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2021.01.18

心腦相依:心臟大腦健康相依的科學論證

文章撰寫:虹映科技股份有限公司創辦人兼執行長 陳風河博士 ;圖片來源:pixaby.com

 

防治心血管疾病也能預防失智症

  目前,世界正在經歷失智症流行病,其影響了5千萬人和數以百萬計的照料者,這數字到2050年預計將增加兩倍。失智症是與衰老相關的持續性大腦功能惡化。在過去的幾十年中,觀察性研究已充分證明,延長平均餘命的代價是老齡化人口合併疾病症的負擔增加,尤其是心血管疾病和失智症。單單憑著或然率,這兩種疾病並存的機率比預期高,並且有可靠的數據表明動脈粥樣硬化和認知障礙具有共同的危險因素和病理生理學。這一證據促成了「心腦相連」概念的形成[1]。

 

心臟和大腦之間確切聯繫的機制

  Schievink等研究人員[2]報告了著名的馬斯特里赫特衰老研究(Maastricht Aging Study ;MAAS)中有關於心腦相連的數據。在MAAS中,對認知健康參與者進行基線時以及隨訪6年和12年的前瞻性評估。在基線和隨訪的12年中,對參與者進行了廣泛的認知功能評估,包括言語記憶、執行功能和信息處理速度。根據基線時普遍存在的心血管疾病以及隨訪期間發生的心血管疾病的發展情況進行分析。在基線時,普遍的心血管疾病和認知障礙之間存在橫斷面關聯。在隨訪過程中,患有心血管疾病的患者認知障礙更為常見

 

 

  這項研究具有可靠的追蹤設計、對大型世代追蹤中認知功能的多個領域的仔細評估以及縱向隨訪。儘管先前已經報導過心血管疾病與認知障礙之間的關聯[1],由於之前幾項研究受到橫斷面或病例對照方法的限制,MAAS的數據由於其前瞻性世代研究設計而增強了我們的知識。在一個追蹤研究中,縱向追踪基線無疾病的參與者以了解事件的發生,這可以確認給定的風險因素與結果之間的因果關係。MAAS還包括對多個認知領域的詳盡評估,這相對於依賴臨床診斷或保險理賠的研究具有明顯的優勢,因後者固有的準確性較低。總體而言,MAAS的方法論優勢和從這種流行病學研究得出的因果推斷的可靠性對於規劃臨床干預至關重要。

  MAAS的結果以及其他研究的觀察結果提出了關於心臟和大腦之間確切聯繫的有趣機制(圖1)。如其他追蹤研究所示,共同的危險因素可能扮演著核心作用。來自社區的動脈粥樣硬化風險(ARIC)追蹤的數據表明,中年高血壓與認知能力下降的後期發展[3]或糖尿病與認知障礙之間存在關聯[4]。在Tromsø研究中[5],糖尿病、高血壓和身體活動不活躍與較低的認知能力有關運作。中年的多種危險因素積累似乎會放大每種單獨危險因素所帶來的認知能力下降風險。

 

圖一:心臟和大腦之間確切聯繫的機制(Modified from [2])

 

 

  心血管疾病和失智症的近期世代趨勢提供了共同危險因素假說的進一步證據。它們的融合為共同機理途徑的假設增加了更多的可信度。

  總體而言,這些數據支持以下觀點:心血管疾病和認知障礙具有因果關係

 

  這些發現的臨床意義很重要,因為這些結果將改變臨床的實踐。它們加強了積極管理心血管疾病危險因素的重要性,因為對這些危險因素的初步預防及其一旦發展就可以預防失智。社會和行為因素是預防的基石,醫學專業人員在向人群傳播其價值以及與行業和政策制定者進行宣傳方面發揮著關鍵作用。為此,歐洲心臟病學會和其他心血管疾病臨床預防協會學會第六聯合工作小組發布了《歐洲臨床實踐心血管疾病預防指南》。10個協會的專家創建了有效預防心血管疾病的重要路線圖[9]。認識到預防心血管疾病還可以預防失智症或減緩早期認知障礙的進程,應該激發我們的努力。鑑於失智症的治療選擇有限,且其毀滅性的後果,應該將第六聯合工作小組的路線圖視為不僅改善心血管健康而且改善認知健康的機會。

  MAAS的主要成果之一就是一旦臨床上顯示出心血管疾病,認知功能就會惡化(圖1)。心血管疾病和認知障礙之間的推測聯繫是多重的,包括栓塞性中風、低心排血量及其可能的組合。有確鑿的證據表明心房顫動中的栓塞型中風(embolic strokes)會對認知功能產生有害影響。同樣有力的證據表明,儘管有足夠的臨床試驗數據證明了預防中風的好處,但心房顫動仍未充分利用抗凝治療,這可以說是當今臨床醫學中最大的應用空白之一[10]。

  因此,在研究心血管疾病與認知能力障礙的同時,必須緊急研究、理解和解決抗凝藥物使用不足的關鍵因素。預防或延緩心血管疾病相關的認知能力下降的進展尤為重要,因為心臟病的自我管理已成為其有效治療的關鍵。實際上,健康素養和自我效能(Self-efficacy)對於藥物治療、飲食和身體活動建議的遵從度至關重要。例如,在心力衰竭中,自我管理是預防再次入院的基石,但據報導,心力衰竭患者中認知障礙的患病率高達30%[1]。由於早期的認知障礙不容易發現,心血管科醫生應該評估患者的認知功能,來引導他們的治療計劃。

  心腦相連鼓勵我們反思心血管疾病的多重病症。人口老齡化的慢性疾病流行病學大量證明,心血管疾病不是單獨發生的,心臟病患者的多種慢性病罹患率很高[11]。該觀察強調了以疾病為中心的治療策略的局限性。儘管詳盡的心血管疾病多發病分類法仍在進行,但認知和心臟病的病因很可能是一致的,而其預防則需要採取一致的策略。MAAS數據鼓勵我們這樣做,我們現在必須做出回應。

 

心腦健康:後天環境因素比遺傳因素更為重要

  心血管健康與腦部健康之間存在聯繫,但尚不清楚遺傳因素或後天環境因素才是決定性關鍵。一項關於雙胞胎的新研究[12]顯示,後天環境因素可能是決定性的。在確定心臟和大腦健康結局方面,後天環境因素比遺傳因素更為重要。來自不同研究的證據表明,心血管健康與大腦健康之間有著密切的聯繫。根據研究結果,在雙胞胎中,心臟和大腦健康之間的關聯性相似,無論它們是同卵的還是異卵的。

 

  強烈推薦以下幾種重要的保護性健康習慣:

  失智症儘管原因多種多樣,但最常見的-阿茲海默症和血管性失智症-現在被認為與相同的飲食和生活方式因素密切相關,並受到極大的影響。定期規律進行體育鍛煉-每周至少進行150分鐘的任何鍛煉,都是你可以採取的實證行動清單上的首選。運動顯然可以降低失智症的風險,甚至可以降低老年失智症的風險。研究表明[13],多運動的人不太可能患任何類型的失智症,即使對於輕度認知障礙的成年人也是如此。

  吃植物性飲食至關重要。有大量研究證據顯示[14],多吃水果、蔬菜、全穀物、健康脂肪和海鮮等飲食與降低認知能力下降和失智症的風險有關。這種飲食方式通常被稱為地中海式飲食,但可以適應任何文化或美食。

※延伸閱讀:
適合台灣飲食的地中海飲食金字塔

 

  世衛組織建議多吃天然的植物性飲食,避免食用促發炎食物,例如加工穀物、添加糖、鈉和飽和脂肪,例如奶油和肥肉。請務必注意,WHO不建議服用任何維生素或補充劑來改善大腦健康,因為沒有確鑿的證據表明這些維生素或補充劑具有任何功效。世衛組織還強烈的建議戒菸,並儘量減少飲酒,尤其是對於那些已經存在認知問題的人。他們提到了其他生活方式因素:獲得足夠的良好睡眠,積極的人際關係和社交參與都對保護認知有所幫助。

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  這些失智症預防指南的迷人之處在於它們與預防心臟病的指南非常相似我們很早就知道,阻塞心臟動脈的疾病和病症還會阻塞身體其他部分(包括大腦)的動脈。歸根究底,這是對動脈、對血液和氧氣輸送至器官至關重要的血管的損害。動脈損傷導致動脈阻塞,從而導致心臟病和心肌梗塞、中風、周圍血管疾病和血管性失智。同時,阿茲海默症曾經被認為是一個不同的過程,因為患有阿茲海默症的人的大腦似乎充滿了纏結的管狀蛋白(神經原纖維纏結neurofibrillary tangles)。但是,越來越多的研究將阿茲海默症與導致心臟病、中風、周邊血管疾病和血管性失智的相同危險因素聯繫在一起:肥胖、高血壓、高膽固醇和糖尿病。

  有充分的證據表明,具有這些危險因素的人患阿茲海默症的可能性明顯更高。同時,研究還顯示,患有阿茲海默症的人的腦血流量顯著減少,剖檢研究表明,受阿茲海默症影響的大腦也可能具有明顯的血管損傷。現在,研究人員正在關注這個關聯。看來,良好的腦部血液流動是清除那些可以在阿茲海默症患者的大腦中積聚並纏結的腎小管蛋白的關鍵,因此一個可靠的假設是,降低腦部血液流動的任何物質都會增加罹患阿茲海默症的風險,反之,任何增加血液流動的東西都可以減少患老年失智症的風險。

 

影響腦子的也會影響心臟:好好地紓壓

  倫敦神經解剖學家托馬斯•威利斯(Thomas Willis)醫師在17世紀正確地將情感的來源歸因於大腦,而不是古代所認為的心臟。當代研究記錄了「觸發性」心臟病的現象,當大腦對心臟的自律神經系統控制失靈時,會導致突然發作的心臟病,並因急性情緒變化而加劇。這可以表現為各種形式的心律不整、心肌梗塞、章魚壺心肌症 (Takotsubo Cardiomyopathy)和猝死。
最近一項對瑞典超過135,000名男性和女性的研究發現[15],與壓力有關的疾病(例如創傷後壓力綜合症)的歷史在診斷的第一年內使心血管疾病的風險增加了60%以上。

  從機械性上來講,心臟病發作的根本原因是冠狀動脈內不穩定斑塊的突然破裂[16]。在緊張的情況下,「戰或逃」反應會全速前進,釋放出腎上腺素等生化化合物,從而提高心率和血壓,並向血小板發出信號,釋放出一種化學物質神經肽Y,該物質可引起痙攣和短暫性冠狀動脈阻塞。急性情緒壓力可能導致的另一種心臟疾病是章魚壺心肌症 [17],以與心臟相似的日本章魚誘捕罐命名。最常見的情況是在突然的災難性事件(例如失去配偶)之後發生,腎上腺素傾瀉會產生短暫的“休克”狀態,其特徵是左心室部分明顯異常收縮以及心力衰竭。解決情感危機加上支持治療一般(但並非總是如此)可讓心臟功能恢復。

  除了單一的嚴重壓力事件外,每天生活在壓力下顯然與心臟病發作和中風的風險增加有關。我們直到最近才開始了解產生動脈粥樣硬化和心血管疾病的神經化學途徑。它們包括中樞神經系統,心臟,腎上腺和腎臟之間的緊密聯繫,其參與了壓力賀爾蒙(例如皮質醇和破壞心臟的神經肽)的激活和釋放。在另一個層面上,我們已經意識到,慢性心理或精神壓力會通過促進發炎,氧化壓力和內皮細胞層(血管的保護性內層)功能異常來加速心血管疾病。

 

  如果我們要了解如何改善情緒健康,那麼探查大腦的情緒編碼中心 -- 杏仁核,將很有用。克林(Kling)的研究團隊對杏仁核在社交和情感中的作用進行了開創性研究[18]。研究小組在恆河猴中誘發額葉病變並切斷與杏仁核的連接後,它們的社交互動幾乎停止了。據研究報導[19],杏仁核切開術後,人類的其他情緒行為(包括病理攻擊)也有類似的行為方式。

  高水平的社交聯繫與有利的心血管作用(包括中風後的較好結果[20])之間的聯繫提升了較大杏仁核可能提供心臟保護作用的可能性。萊頓(Leiden)長壽研究[21]支持此概念:左杏仁核體積大不僅與高水平的情緒健康有關,而且與家族長壽有關。對比之下,恐慌症引起的社交互動減少與被認為會處理恐懼和焦慮的外側和基底區域杏仁核體積減少有關[22]。這些疾病與副交感神經張力降低有關[23],這是導致心血管疾病風險的已知因素。

  杏仁核活性還被視為在心血管疾病風險預測中扮演重要角色。例如,居住在快節奏,擁擠,嘈雜和污染嚴重的城市會導致周圍前扣帶回皮層(perigenual anterior cingulate cortex)的激活[24],這是調節杏仁核活動和對社會心理壓力作出反應的大腦區域。長期暴露於壓力下會產生生理恆定負荷失衡(allostatic load),從而對腦可塑性[25]和心血管危險因素[26]產生不利影響,其中包括由於周圍扣帶回皮層的激活而導致過度的血壓反應[27]。

  在波士頓進行的一項研究[28]中,通過PET / CT成像評估,靜止狀態下杏仁核活動的增加也與血管發炎和未來四年內發生心血管事件的風險有關。研究團隊提出,情緒壓力向杏仁核的一個區域發出信號,以激活交感神經系統,促進促炎性白血球的產生,從而引發心臟病,中風或猝死。這項研究是第一個證明情緒壓力源與心血管事件風險之間存在直接關係的研究,是建立在先前的研究[29]基礎上的,該研究確定了杏仁核反應性(對具威脅性面部表情的反應)與頸動脈內膜中層厚度的增加之間的直接關係。頸動脈內膜中層厚度的增加是動脈粥樣硬化的解剖生物標誌物和心血管風險預測因子。

 

日常生活導入放鬆策略

  可通過多種機制改善心血管疾病風險的生物標記。首先是副交感神經活性的改善,即面對日常壓力源時心臟保持血壓和/或心率的能力。 (這與之前描述的「戰或逃」反應相反,這是一種適應性生理機制,其特徵是交感神經增強,血壓和心率隨之升高)。例如,女兒試圖挽救被卡在汽車下的父親所產生的「歇斯底里」的力量。這種偶發的「戰或逃」情況對健康個體的心血管沒有持續性的影響後果。但是,經常發生的壓力情況會導致交感神經張力持續增強。在此情況下,過度的血壓和心率反應使心臟長期處於壓力狀態,這些影響即使在壓力源消失後仍然持續。此外,交感神經張力的持續增加會增加發炎、心律異常和心源性猝死風險增加的可能性[30]

※延伸閱讀:
自律神經系統相關知識文章

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  另一方面,減少交感神經或增加副交感神經張力可使心臟控制壓力源,使血壓和心率在壓力下得到更好的控制,並縮短有氧運動後心跳恢復的時間。一些放鬆策略,如冥想、瑜伽和太極拳,是改善副交感神經張力的最有效方法之一。例如,最近的一項研究[31]發現,在定期進行冥想的群組中,促炎基因的表達與從未進行過冥想的群組相比降低了。在研究的第二階段,非冥想組的一半被隨機分配到放鬆訓練中,包括冥想,祈禱和瑜伽。兩個月後,促炎基因的表達類似於長期冥想者的基因表達。放鬆練習還可以減少促進胰島素抵抗的基因表達,胰島素抵抗是2型糖尿病的先驅。這項研究的結果不僅在分子水平上再次肯定了心腦相連的重要性,而且發現放鬆可以在很短的時間內就產生強大的作用。

  正念(Mindfulness)冥想[32]已成為過去十年中最受歡迎的放鬆方式之一,它結合了對周圍環境感覺的高靈敏度、非判斷性的覺察以及緩慢的深呼吸練習。基於正念的減輕壓力計劃已與高血壓和憂鬱症的改善相關,同時增強了免疫系統並提高了端粒酶的活性。端粒酶是一種減緩生物衰老的酶。

  研究人員還研究了放鬆和運動相結合的做法對心血管的影響。例如,瑜伽和太極拳可改善平衡和協調能力,幫助老年人預防跌倒和骨折,並增強力量和保持穩定[33]。在心血管方面,瑜伽與收縮壓和膽固醇的降低有關:最近一項對49個試驗的綜合分析發現,每週進行三次瑜伽可使收縮壓降低的幅度與低劑量的降壓藥一樣多。太極拳已被證明有助於抑制發炎和憂鬱,這是心血管疾病的危險因素。最後,瑜伽還可能提高大腦中γ-氨基丁酸(GABA)的水平,γ-氨基丁酸是一種與情緒穩定和壓力減輕有關的神經遞質,而瑜伽和冥想活動均會導致血清素的釋放,而血清素是與情緒調節有關的另一種重要神經遞質。

 

小結

  失智症是老年人殘疾的主要原因,在全球影響了超過5000萬人。但是,即使沒有治癒方法,我們也看到某些風險因素如果得到控制,可以顯著降低老年人認知下降和失智的風險。這些危險因素包括三高、吸煙、久坐、肥胖、高鹽攝入、睡眠品質差和心律不整。每一種都可能增加罹患心臟病、中風和不同形式失智症的風險。我們知道心血管疾病的危險因素會導致中風和血管性失智症,但我們也發現相同的因素會增加其他類型失智症(尤其是阿茲海默症)的風險。

  即使某人有失智症的家族病史,尤其是阿茲海默症,或即使他們已經患有輕度的認知障礙(如健忘),他們仍然可以通過簡單地讓心臟健康的生活方式來降低失智的風險。這意味著每周至少要進行150分鐘的中等強度運動,植物性飲食(每天至少要食用五份水果和蔬菜),避免食用加工食品,添加糖,鈉及飽和脂肪,避免或戒菸,並儘量減少飲酒。

  慢性的心理壓力或困擾會對心血管造成不良後果。慢性精神壓力可能導致動脈粥樣硬化和高血壓等不良後果。減少交感神經或增加副交感神經張力可使心臟控制壓力源,使血壓和心率在壓力下得到更好的控制。一些放鬆策略,如冥想、瑜伽和太極拳,是改善副交感神經張力的最有效方法

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文章來源及詳細參考資料:Joiiup揪健康

國家衛生研究院