心律失常是心血管内科最常见也是理论最晦涩的一个亚学科,令不少医生望而生畏。抗心律失常药物的临床应用已逾百年,目前仍是心律失常治疗的基本手段,要想正确使用抗心律失常药物,需要深谙心脏的电生理特性。本文简要叙述该特性和抗心律失常药物的使用要点。
一、心肌的生理特性
根据组织学和电生理学特点,心房、心室肌细胞属于工作细胞,窦房结、房室结细胞和浦肯野纤维属于自律细胞(图 1)。
图 1 心肌细胞分类
心肌细胞具有兴奋性、传导性、自律性和收缩性四种基本生理特性,前三种属于电生理特性,第四种属于机械特性。工作细胞无自律性,而自律细胞无收缩性(表 1)。
表 1 心肌的生理特点
根据心肌细胞动作电位去极化的快慢及其产生机制,心房、心室肌和浦肯野细胞属于快反应细胞,表现为去极化速度和幅度大,兴奋传导速度快,复极过程缓慢并且可分为几个时相,动作电位时程长。窦房结和房室结细胞属于慢反应细胞,表现为去极化速度和幅度小,兴奋传导速度慢,复极过程缓慢但没有明确的时相区分(图 2、表 2、图 3)。
图 3 心脏各部分心肌细胞的跨膜电位(左图)、心室肌细胞(中图)、和窦房结细胞(右图)动作电位示意图
高能预警,难点来了!
表 2 快、慢反应细胞动作电位和主要参与离子(以心室肌细胞和窦房结细胞为例)
注:红色为发挥主要作用的例子;IkI:内向整流钾通道,构成快反应细胞静息电位主要成分和 2 期的重要成分,其对 K+ 的通透性随膜的去极化而降低;Ipump:泵电流;INa:钠内向电流,为正反馈电流;ICa-T:T 型钙电流,主要参与慢反应细胞 4 期;Ito:瞬时外向电流,主要离子成分是 K+,主要参 1 期;ICl:氯电流;ICa-L:L 型钙电流,激活、失活和复活过程慢,参与快反应细胞 2 期、慢反应细胞 0 期和 4 期;IK:延迟整流钾电流,随时间逐渐加强,为正反馈电流,膜内外电位差越大,K+ 外向电流越大,包括 IKs(缓慢激活的延迟整流钾电流)、IKr(快速激活的延迟整流钾电流)、IKur(超速激活延迟整流性钾电流),为 2 期和 3 期最重要的成分;钠泵:Na+-K+ 依赖性 ATP 酶,每分解 1 个 ATP 逆浓度差将 3 个 Na+ 移出胞外,2 个 K+ 移入胞内;INa-Ca:Na+-Ca2+ 交换电流,为双向交换,3 个 Na+ 交换 1 个 Ca2+,生理上为正向(钠进钙出),病理上为反向(钠出钙进);If:超极化激活的内向离子电流,最大激活电位为 -100 mv,是一种随时间而进行性增强的内向离子流,主要离子成分为 Na+
图 3 心室肌细胞复极电位与不应期、兴奋性的关系示意图
ARP:绝对不应期;ERP:有效不应期;LRP:局部反应期:RRP:相对不应期:SNP:超常期;a 为局部反应;b、c 和 d 为 0 期去极化速度和幅度均减小的动作电位
0 期决定心肌兴奋性和传导性,4 期决定自律性,2 期决定收缩期,这为理解抗心律失常药物的作用机制提供了基础。
二、抗心律失常药物
1、抗心律失常药物可治疗的心律失常发生机制及处理原则
表 3 抗心律失常药物可治疗的心律失常发生机制
2、抗心律失常药物分类及作用机制
抗心律失常药物的总体治疗原则是:降低自律性、减少后除极及消除折返。抗心律失常药物主要通过影响INa、ICa-L、IK(IKs、IKr 和 IKur)和 If 发挥作用。根据最新《抗心律失常药物临床应用中国专家共识》(以下简称《共识》)建议将抗心律失常药物分为 5 类。
表 4 抗心律失常药物分类
表 5 常见抗心律失常药物作用机制及适应证
虽然洋地黄类药物不属于抗心律失常药物,但其在治疗慢性心力衰竭时还发挥控制心室率的作用,具有不可替代的作用,需要我们熟知其电生理作用。
(1)兴奋迷走神经:抑制窦房结 4 期除极,降低窦房结自律性;
(2)提高异位自律性:抑制心肌细胞膜钠泵,造成细胞内 Na+ 增多,K+ 减少,使静息膜电位升高接近于阈电位,兴奋性和自律性增高,出现房性、交界性或室性期前收缩或心动过速。
(3)房室传导阻滞:一方面,洋地黄使静息膜电位升高使一部分失活性微粒进入 Na+ 通道,抑制了 Na+ 通道的开放程度,使 Na+ 进入细胞内速度减慢,数量减少。另一方面,洋地黄对钠泵的抑制,使膜内 Na+ 浓度上升,减少了 Na+ 内流的梯度。该两因素均使动作电位 0 期上升速度减慢,上升幅度降低,从而使心肌的传导性减低,传导速度减慢,此对房室交界区抑制作用较其他部位更为明显,通过延长其有效不应期,引起不同程度的房室传导阻滞。
(4)加快复极:一方面,洋地黄抑制钠泵使细胞外 K+ 浓度增高,从而增加细胞内 K+ 外流。另一方面,细胞内增多的 Na+ 可促进 Na+-Ca2+ 交换,加速 Ca2+ 的内流。以上两个因素使 2 期和 3 相时程缩短,动作电位时程也随之缩短。此外,洋地黄所致的复极速度加快,使得心室除极尚未完全结束,即有一部分内膜下心肌从内膜向外膜复极,除极与复极发生轻度重叠,或使部分心壁的复极方向和正常相反,在心电图上常常形成特征性的 ST-T 鱼钩状改变。
总结
限于篇幅所限,将心肌电生理特性和抗心律失常药物的作用机制简述与此,其中不免有纰漏之处,还望大家批判指正。
策划制作
策划:cc
投稿:shichang@dxy.cn
题图来源:站酷海洛