窦房结重塑研究进展.pdf
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1、综述 窦房结重塑研究进展 孔强1 杨新春1( 关键词 窦房结; 重塑; 心脏电生理研究 中图分类号 R 3 2 2. 1 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 1 - 1 4 3 9(2 0 0 6)0 2 - 0 1 2 3 - 0 3 1首都医科大学附属北京朝阳医院心脏中心 首都医科大学 心血管疾病研究所( 北京, 1 0 0 0 2 0) (审校者 随着新型电解剖定位系统及人类心房正常传 导的计算机模型的开发成功 1, 人们对窦房结的结 构功能、 窦性激动的起源及在心房的传导有了更深 刻的认识, 并对病理状态下窦房结的功能状态能够 进行深入研究。在老年人及窦房结疾病、 房性心律 失常、
2、心力衰竭、 先天性心脏病等疾病中观察到窦 房结重塑的情况。窦房结重塑是指沿界嵴发生的 解剖结构上的改变, 伴随有窦房结恢复时间、 窦房 传导时间延长, 以及窦性起搏复合体向界嵴尾端方 向移位, 窦性激动传导异常。本文将近年窦房结重 塑方面的研究进展综述如下。 1 窦房结的正常解剖及窦性激动的起源及在右房 的扩布 组织学研究显示, 窦房结是不连续的、 局限于 上腔静脉与右心房交界处的心外膜下组织。电生 理标测表明, 从上腔静脉与右心房的交界处到下腔 静脉与右心房的交界处存在沿界嵴长轴排列的窦 性起搏复合体。窦性心律时, 该复合体中有不止一 个兴奋灶同步产生最早激动, 越靠近窦房结的头端 ( 沿界
3、嵴向上) , 窦房结产生冲动的频率越快, 越靠 近窦房结的尾端( 沿界嵴向下) , 频率越慢。在交感 神经兴奋时, 比较快的上位兴奋灶占优势, 而迷走 神经兴奋时, 较慢的下位兴奋灶占优势。对于正常 生理状态下窦性激动在心房中的传导的研究, 发现 右房最早激动的区域呈纺锤形或马蹄形, 纺锤形的 区域从界嵴头端垂直向下斜行或呈环形, 最早激动 区位于右房侧壁的上部, 电解剖界限下平均( 1 6e 4)mm,而马蹄形的区域位置更偏前, 介于上腔静 脉口与右心耳顶部之间, 右房前壁上部电解剖界限 下( 1 82 0)mm。从最早激动区形成两个方向相反 的成分在右房传导, 第1种成分是右房传导的主要
4、成分, 呈从上到下的方向, 第2种成分较小, 呈从下 到上的方向。第1种成分从窦房结区域发出后分 裂为两个波峰, 二者同时激动侧壁和房间隔的右侧 区, 并沿着侧壁、 界嵴和房间隔同步扩布, 汇合于右 房下壁中部的一个区域, 在房室结-希氏束区以下 和冠状窦口前终止。第2种成分在右房扩布中起 较小的作用, 从最早激动区发出后向上终止于上腔 静脉口, 其最晚激动的部分呈现出一个高度不规则 的波峰。相反的, 右房下部的电解剖界限是不连续 的, 无任何扩布波峰延续至下腔静脉。窦性冲动的 起源和冲动在右房传导的研究对于不适当窦性心 动过速和房室结折返性心动过速的射频消融有重 要意义, 在应用C AR T
5、 O标测系统指导下对窦房结 改良治疗不适当窦性心动过速时, 治疗前心房最早 激动点位于上腔静脉与右心房交界处的前外侧( 沿 界嵴向下) , 应用艾斯洛尔后, 心房最早激动点可向 界嵴尾端移动, 但射频消融后, 心房最早激动点向 界嵴尾端移位得更为明显, 静脉滴注异丙肾上腺素 后心率较射频消融治疗前下降。 2 衰老与窦房结重塑 对老年人进行的电生理检查及电解剖标测显 示, 衰老会导致心房有效不应期延长,P波时限及 校正的窦房结恢复时间增加, 但有效不应期的离散 度无显著改变。电解剖标测显示, 有广泛的低电压 区域, 伴有局部的缓慢传导。电生理检查及电解剖 标测均表明, 随着年龄的增加, 沿界嵴出
6、现大量的 双电位及碎裂信号。提示衰老会引起心房电解剖 上的改变( 即沿界嵴的传导延迟) 及结构上的改变 ( 即出现低电压区) 。研究表明, 衰老能引起窦房结 功能受损, 心房的有效不应期增加, 导致心房及窦 房结的结构重塑及电重塑, 提示随着年龄的增加, 心房颤动及窦房结疾病的风险可能会增加。 3 窦房结疾病与窦房结重塑 窦房结改良及窦房结消融的研究表明, 要改良 或消融窦房结, 必须沿界嵴消融比较广泛的区域, 因此, 窦房结功能的显著低下往往提示窦性起搏组 织的大量丢失和窦房传导功能的广泛受损。S a n - d e r等 2应用 C AR T O标测系统以及心腔内超声研 究窦房结疾病患者心
7、房的电生理、 电解剖特征, 评 价右房侧壁上部、 右房侧壁下部、 右房间隔上部和 冠状静脉窦远端的有效不应期, 以及沿冠状静脉窦 及右房侧壁的传导时间、P波时限、 沿界嵴传导时 间。并应用电解剖图描述窦性起搏复合体的形态, 记录局部传导速率、 双电位、 分裂电图、 局部电位及 电静止区。结果发现, 窦房结疾病患者右房不应期 显著延长, 沿右房侧壁和冠状静脉窦传导时间增 加, P波时限延长, 沿界嵴双电位的数量增多, 时程 321 临床心血管病杂志2 0 0 6年2月第2 2卷第2期 延长。窦性起搏复合体更常表现为单中心型, 局限 于界嵴的下1/3, 与残余电压振幅最大的部位相关; 窦性激动传导
8、过程中, 尤其是沿界嵴方向传导时, 出现传导显著延缓及传导阻滞区, 导致去极化波峰 迂回传导, 心房激动延迟, 尤其在右房间隔部位显 著延迟。双极电压标测显示, 右房存在显著的电压 异质性。而在正常对照组人群, 窦性起搏复合体都 表现为多中心型, 且位于界嵴的上2/3区, 窦性冲 动在界嵴两侧同步激动, 在心房间隔及前壁方向快 速激动传导。窦房结疾病患者在界嵴出现低振幅 信号和局部的瘢痕电静止区, 提示沿界嵴正常组织 及自律起搏细胞的丢失, 而沿界嵴出现的传导异常 会导致折返, 并且可能与窦房传导功能受损有关。 4 房性心律失常与窦房结重塑 房性心律失常可引起窦房结重塑。临床研究 发现, 快速
9、心房起搏以模拟快速性房性心律失常, 起搏后在极短的时间内, 即使只有1 01 5m i n, 也 能显著延长窦房传导时间及校正的窦房结恢复时 间, 提示窦房结功能的重塑能够在短时间内发生。 阵发性心房颤动可导致快-慢综合征, 其形成机制 可能与快速的心房率引起心房肌局部释放乙酰胆 碱增多, 并在心房肌局部堆积, 使窦房结起搏细胞 Kl外流增多, 细胞外Kl浓度增加, 导致窦房结自 律性降低; 另外, 快速的心房率本身对窦房结自律 性有直接的抑制作用。B r u n d e l等 3研究发现, 心 房颤动所引起的以有效不应期缩短及频率适应性 丧失为特征的心房电重塑与细胞内钙超载导致的 L型钙电流
10、减少有关, 而L型钙电流在窦房结P细 胞4相自动除极过程中被激活, 参与起搏活动, 因 此, 心房颤动引起L型钙电流减少, 可影响窦房结 的自律性和传导性, 导致窦房结功能低下。对缝隙 连接蛋白的研究发现, 心房颤动时缝隙连接蛋白的 分布和数量发生改变, 影响窦房传导及房内传导。 动物试验显示 4, 心房颤动可引起校正的窦房结恢 复时间及P波时限延长, 最大心率及固有心率降 低, 心房有效不应期缩短, 导致窦房结功能低下, 房 内传导延缓, 心房颤动持续时间延长, 心房颤动终 止后窦房结功能逐渐恢复。心房扑动的患者在心 房扑动复律1 53 0m i n内窦房传导时间及校正的 窦房结恢复时间没有
11、改变, 但是3周以后这些指标 显著缩短 5。对于阵发性心房颤动并发长间歇的 患者进行肺静脉电隔离及左房划线消融, 术后即 刻, 患者校正的窦房结恢复时间在6 0 0、 4 0 0m s周 长刺激下分别为( 4 2 8. 6e1 1 1) 、 (4 2 5. 0e1 0 8. 4) m s, 而在术后(2 4. 0e1 1. 3) 个月, 则分别为(2 4 0. 1 e1 2 4. 4) 、 (2 5 9. 1e8 9. 3)m s, 且校正的窦房结恢 复时 间 的 显 著 改 善 与 药 物 治 疗 无 关 6。M a n i o s 等 7研究发现, 持续性心房颤动的患者复律后窦房 结功能低
12、下, 但在复律后4 8 h, 窦房结恢复时间缩 短, 窦房结功能的改善与自主神经系统调节无关, 窦房结功能状态与心房颤动的复发无因果关系。 进一步的研究表明 8, 持续性心房颤动复律后, 心 房电重塑的逆转在心房不同的区域有不同的速率, 在复律后1周, 窦房结功能显著改善。因此, 房性 心律失常引起窦房结重塑在心律失常纠正后可以 逆转。 5 心力衰竭与窦房结重塑 V e r k e r k等 9应用膜片钳的方法研究心力衰竭 动物窦房结细胞的电生理特性, 发现其固有周期长 度增加1 5%, 舒张期去极化率降低3 0%, 动作电位 的其他指标无改变; 超极化激活的起搏电流I f与延 迟整流钾电流的
13、慢成分分别降低4 0%和2 0%, 而 电压依赖性T -型和L -型钙电流, 延迟整流钾电流 的快成分及超快成分, 瞬时外向钾电流, 钠钙交换 电流均未发生改变。由于延迟整流钾电流的慢成 分在起搏活动中发挥有限的作用, 因此心力衰竭所 导致的心率降低系起搏电流I f重塑所致。临床研 究发现心力衰竭患者在6 0 0、 5 0 0、4 0 0m s刺激下校 正的窦房结恢复时间显著延长, 进一步的研究发 现 1 0, 心力衰竭患者内源性窦性周期长度, 校正的 窦房结恢复时间, 窦房传导时间与年龄匹配的对照 组相比均明显延长; 电解剖标测显示: 窦性起搏复 合体显著向界嵴的尾端方向移位, 最早的窦性冲
14、动 起源于距窦房交界( 1 8. 3e6. 7)mm处, 而对照组 起源于( 1 2. 4e3. 0)mm处; 窦性起搏活动来源于 ( 2. 5e0. 7)mm处, 散布于(1 1. 3e1. 2)mm区域, 对照组窦性起搏活动来源于( 4. 0e1. 4)mm处, 散 布于( 3 3. 0e1 2. 8)mm区域。有半数心力衰竭患 者窦性冲动从界嵴的下前方传出, 在传导过程中出 现传导显著延缓区及传导阻滞区, 在界嵴处最明 显, 导致迂回传导, 以及间隔部位的延迟激动, 而年 龄匹配的对照组窦性冲动从界嵴最早激动点传出 后向各方向同步快速扩布。与对照组相比, 心力衰 竭患者在界嵴头端的双极电
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