CKD为什么会导致患者的认知和运动功能受损？

慢性肾脏疾病(CKD)是全球卫生保健系统的主要负担，是导致患者残疾和生活质量差(QOL)的主要原因。运动不耐受和认知/精神障碍在CKD中很常见，被认为是CKD患者生活质量下降的主要原因。先前的研究表明，运动不耐受和认知障碍在早期CKD阶段就已经存在，其严重程度随着终末期肾病(ESKD)的进展成倍上升。

脑灌注和氧合在认知功能和运动执行中都起着重要作用。这是因为脑组织需要持续的氧气供应，以支持高速率的三磷酸腺苷(ATP)的产生，这是保持电活性状态所必需的。此外，随着大脑活动的增加(例如在执行认知和/或体力任务期间)，神经元的耗氧量也会增加，脑血流量(CBF)也会增加，以满足更高的氧气和底物需求。然而，目前关于CKD不同阶段的脑灌注和氧合的证据很少。

2023年5月，NDT发表了一项最新研究，该研究通过近红外光谱(NIRS)评估轻度物理应激期间的脑氧合和区域血容量变化，发现肾功能异常是导致脑灌注和氧合降低的重要原因。该机制或可指导CKD患者认知和运动功能障碍的相关治疗与管理。

研究设计

这是一项预先指定的观察性对照研究分析，主要目的是研究CKD患者的肌肉氧合和微血管反应性。

本研究纳入了90名参与者。包括试验组：CKD 2 ~ 4期患者，对照组：健康人群（仅有少数患有轻度高血压或血脂异常）。

收集参与者的基本信息、记录常规实验室检查、简易精神状态检查(MMSE)、国际身体活动问卷(IPAQ)、微血管(肌肉充血反应)和大血管功能(cIMT和PWV)指标等结果。并嘱90名参与者以最大自愿收缩(MVC)的35%进行了3分钟的间歇性握力练习。运动时，用近红外光谱法测定脑氧合(氧合血红蛋白- O2Hb、脱氧血红蛋白- Hb、总血红蛋白- tHb)。

应用统计学软件进行数据分析，还进行了单变量和多变量线性回归，以评估各种人口统计学和临床特征与运动期间O2Hb反应的关系。

研究结果

1.人口学及临床特点

纳入90名参与者；CKD 2、3a、3b、4期每组18例，对照组18例。各组之间在年龄、性别和体重指数上没有差异。随着CKD分期的进展，MMSE评分显著降低(对照组:29.2±1.2，第二阶段:28.7±1.0，第三阶段:27.8±1.9，第三阶段:28.0±1.8，第四阶段:27.6±1.5;p = 0.019)。（表1）

表1 该研究的人口学、人体测量学和临床特征

2.脑近红外光谱NIRS

在运动过程中，CKD患者和对照组的O2Hb、tHB和Hbdiff均有所增加，而HHb的变化可以忽略不计。然而，CKD患者O2Hb、tHB和Hbdiff的平均升高明显低于对照组（图1）。

图1 慢性肾病患者和对照组间歇握力运动期间脑氧合血红蛋白(O2Hb)、脱氧血红蛋白(hbb)、总血红蛋白(tHb)和血红蛋白差(Hbdiff)的平均反应

图由每10秒平均的个人数据构成。

运动时脑氧合的平均反应随着CKD分期的进展而降低(O2Hb:对照组:2.50±1.54，2期:1.30±1.05，3a期:1.24±0.93,3b期:1.11±0.89,4期:0.97±0.80μmol/l;p < 0.001)。平均tHb反应(区域血容量指数)呈相似的下降趋势(p=0.003);各组间HHb无差异(表2)。

表2 不同研究组握力运动时大脑近红外光谱参数的平均反应

3.NIRS与认知能力、身体活动和MVC的关系

握力运动过程中O2Hb和Hbdiff的平均反应与MMSE评分呈中等相关性(r=0.221, p=0.038;r=0.236, p=0.028)，和以METs/week表示的体力活动和MVC密切相关。(图3)。

图3握力运动时脑氧合指数(O2Hb和Hbdiff变化)与认知功能(最小精神状态检查分数-MMSE)、握力最大自愿收缩(MVC)和体力活动(MET min/week)的相关性分析图表。

4.与脑氧合有关的因素

在单因素线性分析中，年龄较大、eGFR、Hb、微血管充血反应较低和PWV升高与运动时O2Hb反应较差有关；在多因素分析中，eGFR是唯一与O2Hb反应独立相关的参数。

表3单因素和多因素线性回归分析可能影响握持过程中O2Hb响应的参数

研究讨论

本研究首次检测了年龄和性别匹配的不同阶段CKD患者(2,3a, 3b和4)以及匹配的非CKD对照组在运动期间脑氧合和区域血容量变化。研究发现在握力运动过程中，O2Hb和Hbdiff的平均反应(组织氧合指数)随CKD分期的进展而逐渐恶化。在平均tHb反应(区域组织血容量变化的指标)中检测到类似的过程。各组之间HHb反应无显著差异，表明CKD与对照组以及进展期CKD之间的氧提取能力无差异。在多元线性回归中，只有低eGFR水平与不良的O2Hb反应独立相关，说明肾小球滤过率的降低是导致脑氧合钝化的独立危险因素。

且在目前的分析中，发现了脑氧合指数(即:O2Hb和Hbdiff)和用MMSE总分估计的认知功能，呈现显著的正相关。此外，脑氧合指数与MVC和身体活动水平相关，提示脑氧合受损可能是导致认知缺陷和身体残疾/运动不耐受的重要因素。

随着CKD分期的进展，运动期间脑氧合和局部血容量的增加是钝化的。这可能归因于CKD相关的结构和功能变化。可能由于毛细血管完整性的丧失和脑内小血管数量的减少；由于动脉粥样硬化和大脑血管僵硬增加导致的脑血管反应性受损也可能起作用，因为动脉粥样硬化和动脉硬化都与脑灌注和氧合密切相关，并随着CKD的进展而恶化。最后，与肾功能丧失并行增加的SNS过度活动可导致脑血管损伤和内皮功能障碍，从而导致脑氧合降低。

轻度物理应激时大脑前额叶皮层的激活随着CKD的进展而减弱，而脑氧合钝化或可导致认知功能受损和运动耐量降低。提示，改善脑氧合钝化或可改善认知功能受损或运动耐量降低。