尖端扭转型室性心动过速的扭转机制

尖端扭转型室性心动过速(torsadesde points，TdP)于1966年由法国学者Dessertenne首先描述。其心电图特点包括：基础心律QT间期延长，U波明显，室性心动过速(室速)常由长间歇后舒张早期室早诱发，心率多在160—280次／min，QRS波宽大畸形，振幅不一，围绕基线不断扭转其主波方向，每5～20个心动周期转向反向。目前认为，其发生机理与折返有关，在心肌跨壁复极离散度(TDR)增大的基础上因早后除极(EAD)而诱发。常见病因为长QT间期综合征、严重心肌缺血或心肌病变、使用延长心肌复极药物及电解质紊乱等，为自身及临床因素共同决定。但对其扭转机制，目前尚未见相关报道。本文结合心肌电生理及心电图形成原理，探讨其发生扭转的可能机制，加深对该心电现象的理解和认识，为临床预防和治疗提供依据。

1.心肌动作电位离子流机制和心电图：心室肌细胞动作电位由相应细胞膜离子流动形成，大多离子通道为电压门控式，在一定范围的细胞膜内外电压差值下出现激活、失活、去激活和失活的恢复。静息状态下，当刺激使膜内电压达-70 mV时，Na+通道被激活，大量Na+内流，形成峰电位升支，为动作电位0期。因仅持续l-2 ms，故电压差大，所形成升支几乎与基线垂直。当除极达一40 mV时，瞬时外向K+电流（Ito）通道、L型Ca2+电流（ICa-L）通道、延迟整流钾电流(Ik)通道均激活。Ito持续约5～10ms，使除极电位从+30 mV迅速下降到0 mV，形成峰电位降支；后两种电流持续时间较长，为2期主要离子流，还包括慢钠电流(INa-L)。ICa-L通道和慢钠通道介导内向阳离子；Ik通道介导外向阳离子，包括缓慢延迟整流钾电流(Iks)、快速延迟整流钾电流(Ikr)。前者一般为储备电流，心外膜分布较密，且存在性别差异。因2期内外离子流几乎相等，形成一高位平台，持续约100～150 ms。随ICa-L通道逐渐关闭，阳离子内流减少而外流相对增强，复极进入3期。2期与3期间无明确界限，当复极使膜内电位下降至一60 mV左右时，Iki通道介导的内向整流K+外流增强，加速复极完成。

心肌细胞动作电位与心电图大致对应。根据心电图形成原理，其波形变化均为心脏存在与之对应的电位梯度改变在体表的表现：于对向细胞除极方向电极处可测得正电位而描出向上波形；于背离细胞除极方向电极处可测得负电位而描出向下波形，波形的高低由单位时间内电位差决定。

2．心脏异质性与2相折返:心肌收缩和舒张按一定顺序进行，心外膜虽后复除，但先复极完毕，其原因在于细胞膜离子通道分布的差异。在不同的心肌细胞，其膜上离子通道分布也不同，较突出的是M细胞，动作电位时程(APD)最长，具有较小的IKs和较大的INa-L以及钠-钙交换电流，分布于深层乳头肌、小梁、室间隔及前壁心内膜下深层到中层之间。因此，M细胞APD决定QT间期，而心外膜APD决定Q波到T波顶点的间期。这种心肌细胞不同部位APD不同，进而对各种病理生理因素和药物反应的差异即为心脏异质性。心脏固有异质性对保证其生理功能非常重要，但在离子通道缺陷、电解质紊乱、心肌缺血缺氧及药物等影响时，因不同部位心肌反应的差异而加大心脏异质性易致心肌电紊乱，增大心律失常风险。

目前用TDR来评估发生心律失常风险。在T波直立的条件下，TDR间接反映在心电图上为T波顶点与终点的距离。TDR增大提示心脏异质性增大，发生非同步复极风险增高，易致心律失常。但TDR是心肌内外膜之间复极时间上的整体和平均的量化指标，无法反映微小区域内电位差变化，故不能反映复极的同步抑或非同步。另外，TDR只反映不同层心肌间复极的时间差，对同层心肌间因异质性增大诱发心律失常意义不大。

2相折返是指发生在极微小区域内，平台期高电位心肌细胞因复极相对或绝对延迟使接近复极完毕或已复极的心肌细胞被再次激动，当再次被激动的心肌细胞复极到2期时，原先复极延迟的心肌细胞已接近复极完毕或已复极，两者间再次出现高电位而使后者兴奋，反复激动形成折返。因此，2相折返是由心肌复极的不同步引起，与心肌异质性有关，易诱发室速或心室颤动(室颤)，可能是特发性室速和心脏性猝死共同的病理基础。

3．心肌电现象与心肌电生理：目前心电图导联在空间层面上分为肢体导联和胸导联，在心肌除复极一定的条件下，前者波形改变取决于心电向量上下、左右的变化；后者处决于心电向量前后、左右的变化。因此，可根据QRS波所在导联大致判断其异位起源方向。一般心肌电紊乱起始于有限区域，短时间内大范围心肌电起源异常相对较少，尽管室速加剧心肌供血矛盾，存在细胞间不均一缝隙连接关闭，且受损心肌各部位损伤程度并不一致，心脏异质性进一步增大，使异位起源点出现游走的可能，进而出现QRS波形的不确定性，但出现跨心室上下、前后、左右两端交替异位激动的可能性不大；而于折返形成，QRS波形相对固定，更不可能出现QRS波形的大幅波动。

因心肌除复极存在跨壁方向性，若异位激动点能游走于心肌内外膜之间，则跨壁异位点的改变为QRS波翻转提供了可能。从心脏结构征分析，心房肌由于存在众多腔口和界嵴，且没有明确的传导系统，易致除极非同步性。其APD缩短，为后除极心肌能在同一心动周期内及时完成APD争取了足够时间，从而确保生理状态下心房肌除极的同步进行；而心室肌APD长，易致复极非同步。但由于蒲肯野纤维快速传导保证了其生理条件下心室肌除复极的同步性。需要说明的是，心肌除极与复极的非同步只是相对而言，两者相互作用并互为条件。APD延长有利于心肌除极同步性而抑制心律失常，但过度延长使心肌异质性增大诱导EAD；过短虽利于心肌复极同步性，但使心肌可兴奋频率增加，于心肌电紊乱时易被激动致快速心律失常。

心肌APD和可兴奋间期是对立的统一，两者在心动周期时间上的占比与相应心肌所处的结构、功能和即时状态相关。心肌除复极时间的优化不仅保证其生理功能的执行，也最大限度为心肌除复极同步化代偿功能而储备。在损伤因素存在条件下，这种特定时空上两种状态时间比例的调整是反应机体即时生理功能的需求，但损伤程度必须在一定的范围内才能彰显这种调节的有效性和实用性。当超越机体自身代偿范围时，严重的心肌电紊乱还是使这种调节的现实意义被掩盖，异质性增大使部分心肌APD过度延长而增加其复极非同步风险，为EAD的发生提供了可能，进而为快速心律失常提供了条件，也为异位节律的游走奠定了基础。因此，正确认识并理解心肌电生理，避免其APD过短或过长，才能在合适的时空上保持心肌除复极的一致性。

4．TdP的扭转机制：TdP发生需特定的条件，药物诱导可能与性别、年龄及心脏基础疾病均相关。由于APD延长时心内膜更明显，易致心肌复极不同步，为EAD发生于心内膜提供了条件，诱发2相折返旧。但因TDR增大，心外膜APD短，其绝对不应期也缩短，而心肌最大兴奋频率取决于其绝对不应期，故初始于心内膜的主导节律因累及心外膜而被频率更快的心外膜节律所抑制并出现相应心电图波形的扭转。快速心律失常时，机体神经体液调节及相应离子通道重构本质上是抑制心律失常。而心外膜APD延长并不明显，其自身致心律失常基础较弱，且其心律失常为心内膜所继发，故在脏器自身调节中，心外膜心律失常易于终止；而心内膜心律失常为自身原发所致，APD过度延长使其本身存在致心律失常基础，不易终止。于心外膜节律失常终止前，心内膜原发激动被抑制，此时，心外膜型心律失常占主导地位；而在心外膜节律终止后，异位激动点被再次转移到心内膜，此时，心内膜型心律失常占主导地位，如此反复，致TdP。

理论上，心外膜成为主导节律后，心内膜节律应小于心外膜节律，因为心内膜绝对不应期较长，最大兴奋频率小于心外膜。在心肌APD均延长条件下，虽可致EAD，但因TDR未增大，不会出现扭转现象，尽管有认为心肌细胞间缝隙连接抑制在TdP中发挥重要作用，但更多的是导致心律失常。因此，TdP发生在于APD过度延长致EAD，其维持在于2相折返形成(或3相高电位与低电位并存，而单纯折返并不确切)，其扭转在于TDR增大，其反复在于机体自身调节抑制强度介于心肌内、外膜紊乱的心肌电之间，其终止在于抑制心律失常强度大于心内膜心肌电紊乱，其QRS波形和心率的变化在于快速心律失常影响相应离子流和心肌电传导。

TdP在临床并不少见，且由药物所诱导可能被临床低估。因该心电现象往往伴有基础QT间期延长而被认为是主要原因，并于相应药物多见。但APD延长只是为室速产生提供了可能，药物诱导TdP更多的是增大TDR，在QT间期延长的基础上更加明显。目前将TDR作为药物致心律失常的监测指标，但其并非是心律失常的必要条件，没有心律失常，扭转也无从谈起。目前已认识到Tdp是多因素的综合，其U波明显可能与心肌功能及细胞膜稳定性下降，单位时间内跨壁压增加相关；而长间歇提示心脏节律或传导的不稳定性，易致心律失常。

心肌离子通道改变是相互影响的，任何离子流变化均在不同程度上改变细胞膜内外电压差值进而影响其后离子流。机体调节在于一定范围内保证脏器功能的完整性和有效性，超出其调节范围则出现相应脏器功能的紊乱，但调节的目的始终是为脏器完成并回归其生理功能，并非为促进病理性适应。即使出现损伤的加重，其根本原因仍在于损伤因素本身。TdP只是在特定条件下出现的心律失常，其本质是相应细胞膜离子流动的结果，故对心肌离子通道的分布及其性状的理解，不仅有助于复杂心电图的分析，也利于本病的预防和治疗。