《Physiological Reports》：Interrelations of aortic spring function, cardiovascular disease risk factors, and left ventricular diastolic function: The Framingham Heart Study
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左心室的机械扭转与解扭转以及异常的血流动力学主动脉-心室耦合被认为是左心室舒张功能的影响因素。然而，收缩期近端主动脉拉伸所储存的能量可在舒张期以弹性回缩的形式释放，从而可能促进左心室舒张期充盈。为研究这一“主动脉弹簧”机制，研究人员评估了收缩期房室平面位移（A
左心室的机械扭转与解扭转以及异常的血流动力学主动脉-心室耦合被认为是左心室舒张功能的影响因素。然而，收缩期近端主动脉拉伸所储存的能量可在舒张期以弹性回缩的形式释放，从而可能促进左心室舒张期充盈。为研究这一“主动脉弹簧”机制，研究人员评估了收缩期房室平面位移（Atrioventricular Plane Displacement, AVPD）（作为机械耦合的升主动脉拉伸的替代指标）与左心室舒张功能指标的横断面和纵向关联。在弗雷明汉心脏研究（Framingham Heart Study, FHS）参与者（N = 7117；平均年龄50岁，55%为女性）的两次检查（间隔14 ± 1年）中，研究人员使用超声心动图评估了AVPD和左心室舒张功能。在横断面分析中，较高的AVPD与较高的e'（峰值早期舒张期二尖瓣环组织速度）（每标准差β值±标准误 = 0.49 ± 0.01；p < 0.001）和较低的E/e'（二尖瓣血流早期峰值速度与e'的比值）（β = ?0.39 ± 0.01；p < 0.001）相关。在纵向模型中，两次检查间AVPD变化（Δ）越大，与Δe'越高（β = 0.38 ± 0.01；p < 0.001）和ΔE/e'越低（β = ?0.19 ± 0.01；p < 0.001）相关。研究人员观察到年龄中位数、性别、肥胖状态、高血压治疗以及主动脉僵硬度程度（通过颈-股动脉脉搏波速度评估）对横断面和纵向关联存在效应修饰（交互作用p值：<0.001至0.03）。因此，主动脉弹簧功能可能对左心室舒张功能有贡献。
**研究背景与问题**
左心室舒张功能障碍以心室松弛受损、心脏僵硬度增加和心室充盈压升高为特征。异常的左心室与主动脉血流动力学耦合长期以来被认为是左心室舒张功能障碍的一个影响因素。然而，关于左心室与主动脉直接机械耦合在左心室舒张功能及后续疾病风险中作用的研究较为有限。左心室收缩期纵向缩短，使房室平面向心尖方向位移，牵拉主动脉根部并导致升主动脉在收缩期拉伸。这种拉伸储存的能量在舒张期以弹性回缩形式释放，可能促进左心室早期舒张充盈，即“主动脉弹簧”机制。先前在年龄、基因/环境易感性（AGES）-雷克雅未克研究参与者中的横断面分析发现，主动脉弹簧机制受损与较低的早期左心室舒张充盈相关，尤其在女性中，这可能部分解释了老年女性中射血分数保留的心力衰竭（Heart Failure with Preserved Ejection Fraction, HFpEF）风险不成比例升高的现象。此外，衰老和肥胖是HFpEF的风险因素，并与主动脉僵硬度增加相关。尽管较高的主动脉僵硬度可能与HFpEF事件无独立关联，但它可能加剧现有风险因素和合并症对HFpEF风险的影响。这些发现提示，主动脉僵硬度增加可能损害左心室与近端主动脉的机械耦合，并导致左心室收缩和舒张功能障碍。然而，心血管疾病风险因素和主动脉弹簧功能指标的纵向变化与左心室舒张功能障碍纵向进展之间的关联尚未得到充分研究。研究人员假设，主动脉僵硬度增加会增加左心室的收缩期负荷，特别是沿其长轴方向，从而减少收缩期主动脉的纵向拉伸，降低储存在主动脉弹簧中的势能，进而损害左心室舒张功能。
**主要技术方法**
本研究基于弗雷明汉心脏研究（FHS）的多个队列（包括子代、新子代配偶、第三代、Omni-1和Omni-2队列），样本主要来自马萨诸塞州MetroWest地区的白人、黑人或西班牙裔个体。研究在两次检查周期（平均间隔约14年）进行横断面和纵向分析。使用超声心动图评估左心室功能与结构：通过二尖瓣流入多普勒和二尖瓣环组织多普勒测量侧壁二尖瓣环的峰值早期舒张组织速度（e'）、二尖瓣血流早期峰值速度（E）并计算E/e'比值；使用组织多普勒超声心动图评估房室平面位移（AVPD），通过积分组织多普勒s'波（代表收缩期左心室纵向缩短速度）来测量心脏基底部位移，作为升主动脉纵向拉伸和主动脉弹簧功能的替代指标。此外，通过动脉张力测量法、超声心动图和心电图进行综合血流动力学评估，包括测量颈-股动脉脉搏波速度（Carotid-Femoral Pulse Wave Velocity, CFPWV）以评估主动脉僵硬度。统计分析采用多变量线性回归模型，评估AVPD与左心室舒张功能指标（e'和E/e'）的横断面及纵向关联，并调整了年龄、性别、队列、身高、心率、平均动脉压、体重指数、总/高密度脂蛋白胆固醇比值、甘油三酯、心血管疾病患病率、高血压、高血脂、糖尿病治疗以及吸烟状态等多种心血管疾病风险因素。研究还进行了效应修饰分析，探讨年龄、性别、肥胖状态、高血压治疗和主动脉僵硬度对上述关联的影响。
**研究结果**
**横断面关联**：在调整心血管疾病风险因素的基础模型中，较高的AVPD与较高的e'（β = 0.49 ± 0.01；p < 0.001）和较低的E/e'（β = ?0.39 ± 0.01；p < 0.001）显著相关，表明更好的左心室舒张功能。这些关联在进一步调整左心室收缩功能（s'峰值速度）以及左心室质量（体表面积标化）和左心室h/R比值（室壁厚度与心腔直径之比）后仍然存在。效应修饰分析显示，AVPD与e'的正向关联在年轻参与者、非肥胖参与者、未接受高血压治疗者以及主动脉僵硬度较低者中更强；AVPD与E/e'的负向关联在女性中更强。
**纵向关联**：在两次检查期间，AVPD的增加（ΔAVPD）与e'的增加（Δe'）（β = 0.38 ± 0.01；p < 0.001）和E/e'的降低（ΔE/e'）（β = ?0.19 ± 0.01；p < 0.001）显著相关，表明AVPD的减少与左心室舒张功能恶化相关。纵向关联同样受到效应修饰：ΔAVPD与Δe'的正向关联在年轻、非肥胖、未接受高血压治疗及主动脉僵硬度较低的参与者中更强；ΔAVPD与ΔE/e'的负向关联在年轻、非肥胖及主动脉僵硬度较低的参与者中更强。
**补充分析**：AVPD与二尖瓣环峰值收缩期位移呈中度正相关（偏相关r = 0.58；p < 0.0001），提示两者均捕获了左心室纵向缩短的某些方面，但并非完全冗余。在舒张早期（二尖瓣开放时），估计的主动脉恢复力显著超过左心室压力衍生的纵向力（超过一个数量级），突出了主动脉恢复力在舒张早期的重要性。
**讨论与结论**
本研究在社区为基础的FHS参与者中，探讨了AVPD（作为升主动脉拉伸和主动脉弹簧功能的替代指标）与左心室舒张功能指标的横断面和纵向关联。结果表明，较高的AVPD（意味着更大的主动脉弹簧参与，即升主动脉更大的纵向拉伸）与更好的左心室舒张功能相关。这些关联独立于左心室收缩功能指标，支持主动脉弹簧机制在左心室舒张功能中起重要作用的假设。主动脉僵硬度增加、肥胖、衰老等因素会减弱主动脉弹簧机制，可能使这些群体更容易出现左心室舒张功能障碍和后续的心力衰竭，特别是HFpEF。效应修饰分析表明，主动脉弹簧功能与舒张功能的关联在主动脉僵硬度较低、较年轻、非肥胖以及未治疗高血压的个体中更强；在横断面分析中，女性显示AVPD与E/e'（反映较低充盈压）的关联更强，提示性别差异。研究人员讨论了潜在的机制：左心室长轴收缩拉伸近端主动脉，产生可观的主动脉恢复力；主动脉轴向和扭转运动与左心室由于肌联蛋白介导的解扭转产生的回缩效应共同通过不同但互补的机制促进早期左心室舒张充盈。主动脉僵硬度增加会提高收缩期拉伸主动脉所需的力，增加能量储存但也增加左心室负荷，可能限制储存能量的恢复；主动脉老化相关的延长可能减少收缩期初的主动脉前负荷，从而限制任何给定AVPD水平下近端主动脉的实际拉伸和能量储存。此外，主动脉血管平滑肌细胞的衰老表型可能增加血管壁粘性，限制收缩期拉伸并增加能量耗散。研究局限性包括观察性设计无法确立因果关系、可能存在残余混杂、AVPD基于侧壁环运动校准可能低估间隔位移、样本主要为欧洲裔白人可能限制外推性等。总之，研究结论认为，在FHS参与者中，较高的AVPD（意味着更大的主动脉弹簧参与）与更好的左心室舒张功能相关。主动脉弹簧功能受损（由于主动脉僵硬度增加或延长，或由于收缩期左心室纵向缩短减少导致的AVPD降低）可能促进左心室舒张功能障碍的进展。需要进一步研究舒张功能障碍之前的机械和血流动力学机制，以指导更好的治疗和预防策略。本研究发表于《Physiological Reports》。
