心律失常的发生机制.ppt

1、,第九章 心律失常的发生机制,Chapter 9 The mechanism of arrhythmia,1,一、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; QRS0.10-0.11s。,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。,2,二、心律失常的分类,按心率分：,心律失常,快速型（性）心律失常,缓慢型（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,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：,心

2、律失常,冲动起源上的失常,冲动传导上的失常,复合型的心律失常,3,三、冲动起源上的失常,1.窦性心律失常（频率与节律改变)： 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（0.12s）,4,三、冲动起源上的失常,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

3、室内传导系统者，称为室性逸搏或心律。,5,三、冲动起源上的失常,2.被动性异位心搏（逸搏）及异位心律（逸搏心律）： 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-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，如第度房室传导阻滞（AVB）引起的室性被动性心律，特征： HR40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。,6,三、冲动起源上的失常,2.被动性异位心搏（逸搏）及异位心律（逸搏心律）： 产生原因 S

4、AN受抑制（如迷走神经兴奋）或激动下传受阻（如AVB），潜在起搏点被动发出激动。 迷走神经（+） 激活外向K流 SAN自律性,SAN超极化,4相Pk,7,三、冲动起源上的失常,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；异位节律点兴奋性升高；SAN对异位节律点的抑制失效（超速抑制不起作用）。,8,三、冲动起源上的失常,3.主动性异位心搏（期前收缩）与主动性异位心律： 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。,各种期前收缩在心电图上的鉴别,9,三、冲动起

5、源上的失常,3.主动性异位心搏（期前收缩）与主动性异位心律：,表各种期前收缩在心电图上的鉴别,10,三、冲动起源上的失常,3.主动性异位心搏（期前收缩）与主动性异位心律：,各种期前收缩在心电图上的鉴别,11,三、冲动起源上的失常,3.主动性异位心搏（期前收缩）与主动性异位心律：,各种期前收缩在心电图上的鉴别,12,三、冲动起源上的失常,3.主动性异位心搏（期前收缩）与主动性异位心律： 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

6、心室夺获，室性融合波（在异位室率窦率时）。,13,三、冲动起源上的失常,3.主动性异位心搏（期前收缩）与主动性异位心律： 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。,3.2.2 非阵发性室上性心动过速 无宽大畸形QRS波，心率为70-100次/分，可能房性融合波。,14,三、冲动起源上的失常,3.主动性异位心搏（期前收缩）与主动性异位心律： 3.3 阵发性心动过速 发作和终止都是突然的，多数与折返激动有关，心率快速，而心律规则或较规则。,3.3.1 阵发性室上性心动过速 指阵发性房性和交界性心动过速的合称，多见于无器质性心脏病患者。心率一般在160

7、-220次/分之间，R-R间距规则。有P波，P-R0.10s者为房性，反之，逆P，P-R0.10s为交界性。,15,三、冲动起源上的失常,3.主动性异位心搏（期前收缩）与主动性异位心律： 3.3 阵发性心动过速 发作和终止都是突然的，多数与折返激动有关，心率快速，而心律规则或较规则。,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。,16,三、冲动起源上的失常,3. 主动性异位心搏（期前收缩

8、）与主动性异位心律： 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 快速而规则的房性异位节律，出现间距匀齐的锯齿样“F”波，频率220-370次/分。,3.4.1 心房纤颤 快速而不规则的房性异位节律，出现细小而形态不规则的“f”波，频率350-700次/分。,17,三、冲动起源上的失常,3. 主动性异位心搏与主动性异位心律产生原因： 自律性异常 自律性升高 自主神经 交感神经兴奋 自律性（出现异位节律点） 激素 甲亢 自律性（快速性心律失常） 电解质（K+等） 血K+ 有利于兴奋折返 血K+ 异

9、位点自律性 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，引起异位心律。,18,三、冲动起源上的失常,3. 主动性异位心搏与主动性异位心律产生原因： 自律性异常 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MP 房室肌快通道失活，慢通道激活心房、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

10、子流If，异丙 肾上腺素使之增强，If通道在膜电位为-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。,19,三、冲动起源上的失常,3. 主动性异位心搏与主动性异位心律产生原因： 自律性异常 心房肌或心室肌的异常自律性（非自律细胞的异常自律性） 膜电位震荡 自发的膜电位震荡 心肌除极快Na+通道部分或全部失活、慢向内向Ica激活膜电位 震荡异常心律。 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)

11、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。,20,三、冲动起源上的失常,3. 主动性异位心搏与主动性异位心律产生原因： 触发性活动，特别是早后去极化（early after depolarization, 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。,早后除极与触发活动,21,三、冲动起源上的失常,心肌细胞早后去极化的电生理学特征： 触发发放

12、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。,EAD的各项参数,22,三、冲动起源上的失常,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

13、用。其他参数如TBN，TBD以及DA均与TOP呈线性相关。 III.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。,23,三、冲动起源上的失常,心肌细胞的迟后去极化(delayed after depolarization,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

14、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的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。,24,2020/10/17,25,三、冲动起源上的失常,DAD的发生机制 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

15、，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。,DAD及Iti,26,三、冲动起源上的失常,3. 主动性异位心搏（期前收缩）与主动性异位心律产生原因： 自律性异常 心房肌或心室肌的异常自律性（非自律细胞的异常自律性） 膜电位震荡 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O相除极速率大，APD长，因此各层心肌的 APD不一致，也是导致局

16、部电位差的原因。,27,三、冲动起源上的失常,3. 主动性异位心搏（期前收缩）与主动性异位心律产生原因： 自律性异常 心房肌或心室肌的异常自律性（非自律细胞的异常自律性） 膜电位震荡 局部电位差 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。,28,三、冲动起源上的失常,3. 主动性异位心搏（期前收缩）与主动性异位心律产生原因： 自律性异常 心房肌或心室肌的异常自律性（非自律细胞的异常自律性） 膜电位震荡 局部电位差 折返激动,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，

17、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。,29,四、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 MP AP除极速率和幅度传导速率或阻滞 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。,Na通道抑制 Na内流,膜反应曲

18、线,30,四、传导改变引起的心律失常,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。,31,四、传导改变引起的心律失常,2. 分类 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 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。

19、 干扰性房室脱节的发生条件：AVN频率SAN频率。,干扰性AV脱节与AVB 区别：干扰性AV脱节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。,32,四、传导改变引起的心律失常,2. 分类 2.2 单纯传导失常 2.2.1 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

20、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。,33,四、传导改变引起的心律失常,2. 分类 2.2 单纯传导失常 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,第一度房室传导阻滞（IAVB） 特征：房室传导时间延长；心房冲动能全部传入心室。,PR间期超过正常最高限度（正常PR间期的长短与心率、年龄有关），一般0.20秒。,34,四、传导改变引起的心律失常,2. 分类 2.2 单纯传导失常 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,第二度房室传导阻滞（IIAVB） 特征：部

21、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,IIAVB 一型莫氏I型 AVN阻滞。PR间期逐渐延长，直至脱落一个R波后，PR间期缩短，继之又延长，周而复始。,35,四、传导改变引起的心律失常,2. 分类 2.2 单纯传导失常 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,第二度房室传导阻滞（IIAVB） 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,IIAVB 二型莫氏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。,36,四、传导改变引起的心律失常,2. 分类 2.2 单纯传导失常 2.2.

22、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,第三度房室传导阻滞（IIIAVB） 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、PP间期相等，RR间期相等2、P与R无固定时间关系（PR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。,37,四、传导改变引起的心律失常,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

23、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。,冲动折返示意图,38,四、传导改变引起的心律失常,3. 单向阻滞与折返 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，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

24、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。,39,四、传导改变引起的心律失常,3.2.2 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

25、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。,40,四、传导改变引起的心律失常,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。,41,四、传导改变引起的心律失常,3.3 二相折返 80年代以来，人们相继在犬、猫、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

26、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，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，flecainide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

27、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”。,42,四、传导改变引起的心律失常,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相折返。,心内膜,心外膜,A 对照 B 缺血 C 缺血+4-AP,缺血时心外膜与心内膜细胞动作电位的不同反应,43,四、传导改变引起的心律失常,实验研究表明，心外膜心肌细胞动作电

28、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Ica）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。,3.3 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B

29、rugada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。,44,五、冲动形成及传导复合障碍,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。,45,六、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