离子通道与心律失常

《离子通道与心律失常》由会员分享，可在线阅读，更多相关《离子通道与心律失常（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、心肌离子通道与心律失常心肌离子通道与心律失常(ion channels in myocardium and arrhythmia)西安交通大学医学院病理生理学科西安交通大学医学院病理生理学科邓秀玲秀玲 第一节第一节 心肌的离子通道心肌的离子通道离子通道是离子通道是细胞膜上胞膜上贯穿脂穿脂质双分子双分子层、中、中间具有具有亲水性孔道的特殊蛋白水性孔道的特殊蛋白质，允，允许适当大小和适当大小和电荷的离子以被荷的离子以被动转运的方式通运的方式通过。一一. . 离子通道的概念及特征离子通道的概念及特征离子通道具有两大特征离子通道具有两大特征: :离子选择性：离子选择性：指每种通道指每种通道对一种或几种

2、离子有一种或几种离子有较高的通透能力，而高的通透能力，而对其他离子其他离子则不易或不能通不易或不能通过。包括离子大小包括离子大小选择性及性及电荷荷选择性。性。 门控特性：门控特性：指引起通道开放与关指引起通道开放与关闭的条件。的条件。Components of Cell MembraneBiophysical StructureK+ channel pore structure from Doyle et al. (Science, 280:69-77, 1998)Na+K+Gated Ion ChannelsExtracellular(i.e. ground)Intracellular(ne

3、gative voltage with respect to ground)二二. . 离子通道的分类离子通道的分类(一一) 非门控离子通道非门控离子通道 通道没有门控，始终处通道没有门控，始终处通道没有门控，始终处通道没有门控，始终处于开放状态，离子可随时进出细胞。于开放状态，离子可随时进出细胞。于开放状态，离子可随时进出细胞。于开放状态，离子可随时进出细胞。 (二二) 电压门控离子通道电压门控离子通道（voltage-gated ion channels） 通道的开启与关闭受膜电位的变化决定，通道的开启与关闭受膜电位的变化决定，具有电压依赖性具有电压依赖性(voltage-dependen

4、t)，并与电位变化并与电位变化的时间有关的时间有关(time-dependent) 。根据离子通道门控特性的不同分类：根据离子通道门控特性的不同分类：(三三) 配体门控离子通道配体门控离子通道 (ligand-gated ion channels) 通道的门控行为受其相应配体的控制。激通道的门控行为受其相应配体的控制。激动剂与通道蛋白结合后，导致通道开放，产生离子流。动剂与通道蛋白结合后，导致通道开放，产生离子流。 ( (四四) ) 机械门控离子通道机械门控离子通道 (mechanically-gated ion channels) 由机械由机械牵拉激活的离子通道。拉激活的离子通道。 （五）其

5、他门控离子通道（五）其他门控离子通道 细胞容积敏感的钾通道、细胞容积敏感的钾通道、钠激活的钾通道等。钠激活的钾通道等。根据离子通道离子选择性的不同分类：根据离子通道离子选择性的不同分类： ( ( ( (一一一一) ) ) )钠通道钠通道钠通道钠通道 ( (sodium channels)sodium channels) 存在于快反应心存在于快反应心肌细胞膜，开放时选择性允许肌细胞膜，开放时选择性允许Na+内流。内流。其特征是：其特征是：（1）电压依赖性）电压依赖性 去极化达到一定水平时被激活，通去极化达到一定水平时被激活，通道开放产生内向钠电流（道开放产生内向钠电流（INa），），当达到最大效

6、应后，当达到最大效应后，失活关闭。失活关闭。（2）激活和失活速度快）激活和失活速度快 前者前者1ms, 后者后者10ms内完成。内完成。三三. . 心肌电生理特性的相关离子通道心肌电生理特性的相关离子通道 根据根据电压依依赖性和性和对对TTX的敏感性不同分为：的敏感性不同分为：快（瞬时）钠通道：快（瞬时）钠通道：参与参与AP 0期去极化。期去极化。 慢（持久）钠通道：慢（持久）钠通道：参与参与AP 2期平台的形成。期平台的形成。 心肌电压门控钙通道有两种亚型：心肌电压门控钙通道有两种亚型： L-型型 (long-lasting)：广泛存在于所有心肌细胞广泛存在于所有心肌细胞膜。激活电压高、电流

7、较大、持续时间长，可被膜。激活电压高、电流较大、持续时间长，可被DHPs和和Mn2+阻滞。直接参与阻滞。直接参与窦房结、房室结窦房结、房室结窦房结、房室结窦房结、房室结0 0期去期去期去期去极化极化极化极化，心房和心室肌的收缩，心房和心室肌的收缩，维持心房肌、心室肌维持心房肌、心室肌2期平台。期平台。 T-型型(transient type)：存在于存在于窦房结、房室结，窦房结、房室结，窦房结、房室结，窦房结、房室结，激活电压低，电流微弱激活电压低，电流微弱 (tiny) 而短暂而短暂(transient) ，可被可被Ni2+和和miberfradil阻滞阻滞。参与参与窦房结窦房结窦房结窦房结

8、舒舒张去极化去极化的后的后的后的后2/32/3部分。部分。部分。部分。 2. 2. 2. 2. 受体调控钙通道受体调控钙通道受体调控钙通道受体调控钙通道 存在于细胞器存在于细胞器，是是细胞内细胞内贮存贮存钙释放放进入胞入胞浆的途径的途径 。 (1) Ryanodine受体钙释放通道受体钙释放通道 经经I ICa-LCa-L 通道内通道内流的流的Ca2+可触发心肌肌浆网上的可触发心肌肌浆网上的RyR2释放放贮存贮存钙，引，引起心肌收起心肌收缩。 (2) IP3受体通道受体通道 在心脏，在心脏，IP3R1与药物和激素引与药物和激素引起的心肌收缩反应有关，也参与心脏节律的调节和细起的心肌收缩反应有关

9、，也参与心脏节律的调节和细胞间信号交流胞间信号交流 。 ( ( ( (三三三三) ) ) ) 钾通道钾通道钾通道钾通道 ( (potassium channels)potassium channels) 是广泛存是广泛存在、种类最多、作用最复杂的一类通道。在、种类最多、作用最复杂的一类通道。 1. 1. 电压门控钾离子通道电压门控钾离子通道 (1) (1) 瞬时外向钾通道瞬时外向钾通道 (transient outward K+ channels) 其电流为其电流为IA或或Ito1。 在去极化明显时激活，在去极化明显时激活，产生外向电流无整流特性，产生外向电流无整流特性，参与动作电位参与动作电

10、位1相复极过相复极过程。程。特点是激活迅速、失活快，可被特点是激活迅速、失活快，可被4-AP特异性阻特异性阻滞。滞。Ito1通道分布于所有心肌细胞，但其密度在不同通道分布于所有心肌细胞，但其密度在不同部位有差别。部位有差别。 (2) (2) 延迟整流钾通道延迟整流钾通道 (delayed rectifier K+ channels) 其电流为其电流为IK。在去极化时激活而产生外在去极化时激活而产生外向电流，与膜的复极化有关，在决定向电流，与膜的复极化有关，在决定APD中起重要中起重要作用。作用。心肌心肌I IK K有有3 3种成分：种成分： 慢慢激激活活延延迟迟整整流流钾钾电电流流（IKs）

11、激激活活时时间间3s，可可被被Chromol 293B特特异异性性阻阻滞滞。 Iks在在心心脏脏不不同同部部位位都都有有表表达达，但但在在不不同同的的心心室室肌肌细细胞胞其其密密度度不不同同。 Iks与与IKr为为心心肌肌细细胞胞AP复复极极3期期的的主主要要离离子子流流。克克隆隆的的基基因因KvLQT1及及minK共共同同表表达达产产生生的的电电流流具具有有IKs的的特性。特性。 快激活延迟整流钾电流（快激活延迟整流钾电流（IKr） 激活时间激活时间150ms，可被可被类抗心律失常药阻滞，使类抗心律失常药阻滞，使APD延长。克隆的基延长。克隆的基因因HERG及及minK或或MirP-1共同表

12、达出的电流认为是共同表达出的电流认为是IKr。 超超快快激激活活延延迟迟整整流流钾钾电电流流（IKur） 激激活活快快（仅仅50 ms），该该电电流流在在调调控控人人心心房房复复极极中中起起重重要要作作用用，与与房房性性心心律律失失常常的的发发生生有有密密切切关关系系。克克隆隆的的Kv1.5通通道道与与人心房人心房IKur 相同。相同。 (3) (3) 内向整流钾通道内向整流钾通道 (inward rectifier K+ channels，Kir channel) 其电流为其电流为IK1。该通道对。该通道对K+选选择性很高，依赖于细胞外择性很高，依赖于细胞外K+的存在，开放程度受膜电的存在，

13、开放程度受膜电位影响（位影响（超极化部分为明显的内向电流，去极化部分为弱小超极化部分为明显的内向电流，去极化部分为弱小的外向电流的外向电流），），可被可被Ba2+阻滞阻滞。IK1参与快反应细胞动作参与快反应细胞动作电位的电位的3相复极，但主要维持相复极，但主要维持4相静息电位相静息电位。 细胞除极到较正电位时外向电流趋于零，称之为细胞除极到较正电位时外向电流趋于零，称之为内向整流（即外向内向整流（即外向K+电流幅度不随除极膜电位增大而电流幅度不随除极膜电位增大而增大，反而随膜电位增加而减小）。增大，反而随膜电位增加而减小）。Voltage-Dependent IK1-40-110 mV 3 n

14、A 100 msFrom Li et al: Am J Physiol 2002; 283:H1031-41ControlBa2+ 2 mMmV-110 -90 -70 -50 -30Current (pA/pF)-30-20-10010I-V relationship of IK1 in dog ventricular myocytes (4) (4) 起搏通道起搏通道(pacemaker channels) 其电流为其电流为If，由由K+和和Na+共同携带。共同携带。 If为超极化激活的时间依赖为超极化激活的时间依赖性内向整流电流，是窦房结、房室结和希浦系统的起性内向整流电流，是窦房结、房

15、室结和希浦系统的起搏电流搏电流 之一。之一。 Adr激活激活If而而Ach抑制抑制If。 2. 2. 配体门控钾离子通道配体门控钾离子通道 (1)(1)乙酰胆碱激活的钾通道乙酰胆碱激活的钾通道(acetylcholine-activated K+ channels)：其电流为其电流为IK(Ach) ，具内向整流，具内向整流特性。该通道存在于窦房结、特性。该通道存在于窦房结、心房肌、心房肌、房室结、浦肯房室结、浦肯野纤维和心室肌细胞，野纤维和心室肌细胞，Ach激活此通道增加舒张电位激活此通道增加舒张电位而导致负性频率和负性传导作用。而导致负性频率和负性传导作用。 （2）ATP敏感性钾通道敏感性钾

16、通道 (ATP-sensitive K+ channels)：其电流为其电流为IK(ATP) ，具内向整流特性。，具内向整流特性。 KATP的激活有赖于细胞内的激活有赖于细胞内ATP的下降。的下降。该通道通道对缺血心肌有保缺血心肌有保护作用，其特异性开放作用，其特异性开放剂有克有克罗卡林、吡那地卡林、吡那地尔等；阻滞等；阻滞剂有格列本有格列本脲等。等。 ( (四四四四) ) 氯通道氯通道氯通道氯通道 ( (chloride channels)chloride channels) 是一组功能和结是一组功能和结构不同的选择性阴离子通道，允许构不同的选择性阴离子通道，允许Cl-、Br-、I-等通过。

17、等通过。 1. Ca2+激活的氯通道激活的氯通道 (calcium-activated chloride channel, CaCC) 其电流为其电流为ICl-Ca，又称瞬时外向又称瞬时外向Cl-电流。电流。该通道的激活依赖于细胞内该通道的激活依赖于细胞内Ca2+浓度的增加。心肌浓度的增加。心肌CaCC在膜电位在膜电位-30mV开放，使细胞外开放，使细胞外Cl-进入细胞内，进入细胞内，形成外向电流（形成外向电流（ Ito2），参与复极），参与复极1期。期。 2. 肿胀激活的氯通道肿胀激活的氯通道 (swelling-activated chloride channel, SaCC) 其电流为其

18、电流为ICl-swell，具外向整具外向整流特性。该通道激活使膜电位去极化，动作电位时程流特性。该通道激活使膜电位去极化，动作电位时程缩短。缩短。 3. 囊性纤维化跨膜电导调节体囊性纤维化跨膜电导调节体 (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator, CFTR) 为电为电压非依赖性阴离子通道，激活过程必须有压非依赖性阴离子通道，激活过程必须有cAMP参与，参与，故称故称cAMP调节的氯通道（调节的氯通道（cAMP-regulated chloride channels），其电流为），其电流为ICl-cAMP。该通道激活使膜电位该通道激

19、活使膜电位轻微去极化，动作电位时程明显缩短，以拮抗由轻微去极化，动作电位时程明显缩短，以拮抗由1 1 受体激动刺激受体激动刺激ICa-L有关的动作电位时程延长。有关的动作电位时程延长。 在某些情况下，在某些情况下，ICl-swell和和ICl-cAMP于平台期激活，于平台期激活，其明显的外向电流使动作电位时程明显缩短。其明显的外向电流使动作电位时程明显缩短。第二节第二节 心肌细胞的电活动心肌细胞的电活动一心肌细胞的分类一心肌细胞的分类1.1.工作心肌工作心肌：指心房肌、心室肌的指心房肌、心室肌的细胞，具胞，具兴奋性、性、传导性和性和收收缩性性，执行行泵血功能。血功能。2.2.2.2.特殊传导系

20、统：特殊传导系统：特殊传导系统：特殊传导系统：包括包括窦窦房房房房结结、房室交界区（房室、房室交界区（房室、房室交界区（房室、房室交界区（房室结结、房室束、左右束支）、浦肯野、房室束、左右束支）、浦肯野、房室束、左右束支）、浦肯野、房室束、左右束支）、浦肯野纤维纤维，具具自自律性律性、兴奋性、性、传导性，性，产生和生和传播播兴奋，控，控制心制心脏活活动的的节律。律。 二心肌细胞的跨膜电位二心肌细胞的跨膜电位细细胞膜内外存在着胞膜内外存在着胞膜内外存在着胞膜内外存在着电电位差称位差称位差称位差称为为跨膜跨膜跨膜跨膜电电位位位位。1.1.1.1.静息电位静息电位静息电位静息电位 （resting

21、potential, RPresting potential, RP） 指静息状指静息状指静息状指静息状态态下下下下细细胞膜内外的胞膜内外的胞膜内外的胞膜内外的电电位差。位差。位差。位差。自律自律自律自律自律自律细细细胞胞胞胞胞胞用最大舒用最大舒用最大舒用最大舒用最大舒用最大舒张电张电张电位位位位位位（maximum diastolic potential, MDPmaximum diastolic potential, MDPmaximum diastolic potential, MDP）来代表来代表来代表来代表来代表来代表RPRPRP。窦房结细胞窦房结细胞窦房结细胞窦房结细胞窦房结细胞窦

22、房结细胞：- - - -50 50 - - - -65 65 mVmV心房肌细胞：心房肌细胞：心房肌细胞：心房肌细胞：- - - -80 80 - - - -90 90 mVmV房室结细胞房室结细胞房室结细胞房室结细胞房室结细胞房室结细胞：- - - -60 60 - - - -70 70 mVmV浦肯野纤维浦肯野纤维浦肯野纤维浦肯野纤维浦肯野纤维浦肯野纤维：- - - -90 90 - - - -95 95 mVmV心室肌心室肌心室肌心室肌细胞：细胞：细胞：细胞：- - - -80 80 - - - -90 90 mVmV离子离子离子离子电流的方向是以正电流的方向是以正电流的方向是以正电流的

23、方向是以正离子移动的方向来确定：离子移动的方向来确定：离子移动的方向来确定：离子移动的方向来确定：正离子由胞外流向胞内称正离子由胞外流向胞内称正离子由胞外流向胞内称正离子由胞外流向胞内称为为内向内向内向内向电电流；流；流；流；正离子由胞内流向胞外称正离子由胞内流向胞外称正离子由胞内流向胞外称正离子由胞内流向胞外称为为外向外向外向外向电电流流流流（负负离子由胞外流向胞内也称离子由胞外流向胞内也称离子由胞外流向胞内也称离子由胞外流向胞内也称为为外向外向外向外向电电流）。流）。流）。流）。跨膜跨膜跨膜跨膜电电位是由于离子位是由于离子位是由于离子位是由于离子发发生跨越有生跨越有生跨越有生跨越有电电阻抗

24、的阻抗的阻抗的阻抗的细细胞胞胞胞膜的流膜的流膜的流膜的流动动而形成的。而形成的。而形成的。而形成的。 离子离子离子离子跨膜流动的机制：跨膜流动的机制：跨膜流动的机制：跨膜流动的机制：1.1.1.1.经经离子通道易化的被离子通道易化的被离子通道易化的被离子通道易化的被动转动转运运运运（主要形式）（主要形式）（主要形式）（主要形式）动动力：力：力：力：电电- - - -化学梯度；化学梯度；化学梯度；化学梯度；发发生取决于膜生取决于膜生取决于膜生取决于膜对对离子的离子的离子的离子的电导电导。2.2.2.2.经经离子离子离子离子泵泵的主的主的主的主动转动转运运运运3.3.3.3.经经离子交离子交离子交

25、离子交换换的的的的继发继发性主性主性主性主动转动转运运运运Chemical gradients and currents across the resting potential+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Cl 20K+ 150Na+ 10Ca2+ 0.0001 mM Cl K+ Na+ Ca2+ 120 4 145 1.8 mM Ei (mV) -47 -94 +67 +130Ca2+3Na+2K+ 3Na+ATP静息时静息时静息时静息时KK+电导电导电导电导 NaNa+电导，电

26、导，电导，电导，RPRP接近于接近于接近于接近于EEKK。IK1A A 0 mV -85 mV(-80 -90)300 msStim.Thresholdpotential2.2.2.2.动作电位动作电位动作电位动作电位（action potential, APaction potential, AP）心肌心肌心肌心肌细细胞胞胞胞兴奋时产兴奋时产生的可以生的可以生的可以生的可以扩扩播的播的播的播的电电位位位位变变化，包括化，包括化，包括化，包括去极化和复极化两个去极化和复极化两个去极化和复极化两个去极化和复极化两个过过程。程。程。程。 Differential APs in the HeartT

27、he cardiac APs are different in SA node and AV node from other specified conduction tissue in morphology and duration.Atrial AP is shorter than ventricular AP in morphology and duration.Waves of electrocardiogram reflect the electrical activity of different part in the heart. 参数参数快反应快反应AP慢反应慢反应AP产生细

28、胞产生细胞心房肌、心室肌、心房肌、心室肌、房室束、房室束、房室束、房室束、左右束支、浦肯野左右束支、浦肯野左右束支、浦肯野左右束支、浦肯野细细胞胞胞胞窦房房结、房室、房室结0期去极电流期去极电流INaICa-L去极最大速率去极最大速率200 700 V/s115 V/s超射超射+20 +40 mV0 +20 mV阈电位阈电位-60 -75 mV-40 -60 mV传导速度传导速度0.5 4.0 m/s0.02 0.05 m/s兴奋性恢复时间兴奋性恢复时间 3期复极后期复极后10 50 ms3期复极后期复极后100ms以上以上4期去极电流期去极电流IfIk, ICa, If心肌细胞心肌细胞AP大

29、致可分为两类大致可分为两类01234Five phases of ventricular AP0 0期期: :除极期，快钠通道激活，除极期，快钠通道激活，除极期，快钠通道激活，除极期，快钠通道激活，NaNa 内流内流内流内流使膜电位由负转为正。使膜电位由负转为正。使膜电位由负转为正。使膜电位由负转为正。 Na+1 1期期: :快速复极初期，钠通道失活和瞬时外向钾通道激活，快速复极初期，钠通道失活和瞬时外向钾通道激活，快速复极初期，钠通道失活和瞬时外向钾通道激活，快速复极初期，钠通道失活和瞬时外向钾通道激活，KK+ + 短暂外流使膜电位迅速下降短暂外流使膜电位迅速下降短暂外流使膜电位迅速下降短暂

30、外流使膜电位迅速下降。K+2 2期期: :平台期，是内向电流与外向电流平衡平台期，是内向电流与外向电流平衡平台期，是内向电流与外向电流平衡平台期，是内向电流与外向电流平衡 的结果。内向电流有的结果。内向电流有的结果。内向电流有的结果。内向电流有I ICa-LCa-L，I INa+/Ca2+Na+/Ca2+ 及少量慢钠通道电流；外向电流有及少量慢钠通道电流；外向电流有及少量慢钠通道电流；外向电流有及少量慢钠通道电流；外向电流有 I IKK，I IK1K1。Ca2+3 3期期: :快速复极末期，快速复极末期，快速复极末期，快速复极末期， 有有有有I IKK，I IK1K1和生电性和生电性和生电性和

31、生电性 Na Na+ +泵电流。泵电流。泵电流。泵电流。K+4 4期期: :恢复期，恢复期，NaNa+ +-K-K+ +泵、泵、泵、泵、CaCa2+2+泵、泵、泵、泵、NaNa+ +/Ca/Ca2+2+ 交换使细胞内外离子恢复到正常状态，交换使细胞内外离子恢复到正常状态，交换使细胞内外离子恢复到正常状态，交换使细胞内外离子恢复到正常状态， 膜电位维持在膜电位维持在膜电位维持在膜电位维持在RPRP水平。水平。水平。水平。K+Inward currentsOutward currentsINaICaINa/CaIK1Ito1IKrIKsIto2ITOSCN5ADHP receptorNCX1Kir

32、2.xKv4.X?Herg/MiRP-1KvLQT1/minKPossible cloneTTX, STX, lidocaineDHP, Cd2+, Co2+ Ni+, NCX1-antibodyBa2+4-APDIDS, 9-ACE-4031, dofetilide, sotalol293BBlockersMajor depolarizing and repolarizing currents underlying ventricular APIon currents in human atrium & ventricleInward currentsOutward currentsINaI

33、CaINa/CaIK1Ito1IKurIKrIKsAtriumVentricle心房肌心房肌心房肌心房肌APAP特点：特点：特点：特点：1期复极较迅速，平台期不明显，期复极较迅速，平台期不明显，3期期复极和静息期有复极和静息期有KAch通道参与。通道参与。Action potentials of autorhythmic cells 舒舒张去极化去极化 (diastolic depolarization) 指指自自自自律律律律细细胞的胞的胞的胞的膜膜电位位在在电舒舒张期会期会发生自生自动去极化，去去极化，去极化达到极化达到阈电位水平，就位水平，就产生一个自律性的生一个自律性的AP。 舒舒张去极

34、化是由于去极化是由于内向电流超过外向电流引起：内向电流超过外向电流引起：内向电流超过外向电流引起：内向电流超过外向电流引起：浦肯野浦肯野浦肯野浦肯野细细胞的胞的胞的胞的舒舒张去极化主要依去极化主要依赖于于内向电流内向电流内向电流内向电流I If f的的的的增加，外向电流增加，外向电流增加，外向电流增加，外向电流I IKK的衰减作用不大。的衰减作用不大。的衰减作用不大。的衰减作用不大。 浦肯野细胞的浦肯野细胞的浦肯野细胞的浦肯野细胞的0期去极快，期去极快，1期复极快，平台期期复极快，平台期长，整个长，整个APD长达长达500ms，有有有有4 4期自动去极速率慢。期自动去极速率慢。期自动去极速率慢

35、。期自动去极速率慢。Action potentials of autorhythmic cells 窦房结窦房结窦房结窦房结P P细细胞胞胞胞舒舒张去极化由去极化由外向电流外向电流外向电流外向电流I IKK的衰减和内向的衰减和内向的衰减和内向的衰减和内向电流电流电流电流I If f，I ICa-TCa-T的增加引起。的增加引起。的增加引起。的增加引起。0 0期去极由期去极由期去极由期去极由I ICa-LCa-L引起，没有引起，没有引起，没有引起，没有1 1期和期和期和期和2 2期，期，期，期，3 3期由期由期由期由I IKK引起，有引起，有引起，有引起，有4 4期自动去极化过程。期自动去极化过

36、程。期自动去极化过程。期自动去极化过程。SAAction potentials of different autorhythmic cells AVPFSA node AP shows a deeper slope of pacemaker potential, and has the fastest pacemaker rates of 90-100 beats/ min and so is the normal pacemaker.The AV node is the next fastest (40-60 beats/min). In normal conditions helps sp

37、read AP to ventricles from right atrium Purkinje fibers have 15-30 beats/ min. Under normal conditions helps spread AP to rest of ventricles ICaINaICa* AV node, His-Purkinjer fiber are thought to be “Latent pacemaker regions Electrical Activity in the Heart and ECGP wave: Spread of excitation throug

38、h atria. P-R interval: Atria Contract, Excitation within AV node.QRS Complex: Spread of excitation through ventricles.Q-T interval: AP phase 2, duration of ventricles contraction.T wave: Ventricles Repolarize.PT第三节第三节 心律失常的发生机制心律失常的发生机制 心律失常心律失常是指心是指心脏激动的起源、频率、脏激动的起源、频率、节律、传导速度和传节律、传导速度和传导顺序等异常。导顺序等

39、异常。( (一一) )自律性提高自律性提高 窦房房结起博功能的改起博功能的改变和异位和异位起博活起博活动的出的出现均可引起心律失常。均可引起心律失常。 1 1正常自律机制改变正常自律机制改变 2 2异常自律机制形成异常自律机制形成一心律失常发生的几个基本机制一心律失常发生的几个基本机制( (二二) )触发活动触发活动 触发活动触发活动(triggered activity)指冲动的形成是指冲动的形成是由于紧接着一个动作电位后的第二次阈值除极即后由于紧接着一个动作电位后的第二次阈值除极即后除极（除极（afterdepolarization）所造成。触发活动引）所造成。触发活动引起起AP发放，是常

40、见的形成心律失常的机制。发放，是常见的形成心律失常的机制。 1. 早后除极早后除极（early afterdepolarization, EAD）是一种发生在完全复极之前的后除极，常发生于是一种发生在完全复极之前的后除极，常发生于2、3相复极中，相复极中，APD过度延长时易于发生过度延长时易于发生。早后除极所。早后除极所触发的心律失常以尖端扭转型触发的心律失常以尖端扭转型 (torades de pointes)心动过速常见。诱因有药物、低血钾等。心动过速常见。诱因有药物、低血钾等。后除极有两种类型：后除极有两种类型：2. 迟后除极迟后除极（delayed afterdepolarizatio

41、n, DAD）是是细胞内细胞内Ca2+超载情况下超载情况下，发生于动作电位，发生于动作电位完全或接近完全复极时的一种短暂的振荡性除极。完全或接近完全复极时的一种短暂的振荡性除极。诱因有强心苷中毒、心肌缺血、细胞外高钙等。诱因有强心苷中毒、心肌缺血、细胞外高钙等。尖端扭转型心律失常心电图尖端扭转型心律失常心电图 （三）（三）折返折返 折返（折返（reentry）是指一次冲动下传后，又可顺是指一次冲动下传后，又可顺着另一环行通路折回而再次兴奋原已兴奋过的心肌，着另一环行通路折回而再次兴奋原已兴奋过的心肌，是引发快速型心律失常的重要机制之一。是引发快速型心律失常的重要机制之一。1.1.解剖性环行通路

42、解剖性环行通路产生条件：产生条件： (1)存在解剖学环路存在解剖学环路 (2)环路中有单向传导阻滞或各部位环路中有单向传导阻滞或各部位ERP不一致。不一致。 (3)折回的冲动落在原已兴奋心肌的不应期之外。折回的冲动落在原已兴奋心肌的不应期之外。2.2.功能性环行通路功能性环行通路正常心肌单向传导阻滞折返形成预激综合征中房室折预激综合征中房室折返环路的形成返环路的形成折返与心室颤动折返与心室颤动二心律失常发生的分子机制二心律失常发生的分子机制（一）长（一）长QT综合征综合征 (long QT syndrome, LQTS) LQTS是是以以心心电电图图QT间间期期延延长长和和发发生生恶恶性性心心

43、律律失常性晕厥及猝死为特征的一组症侯群。失常性晕厥及猝死为特征的一组症侯群。1. 1. 遗遗遗遗传传传传性性性性LQTSLQTS 是是第第一一个个被被肯肯定定的的由由基基因因缺缺陷陷引引起起复复极极化化异异常常的的心心肌肌细细胞胞离离子子通通道道病病，也也是是第第一一个个从从分分子子水水平平解解释释心心律律失失常常发发生生机机制制的的疾疾病病。LQTS分分为多种亚型为多种亚型。 心心肌肌细细胞胞离离子子通通道道的的结结构构和和功功能能改改变变所所引引起起的的离离子流异常是心律失常发生机制的焦点。子流异常是心律失常发生机制的焦点。Long QT SyndromeLong QT intervalL

44、ong QT interval-The QT interval normally varies with heart rate - becoming shorter at faster rates. It is usually corrected using the cycle length (R-R interval) as shown opposite. normal QTc = 0.42 secondsLong QT syndrome遗传方式遗传方式亚型亚型染色体位置染色体位置基因基因影响蛋白质影响蛋白质 影响电流影响电流常常染色体染色体显性显性LQT111p15. 5KCNQ1Iks

45、亚单位位Iks LQT27q35-36KCNH2Ikr 亚单位位Ikr LQT33p21-24SCN5AINaINa LQT44q25-27E1425GAnkyrin B复极复极调节LQT521q22.1-22.2KCNE1Iks亚单位位Iks LQT621q22.1KCNE2Ikr亚单位位Ikr LQT717q23.1-24.2KCNJ2Ik1 亚单位位Ik1 常常染色体染色体隐性隐性JLN111p15. 5KCNQ1Iks 亚单位位Iks JLN221q22.1-22.2KCNE1Ikr亚单位位Ikr JLN3未知未知-LQTS亚型及突变基因亚型及突变基因2. 2. 获得性获得性获得性获得

46、性LQTSLQTS （1 1）心力衰竭）心力衰竭 衰竭心衰竭心脏的心肌的心肌细胞表胞表现为APD延延长（Ito，IK1和和IKs选择性下调），复极异常不稳。选择性下调），复极异常不稳。（2）药物诱发）药物诱发LQTS 特别是阻断特别是阻断IKr通道的药物，通道的药物，如如奎尼丁、索他洛奎尼丁、索他洛尔、多非利特、硫利达、多非利特、硫利达嗪、特非那、特非那定、定、红霉素霉素等。等。 （3 3）其它）其它 心肌缺血、心动过缓、代谢异常（如低心肌缺血、心动过缓、代谢异常（如低血钾、低血镁和低血钙）。血钾、低血镁和低血钙）。（二）（二）RYR2通道功能异常所致心律失常通道功能异常所致心律失常 RYR2 基基因因突突变变可可引引起起家家族族性性儿儿茶茶酚酚胺胺性性多多形形性性室性心动过速及二型致心律失常性右室发育不良室性心动过速及二型致心律失常性右室发育不良。复习题：复习题：1. 心肌心肌电生理特性相关的生理特性相关的钾通道有哪些？通道有哪些？2. 什么是什么是LQTS？发生机制如何？发生机制如何？