心肌M細胞(講稿)

1、心肌心肌m m細胞的認識及其臨床進展細胞的認識及其臨床進展東南大學醫(yī)學院附屬蚌埠第三醫(yī)院楊榮平東南大學醫(yī)學院附屬蚌埠第三醫(yī)院楊榮平心肌細胞學研究的三個歷程心肌細胞學研究的三個歷程 心肌細胞學的研究始于心肌細胞學的研究始于6060年代，當時由于：年代，當時由于：1,1,標本難標本難得得; 2,; 2,分離心肌細胞技術上存在困難。從而影響了心肌細分離心肌細胞技術上存在困難。從而影響了心肌細胞電生理學的研究。胞電生理學的研究。8080年代，由于年代，由于: 1,: 1,膜片鉗技術的應用；膜片鉗技術的應用；2,2,心臟外科手心臟外科手術；術；3,3,心臟移植的開展。人心肌細胞電生理學研究得到了心臟移植

2、的開展。人心肌細胞電生理學研究得到了飛速的發(fā)展。飛速的發(fā)展。9090年以來，隨著心肌細胞離子流（離子通道）學研究年以來，隨著心肌細胞離子流（離子通道）學研究不斷深入，才證實了人類心肌中存在不斷深入，才證實了人類心肌中存在m m細胞，細胞， 從而為心律從而為心律失常的發(fā)生機制和及抗心律失常藥物的作用開拓了新的理失常的發(fā)生機制和及抗心律失常藥物的作用開拓了新的理論論。m細胞細胞的發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn) 目前目前已知心室壁含有種已知心室壁含有種4 4不同類型的心肌細胞不同類型的心肌細胞: :心心內膜細胞、心外膜細胞、內膜細胞、心外膜細胞、m m細胞和浦傾野細胞細胞和浦傾野細胞. .各有其各有其不同的功能和電生理

3、特性。不同的功能和電生理特性。多年來，人們對心室肌細胞的電生理和藥理研究多年來，人們對心室肌細胞的電生理和藥理研究最多的是浦傾野細胞、心內膜層細胞和心外膜細胞。最多的是浦傾野細胞、心內膜層細胞和心外膜細胞。直到直到19911991年有人在犬動物心室肌和患者心肺移植研究年有人在犬動物心室肌和患者心肺移植研究中發(fā)現(xiàn)，在心內膜細胞和心外膜細胞之間，存在著不中發(fā)現(xiàn)，在心內膜細胞和心外膜細胞之間，存在著不同的動作電位形態(tài)、離子流、缺血耐受性和藥理反應同的動作電位形態(tài)、離子流、缺血耐受性和藥理反應等特殊反應，由于其位于心室壁中層等特殊反應，由于其位于心室壁中層，故命為，故命為m m細胞。細胞。m細胞的主要

4、功能細胞的主要功能1，m細胞促進心內膜、心外膜心肌之間的傳導細胞促進心內膜、心外膜心肌之間的傳導2，影響或參與心電圖復極波的形成，影響或參與心電圖復極波的形成3，促心律失常作用（，促心律失常作用（在某些疾病和藥物作用下在某些疾病和藥物作用下）。）。 m細胞細胞主要分布特點主要分布特點 1, m1, m細胞主要分布在細胞主要分布在: :心室肌內心室肌內( ( 包括室間隔、乳包括室間隔、乳頭肌和肌小梁頭肌和肌小梁) )。約占心室肌構成的。約占心室肌構成的30304040。2, m2, m細胞區(qū)距心外膜表面細胞區(qū)距心外膜表面1 15mm, 5mm, 距心內膜表面距心內膜表面5 57 7mm.mm.。

5、 3, m3, m細胞區(qū)內無浦肯野纖維存在細胞區(qū)內無浦肯野纖維存在, ,因為浦肯野纖維因為浦肯野纖維由內膜透入心肌深度小于由內膜透入心肌深度小于2 23mm, 3mm, 故浦肯野纖維與故浦肯野纖維與m m細細胞沒有直接聯(lián)系。胞沒有直接聯(lián)系。 4,4,心室肌動作電位的形成，主要是靠心室肌動作電位的形成，主要是靠m m細胞與心內細胞與心內膜細胞之間過渡細胞（移行細胞膜細胞之間過渡細胞（移行細胞) )聯(lián)系來完成。移行細聯(lián)系來完成。移行細胞主要貫穿于胞主要貫穿于m m細胞區(qū)與心內膜、心外膜區(qū)之間細胞區(qū)與心內膜、心外膜區(qū)之間，尤其，尤其與心內膜區(qū)之間有較寬的區(qū)域。與心內膜區(qū)之間有較寬的區(qū)域。 m細胞與浦

6、肯野氏細胞的比較細胞與浦肯野氏細胞的比較1 1，分布范圍，分布范圍m m細胞分布于心室壁中層；細胞分布于心室壁中層； 浦肯野氏細胞多位于心內膜下浦肯野氏細胞多位于心內膜下2 23mm3mm處。處。 2 2，自律性，自律性 m m細胞無自律性，動作電位細胞無自律性，動作電位4 4相無自動除極化相無自動除極化, ,兒茶兒茶酚胺、低鉀條件下可發(fā)生酚胺、低鉀條件下可發(fā)生4 4相自動除極化；相自動除極化； 而浦肯野氏細胞有自動除極化現(xiàn)象、有自律性。而浦肯野氏細胞有自動除極化現(xiàn)象、有自律性。3 3，傳導速度，傳導速度m m細胞的傳導速度介于浦肯野氏細胞和普通心室肌細胞的傳導速度介于浦肯野氏細胞和普通心室肌

7、細胞之間。細胞之間。 正常心室肌細胞動作電位及離子轉運正常心室肌細胞動作電位及離子轉運0 0期（去極化期）期（去極化期）:qrs:qrs波波變化：變化： -90mv+30mv-90mv+30mv歷時：歷時：12ms 12ms 機制：機制：na+ na+ 快速內流快速內流1 1期（快速復極化初期）：期（快速復極化初期）：j j點點變化：膜內電位由變化：膜內電位由+30 mv0mv +30 mv0mv 歷時：歷時：10 ms10 ms 機制：機制：k+ k+ 短暫快速外流短暫快速外流 00期和期和1 1期形成峰電位期形成峰電位 2 2期（平臺期）期（平臺期）: st: st段段 變化：電位基本停滯

8、于變化：電位基本停滯于omvomv左右左右 歷時：歷時： 100100一一150ms150ms機制：機制：ca+ca+緩慢內流緩慢內流 3 3期（快速復極末期）：期（快速復極末期）：t t波波變化：膜內電位由變化：膜內電位由0mv-90mv0mv-90mv歷時：歷時：100100150ms 150ms 機制：機制：k+ k+ 快速外流快速外流4 4期（靜息期）：期（靜息期）：t-qt-q間期間期期間期變化：膜內電位穩(wěn)定在期間期變化：膜內電位穩(wěn)定在-90mv-90mv機制：鈉鉀泵的主動轉運作用機制：鈉鉀泵的主動轉運作用正常心室肌細胞離子轉運正常心室肌細胞離子轉運65trjst q-tt-p43

9、0 1 2心心室室動動作作電電位位與與心心電電圖圖關關系系 m細胞電生理特性細胞電生理特性 1 1,m,m細胞有較多的瞬間外向細胞有較多的瞬間外向 k+ k+電流（電流（i itoto）, , 故故動作電位呈尖動作電位呈尖峰峰- -切跡切跡- -圓頂形態(tài)（駝峰）。圓頂形態(tài)（駝峰）。 2 2,m,m細胞的動作電位時程細胞的動作電位時程(apd(apd）較心外膜，心內膜心肌細胞的較心外膜，心內膜心肌細胞的動作電位時程明顯延長動作電位時程明顯延長, ,故故m m細細胞復極完成最晚胞復極完成最晚( (在在t t波終了波終了) )。 3 3,m,m細胞的細胞的apdapd具有獨特而顯著具有獨特而顯著的慢

10、頻率依賴性和對藥物的特的慢頻率依賴性和對藥物的特殊反應，在心動過緩時，許多殊反應，在心動過緩時，許多藥物作用于藥物作用于m m細胞細胞, ,容易發(fā)生后容易發(fā)生后除極除極觸發(fā)活動觸發(fā)活動折返折返室速、室速、室顫。室顫。 m細胞與心律失常的關系細胞與心律失常的關系 現(xiàn)代研究認為：現(xiàn)代研究認為：m m細胞在某些病癥（心肌缺血、缺氧、細胞在某些病癥（心肌缺血、缺氧、低鉀等）和藥物作用下，可致心律失常，其機制為：低鉀等）和藥物作用下，可致心律失常，其機制為：1, m1, m細胞動作電位時程長細胞動作電位時程長, , 尤其在心動過緩時，尤其在心動過緩時，apdapd延長更明顯延長更明顯, , 易引起心室肌

11、復極速度不一致，致易引起心室肌復極速度不一致，致q-tq-t離散離散度增加和壁內折返度增加和壁內折返, , 產生折返性心律失常如室早、室速、產生折返性心律失常如室早、室速、室顫等。室顫等。 2, 2, 某些藥物（鈣阻滯劑等某些藥物（鈣阻滯劑等) )可使可使m m細胞的動作電位時細胞的動作電位時程更加延長，程更加延長，誘發(fā)后除極（在誘發(fā)后除極（在0相除極之后所發(fā)生的除極相除極之后所發(fā)生的除極稱后除極稱后除極），產生惡性心律失常。），產生惡性心律失常。3, m3, m細胞與心外膜細胞一樣細胞與心外膜細胞一樣, ,對心室肌的超常期傳導對心室肌的超常期傳導起作用，同時起作用，同時, ,它們又是缺血和再

12、灌注心律失常的異位起它們又是缺血和再灌注心律失常的異位起搏點和折返激動的始動部位。搏點和折返激動的始動部位。 在沒有器質性心臟病的患在沒有器質性心臟病的患者發(fā)生的特發(fā)性室性心動過速，其異位興奮灶常位于者發(fā)生的特發(fā)性室性心動過速，其異位興奮灶常位于m m細細胞區(qū)和心外膜區(qū)。胞區(qū)和心外膜區(qū)。后除極新概念后除極新概念 在一個在一個apd中繼中繼0相除極之后所發(fā)生的除極相除極之后所發(fā)生的除極稱后除極。稱后除極。所致異常沖動稱觸發(fā)活動所致異常沖動稱觸發(fā)活動 早后除極早后除極: ca2+內流內流復極復極2相或相或3相相 apd過度延長時易發(fā)生過度延長時易發(fā)生治療措施：鈣拮抗劑治療措施：鈣拮抗劑利多卡因（促

13、進利多卡因（促進k+外流）外流） 晚后除極晚后除極:ca2+過多引起過多引起na+內流內流復極復極4相相 ? 見于強心苷中毒、心肌缺血，見于強心苷中毒、心肌缺血，細胞外高鈣細胞外高鈣治療措施：鈣拮抗劑；治療措施：鈣拮抗劑；鈉通道阻斷劑鈉通道阻斷劑m細胞與心電圖變化細胞與心電圖變化m細胞與細胞與j j波產生波產生既往認為既往認為: j: j波在臨床沒有明顯的意義，尤其是較小波在臨床沒有明顯的意義，尤其是較小的的j j波常被忽視。近年來波常被忽視。近年來, ,隨著隨著brugadabrugada綜合癥以及特發(fā)性綜合癥以及特發(fā)性室顫作為一獨立的病癥而被重視室顫作為一獨立的病癥而被重視, , 心電圖中

14、的心電圖中的j j波及臨床波及臨床意義倍受關注。尤其是較大的意義倍受關注。尤其是較大的j j波出現(xiàn)，可能會誘發(fā)惡性波出現(xiàn)，可能會誘發(fā)惡性室性心律失常和猝死。其發(fā)生機理還可能與室性心律失常和猝死。其發(fā)生機理還可能與m m細胞心電活細胞心電活動異常有關。動異常有關。研究證實：在某些病癥研究證實：在某些病癥 ( ( 如低溫、高血鈣、心肌缺如低溫、高血鈣、心肌缺血、植物性神經(jīng)紊亂及顱腦病變等血、植物性神經(jīng)紊亂及顱腦病變等) ) 時時, , 心外膜細胞和心外膜細胞和m m細胞動作電位的尖峰圓頂和細胞動作電位的尖峰圓頂和1,21,2相之間的切跡變的更明顯，相之間的切跡變的更明顯，動作電位縮短，動作電位縮短

15、，2 2相平臺丟失，過早復極而產生相平臺丟失，過早復極而產生j j波。波。 j j波與波與j j點的區(qū)別點的區(qū)別 j j 波是波是qrsqrs終末部分的低終末部分的低振幅小波，過起始于振幅小波，過起始于r r波波降支部分，呈駝峰狀。降支部分，呈駝峰狀。 j j點是點是qrsqrs與與stst段的結合點。段的結合點。標志著心室除極結束、復標志著心室除極結束、復極開始極開始。在低溫情況時出現(xiàn)的在低溫情況時出現(xiàn)的j j波波j j波與心率的關系（波與心率的關系（早期復極綜合癥）早期復極綜合癥）特發(fā)性特發(fā)性j j波致心室顫動波致心室顫動j j波如無其它原因存在時，稱為特發(fā)性波如無其它原因存在時，稱為特發(fā)

16、性j j波。其特點波。其特點為反復發(fā)作室速、室顫、暈厥、甚至猝死。為反復發(fā)作室速、室顫、暈厥、甚至猝死。異常異常j j波與室速波與室速 男性，男性，7070歲。有歲。有1010余年高血壓史。入院當天早餐時突發(fā)暈厥。余年高血壓史。入院當天早餐時突發(fā)暈厥。圖圖: :多形室性心動過速，發(fā)作前的多形室性心動過速，發(fā)作前的qrsqrs波有明顯波有明顯j j波，且為室性早波，且為室性早搏所引發(fā)。搏所引發(fā)。m細胞與細胞與u u波形成波形成 心電圖上明顯的心電圖上明顯的u u波常見于心動過緩，應用延長動波常見于心動過緩，應用延長動作電位和誘發(fā)早期后除極的藥物如索他洛爾作電位和誘發(fā)早期后除極的藥物如索他洛爾,

17、,?？梢允钩？梢允蛊渥兊酶用黠@，并且引起嚴重的心律失常。其變得更加明顯，并且引起嚴重的心律失常。機制：機制：u u波的發(fā)生機制目前尚末明了。近年來波的發(fā)生機制目前尚末明了。近年來, ,由于由于m m細胞細胞的被發(fā)現(xiàn)后，認為的被發(fā)現(xiàn)后，認為t t波是大部分心室肌的復極波波是大部分心室肌的復極波, ,而而u u波波是是m m細胞復極延遲形成的結果細胞復極延遲形成的結果。臨床意義：臨床意義：u u波的異常（是指倒置、增高及低平等）提示有心波的異常（是指倒置、增高及低平等）提示有心肌損害，常見的原因是高血壓，冠心病、瓣膜病病變肌損害，常見的原因是高血壓，冠心病、瓣膜病病變及電解質紊亂等。及電解質紊亂

18、等。u u波倒置：波倒置：深度深度0.5mm0.5mm心肌缺血心肌缺血靜息靜息u u波倒置：波倒置：左主干或多支病變、心功能差左主干或多支病變、心功能差心絞痛時心絞痛時u u波倒置波倒置：發(fā)作時呈一過性（發(fā)作時呈一過性（1 12 2小時）小時）伴伴ststt t呈缺血性改變呈缺血性改變u u波增高波增高：2mm2mm為增高。為增高。低鉀時常伴低鉀時常伴t t波低平和波低平和stst段下移。段下移。 常見于低鉀血癥，心動過緩，少數(shù)運動員等。常見于低鉀血癥，心動過緩，少數(shù)運動員等。u u波電交替：波電交替：與心肌損害有關。與心肌損害有關。有人指出巨大的有人指出巨大的u u波伴電交替是心肌興奮性增高

19、的表波伴電交替是心肌興奮性增高的表現(xiàn)，常是發(fā)生嚴重心律失常的前奏?，F(xiàn)，常是發(fā)生嚴重心律失常的前奏。 缺血性缺血性u u波倒置波倒置男性，男性，5454歲。冠心病不穩(wěn)定型心絞痛，前降支病變。歲。冠心病不穩(wěn)定型心絞痛，前降支病變。圖圖a a：心肌缺血時，：心肌缺血時，v2v2v4v4導聯(lián)導聯(lián)stst段弓背抬高，段弓背抬高，v3v3v5v5導聯(lián)導聯(lián)u u波倒置。波倒置。圖圖b b：心絞痛發(fā)作停止：心絞痛發(fā)作停止u u波倒置消失，波倒置消失，v2v2v3v3導聯(lián)導聯(lián)u u波直立波直立。 m 細胞與細胞與2 2相折返常相折返常 既往認為既往認為, ,快速性心律失常的折返激動是由快速性心律失常的折返激動是

20、由0 0相去極化電流所致。相去極化電流所致。 晚近研究發(fā)現(xiàn)動作電位晚近研究發(fā)現(xiàn)動作電位2 2相相平臺期局部電流亦可引起折返激動，從而誘發(fā)室平臺期局部電流亦可引起折返激動，從而誘發(fā)室性心律失常。性心律失常。19931993年有人提出年有人提出2 2相折返概念相折返概念, ,稱此稱此為為2 2相折返。相折返。目前研究認為：目前研究認為：brugadabrugada綜合癥和特發(fā)性綜合癥和特發(fā)性j j波波并發(fā)的惡性心律失常，心肌缺血和再灌注心律失并發(fā)的惡性心律失常，心肌缺血和再灌注心律失常，常，icic類抗心律失常藥所致的心律失常及致心律類抗心律失常藥所致的心律失常及致心律失常右室發(fā)育不良出現(xiàn)的室性心

21、律失常均與失常右室發(fā)育不良出現(xiàn)的室性心律失常均與 2 2相相折返有關。而折返有關。而2 2折返的發(fā)生與折返的發(fā)生與m m細胞的作用有著密細胞的作用有著密切的聯(lián)系切的聯(lián)系。 m細胞導致細胞導致2 2相折返的機制相折返的機制 1 1，2 2相平臺的丟失是產生相平臺的丟失是產生2 2相折返的主要原因。相折返的主要原因。由于部分由于部分2 2相平臺丟失相平臺丟失, ,和正常區(qū)平臺存在的心肌之和正常區(qū)平臺存在的心肌之間形成電位差，較強的電緊張性擴布從平臺存在區(qū)間形成電位差，較強的電緊張性擴布從平臺存在區(qū)向平臺消失區(qū)心肌傳播，引起局部的再興奮，產生向平臺消失區(qū)心肌傳播，引起局部的再興奮，產生相折返性心律失

22、常。相折返性心律失常。2 2，另一方面，另一方面, ,心肌細胞在某些藥物或病理情況心肌細胞在某些藥物或病理情況下，如受鉀通道激活劑、鈉通道阻斷劑作用、代謝下，如受鉀通道激活劑、鈉通道阻斷劑作用、代謝障礙，心肌缺血、植物性神經(jīng)張力不平衡、心肌障礙，心肌缺血、植物性神經(jīng)張力不平衡、心肌細胞的功能異常、缺如或數(shù)目減少均能促使心肌去細胞的功能異常、缺如或數(shù)目減少均能促使心肌去極、復極的異常，從而產生相折返性室性心律失極、復極的異常，從而產生相折返性室性心律失常常，藥物對藥物對m細胞電生理特性的影響細胞電生理特性的影響臨床發(fā)現(xiàn)：某些抗心律失常藥物可以致心律失臨床發(fā)現(xiàn)：某些抗心律失常藥物可以致心律失常，其

23、機制不甚清楚。但晚近研究表明可能與心外常，其機制不甚清楚。但晚近研究表明可能與心外膜細胞、膜細胞、m m 細胞和心內膜細胞對多種藥物有完全不細胞和心內膜細胞對多種藥物有完全不同的反應有關同的反應有關, ,并指出并指出m m細胞在致藥物性心律失常的細胞在致藥物性心律失常的發(fā)生中起到了重要的作用。發(fā)生中起到了重要的作用。 同時認為同時認為m m細胞可能是細胞可能是多種藥物作用的靶點。多種藥物作用的靶點。抗心律失常藥分類抗心律失常藥分類 第一類藥物：第一類藥物：鈉通道阻滯藥鈉通道阻滯藥 a組組 (適度阻滯適度阻滯)：奎尼丁、普酰胺、吡二丙胺等：奎尼丁、普酰胺、吡二丙胺等 b組組(輕度阻滯輕度阻滯)：

24、 利多卡因、苯妥英鈉、美西律、利多卡因、苯妥英鈉、美西律、 安博律定、妥卡胺、乙嗎噻嗪等；安博律定、妥卡胺、乙嗎噻嗪等； c組組(明顯阻滯明顯阻滯)：普羅帕酮、恩卡胺、氟卡胺、乙嗎胺等。：普羅帕酮、恩卡胺、氟卡胺、乙嗎胺等。 第二類藥物第二類藥物: b受體阻滯劑受體阻滯劑 美多心安美多心安 第三類藥物：第三類藥物：選擇地延長復極過程的藥選擇地延長復極過程的藥 乙胺碘呋酮、溴芐銨等。乙胺碘呋酮、溴芐銨等。 第四類藥物：第四類藥物：鈣拮抗劑鈣拮抗劑 異搏定、硫氮卓酮等。異搏定、硫氮卓酮等。 第五類藥物：第五類藥物：洋地黃類洋地黃類 類抗心律失常藥：類抗心律失常藥：奎尼?。嚎岫。郝l率時，能延長慢

25、頻率時，能延長3 3種心肌細胞的種心肌細胞的apdapd，其，其中以延長中以延長m m細胞細胞apdapd為顯著，當?shù)外洉r作用更加明顯，很為顯著，當?shù)外洉r作用更加明顯，很容易使容易使m m細胞產生后除極，誘發(fā)的觸發(fā)活動。而不能使心細胞產生后除極，誘發(fā)的觸發(fā)活動。而不能使心外膜下和心內膜下產生類似電生理反應外膜下和心內膜下產生類似電生理反應 美西律美西律：在慢頻率時，美西律可抑制晚期鈉內流在慢頻率時，美西律可抑制晚期鈉內流(ina(ina) )，使動作電位，使動作電位2 2相縮短。由于相縮短。由于m m細胞的晚期鈉內流較細胞的晚期鈉內流較心外膜、心內膜心肌細胞大，故心外膜、心內膜心肌細胞大，故m m細胞的細胞的apdapd縮短更明顯，縮短更明顯，使使3 3種細胞的種細胞的apdapd趨于一致，并已證實這一作用與美西律趨于一致，并已證實這一作用與美西律抗心律失常效應相關抗心律失常效應相關。 氟卡胺：氟卡胺：低濃度的氟卡尼