瓣膜性心脏病患者中微量元素状况与心房颤动之间的关系

《Frontiers in Cardiovascular Medicine》：Relationship between trace elements status and atrial fibrillation in patients with valvular heart diseases

心房颤动合并瓣膜性心脏病患者尿液12种痕量元素浓度差异及联合效应分析，采用病例对照研究收集144例尿液样本，发现VHDAF组铜（Cu）、锰（Mn）、汞（Hg）升高而锶（Sr）降低，量化g-回归模型显示元素混合物与AF显著相关（OR=2.051，95%CI 1.180-3.565，p=0.011），其中Cu和Sr影响最大。

　　这项研究聚焦于一种在心脏疾病患者中较为常见的病症——心房颤动（AF）与瓣膜性心脏病（VHD）之间的关系，特别关注了尿液中微量元素浓度的变化及其对AF的潜在影响。心房颤动是一种严重的心律失常，全球范围内患病人数不断上升，而瓣膜性心脏病则是一种影响心脏瓣膜结构和功能的疾病，二者在临床中往往并存。研究发现，这两种疾病的共同存在可能与多种生理和病理机制有关，包括代谢异常、炎症反应、氧化应激以及微量元素的异常积累等。

研究团队收集了72名患有AF的VHD患者（VHDAF）和72名无AF的VHD患者（VHD）的尿液样本，并结合其临床资料进行分析。通过检测尿液中12种微量元素的浓度，包括锂、锰、钴、铜、锌、砷、硒、锶、镉、汞、铊和铅，研究者试图揭示这些微量元素在AF发生中的作用。研究采用了量化g计算方法，这是一种用于评估多变量联合效应的统计模型，同时通过1000次Bootstrap重采样进行内部验证，以确保研究结果的稳健性和可靠性。

研究结果显示，VHDAF组患者的锶（Sr）浓度显著降低，而锰（Mn）、铜（Cu）和汞（Hg）的浓度则显著升高。量化g计算模型进一步表明，这些12种微量元素的混合暴露与AF的发生之间存在显著的统计学关联，调整后的比值比（OR）为2.051，95%置信区间为1.180–3.565，且统计学意义显著（p=0.011）。其中，铜对AF的正向部分效应最大，权重为0.43，而锶则对AF的负向部分效应最大，权重为0.43。锂和汞也分别对负向和正向部分效应有较小的贡献，权重分别为0.23和0.18。这些发现提示，在VHD患者中，铜和锶可能是影响AF风险的关键微量元素。

为了进一步探讨这些微量元素之间的相互作用，研究团队分析了它们在尿液中的相关性。结果显示，大部分微量元素之间存在显著的正向或负向相关关系。例如，锰与汞、铅和钴之间表现出显著的正向相关，而汞则与多种元素如铅、钴、铜、镉、锌、砷、硒、锂、铊和锶存在强相关。这些相关性可能反映了微量元素在环境或生物体内共同来源，或是它们在代谢通路中的相互作用。此外，铜与锌、镉、砷、硒、锂、铊和锶之间也表现出较高的相关性，而锌则与砷、硒、锂、铊和锶存在显著的相关关系。这些相关性为理解微量元素在AF中的潜在作用提供了重要的线索。

在对两组患者尿液微量元素浓度的箱线图分析中，研究发现铜、锰和汞的浓度在VHDAF组中显著高于VHD组，而锶的浓度则显著低于VHD组。其他元素如锂、钴、锌、砷、硒、镉、铊和铅在两组之间的浓度差异不显著。这一结果表明，铜、锰和汞可能在AF的发生中起着更为重要的作用，而锶则可能具有一定的保护作用。进一步的统计分析表明，这些微量元素的混合暴露与AF风险之间存在显著的关联，调整后的比值比（OR）为2.051，95%置信区间为1.180–3.565，且统计学意义显著（p=0.011）。这说明，在VHD患者中，微量元素的异常积累可能是一个重要的AF风险因素。

铜在AF中的作用尤为突出。已有研究表明，铜在心血管疾病中的积累可能与多种病理机制相关。例如，铜的过量摄入可能导致细胞内脂蛋白的聚集，进而引发脂质过氧化和细胞死亡。这一过程被称为“铜诱导的细胞死亡”（cuproptosis），已被证实与心血管疾病的发病机制密切相关。此外，铜在血液中的浓度与脂蛋白（a）的水平呈正相关，而脂蛋白（a）是一种重要的炎症标志物。在主动脉瓣狭窄患者中，高铜水平可能与炎症反应和氧化应激的增强有关，从而增加AF的风险。同时，铜的积累还可能影响心脏电生理特性，导致心律失常的发生。例如，实验研究发现，铜暴露可能破坏心脏线粒体的结构和功能，进而影响心脏的正常节律。

相比之下，锶的作用则显得更为复杂。一些研究表明，锶可能在心血管疾病的预防中具有积极作用。例如，有研究指出，尿液中锶的浓度与心血管疾病风险之间存在负相关，每增加一个单位的尿液锶浓度，心血管疾病的风险会降低1.1%。此外，锶还被报道能够促进血管生成，有助于改善心肌缺血再灌注损伤，从而减少心肌细胞的凋亡。这些发现表明，锶可能在保护心脏功能方面发挥重要作用。然而，目前关于锶与心律失常之间关系的研究仍较为有限，尚无明确的证据表明锶对AF具有直接的保护作用。因此，未来的研究需要进一步探讨锶在AF发生中的具体机制。

汞在AF中的作用也引起了研究者的关注。汞具有较强的亲硫性，能够与体内的硫醇基团结合，干扰抗氧化防御系统，导致线粒体功能障碍和氧化应激的增加。这些变化可能对心脏的电生理活动产生不利影响，从而增加心律失常的风险。此外，汞的毒性作用还可能通过影响钙离子通道和泵的功能，干扰心脏的钙稳态，进而引发心律失常。已有研究指出，汞的暴露与高血压、冠心病和心律失常等疾病存在显著关联，这进一步支持了汞在AF中的潜在作用。

在本研究中，除了上述三种微量元素外，其他元素如锂、钴、锌、砷、硒、镉、铊和铅的浓度在两组之间并未表现出显著差异。这表明，这些元素可能在AF的发生中起次要作用，或者其影响已被其他元素所掩盖。然而，值得注意的是，这些元素之间的相互作用可能在AF的发病机制中扮演重要角色。例如，某些元素可能通过协同或拮抗作用影响心脏的电生理特性，进而改变AF的风险。

本研究的局限性也不容忽视。首先，研究并未进行正式的样本量计算，而是基于实际操作和以往研究的经验确定样本量。这种做法可能导致样本量不足，影响研究结果的统计效力。其次，研究未能收集有关微量元素暴露来源的详细信息，如饮食习惯、职业暴露、环境因素或补充剂使用情况。这些信息对于理解微量元素与AF之间的因果关系至关重要。因此，未来的研究应考虑更全面地收集暴露数据，以提供更深入的解释。此外，研究还指出，术后并发症的发生可能与AF和微量元素浓度有关，但无法排除这些并发症是否直接由AF或微量元素水平引起。

综上所述，本研究揭示了在VHD患者中，铜和锶的浓度变化可能与AF的发生密切相关。铜的升高可能增加AF的风险，而锶的降低可能削弱其保护作用。这些发现为理解AF的发病机制提供了新的视角，也为未来的临床干预和公共卫生政策制定提供了依据。然而，由于研究的局限性，这些结论仍需进一步验证。未来的研究应关注这些微量元素的因果关系，并探索其在不同人群中的具体作用机制。此外，研究还应扩展至更多患者群体，以提高结果的普遍性和可靠性。