M细胞(midmyocardial cells)是指位于心室肌中层一组独特的细胞亚群，近年来被发现其与其他部位的心室肌细胞有着完全不同的电生理特性，因而受到众多学者的关注^［1～4］。自从1991年Sicouri和Antzelevitch^［1］首次发现犬心室内具有特殊生理特性的M细胞后，Drouin等^［2，5］又于1993年报告了人体心室内存在M细胞的证据。一个研究M细胞的热潮正在悄然掀起。

一、M细胞的发现和电生理特性

多年来，人们一直认为从心室内膜细胞研究所得的资料可代表整个心室肌细胞，故对心肌细胞的电生理和药理研究都集中在二种类型的细胞——心室肌细胞和浦肯野氏纤维(传导组织细胞)。直到近十年左右，许多研究者逐步揭示了心内膜细胞(包含内膜下层心肌细胞)和心外膜细胞(包含外膜下层心肌细胞)有着不同的动作电位形态、离子流、缺血耐受性和药理反应等^{［3，6～9］}。Sicouri和Antzelevitch^［1］为了定量估价不同特性的心内膜细胞和心外膜细胞以及确定整个心室壁心肌的不同层次，首次在研究中发现了犬心室深外膜下层有一组不同于心内膜细胞和心外膜细胞的细胞亚群。由于其位于心室壁中部，故命名为M细胞。其后，Drouin等^［2，5］于1993年在3例患有囊肿性纤维化病(cystic fibrosis)、经受心肺移植的病人和1例正常供体的心脏研究中，发现了具有相同电生理特性的M细胞。从而提出了心室壁细胞异质性(heterogeneity)的概念^［3］，认为心室壁含有至少4种不同类型的心肌细胞：心内膜细胞、心外膜细胞、M细胞和浦肯野氏细胞^［3，4］。

至今，应用标准微电极、补片-钳压术(patch-clamp)和程序刺激法(programmed stimulation)对动物和人体心室肌细胞的体外分离和体内标本(vivo and vitro)的研究，发现M细胞具有以下电生理特征：

1.动作电位曲线的外形：(1)M细胞的动作电位曲线呈尖峰圆顶形(spike and dome morphology)，尤以右心室M细胞为甚^［1］，貌似心外膜细胞，而心内膜细胞未呈尖峰圆顶形^［1～5］；(2)0位相最大上升速率(Vmax)较心外膜细胞和心内膜细胞为快^［1，3］，Antzelevitch等^［3］报告在程序刺激基础周期(BCL)2 000 ms时，心外膜细胞、M细胞和心内膜细胞的Vmax分别为182 V/s、565 V/s和195 V/s，P＜0.01；(3)1，2位相间的切迹较心内膜细胞明显，而与心外膜细胞相似^［1～4］；(4)动作电位时限(APD)较心外膜细胞和心内膜细胞为长^［1，10］。Sicouri等^［10］报告在BCL2 000 ms时，心外膜细胞、M细胞和心内膜细胞的APD分别为209.2±41 ms、363.3±22 ms和205.2±11 ms，P＜0.01；(5)静息电位(RP)负值较心外膜细胞和心内膜细胞要大。Sicouri等^［1］报告心外膜细胞、M细胞和心内膜细胞的RP分别为-86.6±4.4 mV和-90.6±3.3 mV和-87.2±3.7 mV，P＜0.05。因而，与心外膜细胞和心内膜细胞相比较，M细胞的传导性较强(传导速度快)、不应性较强(有效不应期长)和兴奋性较低(膜电位与阈电位的差距较大)。

2.显著的APD-频率关系：心室肌细胞的APD随着BCL增加和频率减慢而延长，且M细胞的APD和APD在慢频率时的延长幅度显著大于心外膜细胞和心内膜细胞^{［1，2，10，11］}。Sicouri等^［10］报道，在基础状态时，当BCL从300 ms分级递增至5 000 ms时，心外膜细胞的APD从157.8±22 ms渐增至215.1±42 ms，心内膜细胞的APD从160.1±8 ms渐增至203.7±8 ms，M细胞的APD从183.3±13 ms渐增至430.8±33 ms，其APD P＜0.05及增加幅度P＜0.01。这种M细胞显著的APD-频率关系使心率缓慢时心室肌细胞的复极时限和不应期发生进行性的离散度增大，可引起长QTU间期和致心律失常作用^{［11～13］}。

3.与浦肯野氏细胞的异同点：M细胞与浦氏细胞的相同点是均具有尖峰圆顶形的动作电位曲线、较快的Vmax和较显著的APD-频率关系^［1～3］。但是其与浦氏细胞的主要电生理差异在于无4相自动去极化，即使在儿茶酚胺和(或)细胞外低钾(低［K⁺］o)时也是同样。Sico-uri等^［1，3］报道M细胞在低［K⁺］o(0.5～2.0 mmol/L)或正肾上腺素(10^-6～10^-5mol/L)和不同［K⁺］o(2.0～4.0 mmol/L)时，均未见到4相自动去极化现象，说明M细胞在正常情况下无自律性。M细胞的传导速度介于浦氏细胞(1～4 m/s)和普通心室肌细胞(0.4～0.6 m/s)之间^［1］。

二、M细胞的形态学特点

M细胞约占心室总体细胞的30%～40%^{［1，2，12，14］}，他们存在于心室游离壁的深外膜下心肌、中层心肌以及深内膜下心肌，包括室间隔、乳头肌和肌小梁^{［1，15，16］}。人体左室M细胞区距心外膜表面1～5 mm，距心内膜表面5～7 mm^［2］。犬心M细胞区距左室心外膜表面1.5～5.2 mm，距右室心外膜表面1.2～2.3 mm^［1］。在中等缓慢频率刺激时，从心外膜细胞和M细胞的记录中可见一个明显的动作电位过渡区，这可能与心外膜层细胞的排列较垂直于M区细胞相关^［2］。而M细胞与心内膜细胞之间的动作电位过渡区有较多的渐行性^［4，11］。这种有过渡行为的心肌细胞称为过渡细胞或移行细胞(transitional cells)，他们贯穿于M区与心内、外膜区之间，尤其与心内膜区之间有较宽的区域^{［2，4，11］}。

应用跟踪微电极穿入记录方法和形态学的检查，发现M细胞具有心室肌工作细胞的T管(transverse tubule)^［3，10］，又称为横小管，为肌细胞表面的细胞膜向细胞内凹入的小管状结构，相当于间膜(Z线)的部位，横穿于肌丝区之间，并开口于细胞的表面，这种结构与心肌细胞的收缩性和传导性相关。同时，M细胞又具有壁内传导细胞(intramural conduction cells)的某些超微结构特点^{［1，3，10］}，其外形较为瘦长，但与浦肯野氏细胞不同。Sommer和Scher等分别在对犬等动物的传导系统的研究中发现浦氏细胞穿入心内膜的范围不超过2～3 mm，在心室肌中层的超微结构检查中未发现浦氏细胞^［1，3］。心室传导系统的终末部分是通过复杂的浦氏纤维网与心肌细胞相连接，至今尚未发现浦氏纤维与深外膜下M细胞之间有任何形态学等方面的联系。因此，这种既具有心室肌细胞、又具有传导细胞形态学特点的M细胞是心室壁内一组独特的细胞亚群。

三、M细胞电生理特性的离子流基础

影响心室肌细胞复极的有3种主要的K⁺流：瞬间外向K⁺流(Ito, transient outward current)、延迟整流K⁺流(I_K，delayed rectifier current)和内向整流K⁺流(I_K1，inward rectifier current)^{［11，17，18］}。M细胞的K⁺流有如下特点：

1.较优势的I_to1：Ito呈电压依赖性和部分Ca²⁺依赖性，其由快慢二种成分组成^［3］：(1)慢成分(I_to1)是以250～600 ms的时间常数(τ)复原和可被4-氨基吡啶(4-Aminopyridine，简称4-AP，1～5 mmol/L)阻断；(2)快成分(I_to2)是以40～85 ms的τ复原和可被4-AP减弱，并被ryanodine和Ca²⁺的替代物Sr²⁺或Mn²⁺阻断。M细胞的I_to1与心外膜细胞相似，均明显地大于心内膜细胞。Liu等^［4］报道在试验电位+70 mV时，心外膜、M区和心内膜细胞的I_to1振幅分别是4203±2370、3638±1135和714±286 pA，I_to1标准密度分别是29.0±13.7、32.8±11.6和5.59±3.19 pA/pF。前二者的I_to1振幅和I_to1标准密度均与后者差异有显著性(P＜0.01)。M细胞的I_to1再激活时间曲线亦比心外膜和心内膜细胞缓慢，心外膜细胞的τ与心内膜细胞相似，其快慢成分的τ分别为42±23和343±206 ms。而M细胞再激活的快、慢成分的τ分别为57±35和456±212 ms。此外，三种细胞的I_to1失活时间曲线无明显差异。目前认为I_to1在三种细胞中的差异与心外膜和M细胞动作电位呈尖峰圆顶形以及心内膜细胞未呈尖峰圆顶形相关^{［1，3，4，17］}。

2.较弱的I_ks：I_k又称外向整流K⁺流，其作用与I_k1相反，在心肌平台期终末开放，其主要由I_kr和I_ks组成。I_kr有较快速的激活动力学、较负向的阈电位以及对Ⅲ类抗心律失常药物(如E4 301)有较高的敏感性，故又称快速激活I_k或药物敏感性I_k。I_ks有较慢速的激活动力学、较正相的阈电位以及对Ⅲ类抗心律失常药物不敏感，故又称为慢速激活I_k或药物不敏感性I_k^{［11，19］}。M细胞的I_kr与心外膜和心内膜细胞相似，而I_ks较心外膜和心内膜细胞明显减弱。有人报道心室肌细胞在复极至-20 mV时，心外膜、M区和心内膜细胞I_ks密度分别是1.99±0.30、0.92±0.14和1.83±0.18 p