心律失常的发生机制

一、Hoffman提出的机制

（一）自律性障碍

1．正常机制（缓慢舒张期去极化）

（1）频率改变：窦速、窦缓、窦性停滞。

（2）原发性起搏位置改变。①正常起搏细胞自律性下降；②潜在起搏细胞自律性升高。

2．冲动触发的异常机制　①后电位；②迟后复极化；③持续去极化。

（二）传导障碍

1．传播障碍　窦房阻滞、房室阻滞、间隙性束支阻滞、差异传导。

2．缓慢传导与单向阻滞　①递减传导；②隐匿传导；③折返。

（三）自律性和传导性异常

1．平行收缩节律。

2．反复性期外收缩。

3．心动过缓－过速综合征。

二、心律失常发生的折返机制

在心律失常发生机制的认识和研究中，唯折返机制是研究得比较多和认识得较为清楚的问题。

折返现象早在1887年就被提出。1906年，Mayer首次用墨鱼进行实验，证实了折返现象。折返是指冲动在激动某一节段心肌组织后返回，并再一次激动该节段组织。换句话说，当冲动传至病变心肌时，由于部分心肌呈单向阻滞，冲动只能循另一部分心肌向前传导。当冲动传至具有单向阻滞心肌的远侧端时，又逆向缓慢地从单向阻滞区传回原处，使该部分已脱离不应期的心肌再次发生冲动。很显然，冲动在传导通道未脱离不应期之前一般是不能再从该通道返回的。因此，折返还必须存在另一条折返通道，使该冲动返回。所以，折返形成必须有3个条件：①具备两条可能通向该节段的传导通道，并构成一个环；②冲动必须是一个很慢的传导，这样在折返时，原来激动的组织才能脱离不应期而恢复应激性；③在两条成环形的通道中，必须存在两个应激性不同的节段。否则，传播的冲动将使它的两条传播通道中所有部位都同步激动，这样冲动也就不可能返回并再次激动才应激过的组织，故称此为“单向阻滞”。简而言之，折返形成有三要素：一是一个有效的折返环；二是折返环的两支，在应激上存在差异；三是足够慢的传导。折返环可以是微小的，如在房室结内或Purkinje纤维末梢内，这种形式的折返环称为微折返。如折返环较长，含有长的传导束，如束支分支或房室旁路束，则称为巨折返。

折返机制有两种折返模型，即解剖决定模型和功能决定模型。

解剖决定模型是1913年由Mines提出的，是一特殊的成环形连接的解剖环路。所以，这种折返环的长度是由其解剖长度所决定的。其长度不仅是固定的，而且比较长。由于折返环较长，因此，在此环内传导的冲动波峰和波尾之间常有一可激动的间隙，冲动在环内的环形时间和冲动的传导速度成反比，环长大于传导速度和不应期的乘积。

功能决定模型是1977年由Allessie提出的，又称前引圈（leading circle）折返模型。折返环的形成主要是由于心肌细胞电生理特点的差异所致。因此，其长度是随环路的电生理特性变化而改变，并无固定的长度。一般这种类型的折返环较小，因此，冲动波波峰和波谷间常互相衔接而无激动间隙。冲动的环形时间主要取决于折返环的不应期，环形时间与折返环的平均不应期成反比，实际上，除上述两种折返模型外，还存在着这两种模型的联合。

折返环的一部分是解剖决定的，而另一部分是功能决定的。这种情况最常见于心肌梗死时。在梗死边缘带就可以形成一部分由解剖决定的（梗死区中存活的心肌纤维束），部分是由功能决定的（环绕心肌梗死区的健康心肌）折返环。窦房结的折返通道亦可能部分是解剖决定型，部分是功能决定型的。而房内折返，则可能是功能决定型的。虽然有作者对折返引起室性期前收缩、室性心动过速和室颤等室性心律失常的机制持不同见解，但越来越多的资料肯定了折返是上述室性心律失常发生的主要机制之一。自1971年以来，已经证明了大多数的室性期前收缩和室性心动过速是由于折返所引起的。

早在1906年，Mayer等提出，在Purkinje纤维末梢内可以形成折返的假设。以后又由Schaite等做过描述。他们提出在Purkinje纤维末梢内存在能引起折返的解剖结构，故在一定条件下也可以引起折返现象。直到1971年，用微电极方法证实了在犬的Purkinje纤维末梢内的折返运动，以上假设才得到了肯定和证实。

缺血的心肌组织引起折返，由Sherrif等于1977年提出，他们首次论证了在缺血心肌中发生的传导障碍和在缺血或暂时抑制的His－Purkinje纤维内发生的情况相似，也能引起折返。

三、室性心律失常的组织学起源机制

室性心律失常起源于普通工作心肌、心脏自身的神经纤维，还是心脏的特殊传导组织？这一问题的明确，对理解心律失常的机制有着重要的意义。

（一）普通心肌起源说

节律性收缩与舒张是普通工作心肌的特征。自1883年Gaskell在远离神经节的海龟心肌束观察到自发的节律性舒缩活动以来，医学界普遍接受了心脏节律起源于心肌本身的假设。1910年，Lewis采用直接记录心脏电图的方法研究心脏兴奋的扩播顺序和正常与异常心律的起源，将正常与异位心律的起源锁定在普通工作心肌。1953年，Durrer引入“等时线”的概念，说明心脏兴奋扩播的空间顺序，假设兴奋在心肌合胞体连续而非跳跃式扩播，奠定了现代心脏电激动标测的基础。1969年，Daniel采用记录心外膜与心肌内电图的方法识别梗死和缺血心肌，1973年，Boineau发现急性心肌梗死区域的延迟电位可引起折返性室性期前收缩，认识到碎裂延迟电位与室性心律失常密切相关。1978年，Josephson用心脏导管电极标测碎裂电位所在区域，研究室性心律失常的电生理机制，指导外科切除梗死心肌，治疗室性心律失常。

普通心肌起源说有诸多令人困惑之处。心脏外科切除梗死室壁瘤后，仍可发生室性心动过速或心室颤动，说明瘢痕区域的心肌在室性心律失常的发作中并无作用。若室性心律失常起源于普通工作心肌，则起源点可能随机分布于心脏的各个部位，而非局限于好发区域。根除室性心律失常可能需要随机大范围的消融，势必影响心脏的射血功能。

（二）特殊传导组织起源说

1837年，捷克视觉神经学家Purkinje发现Purkinje细胞，1839年，发现心脏的Purkinje纤维，1893年，His发现His束，Kent描述Kent纤维。1906年，Tawara描述房室结，并将His束、束支与Purkinje纤维联系在一起，提出心脏特殊传导系统的概念。1932年，Mahaim描述连接房室结、束支与心肌的Mahaim纤维。1947年，Ling发明玻璃微电极技术记录细胞的跨膜动作电位。1951年，Weidmann研究Purkinje纤维的跨膜动作电位，发现了Purkinje纤维不同于普通工作心肌细胞的电生理特性。1957年，Hoffman采用Purkin－je纤维与乳头肌的离体标本，系统地研究了Purkinje纤维自律性与心律失常的关系。1969年，Scherlag描述了导管电极记录His电位的技术，1974年Akhtar证明His束与束支折返可引起快速室性心律失常。

1988年，Tchou以右束支为靶点消融束支折返性心动过速；1991年，Jackman以Kent纤维电位为靶点消融治疗房室旁道；1993年，Nakagawa以Purkinje纤维电位为指导消融治疗左室特发性室速；2002年，Haissaguerre报道以Purkinje纤维电位为指导消融治疗特发性室颤。

室性心律失常起源于特殊传导组织的发现，改变了针对普通工作心肌消融治疗的策略，消融的目标性更强、更精确。

（三）神经起源说

1680年，Borelli提出心脏节律起源于心脏自身神经节并受心脏外神经控制的神经起源说。1839年，Remak发现位于静脉窦处心脏自身的神经节丛，支持心律起源的神经源说。1907年，Keith发现静脉窦与右心房交界区的窦房结，1910年，Lewis用电学标测的方法证明正常心律起源于窦房结区域。

越来越多的研究表明，心脏特殊传导系统和自身神经组织在室性心律失常的发生机制中起着重要的作用。深入研究心脏特殊传导系统和自身神经组织的空间分布规律及其与普通工作心肌的相互关系、电学特性的区别与联系，明确室性心律失常起源于普通工作心肌、心脏自身的神经纤维，还是心脏的特殊传导组织，不仅会深化对心律失常机制的理解，而且将会影响和改变心律失常消融治疗的方向和方法。