
血糖变异性指的是一定时期内血糖水平的波动程度。它与冠状动脉疾病的发病率以及心血管疾病的死亡率存在明显的关联。血糖变异性的增加可能会影响动脉壁的结构和功能,促发动脉粥样硬化,从而提高心血管疾病的风险,以及干预心血管系统的自主神经调控。增加的血糖变异性可能会通过改变炎性介质的水平和氧化压力状态,推动心血管疾病的产生和进展。目前,血糖变异性在临床上的重要性常被低估,相关的研究还相对匮乏。然而,随着血糖连续监测设备的快速发展,为血糖变异性的研究提供了优势。本文对血糖变异性对心血管疾病的影响进行了系统的概述,旨在深入探讨血糖变异性的临床应用价值。
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心血管疾病是全球死亡率最高的疾病之一,血糖异常是已知明确的风险因素[1, 2, 3, 4]。糖尿病患者心血管事件和死亡风险显著增加,心血管死亡风险增加2~4倍[5, 6]。然而,早期研究主要关注高血糖水平,而忽略了血糖变异性,研究显示血糖变异性可能提升心血管病的发病风险[6, 7]。
血糖变异性定义为一定时间内血糖水平的波动幅度。它与冠心病和心血管疾病的死亡率显著相关[8, 9]。一系列研究发现,血糖变异性增大可能导致动脉壁结构和功能的改变,诱发动脉粥样硬化并提升心血管疾病的风险[10, 11, 12]。此外,血糖变异性波动可能干扰心血管系统的自主神经调节,高低血糖变化都可能引发交感神经紊乱,增加心血管事件风险。血糖的波动可能通过影响炎症介质和氧化应激状态,进一步推动心血管疾病的发生和进展[5,7,13],尽管在健康人群中研究较少,但有研究显示,糖变异性对无糖尿病患者的心血管病风险也可能产生影响。血糖变异性可能是一个独立的危险因素,与身体的代谢状况以及心血管事件的发生率存在显著的关联[8]。部分临床实践和干预研究提出,通过健康的饮食和运动控制可以减少血糖的波动,从而改善心血管疾病患者的预后[14]。总之,血糖变异性已被证实与心血管疾病的发生和发展密切相关。随着对血糖变异性认识的增加,采用更有效干预降低血糖变异性或有助降低心血管病风险。本文将从血糖变异性对多种心血管疾病影响以及血糖连续监测设备的发展现况及未来趋势等方面进行综述。
无疑,持续高血糖会促进糖基化过程,从而导致糖化血红蛋白(HbA1c)水平与血糖浓度紧密相关。然而,血糖波动性作为一个独立的指标,其并不与平均血糖或HbA1c直接相关。因此,被认为反映高血糖严重程度的“黄金标准”——HbA1c,只能代表长期血糖控制情况,但并不能准确反映血糖波动性[15]。研究发现,即使HbA1c水平相同的患者,大血管和微血管并发症的风险也不同[4,16, 17]。平均血糖、餐前和餐后血糖(而非糖化血红蛋白)与心血管并发症的风险有显著的相关性,尤其是餐后高血糖,已经被确定为糖尿病患者心血管疾病并发症的独立风险因素[18]。
目前,多种指标被应用于血糖变异性的测量,其中平均血糖值标准差(SD)是最常用的指标之一[16]。其他常用指标包括变异系数(CV)、平均血糖波动幅度(MAGE)、血糖不稳定指数(LI)、每日差异平均值(MODD)、连续重叠净血糖作用(CONGA)、高血糖指数(HBGI)、低血糖指数(LBGI)、四分位区间(IQR),以及平均每日风险范围(ADRR)[17]。近年来,目标血糖范围内的每日时间(TIR)、低于目标血糖范围的时间(TBR)和高于目标血糖范围的时间(TAR)也被作为评估血糖波动时需要考虑的基本参数[19]。
血糖变异性的增加可以被视为一项评估心血管疾病风险的重要指标。通过监测血糖变异性,可以早期发现糖尿病并发症的风险,并采取预防措施。血糖波动可反映糖尿病治疗效果,针对性地降低血糖波动,如营养调整、药物治疗等方面,可以提高治疗效果。通过监测血糖变异性,可以及时调整饮食、药物等治疗方案,优化血糖控制,提高治疗效果。总之,血糖变异性作为一种新的糖尿病指标,其值可以用于评估糖尿病治疗效果和预测糖尿病并发症和心血管疾病的风险。
众多研究已经证实血糖变异性与动脉粥样硬化的关联性,这种关联可能源于血糖波动引发的炎症反应、氧化应激以及内皮细胞损伤[20],过度的血糖变异性可能刺激载脂蛋白的合成和释放,进一步加速动脉粥样硬化的进程。同样,血糖变异性的增加也与心血管疾病发病风险的增高密切相关[14]。究指出,无论是否有糖尿病,血糖波动性大的人群其心血管疾病的风险相比于血糖波动性小的人群要高一倍。进一步的研究发现,血糖变异性的增加可能增加心血管事件的复发率,如心脏病发作、脑卒中等[8, 9]。有研究发现,即便在糖尿病患者的代谢控制良好的情况下,血糖变异性的损害也与颈动脉内膜中层厚度(IMT)和左心室质量指数有关[21]。一个值得注意的荟萃分析表明,血糖变异性的降低伴随着颈动脉内膜中层厚度的下降,并且急性心肌梗死(AMI)和脑卒中风险也随之降低[22]。一些研究也指出,血糖变异性可能影响患者对抗血小板治疗的反应。对于血糖波动大的患者,他们可能对抗血小板药物反应较差,因此可能需要更加严格的抗凝抗栓治疗策略[5,7,13]。总的来说,血糖变异性在临床动脉粥样硬化和心血管疾病风险评估中扮演着重要的角色。通过监测血糖变异性,医生可以更早地发现和诊断疾病,制定更加个性化和有效的治疗方案,从而降低心血管疾病风险并提高临床治疗效果。
在心脏手术中,血糖变异性对患者的健康状况有重要影响。具体来说:(1)心血管事件风险提升:血糖变异性高的患者在术后可能面临更高的心血管风险。这可能是因为血糖调节系统的不稳定性,更易导致心血管系统的损伤。例如,稳定冠心病患者术前的血糖变异性与心肌酶和肾功能损伤标志物有关[23]。再例如,有研究指出冠状动脉支架术前血糖变异性高与经皮冠状动脉介入治疗9个月后冠脉支架内的新生内膜增厚相关[24]。(2)围手术期并发症风险增加:血糖变异性升高可能对心脏手术的效果产生负面影响[25]。例如,接受择期冠状动脉旁路移植术(CABG)的患者,术后血糖变异性与不良短期预后有关,包括术后房颤、心脏骤停、肺炎、肾衰竭、卒中、败血症、再次手术和死亡率的风险增加[25]。类似地,在接受经导管主动脉瓣植入术(TAVR)的患者中,术后血糖变异性与术后30 d内主要并发症的风险增加有独立关联[26]。(3)影响术后恢复:血糖变异性高可能会对心脏手术后的恢复产生负面影响,会影响炎症反应、创口愈合以及免疫功能等,可能会延缓术后的恢复进程[25]。
总的来说,尽管血糖控制在心脏手术中至关重要,但控制血糖变异性同样关键。通过降低血糖变异性,可以减少围手术期并发症的风险,加快术后的恢复进程。这进一步强调了医生在制定治疗方案时,需要综合考虑血糖稳定性和血糖水平。
高血糖变异性与冠状动脉斑块的易损性有显著关联。冠状动脉斑块易损性指的是斑块的破裂或溃疡,这是导致心肌梗死和猝死的主要因素,高血糖变异性可能增加冠状动脉斑块的易损性,进而增加心血管事件的风险[27]。降脂治疗的冠心病患者中,高血糖变异性对冠状动脉斑块形态特征的影响已被证实。事实上,血糖变异性高已被确定为薄纤维动脉粥样硬化的独立预测因子[27]。诸如SD、MAGE、CONGA和MODD等高血糖变异性的指标,都与冠状动脉斑块的易损性有关,其中MAGE和SD的相关性最强[28]。研究表明,高血糖变异性可以改变单核细胞亚群的平衡,增加与斑块脆弱性相关的亚群单核细胞的分布[29]。在急性冠状动脉综合征(ACS)患者中,高血糖变异性是冠状动脉斑块中脂质增加和纤维含量减少的独立危险因素,血糖变异性越高的患者,其斑块负荷也更大[30]。血糖变异性与氧化应激和炎症标记物的关系也非常密切[30],会影响身体的炎症反应、血小板活性、血管内皮功能、血脂代谢等多个方面,进而影响冠状动脉斑块的稳定性。
因此,控制血糖变异性可以降低冠状动脉斑块的易损性,从而降低心血管事件的风险。对于高风险人群,如糖尿病患者,医生应密切监测他们的血糖变异性,并采取适当的干预措施,如优化血糖管理和控制相关的风险因素,以降低他们的心血管事件风险。
高血糖和血糖变异性在ACS的发生、发展和预后中起着重要作用。血糖变异性较大的患者在ACS发生后的病情更为严重,心肌损伤程度也可能更为严重[31]。对于ACS患者,监测血糖波动并采取相应的治疗和管理措施是必要的,这可以降低心血管事件风险并改善预后。同时,高风险人群也应接受积极的预防和干预,包括控制血糖、血压和血脂,以预防ACS的发生。
发病期间接受经皮冠状动脉支架介入治疗(PCI)的ACS患者高血糖波动与住院期间和出院后30 d的主要不良心血管事件(MACE)密切相关[9]。ACS患者的血糖波动越大,30天内急性肾损伤、心房颤动和MACE的发生率就越高[8,32]。血糖波动大的ACS患者在6个月随访期内发生MACE的风险增加两倍[33]。
血糖变异性可能对心肌病的发展有所影响。研究表明,血糖变异性增高可能引发心脏的氧化应激和炎症反应,这些反应可能反过来导致心肌损伤和功能障碍,如影响参与代谢、能量生成和细胞存活的基因的表达[34]。Akt信号通路,这是一条参与调节细胞生长和存活的关键通路,可能在这个过程中发挥重要作用[35]。
虽然关于血糖变异性与心肌病之间的关系的研究还在进行中,但越来越多的证据表明,严格控制血糖水平,例如通过合理饮食、适量运动和药物治疗,可能有助于改善心肌病患者的临床症状和预后。此外,一些药物,如GLP-1受体激动剂和钠-葡萄糖协同转运体2抑制剂,除了有助于降低血糖水平外,还被证明对心血管系统有益。这些药物可能为糖尿病患者提供额外的心血管保护,从而有助于预防和管理心肌病[36]。
血糖变异性增高已被研究发现可能会增加心力衰竭的风险[37, 38, 39]。虽然具体机制尚不清楚,但一些可能的解释包括以下几点:(1)炎症反应:高血糖变异性可导致细胞炎症反应增强,释放更多的炎症因子,这可能引发或加剧心力衰竭。(2)氧化应激:血糖波动可能引发更强的氧化应激反应,从而降低细胞的抗氧化能力,导致心肌细胞损伤,进而可能引发心力衰竭。(3)内皮功能障碍:高血糖变异性可能导致血管内皮细胞功能受损,影响血管的舒张和收缩功能,进一步影响心脏的血液供应,长此以往可能导致心力衰竭。(4)心脏重塑:高血糖变异性可能导致心脏结构和功能的改变,例如心肌肥厚和心腔扩大,这些都是心力衰竭的风险因素。
高血糖变异性和心律失常之间的关系已经在多项研究中得到了探讨[40, 41]。首先,高血糖变异性可能通过影响心血管系统的一些关键过程,包括炎症反应、氧化应激和内皮功能障碍,来增加心律失常的风险。例如,高血糖变异性可能会导致细胞的炎症反应增强,从而影响心脏细胞的正常功能,增加心律失常的风险。其次,高血糖变异性可能通过影响神经调节和离子通道的功能,来影响心脏的电生理活动,从而导致心律失常。例如,研究发现,高血糖变异性可能会导致自主神经系统的失衡,改变心脏的节律和传导,从而增加心律失常的风险。最后,一些研究还发现,高血糖变异性可能会增加心脏的结构性改变,如心肌肥厚和纤维化,这些也是心律失常的重要风险因素。控制血糖变异性可能是降低心律失常风险的一个重要策略。
高血糖变异性可能与肺动脉高压有关[42],目前高血糖变异性和肺动脉高压之间的关系仍处于探索阶段,还需要更多的研究来明确它们之间的因果关系以及具体的生物学机制。目前可能的原因包括:(1)炎症反应:高血糖变异性可能会加剧身体的炎症反应,而过度的炎症反应可能导致肺动脉壁的炎症,进而引发肺动脉收缩,增加肺动脉压力。(2)氧化应激:血糖波动可能引发更强的氧化应激反应,这可能导致肺血管内皮细胞的损伤,增加肺动脉的阻力,进而导致肺动脉高压。(3)血管重塑:长期的高血糖变异性可能导致肺动脉结构的改变,如肺动脉壁的增厚,导致肺动脉的弹性降低,增加肺动脉的阻力,进而引发肺动脉高压。(4)内皮功能障碍:高血糖变异性可能导致肺动脉内皮细胞功能受损,影响血管的舒张和收缩功能,增加肺动脉的阻力,从而导致肺动脉高压。在临床实践中,我们应当努力控制糖尿病患者的血糖变异性,以降低肺动脉高压等并发症的风险。
血糖连续监测设备已经成为管理糖尿病的关键工具[43, 44]。以下内容将从技术分类和未来发展两个角度概述血糖连续监测设备的现状和发展趋势。
血糖连续监测设备主要可以分为植入式和非植入式两种。植入式设备需要通过手术植入皮下,实时监测组织液中的葡萄糖水平。尽管这种设备可以提供持续的监测,但可能会引发感染和其他并发症。非植入式设备则是通过皮肤表面的传感器测量皮下液体中的葡萄糖水平,这种无创血糖监测方法前景广阔,但目前其准确性仍然受到质疑。
未来,血糖连续监测设备将实现更高的智能化、舒适性、实时性和精确性。发展趋势主要包括与互联网医疗平台的整合,以实现远程监测和医疗服务;设备的微型化和便携化,使其可以像手表一样佩戴;运用人工智能技术,自动分析和预测血糖水平;以及基于数据调节胰岛素分泌。更智能、舒适、可靠和准确的血糖连续监测设备将有助于糖尿病患者更好地控制血糖并提高生活质量。
总的来说,血糖变异性的临床价值通常被忽视,然而,作为一个关键的参数,它能更好地对患者的心血管风险进行分层管理。当前,关于这个问题的临床研究仍然不足,需要进一步的研究以深入了解其价值。随着血糖连续监测设备的快速发展,为相关的研究提供了便利条件。
孟祥彬, 高峻, 唐熠达. 血糖变异性对心血管疾病发病机制及临床影响的研究进展[J]. 中华医学杂志, 2023, 103(28): 2202-2206. DOI: 10.3760/cma.j.cn112137-20230407-00556.
所有作者声明不存在利益冲突





















