《Hypertension》:Cold-Induced Hypertension as Life-Environment Disease in Winter: Focus on Data From Japan
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这篇综述聚焦冬季心血管事件风险的季节性上升,系统阐述了寒冷暴露如何通过激发交感神经系统、放大晨间血压潮,并与觉醒反应协同共振,从而加剧血压变异性和升高心血管风险。文章以日本数据为核心,揭示了“温度敏感性高血压”(thermosensitive hypertension)的表型,并提出了整合生活环境优化、生活方式调整、家庭血压监测(HBPM)及数字疗法(DTx)的综合管理策略,倡导从传统“生活方式病”向“环境病”的认知与管理范式转变。
冬季心血管风险升高
全球范围内的流行病学研究一致表明,心肌梗死、卒中、心力衰竭等心血管事件在冬季的发生率显著增加。在日本,12月和1月主要心血管疾病的发病率约为夏季月份的1.5倍。冬季成为高风险季节,是气象条件与生理反应共同作用,放大个体心血管事件风险的结果。尽管胆固醇、血糖、体重指数等因素的季节性变化也有贡献,但本文重点关注与冬季低温相关的血压变化。
温度敏感性高血压
研究表明,血压会随温度、湿度、风速等气象因素波动,其中寒冷诱导的血压升高具有显著的临床意义。冬季清晨是心血管系统风险最高的时段。血压具有明显的昼夜节律,其特征是觉醒后快速上升,即晨间血压潮。所有主要心血管事件在早晨,尤其是老年人中,发生更为频繁。晨间家庭血压已知与心血管风险强烈相关。
在冬季,所有血压参数均升高,包括诊室血压、家庭血压和动态血压。就家庭血压而言,冬季相关的晨间血压升高幅度大于睡前血压。在接受降压药物治疗的个体中,已识别出几种季节性血压变化模式:与夏季相比冬季家庭血压显著升高者,以及冬季血压反常性降低者,其心血管事件发生率均高于季节性血压变化较小的人群。
Kario等人定义了“温度敏感性高血压”这一术语,用于描述对寒冷暴露表现出过度血压反应的患者表型。这尤其与较低的室内温度相关。日本一项全国性调查数据显示,室内温度每降低10°C,晨间家庭收缩压(SBP)约升高8.2 mm Hg。老年人和女性的收缩压对室内温度变化尤为敏感。
即使在诊室血压控制良好的情况下,隐匿性晨间高血压在冬季也变得更为普遍。此外,晨间家庭血压与冬季发病的心血管疾病的关联性强于睡前家庭血压。这凸显了家庭血压监测在检测晨间血压潮(尤其是在冬季)方面的重要性。为此,日本高血压学会发起了“根除晨间高血压宣言”,并启动了全国性的“晨活血压”公众运动,以促进在多种场景下自我监测晨间血压。
冬季血压变异性增加
冬季的另一个特征是血压变异性增加。就晨间家庭血压测量而言,夜间-晨间室内温度波动以及日间温度变异性,与昼夜家庭血压变异性及逐日血压变异性指数显著相关。这些家庭血压变异性的增加是已知的心血管风险因素,并且冬季更大的血压变异性已被证明与靶器官损害相关。
除了静态家庭血压,寒冷暴露还会放大通过动态血压监测评估的动态血压变异性。动态血压监测研究记录了冬季晨间血压潮的显著增强。室内温度和室内外环境温度的降低已被证明与更大的晨间血压潮相关。一项同时测量远端(腕/踝)和近端(腹部)皮肤温度及动态血压的研究发现,较低的远端皮肤温度与较高的日间动态血压相关。
HI-JAMP研究发现,晨间血压潮的幅度与“活动敏感性”(即血压对体力活动的反应性)密切相关。在心血管风险门诊患者队列中进行的个体内夏季与冬季比较显示,冬季的活动敏感性显著增加。这表明,在冬季,相同量的体力活动会诱发不成比例的更大血压升高。这一现象的记录支持了寒冷暴露和室内温度降低会增强血压反应性的概念。活动敏感性的增加在老年人中尤为明显,并与更显著的晨间血压潮相关。
因此,在冬季,室内外温度降低、寒冷暴露和体力活动减少等环境压力因素可能协同作用,升高基线血压并放大血压变异性,从而促成寒冷诱导的晨间血压潮。对于居住在房屋隔热或夜间供暖不佳地区的老年人,其血压调节机制受损,当从卧室移动到较冷的区域时,遇到的室内温差与觉醒相结合,可刺激交感神经活动和血管收缩。这种升压刺激的组合与血压潮的“共振假说”一致。该假说提出,当不同类型的血压潮/变异性峰值同时发生时,会产生病理性的巨大血压潮,可能引发急性心血管疾病事件。从24小时血压控制的角度看,在冬季室内过夜温度低得多的地区,晨间时段应被视为发生此类共振的关键高风险窗口。
冬季寒冷诱发血压变化的潜在机制
暴露于寒冷的室外温度和因隔热不良、房屋设计、缺乏夜间供暖等因素导致的室内温度波动,可通过多种机制导致血压和血压变异性升高。在血压和高血压的背景下,冬季相关的血压和血压变异性增加,可能是生理性寒冷防御反应与冬季特有的环境及行为因素共同作用的结果。
从生理学角度看,寒冷暴露可触发中枢自主神经系统激活和交感神经兴奋。寒冷刺激首先由TRPM8(瞬时受体电位M8)冷感受器检测,该受体密集分布在四肢。传入信号通过脊髓和延髓传递至下丘脑后部。下丘脑将此输入整合为冷应激,并同时启动交感神经激活以维持核心体温。下丘脑的输出传递到延髓头端腹外侧区,此处神经元放电增加导致全身交感神经输出快速激增。这导致外周血管收缩、全身血管阻力增加,以及由去甲肾上腺素分泌增加驱动的心率和心肌收缩力升高,最终导致血压骤升和进行性的寒冷诱导交感张力增强导致钠潴留。寒冷暴露还通过蓝斑激活中枢去甲肾上腺素能通路,并通过下丘脑-垂体-肾上腺轴增加皮质醇分泌,进一步放大交感反应性。
相比之下,晨间血压潮主要由下丘脑视交叉上核介导的昼夜节律和觉醒相关自主神经激活启动。觉醒伴随着蓝斑-去甲肾上腺素系统活动增加、通过下丘脑-垂体-肾上腺轴的皮质醇觉醒反应激活,以及下丘脑对延髓头端腹外侧区输入的增强。这些过程共同导致交感神经输出和血压快速升高。因此,晨间血压潮并非血压的反应性降低,而是源于下丘脑-蓝斑-下丘脑-垂体-肾上腺轴-延髓头端腹外侧区觉醒网络的主动、协调的交感神经激活。
如上所述,晨间的寒冷应激和觉醒反应以相同方向刺激下丘脑、蓝斑、下丘脑-垂体-肾上腺轴和延髓头端腹外侧区,汇聚增强交感神经活动。因此,为解释冬季晨间血压潮的放大,我们提出了“寒冷-觉醒-环境-生活方式”假说,即在冬季清晨,寒冷应激引起的交感激活和觉醒反应引起的交感激活重叠,产生协同效应,同时升高基线血压、放大血压变异性并增强晨间血压潮。这些病理生理学考虑提醒我们,高血压不仅应被视为一种生活方式疾病,也应被视为一种环境疾病。在老年人中,压力反射敏感性降低、体温调节能力受损,以及瘦弱个体隔热和产热能力下降,使这些群体对寒冷诱导的晨间血压反应尤为易感。
支持TRPM8作为温度敏感性高血压或寒冷相关晨间血压潮因果机制的直接遗传证据有限。在一项针对1881名汉族人的血压反应全基因组关联研究中,TRPM8附近的一个变异体与冷加压试验的收缩压反应在全基因组水平上显著相关,但这反映的是急性冷应激反应性,并未确立因果关系。
减轻低温室内温度对血压影响的策略
生活环境优化
在管理冬季血压时,优化微环境(包括住房、室内温度、着装和日常活动模式)至关重要。作为生命环境改造,改造隔热和保持温暖的室内温度已被证明可显著降低血压。而且,改造隔热和保持温暖恒定室内温度的降压效果在高血压患者、高盐摄入者、低体重指数者、当前吸烟者和饮酒者中更大。此外,随机对照试验数据显示,与较冷的房间相比,强化房间供暖(将室温提高10°C)可降低冬季的晨间血压和晨间血压潮。
世界卫生组织建议将室内温度维持在≥18°C,以防止心血管热休克。对于老年人,推荐的室内温度阈值最好上调至22°C,因为已有记录显示,在约22°C以下,较冷的室温与晨间收缩压升高显著相关。
虽然环境改造是冬季高血压管理的核心组成部分,但具体的环境改造需求因国家和地区而异。例如,在日本,由于房间墙壁较薄,可能需要结构调整,而在墙壁较厚/隔热较好的地方,增加醒来前的供暖可能就足够了。
生活方式调整
除了提高室内环境温度,实施其他简单的生活方式改变也可能有益。这可能包括穿戴保暖衣物,如帽子,已被证明可减少对寒冷暴露的血压反应。饮用热饮也可能有益,因为觉醒后立即喝热饮可能有助于减轻血液粘度增加和晨间血压潮,因为决定血液粘度的因素在早晨会增加。轻度伸展或步行可能减轻过度的交感神经激活,这也有助于减弱晨间血压潮。这在冬季尤其相关,因为这是体力活动趋于减少的时期。日间暴露于寒冷环境与盐摄入增加相关,这会导致夜间血压升高和夜间血压下降减少。因此,严格的减盐在冬季可能特别有效。
支持生活方式干预(包括增加体力活动和减少盐摄入)实施和维持的数字疗法,是高血压管理的一个新兴选择。日本首项针对未治疗高血压患者的数字疗法支持生活方式干预的随机对照试验显示,与单独的标准生活方式干预相比,数字疗法组的清晨家庭收缩压降低了4.3 mm Hg。B-INDEX研究招募了198名高血压患者,他们使用数字疗法支持生活方式干预6个月,并确定基线血压较高、年龄≥60岁、自我效能感较高、成功减盐和早期体重适度减轻的患者更有可能通过数字疗法实现有效的血压降低。
晨间家庭血压监测对于检测血压变化至关重要,包括对寒冷温度的反应。此外,荟萃分析数据表明,使用家庭血压监测与收缩压/舒张压降低3.3 mm Hg/1.6 mm Hg相关,尽管使用家庭血压监测的患者降压药物治疗的强化可能促成了这种降低。家庭血压监测对血压的积极影响支持了日本的“晨活血压”倡议,鼓励在各种日常场景中测量晨间血压。
数字高血压
数字高血压是指多学科团队利用可穿戴设备、物联网赋能的家用血压监测仪、基于云的数据平台和其他数字技术,在现实条件下全面管理24小时血压,预计将成为未来高血压护理的核心方法。
我们开发了一种多传感器家庭动态血压监测系统,能够同时监测环境信息(包括室内温度、照度、湿度和大气压),并将这些数据与生理参数整合。该系统的特点是能够获取与环境因素和体力活动并行的24小时中心血压和肱动脉血压变化数据。家中各房间(入口、卧室、客厅、浴室、卫生间)安装的多个室内环境传感器,结合信息通信技术/物联网平台,实现了室内微环境的实时评估。高灵敏度体动记录仪提供精确的行为和位置信息,允许同时获取涵盖生理、行为和环境的多元数据。
通过这些数据的整合,可以可视化个体特定的血压反应特征,如活动敏感性、温度敏感性和大气敏感性。此外,多水平结构模型可以精确估计不同环境条件下的血压,从而实现季节性血压特征和环境依赖性血压反应性的个体化提取。
这种多传感器血压监测系统产生的大规模时间序列数据,为预测冬季相关的血压升高和评估环境干预效果奠定了基础。这些技术有潜力为预测医学的实践做出重要贡献,预测医学旨在预测心血管事件并指导先发性干预。该系统在临床环境中广泛部署的实用性仍有待确定。
展望与结论
尽管这仍是一个发展中的领域,需要更多的研究和证据,但有相当多的证据支持寒冷应激引起的血压升高。这为冬季高血压管理增加了额外的复杂性,特别是在日本等国家,其冬季室内温度远低于夏季,并且房屋内不同部位之间可能存在显著差异。
在此背景下,对寒冷敏感性高血压采取更全面的管理方法似乎是合适的,包括优化生活条件、着装和体力活动。这对于觉醒后的敏感期尤为重要,因为室内低温、觉醒相关的交感神经激活和开始体力活动的升压效应可能在此汇聚。鼓励血压水平意识的干预措施,例如更广泛地使用晨间家庭血压监测,似乎是识别血压升高和晨间血压潮的合理方法,这是管理这些心血管风险因素的第一步。未来可能有用的其他工具包括目前在日本开发中的多传感器家庭动态血压监测系统。
总体而言,越来越多的证据表明寒冷暴露对血压和血压变异性的影响,提示冬季需要采取更广泛的血压控制方法。建议这种方法应包括考虑环境、个体行为与生理,以及适当的降压药物治疗管理和滴定。日本高血压学会最近推荐的“冬季晨间血压行动”倡议正是基于此,旨在制定一个全面且可操作的策略,以在寒冷月份帮助降低血压,减少心血管疾病的发病率和死亡率。