超急性期心肌梗死的细胞电生理基础和心电图表现（一）——心肌细胞电生理基础

郭勇娟　李忠杰

超急性期心肌梗死的细胞电生理基础和心电图表现（一）——心肌细胞电生理基础

郭勇娟李忠杰

超急性期心肌梗死指冠状动脉阻塞后数分钟至数十分钟内发生的急性心肌缺血。因心肌缺血发生在很早期，其所引起的心电图变化十分微小且不典型，因此超急性期心肌梗死的心电图表现的识别也变得十分不易。时间就是心肌，体表心电图其简便、快捷和高度特异性是其他检查手段所不能替代的。因此，正确识别超急性期心肌梗死的心电图表现，对临床及时有效地诊治急性冠状动脉综合征（ACS）、改善患者预后和节约医疗成本意义重大。本文现就超急性期心肌梗死的细胞电生理基础、心电向量和相关的心电图表现作一详细阐述。

1　正常心室肌细胞的电生理[1-3]

1.1心室肌细胞的动作电位和离子流心室肌细胞动作电位由除极化过程和复极化过程所组成，分为5期，见表1，图1、2。

表1正常心室肌细胞动作电位及离子转运

1.2心室肌细胞的组成类型心室肌细胞通常由心内膜细胞、心外膜细胞、浦肯野细胞、M细胞（心室壁中层）组成。

1.3心室肌细胞电生理异质性不同类型的心肌细胞，尤其是新发现的心室壁中层的M细胞有着不同的电生理特性（表2、图3）。

2　电向量[4]

2.1电偶向量单个心肌细胞在除极和复极的过程中形成电偶，电偶既有数量大小，又有方向性，称为电偶向量。电偶向量的大小就是电偶的电动势，取决于电偶两极电荷聚集的数目，数目越多，电动势就越大，反之，则越小。尚未除极的细胞表面成为“电源”，而刚被除极的细胞成为“电穴”，一系列心肌细胞除极，形成电偶的移动（图4）。

2.2心电向量心电向量是每一个瞬间同时除极或复极的心肌细胞所产生的每一个电偶向量的综合，既有数量大小，又有方向性，心电向量的方向就是电偶的方向，通常用带有箭头的直线来表示，箭头的方向代表当时心肌除极或复极的总方向（上、下、左、右），直线的长短代表心肌除极或复极面的大小，即除极或复极时所产生的电偶的数量。

2.3正常心室肌除极和复极的向量（图4、图5）

2.3.1 QRS向量（心室除极向量）心室肌除极时，心内膜面先除极，心外膜面后除极，心电向量是从心内膜面开始指向心外膜面，所以向量的方向是电源在前（箭头），电穴在后（箭尾）。

3　急性缺血的心室肌细胞的离子通道特性改变及心电图变化（表3）

由于离子流的不同，在缺血或代谢抑制时,心外膜下心室肌细胞产生的电生理反应更大，因此，室性心律失常产生的关键部位也是心外膜下的心肌。

3.1心外膜心室肌细胞的快钠通道电流（INa）、瞬间外向钾电流（Ito）、L型钙通道电流（ICa-L）的变化在急性心肌缺血时，INa、Ito、ICa-L电流密度下降，稳态失活曲线左移（即向超极化方向移动）及失活后再恢复的延迟。INa改变引起心肌细胞的动作电位0相上升速度和幅度下降，继发动作电位时程及复极异常，形成钠通道电重构。Ito改变引起动作电位形态、时程及复极异常，形成Ito通道电重构，易诱发2相折返。ICa-L改变引起动作电位时程和复极及心肌细胞兴奋-收缩偶联异常，易诱发折返和后除极。有研究表明此种电重构在急性心肌缺血时（冠状动脉结扎1h）较梗死1周时更显著。

3.2在急性心肌缺血时，心室肌细胞Ito通道跨壁异质性的变化急性缺血缺氧后，心外膜Ito电流密度-电压关系曲线下移，中层和心内膜层心肌细胞上移，心内膜和心外膜细胞稳态失活曲线相差显著。表明急性心肌缺血时，细胞膜对钾离子的通透性增加，且心外膜改变最明显。不同类型的心室肌细胞Ito通道跨壁异质性可引起心肌细胞跨壁复极离散度增加，易形成2相折返，引起室性心律失常。

表3急性期心肌缺血时心室肌细胞电生理特性的改变

[1]朱思明,张荣宝.生理学[M].北京：人民卫生出版社,1995∶85-90.

[2]李运田,陆再英.心室肌细胞电生理异质性及其临床意义[J].中国心脏起搏与心电生理杂志,1999,13（3）∶188-190.

[3]祁小燕,徐有秋.心室肌细胞电生理学异质性研究进展[J].国外医学·生理、病理科学与临床分册,2000,20（2）∶134-136.

[4]陈新.黄宛临床心电图学[M].6版.北京:人民卫生出版社,2010∶530-531.

（本文编辑：马雯娜）

315000浙江省宁波市第一医院心电科（郭勇娟）；浙江省人民医院心内科（李忠杰）

图1正常心室肌细胞的动作电位和对应心电图示意图。

图2心室肌细胞的动作电位和离子活动示意图。

表2不同类型心室肌细胞的电生理异质性

项目动作电位（AP）及动作电位时程（APD）INa内流Ito电流密度Ik（其中的Iks）晚期钠内流（INa）心外膜下心室肌细胞复极1期明显，在1、2期之间有明显的驼峰和圆顶，APD较短次之最大激活快、失活慢、通道密度大心内膜下心室肌细胞无驼峰和圆顶，APD介于心外膜下心室肌细胞和M细胞之间次之少或无激活慢、失活快、通道密度小自律性-无M细胞驼峰和圆顶较心外膜下心室肌细胞略小，APD最长最大次之，但灭活后再恢复最慢Iks较心外膜和心内膜细胞明显减弱较心外膜、心内膜心肌细胞大且其失活慢无-无

图3心室肌各层心肌细胞动作电位异质性及其与心电图的关系。（引自CharlesAntzelevitch等，2007年）

图4一系列心肌细胞除极形成电偶的移动。（引自陈新，2010年）

2.3.2 T向量（心室复极向量）心室肌复极时，一般先除极的心肌部位先复极，但因心外膜面的心肌温度高（心肌收缩时产生相当大的热量，贴近内膜面的心肌其热量由迅速流过心腔的血液带去，致使其温度下降，而贴近外膜的心室肌因有隔热性较高的脂肪组织包围其大部分使其温度保持较高）且承受的压力小（心室收缩时，愈是接近内膜面的心肌所承受的压力愈大，而接近外膜面的心肌所承受的压力则较小），所以心室肌复极是从心外膜下心肌开始，然后是心内膜下心肌，M层心肌最晚。因此正常情况下复极向量与除极向量方向是一致的。

图5正常心室肌除极与复极心电向量方向示意图。注：正常心室肌复极先后顺序是外膜下心肌细胞→内膜下心肌细胞→中层M细胞。

（2015-12-29）