1AF电重构的提出
在过去的近一个世纪中,人们对AF的电生理机制的认识经历了一个逐步深入的过程。从不被实验支持的异位自律灶学说到Moe假说即多发小波随机折返学说,从核心折返环学说到自旋波折返学说,折返机制在AF发生与维持中的作用已为绝大多数学者所认同。近十年来,人们观察到AF具有自身延续性(self-perpetuating),即AF自身呈现为一种进展性疾病,其证据有:①流行病学资料:阵发性AF常演变为慢性AF,虽其转变机率因潜在的病因不同而差异较大,但18%的孤立性AF将演变为持续性AF[1]。AF发作的持续时间被认为是决定AF是否转为慢性的重要因素之一,持续时间小于二天者,31%转变为慢性,而超过二天者则高达46%[2]。②动物实验:羊、狗等动物的慢性AF模型的实验结果[2~5]表明:随着快速心房刺激时间的延长,心房有效不应期(ERP)进行性缩短,AF的诱发率明显提高,可诱导的AF持续时间逐渐延长。③临床资料:药物或电复律治疗的结果也为“AF引发AF”的观点提供了佐证。AF持续的时间不足24 h者,Flecainide转律成功率为76%~93%,超过24 h者转律成功率为0~83%[6]。AF持续时间小于一年者,Amiodarone转律成功率达85%,而超过一年者只有57%。AF持续时间越长,转律后窦性心律的维持也越困难[7];电复律的成功率亦取决于AF的持续时间。Van Gelder等[8]对246例AF患者实施电复律治疗,复律成功的186例患者,其AF持续时间为16±27个月,明显短于未成功者的28±45个月;尚有研究显示AF持续时间越长,复律后AF的再发率亦越高[9]。最近的研究显示AF可导致人类心房肌细胞不应期进行性缩短,AF的稳定性提高[10]。基于上述资料,人们提出了AF电重构的概念,即AF的反复发作或连续心房刺激可导致心房ERP进行性缩短,心房不应性的生理性速率适应性减弱、逆转或消失,伴或不伴心房传导速度改变,导致AF发作频率增加,发作持续时间延长,最终演变为慢性AF。
2AF电重构的时程及其与AF的关系
2.1AF电重构的时程急性动物实验[11]结果显示:连续快速心房刺激导致的心房电重构有明显的时程性,电重构的时程图呈双峰状。在自主神经阻断后,心房ERP、绝对不应期(ARP)分别为169±10,156±5 ms,心房刺激开始后ERP、ARP迅速下降,前半小时其下降速度分别为24±2,24±4 ms/h,此后电重构呈进展性,但速度趋缓,ERP、ARP的平均缩短速率分别降至1±2,2±1 ms/h。心房连续刺激7 h后ERP、ARP分别较基础状态时缩短21±2,18±9 ms,心房刺激停止后ERP迅速恢复,停止刺激后30 min内ERP、ARP上升速率分别为34±5,39±13 ms/h,刺激停止后30 min时ERP、ARP分别已达基础状态的97%±4%、97%±1%。
羊慢性AF模型的实验[2]结果也证明AF电重构具有时程性。在颤动起搏器连续刺激心房6 h后心房ERP400(下标为起搏周长,单位ms)(123±13 ms)较基础状态时(146±19 ms)明显缩短,心房ERP生理性速率适应曲线下移;刺激24 h后ERP400、ERP200分别缩短至95±20,106±17 ms,其生理性速率适应曲线进一步下移,最终出现逆转或消失。AF持续2~4周后停止心房刺激,在AF自然终止或通过药物转律后6 h,心房ERP400、ERP200仍小于对照组,其生理性速率适应性仍维持逆转状态;转复后24 h,ERP200恢复正常,但ERP400仍表现异常,直至转律后一周,ERP及其生理性速率适应性方才恢复正常。随着心房电刺激时间的延长,心房不应期的空间离散度降低,而平均AF间期(AFI)的空间离散度无明显改变,提示AF稳定性的增加不是不应期空间离散度增加所致,该作者尚发现心房内传导速度(CV)在AF发生后的24 h内并无明显变化。狗慢性AF的实验[4]亦取得类似结果,心房ERP及其生理性速率适应现象在心房刺激1天时变化最明显,7天时达最高峰。心房内CV未出现显著变化,且CV变化的时相不同于ERP改变的时相,即CV变化出现的时间较晚,在连续快速心房刺激42天时变化最明显,而在心房连续刺激1~7天时变化甚微。
临床资料[12]表明:慢性AF患者的心房ERP500(219±29 ms)、ERP600(216±20 ms)与阵发性AF患者的心房ERP500(244±28 ms)、ERP600(245±28 ms)相比,显著缩短。慢性AF转律后1周,其心房ERP500、ERP600均显著延长,提示人类AF的电重构恢复时间在转律后一周左右,这与动物慢性AF模型的研究结果基本一致。
2.2电重构与AFWijffels等[2]的实验结果显示,窦性心律时心房ERP400为146±19 ms,心房电刺激时AF诱发率为24%,可诱发性AF的持续时间为6±3 s,平均AFI 145±18 ms;心房电刺激24 h后心房ERP400降至95±20 ms,AF诱发率增至76%,可诱发性AF持续时间超过20 s,平均AFI缩短为108±8 ms;心房电刺激1~2周(平均7.1±4.8天)后可诱发性AF的持续时间超过24 h。AF转律后6 h,其诱发率为100%、转律后24 h降至43%、转律后1周为29%,已与对照组无差异。此种AFI改变和AF转律后诱发率的时程改变与电重构时ERP改变的时程十分吻合,因此AF导致的电重构在AF自身延续中起重要作用,最初的不应期改变并没增加AF的稳定性,说明不应期改变存在一个临界值,超过该值后AF才能延续较长时间,该实验结果显示平均AFI的临界值为120 ms,当平均AFI为99±10 ms时,AF变为持续性。
局部颤动周长(AFCL)作为反映心房不应期的指标沿用已久。Morillo等[5]发现心房不同部位AFCL不尽相同,左房平均AFCL(81±8 ms)明显小于右房(94±9 ms),但平均AFCL与心房ERP具有高度相关性(γ2=0.93),单变量相关分析表明[4]AF持续时间与ERP具有一定的相关性(r2=0.136,P=0.019),与CV相关性较强(r2=0.211,P=0.003),与波长相关性最强(r2=0.277,P=0.0005)。将ERP、CV、波长与电刺激时间作为共变量进行多元回归分析后,用周长与电刺激时间可圆满解释上述相关性。结果表明ERP与CV之改变均有助于AF的维持,而波长较好地反映了两者的共同作用。心房电刺激持续时间是有别于ERP、CV和波长而影响AF持续时间的独立因素。
波长近年来认为与自发和诱发心律失常相关性很好而被用于心房易损性评价的较好指标之一,现有学者[13]通过心腔电生理检查评价了心房波长作为心房易损性指标的价值,并认为人类心房波长的非心律失常范围为:600 ms起搏周长时起搏激动周长(LWA1)>17 cm或460 ms起搏周长时LWA1>16 cm,而460 ms起搏周长时心房期前刺激波长(LWA2)>12 cm。而人AF波长范围为:在起搏周长600 ms与460 ms时LWA1<12 cm,在460 ms起搏周长时LWA2<7 cm。
综上所述,AF电重构时心房ERP、波长进行性缩短,有利于多发性小波随机折返的形成与维持,在AF的促发与自稳中起重要作用。
3电重构的机制
尽管AF电重构在AF的自身稳定中发挥重要作用,然其发生机制尚不十分清楚,基于动物实验与临床研究,现已提出不少可能的介导因素,分述如下。
3.1自主神经系统(ANS)实验早已表明使用乙酰胆碱或刺激迷走神经可缩短心房ERP和心房激动的波长,有助于诱发房性心律失常[14];交感神经张力增加对心房不应期的影响则要视情况而定,心房ERP有时表现为缩短、有时则为延长,这可能与β-受体激动后既可增加Na+或Ca2+的内向电流,同时也加强外向钾电流有关[15]。Kass等[14]的实验显示去甲肾上腺素对动作电位时程(APD)的影响呈双相性,低浓度(10-7mol/L)时,APD延长,高浓度(>5×10-5mol/L)APD缩短。因此ANS尤其是副交感神经在AF电重构的发生中可能起着重要作用,而交感神经是否发挥作用则取决于Na+、K+、Ca2+通道在心房肌细胞上的相对分布以及交感刺激对APD和不应期的影响是延长、还是缩短。
亦有学者认为ANS在AF电重构的发生中可能不起作用,Wijffels等[3]观察了AF电重构出现前后Atropine与心得安对心房肌不应期的影响,结果表明在窦性心律与AF维持1~3天时,Atropine与心得安对心房ERP只产生轻微影响,AF引起的心房ERP缩短在使用Atropine和/或心得安后仍持续存在;慢性AF时,使用Atropine或心得安,平均AFI虽也轻度延长(分别为99±5,98±10 ms),但与新近发生AF时的AFI(148±13 ms)相比却短得多。据此作者认为交感和副交感神经张力增加抑或是神经递质的高敏性,不是AF诱导的心房ERP缩短的主要介导因素,由于该实验只是在电重构出现前后阻断了ANS,因此尚不能完全除外ANS在心房ERP远期缩短中是否发挥了作用。
3.2心房肌缺血与ATP敏感性钾通道White等[16]的研究表明,电刺激诱导的AF可引起心房血流量和氧耗量增加2~3倍,心房新陈代谢速率加快、血流储备减少,导致心房肌缺血、缺氧,进而激活ATP敏感性K+通道,缩短APD。为证实AF引起的心<
