我們的心臟，或許比想象中更容易發生變化。

撰文 | 二七

審校 | Clefable

1990 年，日本心臟病專家佐藤光（Hikaru Sato）注意到了一批特別的患者。這批患者一共 30 人，所有人都是因胸痛、氣短入院，而在初步檢查中，也都表現出了心力衰竭的特征。

然而，當醫生仔細檢查后，卻沒能從他們身上發現心肌梗死患者的典型癥狀（包括冠狀動脈狹窄），大多數患者甚至根本沒有表現出任何患有心臟病的跡象。

為了搞清楚這些患者身上究竟發生了什么，醫生又做了另一項測試評估了他們左心室的狀況，結果更加奇怪：患者的左心室頂部變窄，底部卻像氣球一樣膨大了起來，形狀就像日本漁民捕捉章魚時用的魚簍一樣。

因為這樣的形狀，佐藤光教授給這種疾病起名為“章魚簍綜合征”（Takotsubo syndrome）。當尋找這種怪病的易感人群和誘發因素時發現，科學家發現患者中很大一部分是女性，尤其是絕經后的女性。而其中的大部分在患病前不久經歷過心理或生理上的巨大刺激，因此這種疾病也被稱為“心碎綜合征”。

盡管具體的發生機制尚不完全清楚，但這種疾病的誘因很明確：心理和生理上強烈的應激狀態。目前認為，在經歷情緒劇烈波動或是遭受巨大壓力時，人體的交感神經會調節壓力激素，激發“戰或逃”反應。這種反應能夠調整許多生理功能，包括心率、血壓、呼吸頻率等。

正常情況下，威脅消失之后，反應就會消失。然而對章魚簍綜合征的患者來說，他們處理情緒的腦區和交感神經的聯系減弱了，導致交感神經過度反應、壓力激素持續分泌，最終就導致了左心室變形。

好消息是，對于大部分患者來說，3-6 個月內就能自愈，心臟結構和功能異常都可以恢復。

時長時圓的心臟

我們有時會認為，心臟作為如此重要的器官，成年后理應保持較為穩定的形態。但事實上，它比我們想象中更容易發生變化。除了典型的“章魚簍綜合征”之外，已經有許多研究發現，在患心臟病后，心臟會變得更圓 —— 這被稱為心臟球形度，通常用左心室短軸和長軸的比值來衡量。而在已知患有心臟病的個體中，左心室球形度增加也與預后不良有關，包括室性心律失常和死亡。

2014 年的一項研究還發現，當航天員長時間處于太空的失重狀態下時，心臟會變得更圓，球形度平均增加了 9.4%。幸好這種變化似乎是暫時的，在返回地球后不久，航天員的心臟就恢復到了正常的細長形狀。

不過，即使沒有經歷過“心碎”或是心臟病，并且沒有去太空的經歷，心臟的形狀也會隨著我們的生活方式改變。2019 年，一項發表于《美國科學院院刊》（PNAS）的研究就發現，運動習慣能改變我們心臟的形狀。

運動讓心臟變長？

如果對比智人與我們的近親 —— 黑猩猩，我們能發現許多人體結構是為耐力而生的，我們的關節可以吸收沖擊力，肌腱具有彈性，連心臟也針對耐力進行了優化 —— 然而優化程度要看你是堅持鍛煉，還是個久坐不動的“沙發土豆”。

2019 年，哈佛大學和不列顛哥倫比亞大學的研究者利用超聲成像檢查了 160 多名成年男性的心臟形態，其中包括長跑運動員、專業橄欖球巡邊員（協助裁判在邊線處做出裁定）、塔拉烏馬拉人（Tarahumara，被稱為“世界第一跑步民族”）和典型的城市社畜 —— 久坐不動的成年人。作為對比，他們還觀察了 43 只成年雄性黑猩猩的心臟。

塔拉烏馬拉人以農業為生，從醫學健康的角度來說，他們終生都在從事低到中等強度的耐力運動（EPA）—— 農作。理論上來說，他們更符合工業革命前人類的“原始”形態。長跑運動員的長期訓練也起到了相似的效果。然而橄欖球巡邊員的訓練則強調短時間、高強度的運動，這被稱為抗阻力運動（RPA），他們的活動模式更像每天要打斗或攀爬的黑猩猩。

而研究者發現，不同人群和黑猩猩的左心室形態出現了明顯的差異。從事中低強度耐力運動的長跑運動員和塔拉烏馬拉人，他們的左心室明顯更大、壁更薄，形狀也更長 —— 這些特征有助于長時間泵出大量血液。

相比之下，巡邊員的心室壁更厚，心室也更短、更寬。黑猩猩的心室則最短、最厚。研究者提出，高強度活動會導致動脈血壓短時間飆升，因此需要如此小的腔室容積、厚壁和更圓的形狀，它們可以確保足夠的血液流動到大腦以維持意識。

然而有些奇怪的是，即使沒有這些演化壓力，長期久坐、很少運動的生活方式似乎也會同樣導致更厚的心室壁和更圓的心臟形狀。研究者還不確定是什么導致了這種傾向，但這至少提醒了我們，維持中低強度運動，可以讓心臟“更像個人”。

心臟形狀與心臟病

人類的心臟是一個極為復雜的結構。即使相關的醫學已經經過了長期的發展，但現有的診療手段依然有限。目前對心臟的檢查，大多集中在形態和功能。而針對心臟球形度的研究，主要集中在心臟病發作后的患者身上。最近，發表于 Med 的一項研究猜測，在心臟病發作前，心臟或許就會開始變圓。

這項研究使用了來自英國生物銀行的數據。作為研究的一部分，近 4 萬名參與者進行了心臟核磁共振成像。隨后，根據醫療記錄，研究者統計了他們中哪些人后來患上了心肌病、心房顫動或心力衰竭等疾病，而哪些人沒有。

研究團隊使用深度學習技術自動測量了心臟的球形度。結果顯示，心臟球形度更高的人，未來出現房顫的可能性高 31%，患心肌病的可能性高 24%。

同時，研究者還研究了影響心臟球形度的遺傳因素，他們發現在相關基因中，有 4 個與心肌病相關，3 個與更高的房顫風險相關。

“心臟形狀的變化可能是疾病的第一個跡象，”斯密特心臟研究所心臟病學系主任，研究作者克里斯蒂安?M. 阿爾伯特（Christine M. Albert）說道，“了解心臟在面對疾病時如何變化 —— 加上現在有更可靠和直觀的成像來支持這些知識 —— 是預防此類疾病的關鍵一步。

需要提醒的是，目前這項研究還只是推測，距離真正的臨床應用還需要更多、更細致的數據支持。研究的通訊作者之一、斯坦福大學醫學院的預防心臟病專家和講師肖阿?L. 克拉克（Shoa L. Clarke）也強調：“心臟球形度并不一定是問題本身，它可能只是問題的一個標志。心臟較圓的人可能有潛在的心肌病或潛在的心肌分子和細胞功能障礙。我們更需要問的是，將心臟球形度納入臨床決策是否有用。”

當你成為一個沙發土豆，你的心臟就會更像一個沙發土豆？

封面來源：Unsplash

參考鏈接：

• https://www.eurekalert.org/news-releases/983948

• https://www.acc.org/about-acc/press-releases/2014/03/29/09/09/may-hearts-in-space

• https://www.cell.com/med/fulltext/S2666-6340(23)00069-7?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2666634023000697%3Fshowall%3Dtrue#secsectitle0100

• https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.1906902116

• https://www.science.org/content/article/running-or-sitting-can-change-shape-your-heart

本文來自微信公眾號：環球科學 （ID：huanqiukexue）

總結

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