1、心律失常的電生理基礎(chǔ),心律失常是心臟興奮機能紊亂及電活動失常的表現(xiàn)，根據(jù)其形成機制分為三類，即興奮產(chǎn)生異常、興奮傳導(dǎo)異常及興奮產(chǎn)生與傳導(dǎo)均異常。,一、興奮產(chǎn)生異常 興奮產(chǎn)生異常(abnornal impulse generation)指心臟的興奮機能紊亂。根據(jù)興奮產(chǎn)生異常引起心律失常的機制可分為三類，即正常自律性機制引起的心律失常、異常自律機制引起的心律失常和觸發(fā)活動機制引起的心律失常。 (一)正常自律機制引起的心律失常 正常自律機制引起的心律失常是指心臟自律細(xì)胞在最大復(fù)極電位正常時，通過“4”時相自動除極化變化所形成的心律失常。,1慢反應(yīng)自律組織自律機制異常 慢反應(yīng)自律組織自律變化所呈現(xiàn)的心

2、律失常有竇性節(jié)律的改變(竇性心動過速、過緩和不齊)、異位心律及異位搏動。當(dāng)竇房結(jié)自律性增高時(“4”時相除極坡度增加)，可引起竇性心動過速；自律性降低時(“4”時相除極坡度減小)，可引起竇性心動過緩。顯著的竇性心動過緩或竇性激動傳出受阻時，潛在的起搏點由于失去竇房結(jié)的控制而自動產(chǎn)生興奮，控制部分或整個心臟，這種異位搏動或異位心律稱為“被動性異位搏動或心律”，多數(shù)情況下為交界區(qū)逸搏或心律。在較罕見的情況下，交界區(qū)節(jié)奏點未能及時發(fā)出激動，或是激動未下傳，則節(jié)奏點來自更低水平的起搏細(xì)胞，形成希氏束、束支乃至心室肌層浦肯野纖維網(wǎng)的逸搏或心律。,當(dāng)潛在起搏點的自律活動特別增高并超過竇房結(jié)時，它可主動、提

3、前發(fā)出激動而搶在竇房結(jié)激動到達(dá)之前，此為主動性異位心律。在一幀心電圖中如出現(xiàn)一個或兩個異位激動，稱為過早搏動或期前改縮；如在一段時間內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)一系列自動性異位心律，則稱為非陣發(fā)性心動過速(自主性心動過速)。其形成系慢反應(yīng)自律組織自律性升高所造成。,2快反應(yīng)自律組織自律性異常 快反應(yīng)自律組織如浦肯野纖維的“4”時相自動除極增高，自律性增強，可產(chǎn)生過早搏動或期前改縮。但更多的情況是由于病理或藥物的影響，快反應(yīng)自律組織轉(zhuǎn)變?yōu)槁磻?yīng)自律組織，并產(chǎn)生異位搏動或異位性心動過速，此種心動過速的頻率相對較緩慢。,(二)異常自律機制引起的心律失常 異常自律機制是指以不同于自律組織“4”時相自動除極化的正常離子機

4、制引起的自律活動。據(jù)研究，從人體心臟手術(shù)中取出的病變心房和梗死區(qū)的心室組織，在膜電位-6050mV時，可見到自律活動。某些病理狀態(tài)下，當(dāng)膜電位由于部分除極化而絕對值顯著減小時，膜電位不穩(wěn)定，在無明顯外來刺激作用下，傾向于產(chǎn)生自發(fā)的膜電位振蕩(又稱除極誘發(fā)的膜電位振蕩)。當(dāng)振蕩除極化達(dá)閾電位時，就產(chǎn)生一個新的動作電位，此即異常自律活動。自發(fā)膜電位振蕩的離子基礎(chǔ)是細(xì)胞膜部分除極化而膜電位降低，快鈉通道失活，快鈉內(nèi)向電流消失，而慢鈣通道激活，形成慢電流。因此，自發(fā)膜電位振蕩的除極過程是Ca2+內(nèi)流引起的。異常自律活動可受到細(xì)胞內(nèi)外鈣濃度的影響，細(xì)胞外鈣濃度增高時，鈣內(nèi)流加速，異常自律活動增強；反之，

5、細(xì)胞外鈣濃度降低，或應(yīng)用鈣通道阻斷劑如異搏定等，可抑制異常自律活動。I類抗心律失常藥如奎尼丁、利多卡因等，主要影響Na+通道，對正常的自律活動有抑制作用，但對異常自律活動則無作用。竇房結(jié)沖動對異常自律活動沒有超速抑制作用，故一旦出現(xiàn)竇性間歇，這種異位起搏點便立即奪獲而主宰心臟節(jié)律。,異常自律活動不僅可出現(xiàn)于潛在的起搏組織，而且對非自律組織如心房肌、心室肌也可出現(xiàn)異常自律活動。各種原因引起的部分除極化狀態(tài)如心肌缺血、血鉀過高、洋地黃中毒等，都可出現(xiàn)異常自律活動。,(三)觸發(fā)活動 觸發(fā)活動(triggered activity)又稱后除極，是指在病理情況下，心肌于一次正常動作電位觸發(fā)之后膜電位自發(fā)

6、出現(xiàn)一種繼發(fā)性振蕩性除極活動，當(dāng)這種振蕩電位使膜除極到達(dá)一定程度(閾電位)時，即可產(chǎn)生一次異位激動。如該異位激動也形成一次后除極，則可再次觸發(fā)一次異位激動，從而引起一連串的異位搏動，形成觸發(fā)性心動過速。目前認(rèn)為，在興奮性異常的心律失常中，觸發(fā)活動比異常自律性和正常自律性變化更重要。根據(jù)后除極發(fā)生的時間，可分為早期后除極(early afterelepolarization， EDA)和遲發(fā)性后除極(delayedafter depolariaztion ，DAD)，詳見本書第三十七章第十九節(jié)觸發(fā)活動和觸發(fā)性心律失常。,二、興奮傳導(dǎo)異常,興奮傳導(dǎo)異常(abnormal impulse condu

7、ction)指心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)傳導(dǎo)性降低，是形成心律失常的主要原因，包括傳導(dǎo)障礙和興奮折返等。,(一)傳導(dǎo)障礙 傳導(dǎo)障礙(conductive distuirbance)是指傳導(dǎo)速度減慢(傳導(dǎo)延遲)或傳導(dǎo)阻滯?？砂l(fā)生于心臟的任何部位，但以竇房結(jié)、房室交界區(qū)和房室束支最為常見。其發(fā)生的原理有：心臟組織處于不應(yīng)期；遞減性傳導(dǎo)；不均勻傳導(dǎo)。上述原因可形成傳導(dǎo)延遲和傳導(dǎo)中斷。根據(jù)傳導(dǎo)阻滯發(fā)生的方向，可分為單向阻滯和雙向阻滯；根據(jù)傳導(dǎo)阻滯發(fā)生的時間，可分為“3”相傳導(dǎo)阻滯和“4”相傳導(dǎo)阻滯。此外還有多層次傳導(dǎo)阻滯、差異性傳導(dǎo)等。,1興奮擴布的前方組織處于不應(yīng)期 心臟組織在有效不應(yīng)期內(nèi)不能產(chǎn)生擴布性興奮和傳導(dǎo)

8、，在相對不應(yīng)期內(nèi)興奮傳導(dǎo)減慢。如果興奮擴布到達(dá)的部位正處于不應(yīng)期，就可能產(chǎn)生不同程度的傳導(dǎo)阻滯。竇房結(jié)以下各組織包括心房肌、房室交界區(qū)、房室束、束支及浦肯野纖維，其有效不應(yīng)期依次逐漸延長，當(dāng)心率過快時，興奮可在正常傳導(dǎo)徑路上遭遇不應(yīng)期組織而被阻斷。右束支的不應(yīng)期比左束支長，故室上性心動過速時右束支易發(fā)生傳導(dǎo)阻滯。,2單向傳導(dǎo)阻滯 單向阻滯是傳導(dǎo)阻滯中的一種常見形式，即興奮在某處只能單向傳導(dǎo)而不能反向傳導(dǎo)，從而為興奮折返創(chuàng)造了條件。單向傳導(dǎo)阻滯產(chǎn)生的原因目前認(rèn)為有： (1)激動綜合現(xiàn)象 在順向傳導(dǎo)過程中，激動從一般纖維分散到多股纖維中去，減弱了激動的效力，以致不能傳布下去；而從相反方面?zhèn)鞑嫉募?/p>

9、，于數(shù)個纖維束同時傳向一個纖維束，激動發(fā)生綜合，效力增強，可以傳導(dǎo)過去。 (2)不均勻病態(tài)生理 某處心肌組織由于病態(tài)生理的嚴(yán)重不均勻，當(dāng)激動從病態(tài)嚴(yán)重的一端傳入，在電勢強盛之時，尚能傳入，以后雖有遞減傳導(dǎo)，但遇到的傳導(dǎo)“阻力”越來越小，因而可以通過。但是當(dāng)激動從病態(tài)輕的一方向病態(tài)重的一方傳導(dǎo)時，不僅發(fā)生遞減性傳導(dǎo)，而且遇到的傳導(dǎo)阻力也越來越大，最后終于不能通過，而產(chǎn)生單向傳導(dǎo)阻滯。,3.遞減性傳導(dǎo)指傳導(dǎo)速度逐漸減慢的現(xiàn)象。遞減性傳導(dǎo)發(fā)生的原因為：興奮擴布的前方組織由于各種原因跨膜電位愈來愈小或空間常數(shù)愈來愈小,以致傳導(dǎo)速度愈來愈慢,逐漸發(fā)展至傳導(dǎo)中斷。當(dāng)興奮傳導(dǎo)到膜電位小于-60m的部位時,快

10、反應(yīng)電位轉(zhuǎn)變?yōu)槁磻?yīng)電位,傳導(dǎo)性降低,而且所產(chǎn)生的興奮也從“全或無性”變?yōu)椤胺旨壭浴?因此傳導(dǎo)性隨膜電位的減小而逐漸降低,形成遞減性傳導(dǎo)(詳見第三十七章第二節(jié)遞減性傳導(dǎo))。,4不均勻傳導(dǎo) 激動在某組織中傳布時,由于該組織解剖生理特點,激動在各局部傳導(dǎo)性能不均齊、不同步,激動波峰前進速度參差不齊,降低了激動傳布的效力,稱為不均勻性傳導(dǎo)。這種情況在纖維粗細(xì)不均勻而又分布散漫的交界區(qū)(尤其是結(jié)區(qū))較易發(fā)生。在心肌梗死心臟缺血時,不同部位的肌纖維受損程度不一,激動在其中傳布時,亦可發(fā)生不均勻傳導(dǎo),形成傳導(dǎo)障礙。,5.差異性傳導(dǎo) 室上性沖動由于生理性傳導(dǎo)異常,造成心室除極順序變化,使QRS波群有異于正常

11、的現(xiàn)象，稱為心室內(nèi)差異性傳導(dǎo)，可分為心室相性和非心室相性室內(nèi)差異性傳導(dǎo)兩類。前者由提早發(fā)生的室上性沖動引起；后者指房室交界處逸搏與竇性激動形態(tài)不同而言。差異性傳導(dǎo)發(fā)生的機制有以下幾種可能性：,房交界區(qū)與希氏束縱向分離,造成心室除極不同步；馬氏纖維傳導(dǎo)；激動起源于分支或結(jié)下發(fā)生“4”時相傳導(dǎo)阻滯(詳見第三十七章第二節(jié)室內(nèi)差異性傳導(dǎo)) 。 6.超常傳導(dǎo) 正常動作電位“3”時相的末期有一超常應(yīng)激相（Supernirmal Excitability phase）,在此相閾下刺激也可以產(chǎn)生過早搏動,稱之為超常應(yīng)激現(xiàn)象。超常應(yīng)激的產(chǎn)生是由于心肌細(xì)胞在超常相的膜電位值小于完全恢復(fù)期,其膜電位更接近閾電位,所

12、以強度較小的“閾下刺激”即可使心肌除極達(dá)到閾電位而誘發(fā)激動，以至心肌在完全恢復(fù)期之前出現(xiàn)了傳導(dǎo)速度相對改善,稱為超常傳導(dǎo)。這種超常傳導(dǎo)多見于房室交界區(qū),也可見于束支以及房內(nèi)或室內(nèi)浦肯野纖維網(wǎng)。過去文獻(xiàn)報告,超常傳導(dǎo)見于房室交界區(qū)傳導(dǎo)阻滯，在正常心臟則見不到這種現(xiàn)象，即在傳導(dǎo)阻滯的病例，在一次興奮后的有效不應(yīng)期中傳導(dǎo)的室上性激動,本應(yīng)發(fā)生傳導(dǎo)阻滯,卻意外地出現(xiàn)了沖動傳導(dǎo)，或者在相對不應(yīng)期中傳導(dǎo)的室上性沖動,本應(yīng)發(fā)生傳導(dǎo)延遲,卻意外地出現(xiàn)了傳導(dǎo)加快。關(guān)于超常傳導(dǎo)的產(chǎn)生機制,有人認(rèn)為是由于房室交界區(qū)內(nèi)存在著兩種不同長度的不應(yīng)期所致。如,圖2-14所示，房室交界區(qū)上部的不應(yīng)期長于下部的不應(yīng)期,由于交界

13、區(qū)不應(yīng)期長于竇性周期,使第2、4、10個竇性沖動不能下傳,因而在交界區(qū)上部造成2:1阻滯,而在交界區(qū)下部則為11傳導(dǎo),當(dāng)?shù)?個竇性沖動越過交界區(qū)上部時,交界區(qū)下部第2個沖動的不應(yīng)期已經(jīng)消失,于是沖動便通過交界區(qū)下傳,奪獲了心室(C),其R-P(2-C)很短,而第9個沖動的R-P很長,不能下傳到心室。近年來,Damato、Naru1a在正常狗中發(fā)現(xiàn)房間束、希氏束分支,有超常傳導(dǎo)現(xiàn)象。Agha報告人類中無論左房或右房都可見到相對不應(yīng)期后有90l40ms的超常傳導(dǎo)相，然后是完全恢復(fù)傳導(dǎo)相。測定超常傳導(dǎo)相,可以作為觀察抗心律失常藥物藥理的客觀指標(biāo),如雙異丙毗安、利多卡因可使SNC縮短,乙胺碘映可使不同

14、SNC消失,異搏定的作用恰恰相反,可使SNC延長(詳見第三十七章第二節(jié)超常傳導(dǎo)和偽超常傳導(dǎo))。,圖2-14 產(chǎn)生房室超常傳導(dǎo)的機制示意圖 A：心房 A-V：房室交界區(qū) V：心室 C：超常傳導(dǎo)引起的心室奪獲 長方形點狀區(qū)代表不應(yīng)期,7空隙現(xiàn)象(gap phenimtnon) 即“偽超常傳導(dǎo)( 詳見第三十七章第二節(jié)超常傳導(dǎo)和偽超常傳導(dǎo))。,8魏登斯基現(xiàn)象 魏登斯基(1886)在研究神經(jīng)應(yīng)激時發(fā)現(xiàn)，強刺激可能使其應(yīng)激值降低。魏氏等在分離的神經(jīng)肌肉纖維測驗中發(fā)現(xiàn),在給予一個最大電刺激以后,可以出現(xiàn)神經(jīng)纖維的應(yīng)激性相對的改善,使原來的閾下刺激產(chǎn)生原本不應(yīng)出現(xiàn)的應(yīng)激反應(yīng),稱為魏登斯基現(xiàn)象。它和超常傳導(dǎo)相似

15、，也是在心臟受抑制的狀態(tài)下,暫時改善其傳導(dǎo)機能的一種保護性機制,它對于防止心臟陷于停搏或促進心室停搏的自然恢復(fù)有重要意義。魏登斯基現(xiàn)象包括兩種反應(yīng)形式，一是魏登斯基易作用(Wedenskyraci1itation),二是魏登斯基效應(yīng)（Wedensky effect），詳見第三十七章第一節(jié)魏登斯基現(xiàn)象。,9干擾與脫節(jié) 干擾和脫節(jié)是心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)中常見的電生理現(xiàn)象,也是造成復(fù)雜心律失常的原因之一。任何一部分心肌組織,包括特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)在內(nèi),在發(fā)生一次興奮之后都會有一定的不應(yīng)期存在,若接踵而來的沖動落在了前一沖動的有效不應(yīng)期中,則后來的沖動便不能引起心肌組織的反應(yīng),而造成傳導(dǎo)中斷;若落于前一沖動的相對不

16、應(yīng)期中,則只能引起微弱的反應(yīng)而緩慢下傳，此種現(xiàn)象稱為干擾,屬于生理傳導(dǎo)障礙。若心臟中存在兩個起搏點并行發(fā)出沖動,由產(chǎn)生一系列的干擾現(xiàn)象,使心臟的兩部分在兩個起搏點的控制下分開活動,稱為干擾性脫節(jié)。,根據(jù)干擾發(fā)生的部位可分為：竇房干擾、房內(nèi)干擾、房室交界區(qū)干擾、室內(nèi)干擾四種。根據(jù)脫節(jié)的程度可分為完全性干擾脫節(jié)和不完全性干擾脫節(jié)兩種。前者是指心房和心室分別由兩個節(jié)律點所控制而相互無關(guān),后者是指心房或心室奪獲搏動。根據(jù)奪獲程度和性質(zhì)的不同,可分為全部奪獲(奪獲搏動)、部分奪獲(融合搏動)、意外奪獲(超常傳導(dǎo))及企圖奪獲(隱匿性傳導(dǎo))，詳見第三十三章干擾與脫節(jié)。,10隱匿性傳導(dǎo) 興奮傳入某一部位時,本

17、身雖未能傳導(dǎo)通過,但其產(chǎn)生的不應(yīng)期對下一個興奮的傳導(dǎo)有抑制作用而形成傳導(dǎo)阻滯,稱為隱匿性傳導(dǎo)。當(dāng)心房撲動或顫動時,房室交界區(qū)內(nèi)的隱匿性傳導(dǎo)可影響心房下傳的興奮,使心室律更不規(guī)則(詳見第三十七章第一節(jié)隱匿性傳導(dǎo))。,(二)折返激動 折返激動(impu1ser66ntry)是指興奮在心臟內(nèi)一定部位產(chǎn)生后,由于傳導(dǎo)異常,可通過不同路徑回到原先興奮產(chǎn)生的部位而引起再興奮。折返激動可形成各種快速性心律失常,如房性、室性過早搏動,心動過速,撲動和顫動,稱折返型心律失常。 1折返激動的類型 興奮折返的類型按折返的區(qū)域或折返途徑的長度分為大折返和微折返。大折返即大循環(huán)圈折返(macro-circuitr6en

18、try),其折返途徑長,根據(jù)wict等的計算,折返途徑的長度(I)應(yīng)超過不應(yīng)期(RP)與激動傳導(dǎo)速度(V)的乘積,即IRPV，大折返途徑應(yīng)大于7.5cm,故大折返多見于希氏束分支間或房室旁道與房室間的折返。大折返一般不為“保護性阻滯”所包圍,故易被切斷而終止。微折返即微循環(huán)圈折返(Micro-,cicuictr6cntry)，其折返途徑較短,根據(jù)前述計算僅需超過7.5mm。在心臟各處均可發(fā)生微折返,在心肌缺血、心肌梗死等病理情況下,由于心肌電生理發(fā)生不均勻的改變,或快反應(yīng)細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槁磻?yīng)細(xì)胞,均可以形成微折返。微折返可以被“保護性阻滯”所包圍,故不易被切斷。,按折返的數(shù)量可分為單折返與復(fù)折返；按折返徑路的結(jié)構(gòu)可分為在不同分支間的環(huán)路和同一分支內(nèi)的反射；按折返的性狀,可分為規(guī)律性和散亂性折返,散亂性折返指無固定的折返環(huán)路,如心室顫動。,Horrman和Roscn將折返活動分為隨機折返和順序折返兩類。隨機折返最常見于心房顫動和心室顫動,而順序折返則可引起其他大多數(shù)心律失常。上述兩種折返機制的主要區(qū)別是隨機折返的環(huán)路大小和部位隨時間不斷發(fā)生改變,而順序折返的環(huán)路和部位則相對固定。 另外，按折返在心臟發(fā)生的部位又可分為竇房結(jié)折返(包括竇房結(jié)內(nèi)折返和竇房折返)、心房內(nèi)折返、房室結(jié)折返、房室折返、室內(nèi)折返（又可分為希氏束折返、束支折返、梗死區(qū)折返)。,2