血脂篇(3):他汀類藥物、有氧運動對冠狀動脈斑塊的防治

文:張國柱(台大名譽教授)

 

時間:2019/8/24

 

好友參加教學醫院的健檢,使用低劑量電腦斷層(low-dose computed tomography angiographylow-dose CT)篩檢肺癌,結果肺部沒有病變,卻發現心臟冠狀動脈有鈣化現象。在主治醫師的建議下,以電腦斷層血管攝影術(CT-AngiographCT-A進行血管造影檢查,發現冠狀動脈有多處分別為30%50%50%70%的狹窄。隨後進行功能性檢查,也就是運動心電圖和心臟超音波檢查,幸好沒有缺氧現象。在主治醫師的要求下,好友進行他汀類(statins)藥物治療,並養成日常的有氧運動習慣,以穩定病情、預防病情的惡化。好友想要了解他汀類藥物和有氧運動對冠狀動脈斑塊(plaque)有何改善作用?本人盡可能地收集文獻,提供訊息以資參考。

 

動脈粥狀瘤(atheroma

動脈粥狀瘤的成因與血液中低密度脂蛋白(low-density lipoproteinLDL)的濃度有相當密切的關係。膽固醇很容易被氧化。當血管內皮細胞受到傷害,血液中的單核球被引到內皮細胞處,進入內皮細胞而形成巨噬細胞;同時血液中的LDL也會進入內皮細胞而被自由基所氧化,此時氧化態的LDL會被巨噬細胞所吞噬而形成泡沫細胞(foam cell)。巨噬細胞能夠釋出生長因子和促發炎物質作用在血管壁中層的血管平滑肌,促進血管平滑肌的增生並向血管壁的內層遷移。因此堆積在血管內皮細胞處的泡沫細胞、血管平滑肌以及壞血的細胞,慢慢向血管內徑突出而形成動脈粥狀瘤。血液中的血小板有可能在動脈粥狀瘤處形成血栓。所形成的血栓若是不穩定的話,在血流剪力(shear stress)的作用下,容易被切下。被切下的血栓隨著血液的循環,若在冠狀動脈處阻塞,則會造成心肌梗塞而發生急性心衰竭;若在供應腦部的主要血管處阻塞,則會造成阻塞性腦中風。

 

冠狀鈣化(coronary calcification

冠狀鈣化是動脈粥狀瘤的生物標記(biomarker),然而冠狀動脈鈣化分數(calcium score)在高危險性斑塊的鑑識上,並非十分有用。血管鈣化是一個活躍的過程。血管內層和中層的鈣化是由不同的機制所調控。巨噬細胞、發炎和細胞凋亡(apoptosis)在血管內層鈣化扮演起始的重要角色。影像研究指出:稠密的鈣化(dense calcification)與穩定性斑塊(stable plaque)有關;相反地,多斑點鈣化(spotty calcification),也就是微鈣化(microcalcification)卻是脆弱、不穩定性斑塊(unstable plaque)的附隨物。穩定性斑塊不易破裂,可降低急性栓塞的危害;多斑點鈣化則是不穩定斑塊的指標,容易破裂而形成急性栓塞。因此減少微鈣化或強化稠密鈣化可降低急性臨床事件的發生率和嚴重性。

 

他汀類藥物對冠狀動脈斑塊的作用

他汀類藥物的作用如附註說明。他汀類藥物的治療可降低心血管死亡率,它們總是被連結到增加、降低、或是不影響冠狀鈣化,這些發現反應了情況的複雜性。然而甚多的研究指出:沒有使用他汀類藥物治療或使用低強度的他汀類藥物治療,冠狀動脈粥狀瘤的斑塊持續進展、管壁血脂持續堆積、強烈發炎、微鈣化,發展成外擴型血管重塑(expansive remodeling),危害冠狀動脈循環;相反地,使用高強度他汀類藥物治療可抑制冠狀動脈斑塊的進程、降低管壁血脂的堆積、減少發炎、增加稠密鈣化,穩定斑塊而維護冠狀循環。由此可知,他汀類藥物可藉由降低LDL而抑制動脈粥狀瘤,進而限制血管鈣化的進展;他汀類藥物亦可經由壞死區(necrotic core)的鈣化,增加血管的稠密鈣化而穩定斑塊,減少冠狀事件的發生。

 

有氧運動對冠狀動脈斑塊的作用

運動是防範心血管失能(cardiovascular dysfunction的重要法則,但令人擔憂的是,高量運動總是伴隨著冠狀動脈鈣化指數的上升。冠狀動脈鈣化指數的增加是心血管疾病的危險指標,然而臨床觀察所得:高量運動者之壽命平均高於低量運動或缺乏運動者。近年來的研究指出:雖然高強度的體能活動或運動能夠增加冠狀動脈的鈣化指數,但是長期高強度的有氧運動能夠使動脈粥狀瘤的斑塊更加穩定,其作用類似高強度他汀類藥物治療的效果,可降低斑塊破裂所造成急性心肌梗塞的危險。高量運動者除了擁有穩定的斑塊外,亦呈現較為粗大的冠狀動脈。穩定的斑塊加上粗大的冠狀動脈可對抗冠心病對生命的危害。此外高強度有氧運動可促進冠狀動脈側枝循環、増加冠狀動脈血流的儲備能力,降低發生死亡事件的危險機率。

 

結語

冠狀鈣化是動脈粥狀瘤的生物標記,然而冠狀動脈鈣化分數在高危險性斑塊的鑑識上,並非十分有用。斑塊的穩定與否是發生臨床危險事件的重要因素:減少微鈣化或強化稠密鈣化可穩定斑塊,降低急性冠狀事件的發生率和嚴重性。高強度的他汀類藥物治療和長期高量的有氧運動雖會增加冠狀鈣化,卻可穩定斑塊,降低斑塊破裂所造成急性心肌梗塞的危險。此外運動還可提升冠狀側枝循環、増加冠狀動脈的血流儲備能力,降低發生死亡事件的危險機率。

 

附註說明

他汀類藥物的作用

人體大部分的細胞都具有合成膽固醇的能力,但是膽固醇主要還是經由肝臟細胞合成而來 。肝細胞在合成膽固醇的過程中,HMG-CoA 還原酶可催化 HMG-CoA,並將之轉變成甲羥戊酸(mevalonic acid的過程被認為是肝臟合成膽固醇的速率決定步驟(rate-limiting step);而HMG-CoA 還原酶則被認為是速率決定酵素(rate-limiting enzyme)。他汀類藥物是 HMG-CoA 還原酶抑制劑,可透過抑制 HMG-CoA 還原酶的活性來抑制肝臟合成膽固醇,此途徑又稱為他汀類藥物的膽固醇依賴型途徑(cholesterol-dependent pathway);同時他汀類藥物亦可透過非膽固醇依賴型途徑 cholesterol-independent pathway),或稱他汀類藥物的多效作用pleiotropic effects)達到降低氧化壓力、改善內皮細胞以及抑制發炎反應等功能,有助於降低心血管疾病風險與事件發生的機率。

 

 

 

 

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