肥胖加剧中年女性被动全身热应激期间的心血管负荷

《Obesity》：Obesity Increases Cardiovascular Strain During Passive Whole-Body Heat Stress in Middle-Aged Women

　　

： 目的： 与同龄男性相比，中年及老年女性以及与肥胖相关的群体中，热相关死亡率更高，但其原因尚不明确。 方法： 研究人员评估了年轻女性（21±2岁）、非肥胖中年女性（?OB；55±6岁）和肥胖中年女性（+OB；55±4岁）各10名在全身热应激直至核心温度变化（ΔTc）=1°C期间的体温调节和心血管反应。以皮肤血管舒张（激光多普勒血流测定）和全身出汗率（出汗量/体表面积/时间）作为体温调节功能指标。测量心率和血压，并计算心率血压乘积（RPP=心率×收缩压）作为心血管负荷指标。 结果： 各组间峰值皮肤血管舒张反应的幅度无差异（p≥0.21），但年轻女性的热敏感性高于+OB和?OB组（p≤0.03）。尽管基线RPP无组间差异（p≥0.67），但加热结束时+OB组的RPP高于?OB组和年轻女性组（p≤0.008）。此外，在中年女性中，体脂百分比与峰值RPP相关（p=0.03，R2=0.24）。 结论： 增加的脂肪含量可能加剧中年女性在极端热暴露期间的心血管风险。

论文解读文章：

一、研究背景与问题

全球气温持续快速上升，极端高温事件的频率、持续时间和强度均显著增加。流行病学数据显示，热浪事件期间发病率和死亡率显著上升，其中大部分超额死亡至少部分与心血管因素相关。因此，老年人和伴有年龄相关合并症（这些合并症增加心血管风险）的人群在极端高温事件中最为脆弱。已有充分文献记载，与年龄相关的体温调节功能衰退（如出汗、皮肤血流、血液重新分布）会导致散热能力下降，从而增加热脆弱性。同时，心血管对热应激的反应也随年龄增长而改变，表现为心输出量增加幅度减弱、对收缩功能的依赖增强以及血流重新分布能力下降。

值得注意的是，流行病学数据表明，与同龄男性相比，老年女性承受更高的热相关发病率和死亡率负担。尽管关于年轻成年人性别差异的实验室研究结果尚不一致，但有限的实验室研究提示，中年和老年女性比同龄男性具有更大的热脆弱性，这支持了中年开始出现真正生理性别差异的观点。然而，导致这些性别差异的潜在因素仍不清楚。

衰老常伴随肥胖和身体成分的变化，这些年龄相关变化在中年和老年女性中更为突出。尽管流行病学研究提示肥胖者热相关风险增加，但实验室数据历来存在矛盾结果。部分研究未发现差异，另一些则报告肥胖者热应变增加。大多数研究集中于运动性热应激，研究结果的差异很大程度上可归因于未能充分考虑肥胖者的生物物理差异（如更高的体质量、更低的体表面积与质量比）。在控制体质量、体表面积和运动产热后，肥胖年轻男性核心温度（T_c）变化大于非肥胖组。另一项研究显示，肥胖加剧了脱水对年轻女性被动热应激期间反射性皮肤血管舒张反应的影响，但两组间心率无差异。在模拟职业热暴露中，肥胖年轻成年人在4小时暴露期间的核心温度、心率和心率血压乘积（RPP）均高于非肥胖者，但这些差异可能部分由肥胖者更高的代谢产热驱动。

综上，尽管有大量数据表明年轻与老年成年人对热应激的体温调节和心血管反应存在差异，但对中年过渡期或肥胖对年龄相关热脆弱性变化的潜在影响知之甚少。同样，对中年和老年女性相比同龄男性热脆弱性增加的促成因素也了解有限。从概念上讲，女性中年期不成比例增加的脂肪含量可能降低热脆弱性增加的年龄。因此，本研究旨在确定年龄和肥胖对中年女性被动全身热应激期间体温调节和心血管反应的潜在协同效应。

二、研究设计与方法

研究人员招募了三组各10名女性参与者：年轻女性（21±2岁）、非肥胖中年女性（?OB；55±6岁，BMI<25）和肥胖中年女性（+OB；55±4岁，BMI>30）。参与者主要为健康非吸烟者，无心血管疾病，未服用已知影响心血管的药物。通过双能X射线吸收法（DXA）测量身体成分，通过功率自行车递增运动方案间接测热法测定有氧能力（V?O_2max）。实验采用水灌注服诱导全身热应激，参与者口服胃肠遥测胶囊监测核心温度，六点皮肤温度探针计算平均皮肤温度（T_sk），激光多普勒血流仪测量前臂皮肤血流，三导联心电图监测心率，自动血压计在每ΔT_c=0.1°C时测量血压。热中性水（34°C）灌注记录基线后，改用54°C水灌注直至核心温度升高1°C。皮肤血管传导度（CVC）以红细胞流量除以平均动脉压并表示为最大值的百分比（%CVC_max）。采用分段线性回归分析计算皮肤血流起始阈值和热敏感性。RPP（心率×收缩压）作为心血管负荷主要指标。统计分析采用双因素重复测量方差分析（ANOVA）和单因素ANOVA，并进行Bonferroni校正；对中年女性进行体脂百分比与RPP的线性回归分析。

三、研究结果

3.1 参与者特征： +OB和?OB组年龄相近，均显著大于年轻组。年轻组与?OB组BMI相近，+OB组BMI显著高于其他两组。中年两组体脂百分比均高于年轻组，+OB组显著高于?OB组。+OB组收缩压和舒张压高于年轻组，但均未达高血压标准。+OB组体表面积（A_D）高于其他两组，但按体质量标准化后低于其他两组。按体质量标准化的V?O_2max在+OB组最低，但按去脂体质量标准化后各组无差异。

3.2 体温调节反应： 全身加热期间核心温度和平均皮肤温度均显著升高。年轻组在基线和ΔT_c=1.0时的核心温度高于?OB组，其余组间无差异；皮肤温度各组间无差异。皮肤血流反应（%CVC_max）存在组别和温度效应，但无交互效应；基线和加热结束时各组间无差异。皮肤血管舒张起始阈值各组间无差异，但热敏感性在+OB组和?OB组均低于年轻组。达到1°C核心温度升高所需时间、绝对出汗量、出汗率（绝对、按体表面积标准化及按体质量百分比）各组间均无显著差异。

3.3 心血管反应： 基线收缩压年轻组低于两个中年组，但两个中年组间无差异。ΔT_c=1.0时，+OB组收缩压高于年轻组和?OB组。心率在基线和加热结束时各组间无显著差异。RPP在全身加热期间存在组别和温度效应，但无交互效应。基线RPP各组间无差异，但加热结束时+OB组RPP显著高于?OB组和年轻组，年轻组与?OB组间无差异。在中年女性中，体脂百分比与ΔT_c=1.0时的RPP及RPP从基线到加热结束的变化量显著相关，但与基线RPP无相关关系。

四、讨论与结论

本研究首次探讨了中年女性与年轻女性对被动热应激的体温调节和心血管反应差异，以及肥胖对中年女性这些反应的潜在影响。主要发现是：尽管中年女性的体温调节反应相对保留（无论身体成分如何），但肥胖中年女性在热应激期间的心血管负荷（RPP）大于年轻女性和非肥胖中年女性。体脂百分比与加热结束时RPP及加热诱导的RPP变化显著相关，但与基线RPP无关。皮肤血流反应的热敏感性在两个中年组均低于年轻组，提示中年期可能出现早期体温调节功能衰退。

研究人员指出，中年女性热敏感性降低独立于脂肪含量，可能反映年龄相关的早期体温调节功能下降。肥胖中年女性心血管负荷增加的可能机制包括交感神经过度激活和/或肥胖相关心脏重构。研究人员还讨论了以BMI划分肥胖类别的局限性，指出在?OB组中8名参与者符合正常体重肥胖（BMI<25，体脂百分比>30%）标准，这支持BMI低估心血管风险的观点，尤其在中年女性中。

研究存在一定局限性：大多数中年女性为绝经后状态，每组各含一名绝经前女性，每组各有一名绝经后女性接受透皮激素治疗；水灌注服诱导的热应激可能因皮肤温度较高而引发比环境热应激更强烈的心血管反应。研究人员建议未来采用环境舱等更具生态效度的方法验证发现。

结论：这是首次证明衰老和肥胖可能对女性被动热应激期间心血管反应产生叠加效应的研究。中年女性的体温调节功能（峰值皮肤血流反应和全身出汗率）相对保留，但皮肤血流反应的热敏感性降低。尽管皮肤血流反应幅度和全身出汗率无差异，肥胖中年女性的心血管负荷显著高于年轻女性和非肥胖中年女性。脂肪含量与峰值RPP及热诱导的RPP变化直接相关。这些发现为身体成分变化对中年女性热脆弱性的潜在影响提供了重要见解，可能部分解释老年女性相比男性热脆弱性增加的现象，并为热相关风险管理及制定更具体的热相关干预措施和安全预警提供依据。