非裔美国妇女中内皮功能与父母高血压的关系:一项初步研究

抽象

肥胖的非洲裔美国妇女是高血压(HT)和心血管疾病(CVD)的高危人群。血流介导的扩张(FMD)和动脉增强指数(AI)是衡量内皮功能和动脉硬化。内皮功能和动脉硬化是否能预测父母有HT病史的肥胖非裔美国女性发生HT或CVD的风险，有氧运动是否是一种有效的对策尚不清楚。口蹄疫的能力部分是遗传的。因此,我们测试了假设减少手足口病和更大的AI在normotensive-obese可能被发现,年轻人常见(18-26岁)AA女性高血压与父母(n = 10)比在匹配的对照组和血压正常的父母(n = 10),单个的有氧运动改善内皮功能和动脉硬化,改善高血压的女性较少的父母。我们分别在休息时间、前20分钟、后20分钟、有氧运动30分钟进行研究。运动诱导的AI变化与父母高血压相关差异不显著。运动增加了两组的FMD，但在高血压和正常父母之间没有显著的差异。父母高血压的妇女在运动后，而非运动前，FMD显著低于父母正常的妇女(均值±95%置信区间为11.3±4.9% vs 15.6±4.9%，P=0.05)。这些研究结果表明，30分钟的有氧运动可以改善正常肥胖、有HT父母史的年轻成年AA女性的FMD并揭示内皮功能障碍。 Future studies should determine whether regular aerobic exercise protects obese AA women from the endothelial dysfunction associated with diabetes and prevents CVD in this high-risk population.

1.简介

脉搏压，增强指数（AI），和血流介导的舒张（FMD）是行之有效的动脉硬度和内皮功能障碍[指标1]。这些血管结构和功能的测量也被认为是高血压、动脉粥样硬化和心血管疾病(CVD)的有用标志物和早期预测因子[2,3.]。血管健康是由许多因素，如肥胖，高血压父母，种族和体力活动的影响。此前的研究考察种族和血管功能之间的关系已经表明，非裔美国人已经受损的内皮依赖性和非依赖性血管舒张相比，欧洲血统（白种人）的美国人[4,5]。在这方面，没有流行CVD的年轻非裔美国人(AA)似乎比白种人更容易出现异常血压波反射、动脉壁厚度和动脉硬化[6]。

在过去的十年中，肥胖的流行率迅速上升，其中以嗜酒者居多的女性[7]。到2020年，AA 70％的女性被预计为肥胖[8]。内皮功能障碍和动脉硬化被认为是肥胖患者血管功能受损的最早表现，是高血压前期和高血压发生的前奏[9- - - - - -11]。When matched for age, pulse wave velocity, a key measure of arterial stiffness, is reported to be ~0.5 m/s higher in obese than in nonobese individuals [12]。

两个动脉硬度的遗传[13- - - - - -15]和高血压[16- - - - - -20]证明;的确，高血压的发病率最高的一个报道在非裔美国人[21]。在弗雷明汉心脏研究中发现，脉搏波速度、人工智能和动脉硬化标记物是父母有高血压病史、血压正常的个体的重要指标[22]。

体育活动可诱发化学和机械信号，从而激活许多促进心血管健康的生化途径[23,24]。运动对血管内皮功能的影响显著，即使是短暂的运动，也能改善血管扩张-收缩平衡，减少炎症和氧化应激，促进骨骼肌毛细血管的生长[25- - - - - -27]。

提示动脉硬化和内皮功能障碍是高血压发病和遗传的关键因素。因此，这项初步研究的目的是在有氧运动之前和之后立即测量桡动脉和主动脉脉压、动脉AI和臂动脉FMD。

2.方法

这项研究测试的假设血压正常的肥胖的年轻成人AA妊娠期高血压父母表现出较大的动脉僵硬度和较少的内皮依赖性血管舒张比血压正常的父母匹配的组和有氧运动的一个回合改善了血管内皮功能和动脉僵硬度。

我们招募了肥胖的年轻成年AA女性(18-26岁)，父母有或没有高血压病史，完成了这项研究(N= 20,10 /组)。所有参与者都提供了经霍华德大学机构审查委员会(IRB)批准的书面知情同意。排除标准如下:有糖尿病史、高脂血症、高血压病史、有吸烟史、在提交实验室化验前12小时内摄入咖啡因或有任何急性医学问题。肥胖的定义由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)定义为:女性身体脂肪占比为30%。28]，使用双能X射线吸收法（DEXA）扫描该测量。高血压家族史被定义为至少一个亲本与原发性高血压，由正在进行的药物治疗的存在确认。家长血压状况进行了一个研究助理的存在确认时，每名受试者通过电话联系他们的父母，询问他们的血压。

2.1。人体脂肪总量

在人体成分技术中，DEXA被认为是最适合高精度测量人体成分的方法[29,三十]。通过Hologic Discovery QDR系列DEXA扫描仪和Advanced Body composition™评估(Hologic, Inc.， Madison, WI.)分析身体成分。该扫描器每天根据制造商的说明书使用标准块进行校准。

2.2。峰值摄氧量

参与者上的电制动洛德Corival循环测力计（洛德，赫罗纳，荷兰）上进行的渐进运动试验，以确定峰值耗氧量（V ）。The progressive exercise test involved a 5-min warm-up at 20 W followed by a continuous incremental progression in power of 20 W every 3 min to the limit of volitional fatigue. Expired air was analyzed via an online breath-by-breath system (Max II, Physio-Dyne Instrument, Quogue, NY). Minute ventilation volume was inferred from the measurement of gas flow using a digital turbine transducer. Oxygen analyzer and carbon dioxide analyzer were calibrated with known medical grade gases before each test. V被定义为VO₂在过去60组的工作的测量值。

2.3。动脉僵硬度

动脉硬度测量使用脉搏波分析评估AI在桡动脉。AI定义为增强压(收缩期前后肩压差)与脉搏压的比值[31]。人工智能的测量使用无创设备SphygmoCor(澳大利亚悉尼AtCor医疗公司)，该设备允许在线脉搏波分析记录和自动计算[32]。血泊系统从径向压力波形合成中央(升主动脉)压力波，据报道相当于动脉内记录的波形[[endnoteref: 3]]。33使用广义传递函数[]34]。用血压计压平法测定左腕部Al。所有测量均为3次，平均值用于后续分析。

2.4。内皮功能

内皮功能口蹄疫在肱动脉使用根据高频超声CV70（西门子医疗解决方案公司，山景，CA）与已发表的指南[评估35]。在成像前，在左上臂上放置一个血压袖带。使用10mhz线阵血管超声换能器和CV70超声系统，将肱动脉置于肘部上方并进行纵切面扫描。记录肱动脉基线b型图像和血流频谱多普勒图像后，将袖带充气至250 mmHg 5分钟，以诱导反应性充血。在袖带充气后，立即获得光谱多普勒图像来验证充血。肱动脉图像在40和90后获得。感兴趣的结果变量是最大FMD(%)，即反应性充血后肱动脉直径相对于基线直径的最大百分比变化。

3.程序

All participants entered the laboratory with prior instructions limiting food intake and exercise for 4 h. Initially, the participant was positioned supine and body composition was analyzed by the DEXA scan. The participant was instrumented with the SunTech 4240 automated blood pressure device (SunTech 4240, SunTech Medical, Morrisville, NC) and metabolic cart, and then performed the progressive exercise test determining V 。心率，血压和VO₂在进行性运动试验中连续测量。确定V后大约1-3周 ,参与者进入实验室的条件类似于V的渐进式运动测试 。AI和口蹄疫的措施之前和之后的稳态亚极量运动进行了测定。Subjects were placed in a supine position for 10 min before the Al measurement. Brachial systolic pressure and diastolic pressure were measured using the SunTech automated device. At least four brachial blood pressure measurements were taken within a 5-min interval until the differences between systolic pressures were <10 mmHg; the average of the last two blood pressure readings was used to determine the blood pressure parameters for the pulse wave analysis. The subjects performed the exercise protocol consisting of cycling for 30 min on the cycle ergometer at 60% of their predetermined V 。Al and FMD were measured 20 min after the 30 min period of aerobic exercise.

4.统计分析

所有变量对数据进行正态分布检验。正态分布的数据表示为平均值±95％置信区间。使用ANOVA和事后t-测试对之间和内基团的差异进行评价。使用F检验为方差相等方差的平等进行了验证，发现所计算的F统计量为小于使用皮尔逊积矩系数求出F.相关性的临界值。预运动后的百分比变化被用来确定运动是否与多高血压家族史的比较组比对照组提高了FMD无高血压（单尾t检验用于与相等的方差装置）家族史。P≤0.05为差异有统计学显著。的GraphPad Instat的软件（GraphPad Software，拉霍亚，CA）进行统计分析。

5.结果

5.1。群特征

该队列包括正常紧张型肥胖的年轻成年非裔美国女性，父母有或没有高血压病史。两组没有对年龄差异(计算意味着±标准错误21.1±0.3 vs 21.2±0.6年),高度(165±1.9 vs 165厘米),体重(84.8±3.2 vs 79.3±3.8公斤),脂肪量(37.4±1.4 vs 36.0±1.0%)、收缩压(108.6±3.3 vs 112.6±3.1毫米汞柱),舒张压(76.6±2.9 vs 76.0±2.2毫米汞柱),或V（19.2±0.9 VS 21.6±1.0 L·分钟¹·公斤¹）。

5.2。血流动力学和普乐波分析

表1表明在运动治疗前后，两组患者的动脉增强指数(AI)、心率、臂动脉和中央主动脉收缩压、舒张压和脉压没有差异。运动前基线AI与身高呈负相关(r = -0.47, P<0.01)。

5.3。内皮功能

数字1介绍运动前和运动后FMD的差异。上图显示，无高血压家族史的对照组和有高血压家族史的对照组FMD均显著增高。下图显示，有高血压家族史组在有氧运动治疗后FMD更少(均值±95%置信区间11.3±4.9% vs 15.6±4.9%，P<0.05)，而在有氧运动治疗前则不(见上图)。FMD与心率、父母史和体育活动呈正相关(r= 0.40, P<0.05)。

6.讨论

这是第一次研究，以比较动脉硬化和血管内皮功能的血压正常的肥胖的年轻成年女性AA，有和无高血压家族史。The main finding of the study is that less flow-mediated vasodilation associated with reactive hyperemia was found in the women with family histories of hypertension 20 min after a single bout of aerobic exercise. Although the exercise increased flow-mediated dilation (FMD) in both study groups, we found no evidence of that there was less exercise-induced improvement in FMD in the group of women with hypertensive parents than in the control group of women with normotensive parents.

有动脉硬度（即，AI和脉压）的血管标志没有显著差异。有行使这项研究是在动脉血压和AI没有组间差异之前是表明该研究组患者的年龄，体重，身体脂肪百分比，和有氧能力旗鼓相当。因此，通过实验设计指示，父母高血压是主要的变量不匹配测试研究的假说。

测量径向收缩压，舒张压，和脉冲压力和主动脉的压力进行了计算，基于从径向压力波形导出的估计[32,33]。主动脉压被示出为左心室行程体积和主动脉柔顺性/弹性度之间的关系的一个可靠的指标。观察到的中央（主动脉）脉冲压力指示不良心血管事件如局部缺血/梗塞的风险增加。高主动脉压也被报告为指示低主动脉/动脉顺应性或刚度[的36]。在远端测量，臂动脉和桡动脉脉压被认为是传播的主动脉压力波的动脉增强的指标[37]。这些压力波从各种原因，包括中型和较小的外周动脉的刚性，仅间接地与心血管不良事件[关联的结果38]。人工智能也是动脉硬化的一种衡量方法，动脉硬化受各种混杂因素的影响，如身材较矮、心率较低和年龄较大，这些因素往往会增加动脉硬化[39]。我们证实了身体的身材和AI之间的明显的生理关系，凭借我们的研究结果，即身高和基线运动前AI呈负相关。我们发现，有高血压病史父母并没有预测增加动脉僵硬度是不与父母高血压与增加主动脉僵硬有关的报道一致[40]。这种不一致可能解释的事实,在上述研究中,体重、体重指数、收缩压和脉冲压力明显在高血压组与父母的历史比组中没有这样的历史,然而,这些参数没有不同,我们学习小组之间配合得很好的。

尽管这是首个证明正常肥胖AA女性中FMD较少的研究，但在父母有高血压病史的非肥胖AA正常肥胖患者中FMD受损的研究已经有报道[41]。演习表明，以改善血管内皮功能的健康和不健康的人群[42- - - - - -44]。我们的研究结果还显示，女性，与这两个群体和无高血压家长增强运动后FMD的。我们的一个研究的更有趣的方面是，有氧运动的30分钟的回合被要求在揭露内皮功能的表观损伤，如以下肱FMD测量，在妇女有高血压亲历史。这一发现支持了这项研究的假设，研究对象与hypertnesive父母有某种程度的内皮功能障碍，尽管有基线在正常范围内休息动脉血压和肱口蹄疫不是比他们的同行与血压正常的父母不同。

肱动脉的FMD是一个，其中周内皮功能的几个，措施。这样FMD是依赖于内皮衍生的一氧化氮，以及其他因素[45]。在休息期间缺血诱导的血管扩张稍微少前20分钟，以及显著少后，有30分钟的回合有氧运动在妊娠期高血压父母比女性血压正常的父母发现。这种内皮功能障碍被认为是反映一氧化氮的生物利用度的降低，并且似乎涉及高于正常钠[46]和脂肪[47]摄入和在许多文化和种族的饮食特点。可以肯定的是，我们的数据可能是由高盐饮食偏向，尤其是如果血压响应盐或者是遗传的性状或由父母得知饮食习惯调节行为。尽管目前尚不清楚钠摄入是否可以通过种族可遗传的性状，血压响应性高和低盐饮食被示出为表现出显著遗传在中国人群包括1906名受试者[48]。对这种盐敏感性的推测机制的回顾可能与肾素-血管紧张素系统、醛固酮合成酶、细胞色素p450 3A、上皮钠通道、交感神经系统、βg蛋白、-内收蛋白、内皮一氧化氮合酶和激肽激肽系统基因的-3亚基[49]。这是超出了本研究以测量研究受试者的钠摄入的范围。然而，其中盐的摄入量和基因型测量或控制我们的肥胖女性与正常血压内皮功能障碍的证据，应该可以推动在更大组血压正常的肥胖非裔美国妇女的未来研究的设计。

涉及7346个血压正常的美国科目的流行病学研究年龄在25-74年，无高血压或心血管疾病的报道称，宽脉冲压力显著与心血管死亡的高风险，但只有最年轻的受试者在其中心血管疾病是一个非常低风险[50]。在任中心动脉或桡动脉脉搏的压力，或在本研究中动脉增强指数没有显著效果不能支持这一假设较硬动脉更可能在血压正常的肥胖AA雌性后代高血压父母的比中找到的那些父母血压正常的。由于本试验研究的样本量相对较小的，该负的发现，以及在上述正面的，应谨慎解释一个更大的研究悬而未决。

七，结论

一组父母为血压正常的肥胖年轻成年非裔美国妇女在有氧运动后表现出的缺血诱导血流介导的血管舒张能力，似乎低于父母为血压正常的对照组。这些发现表明，在正常紧张型肥胖、父母有高血压的非裔美国妇女中，仅在进行一轮有氧运动后，内皮功能更有可能受损。我们没有发现任何证据表明，高血压妇女的内皮功能更抵抗改善有氧运动。一般而言，有氧运动和体育活动对高血压和心血管疾病的预防和治疗作用较大[51,52]。对相似人群的纵向研究有助于确定正常紧张型肥胖AA女性的内皮功能是否可以预测其高血压的发展，以及有氧运动是否可以充分改善内皮功能，从而预防高血压和心血管疾病的发展。

数据可用性

支持这篇研究文章的数据可向20060年美国华盛顿霍华德大学癌症中心运动科学与人类营养实验室主任小弗农·邦德教授索取，电子邮件:vbond@howard.edu。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

致谢

这项工作是由准许2G12 RR003048从少数民族机构（RCMI）计划，研究基础设施部，国家研究资源中心的研究中心和美国国立卫生研究院，美国的部分资助。作者承认纳迪亚沃尔科娃女士的稿件发展的技术援助。

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