心律失常疾病
心律失常可見于各種器質(zhì)性心臟病，其中以冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(簡稱冠心病)、心肌病、心肌炎和風(fēng)濕性心臟病(簡稱風(fēng)心病)為多見，尤其在發(fā)生心力衰竭或急性心肌梗塞時。發(fā)生在基本健康者或植物神經(jīng)功能失調(diào)患者中的心律失常也不少見。其它病因尚有電解質(zhì)或內(nèi)分泌失調(diào)、麻醉、低溫、胸腔或心臟手術(shù)、藥物作用和中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病等。部分病因不明。
【與心律失常有關(guān)的心臟解剖和生理】
(一)心臟起搏傳導(dǎo)系統(tǒng)
心肌大部分由普通心肌纖維組成，小部分為特殊分化的心肌纖維，后者組成心臟的起搏傳導(dǎo)系統(tǒng)。
心臟的起搏傳導(dǎo)系統(tǒng)包括竇房結(jié)、結(jié)間束、房室結(jié)、房室束(希司束)、左右束支及其分支以及浦頃野纖維網(wǎng)。竇房結(jié)位于右心房上腔靜脈入口處，是控制心臟正常活動的起搏點。房室結(jié)位于房間隔底部、卵圓窩下、三尖瓣內(nèi)瓣葉與冠狀竇開口之間，向前延續(xù)成房室束。房室束又稱希司束，近端為主干或穿入部分，穿過中心纖維體，沿室間隔膜向前直至隔的肌頂部分(分支部分)。先分出左束支后分支，再分出左束支前分支，本身延續(xù)成右束支，構(gòu)成三支系統(tǒng)。穿入部分經(jīng)過中心纖維體時，位于二尖瓣與三尖瓣環(huán)之間，分支部分則至室間隔膜部、肌肉部和主動脈瓣鄰近。左束支后分支粗短、較早呈扇形分支;左束支前分支和右束支細長，分支晚，兩側(cè)束支于心內(nèi)膜下走向心尖分支再分支，細支相互吻合成網(wǎng)，稱為浦肯野纖維網(wǎng)，深入心室肌(圖1)。
竇房結(jié)與房室結(jié)間有邊界不清的前、中、后三條結(jié)間束連接。結(jié)間束終末連接房室結(jié)的部分，與房室結(jié)、房室束主干合稱房室交接處(亦稱房室交界或房室連接處)。
心房肌與心室肌之間有纖維環(huán)，心房興奮不能經(jīng)心肌傳至心室，房室結(jié)與房室束為正常房室間傳導(dǎo)的唯一通路。
心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)的血供：竇房結(jié)、房室結(jié)和房室束主干大多由右冠狀動脈供血，房室速 分支部分、左束支前分支和右束支血供來自左冠狀動脈前降支，而左束支后分支則由左冠狀動脈回旋支和右冠狀動脈供血。
竇房結(jié)和房室結(jié)有豐富的副交感神經(jīng)分布。前者來自右側(cè)迷走神經(jīng)、后者來自左側(cè)迷走神經(jīng)。
(二)心肌的電生理特性
心肌細胞有自律性、興奮性、傳導(dǎo)性和收縮性，前三者和心律失常關(guān)系密切。
1. 自律性
部分心肌細胞能有規(guī)律地反復(fù)自動除極(由極化狀態(tài)轉(zhuǎn)為除極化狀態(tài))，導(dǎo)致整個心臟的電-機械活動，這種性能稱為自律性，具有這種性能的心肌細胞稱為自律細胞。竇房結(jié)、結(jié)間束、房室交接處、束支和浦頃野纖維網(wǎng)均有自律性;腔靜脈和肺靜脈的入口、冠狀竇鄰近的心肌以及房間隔和二尖瓣環(huán)也具有自律性，而心房肌、房室結(jié)的房-結(jié)區(qū)和結(jié)區(qū)以及心室肌則無自律性。
自律性的產(chǎn)生原理復(fù)雜，現(xiàn)認為是自律細胞舒張期胞膜有鈉離子和(或)鈣離子內(nèi)流、鉀離子外流，鈉和(或)鈣離子內(nèi)流超過鉀離子外流時，膜內(nèi)負電位漸減，達到閾電位，產(chǎn)生自動除極，形成動作電位。
心肌細胞的自律性受下列因素影響：①最大舒張期膜電位;②閾電位;③自動除極的坡度。當最大舒張期膜電位減小、除極坡度變陡、閾電位接近靜止膜電位時，自律性增高;反之，自律性低下。三者中以除極坡度影響最大(圖2)。正常心臟以竇房結(jié)的自律性最高，其它具有自律性的心肌舒張期自動除極未達到閾電位前，已被竇房結(jié)下傳的沖動所激動，分別被稱為最高起搏點和潛在起搏點。
上：位相4除極坡度由a→b，自律性減低
下：閾電位自1轉(zhuǎn)為2(少負)，自律性降低最大舒張期電位自1轉(zhuǎn)為2(少負)，自律性降低最大舒張期電位自1轉(zhuǎn)為2(更負)，同時閾電位自1轉(zhuǎn)為2(少負)自律性更低
2.興奮性(即應(yīng)激性)
心肌細胞受內(nèi)部或外來適當強度刺激時，能進行除極和復(fù)極，產(chǎn)生動作電位，這種性能稱為興奮性或應(yīng)激性。不足以引起動作電位的刺激稱為閾值下刺激，能引起動作電位的最低強度的刺激稱為閾值下刺激，能引起動作電位提了低強度的刺激稱為閾值刺激。心肌細胞的興奮性高低以閾值刺激強度衡量，刺激必須強于閾值才能引起動作電位的提示心肌細胞興奮性低下，弱于閾值的刺激即能引起動作電位的提示心肌細胞興奮性增高。
動作電位及其產(chǎn)生原理：心肌細胞靜止時細胞膜內(nèi)呈負電位，相對穩(wěn)定。這是由于細胞內(nèi)鉀離子濃度高于細胞外20～30倍，鉀離子外流，帶出陽電荷，而同時不易通過細胞膜的分子較大的陰離子則留在細胞內(nèi)，阻止帶陽電荷的鉀離子外移之故。閾值刺激促使心肌細胞興奮，產(chǎn)生動作電位。首先細胞膜上的快鈉通道開放，由于細胞外鈉離子濃度高于細胞內(nèi)10～20倍，膜內(nèi)電位又負于膜外，鈉離子快速大量涌入細胞內(nèi)，使膜內(nèi)負電位迅速轉(zhuǎn)為 30～ 40mV，形成動作電位的位相0(除極)。隨后，鈉通道部分關(guān)閉，鈉離子快速內(nèi)流中止，鉀離子外流，膜電位開始下降(位相1，起始快速復(fù)極)。繼而鈣離子和鈉離子緩慢內(nèi)流及鉀離子緩慢外流，膜電位改變少(位相2，緩慢復(fù)極)。隨后鉀離子外流加速，膜電位快速下降至靜止膜電位水平(位相3，終末快速復(fù)極)，而舒張期靜止膜電位即稱為位相4。自律細胞位相4鈉離子內(nèi)流(浦頃野細胞)和(或)鉀離子外流衰減(竇房結(jié)細胞)，使膜電位漸減，達到閾電位時即形成自動除極。非自律細胞的位相4膜電位恒定(圖3)。自位相0起始至位相3結(jié)束所需時限稱為動作電位時限。近年隨著心肌細胞電生理研究的深入，電壓鉗和斑片鉗技術(shù)的應(yīng)用，對心肌細胞膜的離子通道及其離子流情況又提出了一些新概念。
圖3 左：心肌細胞的動作電位和不應(yīng)期 右：膜反應(yīng)曲線a、b、c示細胞復(fù)極過程中對刺激的反應(yīng)
a-不能傳布的局部反應(yīng) b-第一個能傳布的反應(yīng) c-第一個正常反應(yīng)
竇房結(jié)和房室結(jié)的動作電位曲線與其它部位不同，具有以下特點：位相0除極緩慢、振幅低，位相1、2不見，位相4除極坡度陡，靜止膜電位和閾電位均低(靜止膜電位-40～-70mV，閾電位-30～-40mV，而心室肌等則分別為-90mV與-60mV)，動作電位時限短(圖4)。近年來已證實這兩處的位相0除極是鈣離子和鈉離子緩慢內(nèi)流所形成，因而被稱為慢反應(yīng)細胞。其它部位心肌細胞除極由鈉離子快速內(nèi)流形成，因而又稱快反應(yīng)細胞。兩種細胞的電生理特性有顯著不同：慢反應(yīng)細胞自律性較高、傳導(dǎo)性能差，易發(fā)生傳導(dǎo)障礙;而快反應(yīng)細胞則傳導(dǎo)性能可靠。
圖4 左：竇房結(jié)細胞(慢反應(yīng)細胞)的動作電位
右：心室肌細胞(快反應(yīng)細胞)的動作電位
心肌細胞的興奮性受下列因素影響：
⑴膜電位：
膜電位低于-55mV時，任何強度的刺激均不能使心肌細胞興奮(或應(yīng)激)，膜電位-55mV～-80mV間，強于閾值的刺激才能引起細胞部分或完全除極;其中-55mV～-60mV間細胞部分除極產(chǎn)生的興奮不能傳布至鄰近細胞。-60mV～-80mV間，細胞除極產(chǎn)生的興奮雖可傳布，但與正常相比，位相0除極慢、振幅低，且動作電位時限短，因而應(yīng)激性低，傳導(dǎo)速度慢。心肌細胞除極后，其興奮性隨復(fù)極程度而改變，膜電位恢復(fù)至-55mV前為絕對不應(yīng)期，膜電位恢復(fù)至-60mV前為有效不應(yīng)期，-55mV～-80mV間為相對不應(yīng)期(圖3)。相對不應(yīng)期開始前有一個短暫的易惹期(或稱易損期)，在此期間外來刺激易形成折返和異位心律。
慢反應(yīng)細胞的不應(yīng)期可延續(xù)至復(fù)極完畢之后。動作電位時限延長時，不應(yīng)期相應(yīng)地延長。心率緩慢、低鉀和奎尼丁類藥物作用使動作電位時限延長，也使不應(yīng)期相應(yīng)延長。
⑵膜反應(yīng)性：
不同膜電位時心肌細胞的除極反應(yīng)，稱為膜反應(yīng)性，可用膜反應(yīng)曲線表示(圖3)。在同一膜電位，心肌細胞位相0除極速度快且振幅高的，膜反應(yīng)性強，興奮性高，其膜反應(yīng)曲線左移;反之，則膜反應(yīng)性弱，興奮性低，膜反應(yīng)曲線右移。
⑶靜止膜電位與閾電位間差距：
心肌細胞靜止膜電位接近閾電位時，興奮性高;反之，則興奮性低。
3.傳導(dǎo)性
心肌細胞有將沖動傳布到鄰近細胞的性能，稱為傳導(dǎo)性。影響傳導(dǎo)的因素有：①被傳沖動的有效程度(動作電位位相0除采速度與振幅);②接受沖動的心肌細胞的應(yīng)激性;③心肌纖維的物理性能，如對沖動傳布的阻力，后者受纖維直徑，纖維走向與結(jié)構(gòu)的一致性以及細胞間閨盤大小與分布等因素影響。若沖動本身的有效程度高，接受沖動的心肌細胞應(yīng)激性也高，或心肌纖維直徑大且走向和結(jié)構(gòu)一致，閨盤阻力小，則傳導(dǎo)速度快;反之，傳導(dǎo)緩慢。房室結(jié)細胞位相0除極速度慢、振幅低，結(jié)內(nèi)心肌纖維走向與結(jié)構(gòu)不一致，因而沖動傳導(dǎo)緩慢，且容易發(fā)生傳導(dǎo)障礙。
心臟各部分有迷走和交感神經(jīng)節(jié)后纖維分布，迷走神經(jīng)主要分布在竇房結(jié)、心房、房室結(jié)和希司束近端，通過釋放乙酰膽堿減慢位相4除極速度，從而降低竇房結(jié)的自律性，導(dǎo)致潛在起搏點除極。迷走神經(jīng)還能縮短心房肌的不應(yīng)期，延長房室結(jié)的不應(yīng)期，導(dǎo)致相應(yīng)的傳導(dǎo)異常。交感神經(jīng)分布到心臟各部，竇房結(jié)和房室結(jié)內(nèi)較豐富，通過釋放去甲腎上腺素使竇房結(jié)和異位起搏點的自律性增高，不應(yīng)期縮短，沖動傳導(dǎo)加速。右星狀神經(jīng)節(jié)主要支配竇房結(jié)和心房，而左星狀神經(jīng)節(jié)主要支配心室。
影響心率、心律導(dǎo)致心律失常的其它因素尚有激素(腎上腺皮質(zhì)和髓質(zhì)激素、甲狀腺激素、腦垂體激素等)、電解質(zhì)(主要為鉀、鈉、鈣、鎂)、血酸堿度以及氧和二氧化碳張力等的變化。
【心律失常的病因】
臨床上引起心律失常的原因很多，主要有：
1.各種器質(zhì)性心臟病
如先天性心臟病、冠心病、心臟瓣膜病、心肌炎、心包炎、心肌病、心內(nèi)膜炎等，由于心臟的竇房結(jié)和傳導(dǎo)系統(tǒng)受病變的侵害，很容易發(fā)生心律失常，所以心律失常幾乎見于各種類型的心臟病。
2.神經(jīng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)調(diào)節(jié)紊亂，水、電解質(zhì)失衡
心臟的神經(jīng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)調(diào)節(jié)紊亂、心臟的離子平衡失調(diào)等;除心臟因素外其他各種原因引起的低氧血癥介導(dǎo)的心肌乏氧、全身及心臟局部酸堿平衡的調(diào)節(jié)障礙等，具備了心律失常的離子和代謝所必備的基礎(chǔ)，形成心律失常的條件因素，因而常常誘發(fā)心律失常的發(fā)生。
3.藥物的影響
多種藥物可以引起心律失常，比如非保鉀利尿藥、洋地黃類藥物、腎上腺素、去甲腎上腺素、異丙腎上腺素、多巴胺、多巴酚丁胺、氨力農(nóng)和米力農(nóng)等。尤其值得注意的是各種抗心律失常藥物或者經(jīng)過改變離子通道，或者穩(wěn)定細胞膜，或者改變心臟的不應(yīng)期，或者作用于心臟的受體，達到防止或終止心律失常的目的。但是，抗心律失常藥物本身也有致心律失常的作用，如果應(yīng)用不當，也能介導(dǎo)心律失常，甚至死亡。
4.全身性或其他系統(tǒng)疾病
如神經(jīng)系統(tǒng)疾病、內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病、代謝疾病、創(chuàng)傷、手術(shù)、心臟導(dǎo)管檢查等都可以引起心律失常的發(fā)生。
5.正常人
在情緒激動、驚嚇、憂郁、飲酒、飲濃咖啡等會發(fā)生竇性心動過速或期前收縮。健康的老年人比青年人更容易發(fā)生心律失常。一般講人的一生總會有心律失常發(fā)生。
【心律失常的發(fā)生機制】
大量單細胞、游離肌肉條和動物心臟電生理研究的結(jié)果顯示，心律失常有多種不同發(fā)生機制，如折返、自律性改變、觸發(fā)激動(后除極引起)和調(diào)變的平行收縮等。然而，由于條件限制，目前能直接對人在體心臟研究的僅限于折返機制，臨床檢查尚不能判斷大多數(shù)心律失常的電生理機制，更不能區(qū)別心律失常的離子流機制。
表1 心律失常的發(fā)生原因
沖動發(fā)生異常沖動傳導(dǎo)異常沖動發(fā)生與傳導(dǎo)異常
1.自律性異常
正常自律性 1.傳導(dǎo)減慢與阻滯(竇房阻滯、房室阻滯等1.平行收縮
2.4相除極導(dǎo)致傳導(dǎo)減慢
異常自律性2.單向阻滯與折返
3.觸發(fā)激動
早期后除極
延遲后除極3.傳導(dǎo)阻滯，電張電流傳導(dǎo)與反射
心律失常的電生理機制主要包括沖動發(fā)生異常、沖動傳導(dǎo)異常以及二者聯(lián)合存在(表1)。沖動發(fā)生異常見于：①正常自律性狀態(tài)，正常起搏點(最高與潛在起搏點)位相4除極過快或過慢。②異常自律性狀態(tài)，正常無自律性的快反應(yīng)細胞(心室和心房肌)，以及正常具自律性的快反應(yīng)細胞(浦頃野纖維)由于病變使膜電位降低達-50～-60mV時，均出現(xiàn)異常自律性，前者由無自律性轉(zhuǎn)為具自律性，后者則自律性增高(圖5)。③一次動作電位后除極觸發(fā)激動(圖6，7)。
圖5 心律失常發(fā)生原理——沖動發(fā)生異常
一、正常自律性 A：竇房結(jié)第4相除極、加速或減慢 B左：浦頃野纖維第4相除極
二、異常自律性 B右：浦頃野纖維膜電位下降至-60mV，自律性增強 C左：正常心房或心室肌無自律性 C右：當膜電位下降至-60mV，出現(xiàn)異常自律性
圖6 心律失常發(fā)生原理-后除極觸發(fā)導(dǎo)致沖動發(fā)生異常
程序刺激(·)與次后觸發(fā)激動引起的自發(fā)除極，注意后除極波逐漸增高達閾電位后導(dǎo)致持續(xù)快速心律失常，最終后除極降至閾電位以下，快速心律失常終止。
圖7 早期后除極與延遲后除極觸發(fā)導(dǎo)致沖動發(fā)生異常(觸發(fā)激動)
臨床上正常自律性狀態(tài)下沖動發(fā)生異常所致心律失常包括竇性心律失常和逸搏心律;異常自律性可致加速的房室交接處或心室自主節(jié)律，平行收縮，房性或室性快速心律失常。后除極是發(fā)生在前一次動作電位復(fù)極過程中或復(fù)極完畢后的閾值下除極，分別稱為早期后除極(EAD)和延遲后除極(DAD)。后除極達慢反應(yīng)細胞除極閾值時，可引起一次或連續(xù)除極。EAD發(fā)生在不同原因所致心肌細胞復(fù)極過程顯著延長時，如細胞外鉀離子濃度增高，普魯卡因胺、高濃度兒茶酚胺藥物作用以及浦頃野纖維機械或牽拉性損傷等;而DAD則與洋地黃素性作用或其它原因?qū)е录毎麅?nèi)鈣離子增高有關(guān)。程序刺激可誘發(fā)和中止后除極激動所致心致過速，臨床電生理尚不能明確區(qū)分心律失常的折返或觸發(fā)激動機制。觸發(fā)激動可能引起房性或室性快速心律失常，其臨床意義和發(fā)生率尚在探索中。
沖動傳導(dǎo)異常多由心肌細胞膜性能改變?nèi)鐒幼麟娢徽穹蜕仙俾式档停瑧?yīng)激性下降，細胞間接合減少，以致沖動傳導(dǎo)減慢或阻滯。可導(dǎo)致潛在起搏點脫逸，亦可引起折返性快速心律失常。折返形成的基本條件為：①心臟某處或多處單向阻滯;②沖動在另一途徑傳導(dǎo)緩慢;③阻滯部位遠端心肌延遲激動;④阻滯部位近端心肌再激動。心臟內(nèi)不均勻的傳導(dǎo)抑制，使鄰近心肌的應(yīng)激性和不應(yīng)期極不一致時，局部心肌內(nèi)可形成電生理性能顯著不同的兩條傳導(dǎo)途徑。這兩條途徑是有共同的近端和遠端通道。在合適條件下，沖動自近端共同通道沿兩條途徑之一傳向遠端共同通道，繼而經(jīng)另一途徑由遠端再次傳入近端共同通道，形成沖動傳導(dǎo)的一次或多次折返，折返可沿固定解剖或電生理傳導(dǎo)障礙，在單向阻滯和傳導(dǎo)減慢具備的條件下形成;也可呈圍繞不激動心肌中心區(qū)的傳導(dǎo)渦(微折返——leading circle學(xué)說);還可表現(xiàn)為跨過不能應(yīng)激的心肌間隙的電張電流逆?zhèn)?反射—reflection)。(圖8、9、10)。
圖8 心律失常發(fā)生原理——單向阻滯與折返
左上 浦頃野纖維分支與心室肌間折返
下 心室肌內(nèi)電生理性能分離形成局部折返
右上 房室結(jié)內(nèi)縱形電生理性能分離所致折返
下 心肌束內(nèi)鄰近纖維電生理性能分離所致折返
圖9 反射——電張電流遞傳引起的折返
上：置于浦頃野纖維不應(yīng)激段近端與遠端電極記錄到的跨膜電位
下右：近端沖動在不應(yīng)激段傳導(dǎo)受阻，但形成的電張電流使沖動緩慢傳導(dǎo)至遠端
下中：近端沖動在不應(yīng)激段受阻，形成的電張電流不足以引起遠端激動
下左：近端沖動經(jīng)電張電流延遲傳導(dǎo)至遠端，遞傳至近端，產(chǎn)生第2次動作電位——反射
圖10 心律失常發(fā)生原理——可能為折返環(huán)部位
1.右房內(nèi) 竇房結(jié)-心房交界;2.左房內(nèi);3.房室結(jié)內(nèi);4.經(jīng)旁道房室折返;5.經(jīng)希氏浦頃野系統(tǒng)束支折返;6.心室肌內(nèi)
臨床上有充分依據(jù)提示房室結(jié)性心動過速和房室旁道所致室上性心動過速的機制為折返，其折返途徑分別為房室結(jié)內(nèi)雙通道和經(jīng)心房、房室結(jié)、希浦系統(tǒng)和心室再經(jīng)旁道逆轉(zhuǎn)回心房的折返環(huán)。不少室上性和室性快速心律失常的機制是心房和心室內(nèi)微折返(表2)。
沖動發(fā)生異常合并沖動傳導(dǎo)異常時，異位起搏點由于周圍傳入阻滯保護，不受鄰近激動波前方的侵入，始終保持自身的除極規(guī)律，形成平行收縮心律。異常沖動發(fā)生與沖動傳導(dǎo)異常相互作用可改變異常沖動的傳入或傳出阻滯程度，使異常沖動發(fā)生加速、減速、夾帶(entrain)或完全抑制，臨床上表現(xiàn)為快慢不等的各種心律失常。近年還有報導(dǎo)平行收縮心律時，異常沖動發(fā)生的規(guī)律受竇性心律改變影響而調(diào)變。
表2 各種臨床心律失常的可能發(fā)生原理
發(fā)生原理臨床心律失常
折返房室結(jié)內(nèi)折返性心動過速、經(jīng)旁道房室往返性心動過速
持續(xù)單形室速，束支折返性室速、房內(nèi)折返性心動過速
異常自律性多源性房性心動過速
某些類型的房速和室速
后除極觸發(fā)激動洋地黃毒性反應(yīng)所致房性、房室交接處性與室性心律和心動過速
加速的交接處性和心室自主節(jié)律
某些類型的室速
