综述：搏动性血流、交感神经调节与肾脏生理的交互作用：对左心室辅助装置的启示

《Experimental Physiology》：The interplay between pulsatility, sympathetic regulation and renal physiology: Implications for left ventricular assist devices

　　

左心室辅助装置（left ventricular assist devices, LVADs）作为心力衰竭管理的桥接治疗及终点治疗已得到广泛应用。现有多数装置以连续血流模式替代正常生理状态下的搏动性血流。搏动性的缺失可改变动脉压力反射与交感神经系统，同时调节一氧化氮（nitric oxide, NO）的释放。本综述聚焦于搏动性与交感神经活动的关联，重点探讨其对肾脏功能的潜在影响。现有证据表明，在心室功能障碍与机械循环支持的背景下，搏动性血流可能降低交感神经活动水平，并在理论上改善NO功能。尽管搏动性血流对交感神经活动存在抑制作用，但其对肾脏功能的下游效应尚无定论，现有研究多为样本量不足的回顾性观察性研究，且依赖间接肾功能指标。研究人员建议未来研究需纳入更敏感的肾小管与肾小球功能标志物，以明确搏动性是否确实对肾功能产生积极影响。基于当前数据，研究人员推测心输出量的改善与肾脏内血流的重新分布，可能抵消实验研究中观察到的搏动性改变所带来的潜在获益。

1 引言

心血管疾病是全球过早死亡与医疗负担上升的主要原因，缺血性心脏病常进展为心力衰竭（heart failure, HF），左心室辅助装置（LVADs）已成为急慢性心力衰竭的重要桥接与终点治疗手段。当前临床应用的LVADs多以连续血流模式运行，与正常生理的搏动性血流存在差异，搏动性缺失是否影响发病率与终末器官功能尚无共识。交感神经系统是HF急慢性并发症的关键机制通路，降低升高的交感神经活动（sympathetic nerve activity, SNA）是HF管理的核心目标之一，因此明确搏动性降低是否通过升高SNA或直接作用于血管损害终末器官功能具有重要意义。搏动性血流的生理效应可通过三条相互关联的通路实现：①压力反射介导的SNA调控；②脉动剪切应力诱导的内皮反应影响NO生物利用度；③下游肾微血管灌注调节。本综述将分别阐述各机制后整合为搏动性与肾脏结局的统一框架。文献检索覆盖PubMed、MEDLINE与Scopus数据库，检索时限从建库至2025年8月，检索词包括“LVADs”“Renal Function”“Continuous Flow”“GFR”“renal perfusion”“Pulsatility”，纳入报告LVAD患者肾功能的人体或动物实验、前瞻性与回顾性研究，排除未明确装置类型或无肾功能标志物的研究，所有纳入文献限定为英文发表。心室收缩期射血入主动脉形成收缩压与脉压，舒张期压力下降，动脉循环中存在多种感知并响应搏动性血流的生理机制，其中压力感受器反馈弧与内皮NO释放是核心环节。

1.1 压力反射介导的交感神经活动调控

颈动脉窦与主动脉弓的高压力感受器可感知压力变化，牵张刺激激活神经末梢的机械敏感通道，包括piezo通道、牵张激活钾通道、酸敏感离子通道与瞬时受体电位通道，引发传入神经元去极化。传入信号传递至延髓孤束核，二级神经元投射至尾侧延髓腹外侧区，后者抑制头端延髓腹外侧区的血管运动中枢。头端延髓腹外侧区是缩血管交感神经元的主要起源，其抑制解除后SNA升高，进而升高动脉血压。孤束核神经元同时投射至疑核的心迷走神经元以降低心迷走驱动，最终通过心脏、血管、肾脏与肾上腺的传出活动实现动脉压代偿调节。

2 搏动性改变对压力反射的影响

与连续血流相比，搏动性血流可降低压力感受器传入神经的激活阈值，非搏动性稳态血流下传入神经激活的血压阈值低于正常水平，在相同平均动脉压下理论上SNA更高。实验研究显示单根压力感受器传入纤维在搏动与非搏动血流下的放电频率无差异，但搏动性血流下多纤维传入活动的振幅更高，且传入放电呈相位性，可增强压力感受器信号传导并抑制延髓血管运动中枢，从而降低SNA。脉压升高还可使最大压力反射敏感性的颈动脉-主动脉灌注压向低值偏移，意味着搏动性血流在特定动脉压下可更有效地抑制SNA。脉压变化通过调节交感传出活动改变全身血管阻力，非搏动性血流下的压力反射性血管收缩可能导致同等平均动脉压下器官灌注减少。

3 交感神经活动升高的有害效应

持续血流可能升高SNA，HF中SNA升高具有多重危害：心肌SNA急性升高可增加心输出量改善灌注，但慢性β与α受体激活导致心脏毒性、缺血加重与心肌细胞Ca²⁺处理异常，去甲肾上腺素浓度升高诱发心肌细胞凋亡与重构，β受体脱敏与下调，细胞内Ca²⁺超载促发心律失常甚至心源性猝死。肾脏SNA升高与心室功能障碍严重程度相关，肾髓袢升支粗段Na⁺–K⁺–2Cl^?共转运体与集合管上皮钠通道表达上调，促进钠潴留与循环容量负荷过重，SNA升高与射血分数降低型HF的不良预后密切相关。

4 LVAD患者的交感神经活动变化

SNA评估的金标准为肌交感神记录与血浆儿茶酚胺测定，需注意不同器官的SNA可独立调控，肌SNA变化不一定代表心、肾SNA同步改变。前瞻性研究显示严重HF患者植入连续血流LVAD后血浆去甲肾上腺素显著降低但仍高于正常，搏动性LVAD也可降低去甲肾上腺素水平。肌SNA研究显示连续血流LVAD支持增加时脉压降低，肌SNA随之下降；与搏动性LVAD患者及健康对照相比，连续血流LVAD患者在平卧位与头高位倾斜位肌SNA爆发频率显著升高，但另一项头高位倾斜试验未发现两组间差异。连续血流LVAD在低转速（搏动性更强）模式下肌SNA显著低于高转速模式，且降幅在转速从基线降至低转速时最明显，连续血流LVAD患者平卧位去甲肾上腺素水平高于搏动性LVAD患者。上述结果提示连续血流LVAD的压力反射性交感抑制弱于搏动性LVAD，但现有研究多为小样本前瞻性设计，不同研究使用的装置类型存在差异，仍需更严谨的长期干预研究验证。

5 脉动剪切应力诱导的内皮反应对NO生物利用度的影响

NO是调节血管阻力的关键介质，搏动性血流可促进内皮源性NO释放。体外与体内动物实验证实，与连续血流相比，搏动性血流诱导内皮NO生成，降低血管阻力并改善组织灌注，且脉波频率越高、脉压越大，血浆NO代谢物浓度越高。心肺转流术可实现人体血流搏动性的直接调控，研究显示搏动性心肺转流患者血浆NO₂^?与NO_x浓度显著高于连续血流组，提示搏动性可同时降低SNA并增强NO释放，在HF背景下具有双重获益潜力。

6 下游肾微血管灌注调节

肾脏接收约20%总血流量以维持滤过、排泄与稳态功能，肾血流自身调节通过肌源性反应与管-球反馈实现，瞬时受体电位香草素（transient receptor potential vanilloid, TRPV）家族通道是肾血管的核心机械敏感分子。TRPV1主要表达于肾小球前小动脉，牵张激活后可直接引起血管收缩缓冲灌注压升高，也可通过内皮NO生成诱导血管舒张，同时Ca²⁺激活中间与小电导Ca²⁺激活钾通道促进血管舒张。TRPV4表达于肾小球前后血管，激活后通过兰尼碱受体触发肌浆网Ca²⁺释放，升高局部Ca²⁺浓度并开放大电导Ca²⁺激活钾通道，引起平滑肌超极化与血管舒张。TRPV1还作为肾传入神经的机械化学受体，通过肾-肾反射降低交感传出活动，促进肾血管舒张、利钠与利尿，慢性肾病状态下该抑制性反射减弱可导致交感兴奋。上述机械敏感通路对搏动性血流的周期性牵张响应更灵敏，有助于维持肾小球滤过率稳定，但搏动性改变对周围循环床机械敏感通道功能的直接证据仍有限。

6.1 基于肾小球滤过率的肾功能结局

多数研究显示无论LVAD血流类型，植入后估算肾小球滤过率均较术前显著升高，提示心输出量改善带来的肾灌注提升是主要获益来源。直接比较搏动性与连续血流LVAD的研究未发现两组间估算肾小球滤过率存在差异，提示基于该指标的肾功能结局不受搏动性影响。但多项研究观察到肾功能早期改善后于术后6个月逐渐回落至接近术前水平，提示长期获益仍需关注。

6.2 基于肌酐指标的肾功能结局

肌酐与肌酐清除率相关研究一致显示搏动性与连续血流LVAD对肾功能的影响无显著差异，但肌酐受肌肉量与容量状态干扰，HF患者中局限性明显，胱抑素C、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白、肾损伤分子-1等更敏感的滤过与肾小管损伤标志物应成为未来研究重点。

6.3 肾脏内血流分布的结局

动物实验显示搏动性LVAD可显著提升肾皮质微灌注，连续血流组皮质血流则下降或无变化，髓质血流变化结果存在差异但总体连续血流组更低。心肺转流相关研究提示搏动性灌注可降低急性肾损伤发生率，部分研究显示搏动性组尿量增加、血清肌酐降低，肾损伤标志物中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白与白细胞介素18水平更低，但LVAD人群的肾功能与不良肾脏结局未见组间差异，提示搏动性对肾微循环的影响具有场景依赖性。

6.4 其他血管床微循环变化的启示

视网膜与舌下黏膜微循环研究显示搏动性血流可改善微血管功能与灌注反应性，促进内皮细胞存活并增强血管活性物质释放，但视网膜大动脉内皮功能在连续与搏动性LVAD患者间无差异，脑微循环对搏动性缺失的敏感性较低，提示搏动性对微循环的调节作用存在器官异质性。

7 生理研究与临床结局的差异

搏动性降低SNA与提升NO的生理效应与临床肾功能指标无差异的矛盾可由以下因素解释：临床场景中LVAD支持带来的心输出量改善幅度足以掩盖搏动性的潜在额外获益；搏动性诱导的肾内血流重分布可能抵消SNA改变的影响；LVAD恢复灌注压后，肾自身调节机制可消除两种灌注模式的差异。此外药物干预、混杂因素控制不足也限制了临床研究的敏感性。

8 结论

在心室功能障碍与机械循环支持下，实验研究显示搏动性血流可降低SNA并改善NO功能，但对患者肾功能的影响尚无定论，现有研究样本量不足且依赖间接指标。微循环研究提示搏动性可改变血流分布，但心输出量改善与肾内血流重分布可能抵消搏动性对SNA与NO的调节作用。未来研究需采用更敏感的肾小管与肾小球功能标志物，验证实验中观察到的搏动性效应能否转化为临床获益。