1957年,Carmeliet观察到心动周期的长短间歇对不应期的影响,提示了与钾通道开闭有关。随后的实验研究证实了他的设想。业已发现,心肌细胞膜上存在着多种钾通道,这些通道在动作电位的不同时相开闭,构成了最主要的复极电流。钾通道的开放,单位时间内外流钾离子越多,动作电位时间(APD)缩短,复极就快,不应期也相应缩短。心率增快,使连续心动中的后一激动在前一激动的钾通道尚未关闭时到达,使钾通道开放幅度在原来基础上进一步增加,使APD缩短,随之不应期也缩短;相反,长间歇后的心动,钾通道在已经关闭或接近关闭时打开,开放幅度小,使APD延长、复极延迟,不应期也相应延长。钾通道的这一特性,可用于很多心电现象的解释,例如,周期长度与QT间期的正变关系、Ashman现象、室早二联律规律、房颤伴发预激旁路的开放及快速下传、长间歇后T波改变、尖端扭转型室速(TPVT)的长间歇依赖型,以及很多差异传导、束支内3相阻滞等现象。
房室传导阻滞中的文氏、莫氏现象已早为人们所熟知,在心电图上所显示的区别其实也是离子通道特性的反映。钠通道的开放(0相去极化速度)不仅快而且高度同步,而钙通道则开放慢且参差不齐,因此,造成慢反应细胞具有显著较长的相对不应期,易于出现递减传导,表现为心电图中的文氏现象;而快反应细胞则由于钠通道的上述特性,常见莫氏II型及“全或无”现象。根据这些心电现象,人们可以推断到相应的病变组织,例如文氏现象见于房室结、窦房结,而莫氏II型见于束支、蒲氏纤维及心房、室肌等。
心律失常的发生,不论其机理如何,最终均与心肌细胞膜上离子转运过程的异常有关。诸多抗心律失常药物也无不通过对某一或某几种离子通道的阻断或促进而分别发生有益的治疗或有害的致心律失常作用。早年的、迄今仍广泛应用的Vaughan Williams抗心律失常药的分类是最好的说明,其中I、III、IV类均以受阻滞的主要离子通道(钠、钾、钙)而划分,且在临床上显示了它们作用上的重大差别。过去常用于描述这些药物的电生理学指标,如0相上升速率、兴奋性、自律性、传导性等看来分割而枯燥的电生理参数,最终只要掌握了所累及离子通道的特点就变得自然易懂的规律,从而对这些药物的应用有了更深的理解。同理,也就容易解释所谓抗心律失常药物的致心律失常作用实际上是药理作用的一种表现或延伸,正常应用过程仍难免发生,因此,必须严格掌握指征,密切观察,谨慎使用。
应该指出,抗心律失常药物对离子通道的作用并非简单的结合,而是与通道的动力状态密切有关。Hondegham及Ketzung的调节受体假设已被成功地应用于阐明很多过去难以解答的临床问题,例如利多卡因与奎尼丁,二者同为钠通道阻滞剂,而对同为快反应细胞的心房、心室肌作用二者却大相径庭;原因即由于利多卡因以钠通道失活状态下的结合为主,而奎尼丁在激活状态下结合最多,心房肌动作电位平台期较心室肌显著为短(即失活时相短),因此,利多卡因对室性心律失常有效,而奎尼丁对房、室肌均有效(均有激活期),成为传统的广谱抗心律失常药。
近年来,III类抗心律失常药倍受重视,钾通道阻滞是它们的共同特点,改进的小剂量用药已使其不良反应大大降低,但药物引起TPVT仍有发生。实验研究证明,这类药物在延长APD的同时,可使心肌细胞间的复极时间差异减少;即可使原来APD较短的心肌纤维明显延长而APD较长的延长较少。临床上也观察到QT延长同时有QT离散度(QTd)的缩短。但TPVT的发生似乎与QTd无关而与QT间期的长度有关,因此,Campell等认为,这类TPVT的发生可能是触发活动的机制所引起而不是折返性的,原因是钾通道的阻滞使动作电位2相平台期滞留,从而诱发了2、3相之间钙离子的内流(即早期后除极)。这一推理尚需进一步的证实,如是,则联合维拉帕米治疗就是可能而合理的预防措施。
早在三十余年前,Hoffman和Cranefield即在细胞电生理研究的基础上把心律失常的发生归之为冲动起源或冲动传导的异常或二者的结合。这一分类现在已被延伸为临床的心律失常分类方法,广泛应用。事实上,在基础心电生理和临床之间是一片可以互相结合的广阔领域,在我国,这里几乎还是一片尚未开垦的处女地。上述二个方面在各自的领域中都已研究得相当深入,但是二者之间缺乏联系,也缺乏沟通的桥梁,本文列举了一些“从细胞到临床”(from cell to bedside)的例子,意在呼唤加强基础心电生理和临床之间的联系,除了二方面的研究者,还要有相应学会、专业杂志的参与,相信这必将是一片大有作为、丰收有望的肥沃土地。
(收稿:1997-12-24)
