心律失常的发生机制

1、心律失常的发生机制一、心律失常的定义正常节律：起源于窦房结（SAN）;频率在60-100次/分；RR间期变异 0.12s ；PR 间期 0.12-0.20S； QRS 0.10-0.11S。心律失常：心律失常是指与正常节律有变异的心律，是起搏、兴奋和 传导功能的异常。二、心律失常的分类按心率分：快速型（性）心律失常：房性期前收缩、房性心动过速、 心房颤动心房扑动、阵发性心动过速、室性心动过速和心室纤颤等缓慢型（性）心律失常：窦性心动过缓、病态窦房结综合征和传导阻 滞等按发生原理分：冲动起源上的失常，冲动传导上的失常，复合型的心律 失常三、冲动起源上的失常1. 窦性心律失常（频率与节律改变）:

2、窦性心律失常指SAN发出冲动的异常，发出过快、过慢或不规则的 冲动。窦性心动过速（100次/分）窦性心动过缓（ 60次/分）窦性心律不齐（R-R间期相差0.12s）2. 被动性异位心搏（逸搏）及异位心律（逸搏心律）：被动异位心搏及被动性异位心律指 SAN自律性降低或功能衰竭，不 能以正常频率按时地产生冲动，或产生的冲动不能外传时，自律性较 低的次级起搏点（房室结、AVN ）或三级起搏点（心室内的传导系统） 起而代之，对心脏有保护作用。异位起搏点于AVN者，称房室交界性逸搏或心律；起源于心室内传导系统者，称为室性逸搏或心律。分类：2.1逸搏 被动发出1-2个激动，特征：过迟发生；非窦P所生 （P

3、-R间期0.11s）；心室波形（QRS波）可宽大畸形或正常，视逸搏发生部位在心室还是在房室交界处而定。2.2逸搏性心律 连续发生3个以上的激动，如第皿度房室传导阻滞 （皿oAVB ）引起的室性被动性心律，特征：HRV40次/分；P与QRS无固定关系； 起源于房室束分叉以上，QRS无畸形，起源 于分叉以下者，QRS波宽大畸形。产生原因:SAN受抑制（如迷走神经兴奋）或激动下传受阻（如 moAVB），潜在起搏点被动发出激动。3. 主动性异位心搏（期前收缩）与主动性异位心律:3.1 期前收缩 指 SAN 以下的异位起搏点自律性增强，抢先发出一 或二次激动。原因： 异位节律点有传入阻滞； 异位节律点兴

4、奋性 升高；SAN对异位节律点的抑制失效（超速抑制不起作用）。根 据异位起搏点部位的不同， 将期前收缩分为房性、 房室交界性和室性 期前收缩。3.2 非阵发性心动过速 发作和终止都是逐渐的， 不是突发突止的， 它由异位节律点增速引起。3.2.1 非阵发性室性心动过速 （加速的室性自搏心律）为连续 3个或3个以上的宽大畸形 QRS 波，心率为100 次/分，可 能有心室夺获，室性融合波（在异位室率 0.10s者为房性，反之，逆P ,P-R0.10s 为交界性。3.3.2 阵发性室性心动过速 心室传导系统的任何部位均可产生异 位冲动（尤以周围的浦肯野纤维丛常见），多见于有器质性心脏病患 者。心率一

5、般在 100-200 次/分，节律整齐或轻度不齐， QRS 波增宽， T 波和 R 波方向相反，如出现 P 波，可能有心室夺获和室性融合波。3.4 扑动及纤颤二者的区别在于颤率的差别，扑动的频率在250次/分左右，如频率大于350次，且变得不规则，则为纤颤。3.4.1心房扑动样“F”波，3.4.1规则的快速而规则的房性异位节律，频率220-370次/分。心房纤颤 快速而不规则的房性异位节律,“ f”波，频率350-700次/分。产生原因：I自律性异常 自律性升高自主神经（出现异位节律点）激素（快速性心律失常）电解质（K+等）交感神经兴奋Inrr甲亢血K+ f出现间距匀齐的锯齿出现细小而形态不自

6、律性f自律性f有利于兴奋折返血K+ J异位点自律性f 自律性抑制超速抑制是防止潜在起搏细胞活动的主要机制。在SAN功能障碍 时，超速抑制减弱，潜在起搏细胞成为主要起搏细胞。 异位起搏点有传入阻滞窦性冲动不能传入和控制异位起搏点，弓I起异位心律。n心房肌或心室肌的异常自律性（非自律细胞的异常自律性）心肌缺血tMP J t房室肌快通道失活，慢通道激活 t心房、室肌成 为自律细胞。现发现犬心房肺静脉和上腔静脉壁中存在自律细胞,ACh抑制其起搏活动，阿托品和儿茶酚胺增加其起搏活动。以往认为人心房肌细胞没有起搏功能，porciatti等在心房肌细胞也可记到起搏离子流If，异 丙肾上腺素使之增强，If通道

7、在膜电位为-60 -120mV可被激活， 与浦肯野纤维If通道相似。人心室肌细胞If电流可因异丙肾上腺素 的作用而增强。提示交感神经兴奋时，人心室肌细胞有可能成为异位 节律起搏点。皿膜电位震荡 自发的膜电位震荡心肌除极t快Na+通道部分或全部失活、慢向内向Ica激活t膜电位 震荡t异常心律。 继发性膜电位震荡继发于前一 AP，引起后除极（触发性节律活动、触发激动）。触发性活动（Triggered activity） 与自律性异常（正常和异常自律 机制）有区别，它由先前的兴奋所触发引起新的 AP （形成异位律）， 为一种形成心律失常的常见机制，而非本身自动除极所形成。触发性活动，特别是早后去极化

8、（early after depolarizati on, EAD ） 是导致严重心律失常的常见的原因。早后去极化是在一个动作电位尚未完全复极时, 即在该动作电位的平 台期及复极化3期早期，又出现新的去极化波，由于 EAD波可以传 播，从而可以产生快速心律失常。心肌细胞早后去极化的电生理学特征：触发发放数目（TBN ）:在动作电位上升支之后直到完全复极之前所 出现的触发发放总数；触发发放时程（TBD）:从上升支开始直到完全复极所经的时间；第一个触发发放的起步电位 （TOP）:第一个触发发放上升支的最大 电位（负性）；触发发放的基线斜角（DA）:各触发发放复极最低点的连线与静息 电位水平所称成的

9、夹角；第二平台（SP）:当动作电位异常延长，而无触发发放时，所呈现 的异常平台。心肌细胞早后去极化的特点：I. 周长依赖性 心肌细胞的EAD是由心率缓慢引起的，所以称之为周 长依赖性。II. TOP在各参数中的重要性 TOP在 EAD的发生和延续中起决定性作 用。其他参数如TBN，TBD以及DA均与TOP呈线性相关。HI.触发发放的后超极化在终止 EAD中的作用IV.第二平台反应检验心肌细胞是否具有产生触发发放的能力。早后去极化的离子机制：凡能延长动作电位时程的因素，即外向电流 的抑制及（或）内向电流的增强均可导致EAD的发生。心肌细胞的迟后去极化（delayed after depolari

10、zation,DAD）迟后去极化（DAD）是在动作电位完全复极以后出现的去极化波。 DAD 最易由洋地黄类药物所诱发，而且其发生比较有规律，因此大多数研 究工作是使用该类药物进行的。洋地黄药物是钠钾泵的特异性抑制 剂，其强心作用是通过细胞内钙离子浓度增高而发生的。因此细胞内钙离子浓度的增高时诱发 DAD的唯一因素。心肌细胞DAD的电生理学特性DAD勺发生是频率依赖性的，即刺激频率越快，DAD越易发生。这与 EAD完全相反。当刺激频率较低时，DAD只表现为局部电位，而不 能传播。凡能引起细胞内钙离子增加的因素，都可以诱发DAD。DAD勺发生机制：当心肌细胞在强心甙作用下发生 DAD时，可以记录到

11、一种内向电流。 就是这种内向电流，叫做顺时内向电流（Iti）,导致细胞的去极化。 去极化时间及去极化的程度对Iti的幅度由明显作用。同样在固定的 去极化脉冲幅度及时间条件下，相继去极化引起Iti的幅度增高。实验表明DAD波与细胞钙离子浓度的瞬时变化是一致的。W局部电位差 不同步复极（复极参差不齐）造成的局部电位差；局部持续除极（交界电流）；心室肌电生理异质性。心内膜下心肌先兴奋后复极，因为心内膜下心肌 APD长于心外膜心 肌，这个心外膜心肌Ito通道及Ik通道密度高有关。而 M细胞（心 外膜下接近室壁中层的细胞），其 0相除极速率大，APD长，因此 各层心肌的APD不一致，也是导致局部电位差的

12、原因。V折返激动冲动由一点发出，经过一个折返环路，又回到原来部位（位点）使其再次兴奋。上述五个因素是期前兴奋（早搏）、心动过速、扑动和颤动的发生原 因，其中折返激动、触发激动和自律性升高是快速性心律失常的电生 理机制，心脏起搏点的自律性和传导性的降低是缓慢性心律失常的原 因之一。一、传导改变引起的心律失常1. 影响心肌传导性的因素1.1兴奋前膜电位水平心肌缺血MRtf AP除极速率和幅度传导速率J或阻滞高血钾1.2兴奋前方心肌不应期情况兴奋传导时，如前方的心肌组织处在 相对不应期内，则传导速度降低。1.3心肌细胞膜的被动电学性质被动电学性质又称电缆性质，指细胞膜的电导、电容及细胞间兴奋传导的电

13、阻1.4代谢因素当缺血、低氧时，ATP产生减少，离子转运降低，Ca2+i和Na+i 增加，使细胞间传导减慢。洋地黄抑制1.5解剖因素如纤维粗细等。2. 分类生理性传导阻滞、病理性传导阻滞和传导途径异常2.1不应期和生理性阻滞(干扰脱节)2.1.1心肌兴奋性的变化心肌细胞在一次兴奋过程中，其兴奋性发生了周期性的变化，出现较 长的有效不应期，之后是相对不应期和超长期。心肌不会像骨骼肌那 样产生完全强直收缩，必须待舒张早期后才能产生新的收缩。2.1.2干扰处于不应期的心肌，对再来的刺激不起反应或传导减缓。 结性干扰常 见的原因：房室结(AVN)不应期长；正常单向阻滞。干扰性房室脱节的发生条件：AVN

14、频率SAN频率。干扰性AV脱节与皿。AVB区别：干扰性AV脱节P波数R波数；HIoAVB P波数R波数共同点：心房、心室节律分别由两个节律点控制;R-R间期与P-P间期规则，互不相关。2.2单纯传导失常 221按阻滞程度和性质有传导减慢、传导速度不一致（不均匀性传 导）、递减传导和部分或完全传导阻滞等。 递减传导不均匀传导（传导速度不一致）隐匿性传导（常发生于AVN区）2.2.2按阻滞部位分窦房结传导阻滞、心房内传导阻滞、房室传导阻 滞（最常见）、心室内传导阻滞产生原因:MP减小、膜反应性降低、不应期延长和快反应细胞变成 慢反应细胞等，当心肌细胞受损、炎症、缺血和低氧时均可发生上述 变化。 第

15、一度房室传导阻滞（I AVB）特征：房室传导时间延长；心房冲动能全部传入心室。P R间期超过正常最高限度（正常 P R间期的长短与心率、年龄 有关），一般 0.20秒。 第二度房室传导阻滞（II AVB）特征：部分心房激动不能传至心室，但仍有部分能够传入心室使之兴 奋.II AVB 一型一莫氏I型AVN阻滞。P R间期逐渐延长，直至脱落一个 R波后，P R间期 缩短，继之又延长，周而复始。II AVB二型一莫氏II型结下阻滞。规律的窦性PP中，突然有一长间歇与短PP成倍数 关系。 第三度房室传导阻滞（III AVB）特征：心房冲动均不能传至心室，P波和R波无固定关系，并有各自 频率1、P P间

16、期相等，R R间期相等.2、P与R无固定时间关系（P R间期不等）.3、心房率快于心室率.4、QRS正常，表示心室起 搏点在交界区；QRS增宽变形，表示起搏点在心室。3. 单向阻滞与折返3.1单向阻滞定义：冲动可向一个方向传导，但向另一方向传导受阻，在钠泵活性 降低或局部缺血造成膜电位下降，冲动传导这些散在缺血灶或病灶 时，冲动传导减慢，当传导速度过小时，冲动不能向前扩布，形成单 向阻滞。机制：不对称损伤，膜电位高低不一;不同步性复极，造成膜电 位不匀称。病理学意义：单向阻滞是形成折返激动、行心律和反复心律等的基础。3.2折返兴奋冲动通道单向阻滞区后，逆传到兴奋起始部位时，该处不应期已 经过去

17、，可以再次产生兴奋（折返激动）。从原先兴奋到再次兴奋的 传导途径称为折返环路。这种环路属于功能性折返环路，另一种为解 剖性环行通路，心脏中存在冲动折返环路的形态学基础。3.2.1产生折返条件 单向阻滞或不应期参差不齐；不应期短；传导速度慢；传 导速度慢；传导途径长。后三者使折返环路内兴奋的传导时间大于 兴奋性的恢复时间，导致兴奋在环路内折返。322折返的分类按性状分： 规律性折返：折返环路相对稳定，可形成房、室期前兴奋和心动过 速 散乱性折返：兴奋在不断变化其折返部位和范围， 由于细胞群间兴 奋得电异常造成，参与心房纤颤的形成。按部位分： 浦肯野纤维：心室肌折返； 在SAN附近的心房肌，围绕腔

18、静脉而形成环形的心房肌，可形成 心房纤颤与心房扑动的折返激动； 房室结兴奋折返：折返环路时心房-AVN-心房； 房室旁路折返：环路是心房-AVN-心室-房室旁路-心房心室内束支 折返； 三层心肌之间折返：由于M细胞的APD长于心外膜和心内膜下心 肌的APD，M细胞层容易形成功能性单向传导阻滞，激动可在三层 心肌之间折返。3.2.3消除方法取消单向阻滞，同步复极； 延长不应期 普鲁卡因酰胺、奎尼丁等 Na+通道阻断剂可延长不应 期，同时抑制K+外流； 加快传导速度 利多卡因、苯妥英钠等K+转运促进剂可加快传导速 度； 缩短传到路径 如二尖瓣狭窄矫正。3.3二相折返80年代以来，人们相继在犬、猫、

19、兔以及人类的离体或在体心脏发 现，心室外膜层心肌(Epi)与内膜层心肌(Endo)的动作电位特征存在很 大差异。最显著的差异是Epi的动作电位具有明显的复极1相和2相 平台期，而呈现特征性的尖顶园穹形态。1991年Antzelevitch在用 钠通道阻滞剂做实验时发现，犬的Epi细胞呈现一些特殊的电生理现 象。发现无论是Endo还是Epi，INa阻滞剂总是降低其0相去极化 振幅和0相最大上升速率，并呈现明显的时间和剂量依赖性。Tetrodotoxin和DL-propranolol总是缩短Endo的动作电位时程，而 在Epi却使2相平台期振幅显著增大导致 APD明显延长。进一步强 化INa阻滞，

20、可使2相平台期消失，呈现一种全或无的复极模式导致Epi的APD明显缩短。更深入的研究发现，fleca in ide对Epi不同部 位动作电位的影响并不一致，在某些部位使 APD明显缩短，而在其 它部位则使其显著延长。这样毗邻的Epi细胞间由于在2相平台期电 压梯度显著增大而产生局部电流并引起折返激动。 Antzelevitch称之 为“2相折返”。在缺血时，并非所有的心外膜心肌细胞都发生上述动作电位的变化， 其中有些细胞的动作电位仍属正常。因此在心外膜心肌细胞之间形成 了非常显著的电不均一性。这很容易引起折返或反折。如图显示在“缺血”处理下的2相折返。这个现象即有折返，也有反折，统称之 为2相

21、折返。3.4二相折返是Brugada综合征的电生理学机制钠通道突变时所发生的严重心律失常，其中之一就是Brugada综合征。其心电图表现为自发性J波（r波），右侧胸前导联V1-V3的 ST段持续抬高，而不伴有心肌缺血、电解质异常或心脏器质性病变。 实验研究表明，心外膜心肌细胞动作电位穹隆（平台）的消失，导致 心电图呈现J波及ST段的升高，与临床上Brugada综合征的心电图 表现极为相似。能抑制形成动作电位 2相的内向电流（主要是lea） 和增强此期的外向电流（主要是Ito）的因素，就可以消除该穹隆。Ina 的阻断剂也可以消除狗右心室的动作电位穹隆，因为它使动作电位1期起始处的电位降低。这与临

22、床上 Brugada综合征患者对有关的药 物反应相一致。在实验研究中，狗的右心室心外膜心肌细胞比左心室 心外膜心肌细胞，更容易在动作电位上消失其穹隆， 这也与Brugada 综合征的临床表现相吻合。五、冲动形成及传导复合障碍1. 并行心律 双重起源（两个以上互不相关起步点）； 异位起搏点有传入阻滞（传到异常），正常窦性冲动不能传入异位 起搏点，因而不能控制它。有时异位起搏点也存在传出阻滞，使传出 频率发生变化，导致联律间期不固定。异位节奏点的激动外传到不应 期已结束的部位，可出现异位搏动。并行心律指心脏内异位节奏点和 主导节奏点并存的心律。特点：两个起搏点（正常、异位）配对间期明显不等；异位搏

23、动间距有一公约数；融合波。2. 反复心律由同一个冲动两次激动心室的一组搏动叫做反复搏动，如连续出现反复搏动就叫作反复心律。反复心律包括交界性、室性、房性三类。六、心律失常与动作电位过程的关系1. 除极异常与心律失常静息膜电位（MP）在缺血缺氧时减少，0相上升幅度与速度降低， 冲动传导速度减慢，或不能向前扩布，形成单向传导阻滞，也可能迂 回选择可通过冲动的心肌传导，有可能形成折返环路。冠心病、高血 压心脏病等心脏疾患，其缺血性病灶镶嵌在正常心肌中，可导致心肌 除极速率不匀齐。心律失常的形成中有除极过程异常的机制，其中Na+通道的a亚单位变 异，Na+通道改变对3型长QT综合征（long QT syndrome, LQTS）起重要作用，临床上对LQTS所用的抗心律失常药大多是I类（Na+通道阻断剂），提示Na+通道改变使除极异常的心律失常，用 Na+通道阻断剂可使其终止或减轻