根據國家兒童檢測計劃，英格蘭大約1/4的10~11歲兒童肥胖，並且在成年後有發生肥胖相關疾病的風險。現在，倫敦國王學院的研究人員首次揭示了肥胖對幼兒心臟解剖結構的影響，特別是心臟如何適應肥胖及其獨立於自然生長髮育等其他因素產生的額外需求。該研究發表在European Heart Journal - Cardiovascular Imaging上，是第一項以三維（3D）形式表徵兒童心臟的研究，並觀察了左心室（LV）。
研究人員對2631例10歲兒童（其中51.3%為女孩）進行了一套全面的心血管磁共振（CMR）掃描檢查，重建每例受試者的LV 3D解剖結構（圖1）。使用的資料來自R世代研究，這是一項從胎兒生命開始的基於人群的荷蘭前瞻性佇列研究，其廣泛的資料收集用於檢查心血管系統發育和早期心血管危險因素。
圖1. 構建形態變異性描述和風險因素檢測的統計形狀模型
對2631例兒童（年齡10.2±0.6歲，51%女孩）的心臟磁共振短軸掃描進行了分段。3D CV網格自動擬合到分段上重建LV解剖，並進行配準，以保證各網格的解剖對應。然後，利用統計形狀模型推匯出形狀變化的模式。19種模式描述了人群中90%以上的LV形狀變異性。體表面積、年齡和性別主要與描述LV大小和球形度的模式相關。少數模式與體重指數（BMI）唯一相關，這表明肥胖兒童存在縱隔傾斜（R2=4.0%）、前後方向受壓（R2=3.3%）和偏心度降低（R2=2.0%）。
在超重閾值時心臟重構顯著
研究人員發現，LV的橫截面呈圓形。它也會偏離正常的垂直對稱，這種情況也出現在主動脈狹窄患者中。一個值得注意的發現是，當10歲兒童的BMI大約為19 kg/m2時，心臟重構變得顯著（圖2），這相當於成人超重時的BMI閾值25 kg/m2。
圖2. LV形狀的肥胖特徵
（A）與肥胖特別相關的個體模式（左）及其線性組合（右）。從隔膜和前側顯示形狀。與BMI低（紫色覆蓋）的兒童相比，肥胖兒童的心臟（橙色覆蓋）更呈球形，前中隔下軸受壓，橫截面更呈圓形。紅色球體表示右心室（RV）的位置。箱線圖中提供了高BMI（綠色）和低BMI（藍色）年輕心臟形狀模式的分佈。PCA，主成分分析；SD，標準偏差。（B）在該研究佇列中，肥胖特徵的得分被歸類在10個同等大小的樣本中。拐點出現在BMI 18.7~19.4 kg/m2（與之前和此bin進行比較的t檢驗：P=0.006），表明年輕的心臟形態在BMI 19 kg/m2附近容易發生重構。
心臟研究員Pablo Lamata教授指出，在未來，這種重構模式可以為風險預測模型提供資訊，並使人們更早地認識到從兒童時期開始採用更健康生活方式的重要性。
研究人員強調，與肥胖相關的疾病是導致可預防性死亡的主要原因，並指出與肥胖相關的心血管疾病風險增加不僅是由高血壓、糖尿病、阻塞性睡眠呼吸暫停和冠狀動脈疾病引起的，而且會由心臟結構和功能變化引起。
他們解釋了部分與肥胖相關的成人心血管疾病風險可能在兒童時期就已形成，並評論說Bogalusa心臟研究表明兒童肥胖與成人LV擴張和肥厚有關，以及得出結論認為兒童期BMI是成年期LV肥厚的唯一獨立預測因子。他們還指出，兒童流行病學研究表明兒童肥胖會導致LV肥厚。
重構模式使肥胖的影響更加清晰
作者解釋了他們如何確定與兒童肥胖相關的獨特解剖特徵，這些特徵可能有助於風險分層；並補充說，他們的發現證明了心臟如何透過增加形狀的圓度和間隔壁的厚度來適應BMI增加，以應對更高的工作需求。
首席研究員Maciej Marciniak說，兒童肥胖是一個主要問題，因為它可能會影響健康發育。有了更多關於這一影響的臨床資訊，臨床醫生將能夠更好地建議患者在更早的年齡遵循更健康的生活方式。
研究人員表示，根據他們的發現，理解和量化肥胖對發育的影響正變得越來越清晰。他們希望其研究結果能夠幫助檢測成年期的個人未來風險。Maciej Marciniak指出，未來類似分析可能有助於瞭解與生活方式選擇、環境因素和其他引數有關的其他重構模式。
參考文獻：Marciniak M, van Deutekom AW, Toemen L, Lewandowski AJ, Gaillard R, Young AA, Jaddoe VWV, Lamata P. A three-dimensional atlas of child's cardiac anatomy and the unique morphological alterations associated with obesity. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2021 Dec 21: jeab271. doi: 10.1093/ehjci/jeab271.
