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癫痫与心血管疾病(CVD)的神经-心脏轴相互作用及其病理机制研究,揭示癫痫患者心血管事件风险增加(OR 2.25),包括高血压、心律失常(房颤、长QT综合征等)及猝死。心脑互作分为神经源性心血管效应(自主神经失衡导致儿茶酚胺过量释放)和心血管源性神经损伤(如心衰致认知障碍)。动物模型研究面临物种差异、组织水平数据不足等挑战,但工程化心肌细胞模型可辅助机制探索。癫痫药物(如卡马西平)及抗癫痫药物对心血管的影响被系统总结。
Theodora A. Manolis|Antonis A. Manolis|Apostolos Vouliotis|Antonis S. Manolis
希腊雅典Eginiteio大学医院精神病学系
摘要
癫痫是一种主要的非传染性神经系统疾病,在心血管(CV)疾病患者中最为常见。癫痫患者发生心血管疾病的风险更高,风险比为2.25。心血管疾病会影响大脑功能,许多脑部疾病与心血管功能障碍之间存在相互影响的关系(即神经-心脏轴)。在癫痫患者中,这种神经-心脏轴上的相互作用似乎与心血管疾病有关,例如高血压、心律失常(包括心房颤动)、长QT综合征、儿茶酚胺多形性室性心动过速以及癫痫导致的猝死(SCD)。心脑相互作用可以分为两大类:神经系统疾病对心血管系统的影响以及心血管系统对神经系统的影响。神经源性心血管效应的发病机制可能涉及一种神经源性级联反应,即自主神经平衡的突然变化导致儿茶酚胺过度释放。这种情况可能发生在急性神经系统疾病中,如缺血性中风、颅内出血和癫痫。心血管并发症包括中风-心脏综合征、神经源性肺水肿和心肌病、Takotsubo综合征、心律失常以及猝死。大脑的某些特定区域(如岛叶皮层)在心脏自主神经调节中起关键作用,涉及这些区域的疾病会对心血管系统产生更大的影响。另一方面,心血管疾病也会对神经系统产生不利影响。心房颤动和心内血栓可能导致心源性栓塞性中风,而心力衰竭和严重主动脉狭窄可能导致认知功能障碍。本文详细介绍了这种神经-心脏轴,并通过图表展示了癫痫患者中心肺脑之间的相互作用。同时列出了促癫痫发作和抗癫痫发作的药物,以及关于癫痫患者心血管结局的荟萃分析结果。
引言
癫痫是一种主要的非传染性神经系统疾病(其他常见的包括偏头痛、阿尔茨海默病/其他痴呆症、帕金森病、运动神经元疾病、多发性硬化症、中风和头部损伤),并且在心血管(CV)疾病患者中最为普遍[1]。患有癫痫的患者发生心血管疾病的风险是正常人的两倍,其中癫痫与最高的风险比(2.25)相关[1]。研究表明,心血管疾病会影响大脑功能,许多脑部疾病与心血管功能障碍之间存在相互影响的关系,这种关系被称为心脑轴[2]。一些研究者建议同时进行心电图(ECG)和脑电图(EEG)监测,以帮助区分癫痫发作和心血管事件、检测心血管异常以及识别自主神经功能障碍[3]。根据2021年全球疾病负担研究,癫痫是一种全球性的严重神经系统疾病,影响着所有年龄段的人群[4]。当年全球有5170万癫痫患者,年龄标准化患病率为每10万人中有658人(特发性癫痫为每10万人中有307人,继发性癫痫为每10万人中有350人;2021年,0.7%的人口患有活动性癫痫,其中0.3%为特发性癫痫,0.4%为继发性癫痫)[4]。
在癫痫患者中,神经-心脏轴上的相互作用似乎与心血管疾病有关,例如高血压和心律失常(心房颤动、长QT综合征、儿茶酚胺多形性室性心动过速以及癫痫导致的猝死)[5,6]。在动物模型中研究这些神经-心脏疾病存在挑战,原因包括物种差异、表型变异、发育效应以及组织和细胞水平数据的有限性[7]。另一方面,含有心肌细胞和外周交感神经及副交感神经元的组织工程模型可以表征细胞和组织水平的行为,同时精确控制发育条件、细胞基因型和表型[7]。这种方法最适合使用光学记录技术进行长期、高通量的研究,与现有技术相比具有较高的转化潜力[7]。如果进一步验证,这些低成本的光学技术可以表征神经-心脏的生理和病理生理学,为进一步研究神经-心脏疾病和测试潜在治疗方法提供机会[7]。
心脑或神经-心脏轴涉及心血管系统和神经系统之间的复杂相互作用,这些相互作用通过皮质和皮下结构网络以及自主神经系统和心内神经系统(神经解剖学上的心脑连接)实现[5,8]。心脑相互作用包括神经系统疾病对心血管系统的影响以及心血管系统对神经系统的影响。神经源性心血管效应的发病机制可能涉及一种神经源性级联反应,即自主神经平衡的突然变化导致儿茶酚胺过度释放。这种情况可能发生在急性神经系统疾病中,如缺血性中风、颅内出血和癫痫。心血管并发症包括中风-心脏综合征、神经源性肺水肿和心肌病、Takotsubo综合征、心律失常以及猝死。
在我们之前关于癫痫猝死(SUDEP)的综述中,描述了神经-心肺-脑之间的连接与癫痫患者的猝死有关[9]。在本综述中,我们扩展了讨论范围,提供了关于癫痫患者中观察到的各种心血管疾病的最新信息,以及疾病和相关抗癫痫治疗对这些疾病的影响。大脑的某些特定区域(如岛叶皮层)在心脏自主神经调节中起关键作用,涉及这些区域的疾病会对心血管系统产生更大的影响[5]。另一方面,心血管疾病也会对神经系统产生不利影响。心房颤动和心内血栓可能导致心源性栓塞性中风;心力衰竭和严重主动脉狭窄可能导致认知功能障碍。图1展示了癫痫患者中心肺脑之间的相互作用。表1列出了促癫痫发作和抗癫痫发作的药物。表2总结了关于癫痫患者心血管结局的荟萃分析结果。
部分内容
癫痫发生/癫痫持续状态/神经心脏病理学和钾通道病
一项对22项研究的系统回顾和荟萃分析(包括1499例脑损伤后癫痫患者和7929例无脑损伤后癫痫的对照组)表明炎症在癫痫发生中可能起作用;然而,这可能不是唯一的机制[10]。例如,个体的遗传易感性可能会影响其脑损伤后的癫痫发病风险。其他研究者指出海马体在癫痫发生过程中的作用
结论
在癫痫患者中,神经-心脏轴上的相互作用似乎与心血管疾病有关,例如高血压和心律失常(心房颤动、长QT综合征、儿茶酚胺多形性室性心动过速以及癫痫导致的猝死)。在动物模型中研究这些神经-心脏疾病存在挑战,原因包括物种差异、表型变异、发育效应以及组织和细胞水平数据的有限性
展望
大脑和心脏之间的神经解剖学连接为脑激活引发的心律失常和其他心血管疾病的发生奠定了基础。大脑和心脏之间存在相互作用;这种相互作用包括神经系统疾病对心血管系统的影响以及心血管系统对神经系统的影响[5]。识别和分析这种神经-心脏相互作用及其相关连接可能有助于更好地管理这些疾病[68]。在神经系统疾病中,中风