心肌细胞电活动依赖动作电位产生传导,动作电位分去极化与复极化各时相;生物电异常致心律失常机制有折返(心肌组织单向阻滞区形成折返环路)和触发活动(早后除极复极钾外流少钙内流多、迟后除极细胞内钙超载钠钙交换异常引发);年龄上儿童心肌细胞发育未全电生理不稳定,老年人心肌退行性变离子通道功能下降易致;性别总体生物电引发心律失常机制无显著差异,部分激素相关与激素影响心肌电活动有关;生活方式中过度饮酒吸烟、长期熬夜、剧烈运动可致心肌电活动异常增风险;病史中冠心病心肌缺血易形成折返,心肌病心肌结构和电生理改变影响电传导,先天性心脏病患儿易引发异常电传导通路致心律失常。
一、心肌细胞电活动基础与正常传导
心肌细胞的电活动依赖于动作电位的产生和传导。心肌细胞的动作电位包括去极化期(0期)、复极化期(1、2、3、4期)。0期由钠离子快速内流引起去极化;复极化期各时相由不同离子流介导,如1期钾离子外流、2期钙离子内流与钾离子外流平衡、3期钾离子外流、4期离子泵活动恢复细胞内外离子浓度。正常情况下,心肌细胞的电活动按序传导,保证心脏规律收缩。
二、生物电异常引发心律失常的机制
(一)折返机制
是心律失常常见机制。当心肌组织存在解剖或功能上的单向阻滞区时,冲动传导至该区域后,一部分沿正常通路传导,另一部分通过阻滞区缓慢传导,之后正常通路的冲动已通过阻滞区远端,此时缓慢传导的冲动可再次通过阻滞区返回,形成折返环路,导致冲动反复传导,引起心律失常。例如,在心脏的某些病变区域,如心肌缺血区,易形成折返环引发室性心动过速等。
(二)触发活动
由后除极引起,分为早后除极和迟后除极。早后除极多发生在动作电位复极2或3期,因复极过程中钾离子外流减少,钙离子内流增多,导致膜电位震荡,达到阈电位时引发动作电位。迟后除极发生在动作电位完全或接近完全复极时,因细胞内钙超载及钠钙交换异常,导致钠离子短暂内流,引发膜电位震荡产生动作电位。触发活动可由药物、电解质紊乱(如低血钾)等因素诱发,进而引发心律失常。
三、年龄、性别、生活方式及病史的影响
(一)年龄
儿童心肌细胞发育未完全,电生理特性相对不稳定,如先天性心脏病患儿可能存在心肌电活动异常基础;老年人心肌细胞有退行性变,离子通道功能可能下降,更容易出现动作电位时程等电生理特性改变,增加心律失常发生风险。
(二)性别
总体而言,生物电引发心律失常的机制本身无显著性别差异,但某些与激素相关的心律失常(如围绝经期女性的心律失常)可能与激素变化影响心肌电活动有关,但机制仍基于心肌细胞电生理基础的改变。
(三)生活方式
过度饮酒、吸烟可影响心肌细胞离子通道功能,导致电活动异常;长期熬夜使心肌细胞得不到充分休息,可能干扰正常的离子泵活动及动作电位时程,增加心律失常风险;剧烈运动时交感神经兴奋,可能诱发触发活动等导致心律失常。
(四)病史
有冠心病患者,心肌缺血可导致局部心肌细胞离子通道功能障碍,易形成折返;心肌病患者心肌结构和电生理特性改变,如扩张型心肌病时心肌纤维化等可影响电传导;先天性心脏病患儿存在心脏结构异常,易引发异常电传导通路,从而导致心律失常。