小儿心律失常
(1)心肌细胞的生理性能:心肌细胞具有两种:一种是工作心肌细胞,具有收缩功能;另一种是心脏传导系统,包括窦房结、结间束、房室交接区、房室束(希氏束)、左右束支及浦顷野纤维(图1)。心脏传导系统有形成心脏激动的功能,即自律性。两种心肌细胞均有接受及传播心脏激动的功能,分别称为应激性及传导性。工作心肌细胞在生理情况下无自律性,但在病理条件下,也可形成激动。心肌的自律性、应激性及传导性的改变,均可导致心律失常。
①自律性:自律性来源于心脏传导系统的起搏细胞,其电生理特性与一般心肌细胞不同,静息电位不稳定,发生自动缓慢除极,一旦达到阈电位,即可发生自发的除极过程而产生激动。
正常情况下,窦房结产生激动的频率最高,控制整个心脏活动,为心脏的起搏点,形成窦性心律。当窦房结起搏功能发生障碍时,则下一级的传导系统,通常是交接区可代替窦房结作为心脏的起搏点,以维持心脏收缩和舒张活动,形成逸搏或逸搏心律。如窦房结以外的起搏点的自律性增高,超过了窦房结而控制部分或整个心脏活动,即形成过早搏动或异位心动过速。近年来心肌电生理的研究,房室交接区自上而下可分为3部分:房结区、结区及结束区。结区无自律性。
②应激性:心肌对一定强度的刺激能引起反应,表现为电活动及机械性收缩。心肌在接受刺激后其应激性发生一系列变化,在一次激动之后,对接踵而来的刺激不产生反应,此期称为不应期。在不应期的初始阶段,不产生任何反应,称绝对不应期,其后一段很短的间期内,只有强的刺激才能引起微弱的反应,称相对不应期。心脏不同部位的不应期长短不一,房室结区最长,心室肌次之,心房最短,右束支较左束支长。正常情况下,心室肌的不应期大致相当于心电图中的Q-T间期,T波顶峰之前为绝对不应期,其后为相对不应期。心率愈慢,不应期愈长,心率愈快,不应期愈短。于心室相对不应期开始,大约相当于T波顶峰,其应激性可异常增强,较弱的刺激可导致很强的反应,称为易损期。如室性过早搏动发生在T波顶峰,易引起室性心动过速。在不应期之后的一段很短时间为超常期,此期发生反应所需阈电位较低。
③传导性:心肌可将冲动传导到邻近组织。心脏各部位的传导速度不同,房室交接区最慢为50~200mm/s,浦顷野纤维最快4000mm/s,房室束1000~1500mm/s,心室肌300~400mm/s。心肌的传导性与应激性密切关联,在心肌的绝对不应期中传导中断,在相对不应期传导速度明显减慢,这种生理现象称干扰。不应期异常延长,则发生传导阻滞。
(2)心肌细胞的电生理特性:心肌细胞的电活动是各种离子在细胞内外分布不同和转运造成的。在静息时,K 离子浓度在细胞内高于细胞外,而Na 离子则相反。带正电的K 离子向细胞外渗出,而带负电的蛋白质和C1- 离子被留在细胞内。因而形成细胞膜内带负电,细胞膜外带正电的极化状态。多数心肌细胞膜内外电位差为-80~-90mV,称为膜静息电位。当心肌细胞应激时,极化状态转入除极过程,膜电位减低(按绝对数值计算,即负值变小),一旦降到阈电位水平即触发动作电位而激动。心肌细胞膜有不同离子的各自通道,在激动过程中通道开闭,形成离子转运。将微电极插入心肌细胞内,在心肌细胞激动过程中可记录到动作电位曲线。按曲线变化的顺序可分为5个相,以心室肌工作细胞动作电位曲线(图2)为例。
①0相(除极化期):膜电位 -90mV减低至 -60mV(阈电位)时,膜的钠通道(快通道)开放,Na 快速涌入细胞,细胞内负电位迅速消失,并转 20mV,除极曲线迅速上升。钠通道开放1~2ms后即关闭。
②1相(快速复极期):0相结束前,膜电位达0mV时,氯通道开放,Cl- 迅速内流及K 外流引起复极,膜电位降低,曲线较快下降。
③2相(缓慢复极期):钙通道(慢通道)开放,有缓慢的Ca2 、Na 内流和缓慢K 外流,膜电位较持久地保留在0mV,形成曲线平台。随后钙通道关闭。
④3相(终末复极期):钾通道开放,大量K 从细胞内向外流,膜电位迅速恢复到静息电位水平,曲线迅速下降,心肌细胞恢复到极化状态。 从0相开始到3相结束的过程称为动作电位时程,共约300~500ms。
⑤4相(静息期):细胞膜上的离子泵(Na 、K -ATP酶)主动运转,排出Na 、Ca2 而摄入K ,使细胞内外各种离子浓度恢复到激动前的水平,曲线维持在一水平线上,亦称电舒张期。
上述心室肌细胞动作电位曲线各相与常规体表心电图对照,则QRS波相当于0相,J点相当于1相,ST段相当于2相,T波相当于3相,Q-T间期相当于动作电位时程。在窦房结和房室结区有自律性的心肌细胞中,4相尚有K 的缓慢流出和Ca2 、Na 的缓慢流入,当K 流出减少时,电舒张期电位水平逐渐减低,曲线逐渐上升,形成一个坡度,称为舒张期自动除极化。当达到阈电位水平可触发新的动作电位,是这类心肌细胞自律性的电生理基础。窦房结和房室交接区细胞静息电位低,为-40~-70mV,当除极化达到阈电位水平(-30~-40mV)时,只有钙通道开放,Ca2 缓慢流入细胞内,除极缓慢,因此0相曲线上升速度慢,而振幅小,1相、2相界限不清,激动传导也慢,易发生传导阻滞,但自律性高,称为慢反应细胞(图3)。
心房肌细胞和浦顷野细胞的动作电位曲线和心室肌相同,膜静息电位约为 -90mV,阈电位-60~-70mV,0相快通道开放,大量Na 迅速流入细胞内,除极快速,故0相上升速度快而振幅大,激动传导快,不易发生传导阻滞,但自律性很低,称为快反应细胞。
(3)神经体液因素对心肌生理功能的影响:心脏的神经调节主要通过迷走神经和交感神经。
A.抑制窦房结的自律性,使其激动形成减慢甚至暂停,对房室交接区的抑制作用较轻。
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