6〕 ｡ 除了心房肌病变,LA 电重塑 及 LA⁃LV 耦合受损可能在射血分数保留心衰(HF⁃ pEF)中发挥重要作用｡ 持续性房扑､AF 可导致 LA收缩不良,从而引起 LV 充盈不佳,因而临床上 AF 负荷较大的患者常合并 LV 舒张及收缩功能下降｡ 此外,继发于室上性心律失常的心房功能不良可激 活神经激素通路(例如,RAAS 和血管活性肽),并可 诱发 LV 扩张,影响 LV 收缩和舒张功能,促进 HF 进展｡ 房室电传导异常如 PR 间期延长､左束支传 导阻滞也可引起 LV 功能受损｡

3、LA 功能评估

3. 1 心脏多普勒超声 LA 具有储备功能､泵功能 及管道功能,通过三维超声技术于心尖四腔心切面 或两腔心切面测量一个心动周期内 LA 在不同时相 的容 积, 主 要 包 括 左 室 收 缩 末 期 LA 最 大 容 积 ( LAVmax ), 左 室 舒 张 末 期 LA 最 小 容 积 ( LAVmin ), P 波 开 始 时 LA 收 缩 期 前 容 积 (LAVpreA)｡ 从 而 进 一 步 计 算 出 LA 射 血 分 数 (EF)､被动 EF 和主动 EF 等｡

LA 相位功能可通过组织多普勒( TDI) 或三维 斑点追踪技术( 3DSTE) 测定｡ 相对于 TDI,3DSTE 更准确,因为它可以免受角度干扰,通过斑点模式逐 帧跟踪超声与心肌组织之间相互作用｡ 一个心动周 期内,第一个纵向应变峰值代表 LA 储备功能,同时 反映了 LV 收缩时 LA 最大拉长程度〔7〕 ;第二个纵向 应变峰值代表了 LA 收缩功能,二者之间的差值提 示 LA 管道功能｡ 最新的研究结果发现 HF 患者 LA 储备应变>18%高度提示 LV 充盈压明显升高,但尚 未有明确 LA 应变值来界定 LA 心肌病患者 LA 功能 异常标准｡

3. 2 心脏磁共振(CMR) CMR 测定的 LA 结构及 功能参数可早期识别高风险 HF 人群,帮助诊断 HFpEF,同时也可以为 HF 患者预后提供有价值信 息｡ 在长轴影像面可以测定 LA 最大､最小和收缩 前容积及计算 EF｡ 在心动周期中跟踪图像可得出 纵向 LA 应变和应变率｡ 此外,使用高分辨率晚期 钆增强(LGE),可以评估 LA 纤维化程度及测量 AF 射频消融后的瘢痕面积｡ 但 CMR 价格昂贵,检查时 间长,并且不同供应商之间测量的 LA 应变差距较 大,尚无法在临床普及｡

3. 3 计算机断层扫描(CT) CT 拥有较好的时间 及空间分辨率,目前临床上对于胸痛不典型､预估冠 脉狭窄不严重的患者常规完善冠脉计算机断层血管 造影(CTA)检查,此外,在部分中心行 AF 射频消融 术前通过增强 CT 检查评估双侧肺静脉走行及 LA 大小,在行左心耳封堵术前行增强 CT 辅助判断左 心耳大小及左心耳内是否有血栓形成可能｡ 使用回顾性心电门控协议可以获得功能序列,准确测量心 肌质量､心腔容积｡ 同时,还可以完成变形性分析, 通过特定的软件程序较准确测定 LA 功能参数如 LA 应变､LA 应变率等｡ 但由于增强 CT 辐射大,需 要使用造影剂,对造影剂过敏或肾功能不全患者慎 用,因此通过 CT 分析 LA 功能在临床未被广泛使 用〔8〕 ,仅部分中心用于科学研究｡

4、LA 功能在 HF 不同时期变化

根据2021 年美国 HF 协会､欧洲心脏病学会 (ESC)和日本 HF 协会对 HF 的通用定义,HF 分为 4 个阶段:A 阶段⁃HF 高危人群;B 阶段⁃前 HF 期;C 阶段⁃HF 期;D 阶段⁃终末期 HF 〔9〕 ｡

4. 1 前 HF 期 前 HF 期是指无症状性心脏结构或 功能异常｡ 对前 HF 期患者早期识别和及时治疗干 预可明显改善这部分患者预后｡ 量化 LA 功能及结 构不仅有助于辅助诊断 HF 早期而且可作为评估前 HF 期治疗方案效果的有效指标之一｡

4. 1. 1 高血压 当动脉压升高时,LV 后负荷增加, 从而使 LV 充盈压升高､LV 舒张功能下降,升高的 LV 充盈压反过来导致 LA 压力升高,慢性持续性 LA 压力升高促进 LA 心肌纤维化和 LA 壁僵硬｡ Ermis 等〔10〕 对比了白大衣高血压患者与健康者的 LA 功能和容积,结果发现在白大衣高血压患者中, LV 舒张功能障碍之前 LA 功能和容积已发生改变 并且白大衣高血压患者 LA 结构及功能较健康者明 显受损｡ Miyoshi 等〔11〕 发现与 LA 容积相比,LA 功 能与 LV 舒张功能障碍､心律失常和动脉壁僵硬度 存在相关性并且 LA 功能参数比 LA 结构参数更敏 感｡ Mattioli 等〔12〕随访了 85 例服用替米沙坦降压 的高血压患者 1 年,发现患者血压显著下降且伴随 LA 最大､最小容积减小和 LA 的 EF 改善｡ 长期有 效的降压措施除了抑制 LA 结构重构对 LA 应变也 起到积极作用,一项对 160 例高血压患者的前瞻新 研究显示持续稳定降压可增加 LA 纵向储备应变峰 值〔13〕 ｡ 因此,密切监测 LA 结构和功能对于评价高 血压患者预后及评估降压治疗方案效果发挥一定的 重要作用｡

4. 1. 2 冠心病 大多数冠心病特别是陈旧性心肌 梗死患者,在未出现 LV 收缩功能下降前已发生 LV 舒张功能障碍,而 LA 压力与 LV 舒张功能显著相 关,因此评估 LA 结构和功能可帮助识别无症状性 冠心病 HF 患者｡ 2009 年一项对 610 例急性心肌梗 死患者前瞻性研究发现,LA 大小是全因死亡率和 HF 发生率的独立预测因子之一,且心肌梗死发生1 个月后 LA 增大的患者死亡风险或因 HF 住院率 明显增加〔14〕 ｡ Leng 等〔15〕 纳入了 321 例 ST 段抬高 型心肌梗死( STEMI) 患者,随访了 3. 7 年,在发生 STEMI 后第 4 天通过 CMR 测定 LA 应变,结果发现 与健康受试者相比,STEMI 患者的 LA 纵向应变和 应变率分别从正常平均值 35% 和 1. 7 S -1 降低到 23%和 1. 3 S -1 ,管道应变和管道应变率分别从正常 平均值 18%和-1. 9 S -1 降低至 11%和-1. 2 S -1 ｡ 同 时,发现储备应变和管道应变可作为心血管事件的 长期独立的预测因素｡ LA 储备应变每增加 1%,发 生心血管事件的风险就下降 16%,LA 管道应变每 增加 1%,发生心血管事件的风险就下降 19%｡ 对 于陈旧性心肌梗死患者,若 LA 储备应变低于 22% 或管道应变低于 10%,预后相对较差｡ 可见 LA 应 变未来很可能与 LV 收缩功能､LV 应变､LV 梗死范 围同等重要,共同评估急性心肌梗死患者预后｡

4. 1. 3 AF LA 结构和功能与 AF 是互相影响的, LA 容积增加､功能受损可导致 LA 机械及电重构, 促进 AF 的发生,相反 AF 持续时间越长,LA 容积越 大,LA 功能进一步恶化｡ 在 HF 患者中,LA 容积小 发生 AF 概率会下降｡ 一项对 4 480 例参与者的队 列研究在平均随访了 12. 1 年后,其中 1 219 例参与 者发生了 AF,通过比例风险回归模型(COX) 分析 发现 LA 大小与 AF 发生明显相关,独立于各种临床 危险因素､EF 和 LV 舒张功能,且 LA 最大容积每增 加 30%,发生 AF 的风险增加 43% 〔16〕 ｡ Koppahally 等〔17〕使用 CMR 对比了持续性 AF 患者与阵发性 AF 患者 LA 纤维化程度及使用二维超声心动图测定两 组 LA 应变及应变率情况,发现持续性 AF 组 LA 纤 维化程度重,LA 应变及应变率较阵发性 AF 组显著 降低,同时发现 LA 结构和功能可能对于评估 AF 患 者预后有一定价值｡

AF 的治疗方式主要包括药物及手术治疗,在快 AF 导致的心衰动物模型中,血管紧张素转换酶抑制 剂(ACEI) / 血管紧张素受体拮抗剂(ARB) 可降低 LA 大小､缓解 LA 心肌纤维化｡ Khan 等〔18〕对 83 例 持续性 AF 患者在射频消融术后第 3､12 个月随访 LA 功能,发现术后 AF 复发组和维持窦性心律组 LA 容积减少无明显差异,但术后 3 个月维持窦性心 律组 LA 射血分数､储备应变､泵应变较术后 AF 复 发组明显改善｡ 并且术后 3 个月 LA 泵应变是预测 射频消融术后 AF 复发最重要的因素之一｡

4. 1. 4 主动脉瓣狭窄和二尖瓣反流 研究显示主 动脉瓣狭窄伴 HF 症状者较无症状者 LA 三相功能 均受损〔19〕 ,LA 泵功能与主动脉瓣狭窄程度及 LV 舒张末压明显相关〔20〕 ,LA 储备应变与狭窄主动脉瓣 的瓣口面积和跨瓣压差显著相关〔21〕 ,可见主动脉瓣 狭窄患者在 LV 收缩功能受损前 LA 顺应性已出现 下降迹象｡ Calin 等〔22〕 报道了在 HFpEF 的主动脉 瓣狭窄患者中,LA 功能异常与高肺动脉压相关,主 动脉瓣置换后 LA 不仅容积缩小功能也显著改善｡ Garg 等〔23〕随访了 40 例 EF 正常的主动脉瓣狭窄患 者,在行经导管主动脉瓣置换术(TAVR)术后 40 d LA 纵向应变峰值升高,LA 容积缩小｡

慢性二尖瓣瓣膜反流可导致LA 容量负荷增 加,从而影响 LA 功能｡ Cameli 等〔24〕 对比了二尖瓣 轻度､中度､重度反流和健康人(对照组)的 LA 整体 纵向应变峰值,结果发现二尖瓣轻度反流患者 LA 整体纵向应变峰值较对照组高,可能是由于 LA 容 量负荷适度增加提高了 LA 顺应性,而中度及重度 二尖瓣反流患者 LA 整体纵向应变峰值较对照组明 显下降,且瓣膜反流越严重,LA 整体纵向应变峰值 下降越明显｡ Cramariuc 等〔25〕 对 515 例功能性二尖 瓣反流患者平均随访了 5 年,结果发现 LA 储备应 变而非 LA 容积或 EF 与较高的死亡风险相关｡ LA 功能可独立预测二尖瓣置换术后中晚期 AF 发生 率,如果将 LA 功能纳入二尖瓣置换术前评估指标 之一,可有助于确定哪些瓣膜病患者将受益于早期 瓣膜干预,从而缓解 LA 功能永久性损伤及降低术 后 AF 发生率〔26〕 ｡

4. 2 长期持续性 LA 压力升高引起 LA 心肌重构 长期持续性 LA 高压引起的 LA 心肌重构及功能异 常是促进无症状性心功能不全到有症状性心衰关键 因素之一〔27〕 ｡ LA 机械运动异常､分泌功能紊乱和 调节功能受损与 AF 发生风险增加､运动耐受性差 及 HF 发病率和死亡率增相关｡

4. 2. 1 射血分数降低老年心力衰竭( HFrEF) HFrEF 患者多伴有 LA 扩大及功能紊乱,Kim 等〔28〕 发现在非缺血性心脏病患者中,LA 大小可用来评估 心衰患者预后｡ 一项荟萃分析纳入了 1 157 例受试 者,证实了 LA 大小是独立于 LV 收缩及舒张功能, 评估 LV 功能下降患者预后的重要因素之一〔29〕 ｡

针对于HFrEF 患者的治疗方案如 HF 四联口服 药､植入 CRT 等同样对 LA 结构及功能改善起到一 定积极作用｡ Anuzzi 等〔30〕 研究结果显示,HFrEF 患 者长期口服 ARNI 12 个月后,除了 LVEF 升高､左心 室容积和 E / e′下降外,LA 容积指数从 37 ml / m 2 下 降到 29 ml / m 2 ｡ 同样地,Desai 等〔31〕 研究发现较依 那普利,长期口服沙库巴曲缬沙坦(ARNI)可显著降 低 LA 容积指数,LV 容积和 E / e′,但对 LVEF 改善作用较弱｡ 近期众多中心比较了植入心脏再同步化 治疗(CRT)的 HFrEF 前后 LA 容积大小,发现术前 LA 容积越大远期全因死亡率､HF 住院率及心脏猝 死发生率越高〔32〕 ,患者对 CRT 反应效果越好,术后 LA 容积缩小越明显,房性心律失常发生率越低｡ Kuperstein 等〔33〕 分析数据后得出 LA 容积每缩小 1%,远期 HF 和死亡风险率减低 4%｡ 随着心超技 术发展,植入 CRT 后 LA 功能变化研究成为新热点, Feneon 等〔34〕 发现 LA 储备应变可用来预测植入 CRT 后的阳性反应,LA 储备应变越高,植入 CRT 后 HF 恢复越佳｡ Dokuni 等〔35〕也报道了植入 CRT 后, LA 储备应变得到改善且 LA 储备应变大于 14. 6% 患者远期预后更好｡ Stassen 等〔36〕 根据 LA 储备应 变和 LV 整体纵向应变两种参数将植入 CRT 的患者 分为 3 组,随访 5 年,LA 储备应变和 LV 整体纵向应 变术后得到明显改善的患者死亡率最低｡

4. 2. 2 HFpEF HFpEF 较 HFrEF 诊断困难,特征 性的诊断参数是 LV 充盈压｡ LV 充盈压升高,LA 重构及功能异常,导致肺动脉瓣关闭不全､右心室功 能下降､心衰症状明显､活动耐量下降及不良事件的 发生〔37〕 ｡ E / e′是临床上间接评估 LV 充盈压常用指 标,但准确性争议较大,近期多中心研究发现 LA 僵 硬度 是 诊 断 HFpEF 最 有 价 值 的 参 数 之 一｡ Ng 等〔38〕报道了 CMR 测定的 LA 储备应变､LA 面积指 数及 LA 容积指数是诊断 HFpEF 准确性最高的指 标｡ Tamura 等〔39〕发现在 HFpEF 中,虽然部分患者 休息时 LV 舒张功能正常,但 LA 容积指数仍较高, 较大 LA 容积和受损的 LA 应变与活动耐量独立相 关｡ 更进一步地,若 HFpEF 与右心室功能下降并 存,LA 顺应性是预测活动耐量最好的独立参数〔40〕 ｡

在HFpEF 中,LA 应变降低较 LV 舒张功能下降 更显著｡ Liu 等〔41〕报道了相对于无症状性 LV 舒张 功能下降的患者,HFpEF 患者 LA 应变显著降低,同 时 LA 应变与纽约心功能分级和预后独立相关｡ Paramount 研究纳入了 135 例 HFpEF 患者和 40 例 具有相似年龄和性别的健康受试者,使用二维斑点 追踪技术测定两组的 LA 储备､管道和泵应变,结果 发现 HFpEF 组 LA 储备､管道及泵应变均下降,但 LA 大小两组间无统计学差异〔42〕 ｡

对于HFpEF 的患者,不同治疗方法对于 LA 结 构及功能改善效果尚无一致结论,甚至现有研究显 示了截然不同的结果｡ 醛固酮拮抗剂可降低心肌细 胞胞外基质及胶原纤维,但现有研究发现其不能抑 制 LA 重构〔43〕 ｡ Solomon 等〔44〕 研究的第二阶段,口 服 ARNI 第 12 和第 36 周,虽然 LV 收缩和舒张功能､LV 大小无明显改善,但 LA 容积明显缩小,可能 是由于早期 ARNI 对抑制 LA 重构发挥更显著的作 用｡ Bode 等〔45〕在大鼠动物实验中发现葡萄糖协同 转运蛋白( SGLT)⁃1 和 SGLT⁃2 双重抑制剂可缓解 HFpEF 中 LA 扩大,其机制可能是由于 SGLT⁃1 和 SGLT⁃2 双重抑制剂可降低 LA 心肌细胞 Ca 2+自由释 放发生率,稳定 LA 心肌细胞电通路,减少房性心律 失常发生｡

4. 3 终末 HF 期 当任何治疗方式均无法抑制心 肌重构,LA 体积不再缩小,HF 就进入终末期｡ 对于 植入 CRT⁃D 的终末期 HF 患者,LA 容积指数和左束 支传导阻滞是评估患者对设备良性反应及预后较为 理想的参数〔46〕 ｡ 但同时,他也提出在终末期 HF 患 者中植入 CRT⁃D 不一定是合适的治疗方案,植入 LV 辅助装置有可能较 CRT⁃D 更为有效｡ 可见,针 对终末期 HF 尚无明确有效的治疗方案,早期､及 时､全面､规范治疗 HF 是延迟发生到终末期 HF 最 有效的治疗手段｡

综上,越来越多的研究中心开始关注 LA 在 HF 发生发展中的重要作用,无论在 HF 发展的哪个阶 段,始终伴有 LA 压异常,通过对 LA 结构及功能的 细致评估,不仅有助于识别早期 HF 患者,尽早干预 治疗,改善预后减少死亡率,同时对于已出现 LV 收 缩功能下降的患者,在一段时间的药物和器械辅助 治疗后,通过评价 LA 结构及功能可部分反映 HF 患 者预后,进一步抑制 LA 重构可能成为治疗 HF 的靶 点之一｡

基金资助:苏州市科技计划项目(No.SKJYD2021018);中华心血管病发展专项基金心脏健康科研基金项目(No.Z-2019-42-1908-4);

文章来源:朱艳敏,张宇航,宗其梅,等.左心房功能在心力衰竭中的研究进展[J].中国老年学杂志,2025,45(07):1777-1782.