關(guān)于心室復(fù)極順序的錯誤表述
——淺談心室除復(fù)極過程與QRS-T同向機(jī)制

袁杰

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關(guān)于心室復(fù)極順序的錯誤表述
——淺談心室除復(fù)極過程與QRS-T同向機(jī)制

袁杰

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為QRS-T同向是由于“先除極的地方后復(fù)極”，這是除、復(fù)極概念上的混淆，是把3相當(dāng)成了復(fù)極的全部，把2相當(dāng)成了除極的延續(xù)，把復(fù)極進(jìn)程的差異歸于外因，而忽略了心室肌本身在細(xì)胞電生理特點(diǎn)上的巨大差異。實際上，先除極的地方必然先復(fù)極，但后除極的地方復(fù)極更快、結(jié)束更早，使整個心室的膜電位梯度指向外膜，故QRS向量與T向量大致同向。

心室復(fù)極；QRS-T同向；電生理異質(zhì)性

R540.41

A

2095-9354(2016)04-0291-03

1　傳統(tǒng)教科書對心室復(fù)極順序的不嚴(yán)謹(jǐn)表述

由人民衛(wèi)生出版社出版的“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材《診斷學(xué)》(第八版)在“心電圖產(chǎn)生原理”章節(jié)中指出：在正常的體表心電圖上記錄到的復(fù)極波方向與除極波主波方向一致，與單個心肌細(xì)胞不同，這是因為正常人心室的除極是從心內(nèi)膜下心肌開始然后向心外膜推進(jìn)，而復(fù)極則是從較晚除極的心外膜下心肌開始并向心內(nèi)膜方向進(jìn)行[1]。

這即是傳統(tǒng)教科書中概括性表述“先除極的地方后復(fù)極”的含義，即整個心室的除極復(fù)極順序相反，而除極復(fù)極的電偶極性相反，故復(fù)極向量與除極向量同向。同時，傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為是壓力、溫度和心肌供血等影響心室肌代謝的因素造成了這種改變：心內(nèi)膜下心肌由于受到心室射血時的反作用力，壓力較高；而心外膜下心肌由于周圍受脂肪包繞，溫度較高；且由于冠狀動脈在心室肌內(nèi)的走行是由外至內(nèi)，外膜下心室肌供血較好。綜上幾點(diǎn)，心外膜下心肌的代謝狀況較好，所以心內(nèi)膜下心肌先除極但后復(fù)極，心外膜下心肌后除極卻先復(fù)極。

筆者認(rèn)為這種表述方式是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，因為它直接混淆了?xì)胞電生理中整個除復(fù)極程序的基本概念，且忽視了各部位心室肌細(xì)胞本身的電生理異質(zhì)性的影響。

2　QRS-T同向機(jī)制的細(xì)胞電生理基礎(chǔ)

2.1心室肌細(xì)胞動作電位曲線的組成與特點(diǎn)

所有的心室肌細(xì)胞均為快反應(yīng)非自律細(xì)胞，其動作電位曲線為連續(xù)的五個部分：0相、1相、2相、3相、4相，其特征是除極迅速(0相，1～2 ms)，復(fù)極緩慢而復(fù)雜(1、2、3相，總計200～300 ms)，復(fù)極完成后進(jìn)入靜息期(4相)[2]。

心室肌細(xì)胞興奮時，由于快鈉通道的快速大量激活并迅速失活，造成瞬間的細(xì)胞外鈉離子循電化學(xué)梯度快速內(nèi)流，形成動作電位曲線的0相，膜電位由靜息時的-90 mV驟升至約+30 mV，歷時僅1～2 ms。1相為快速復(fù)極初期，由瞬時性外向離子流(Ito，主要為鉀離子)引起，膜電位由+30 mV復(fù)極化至約0 mV，歷時約10 ms。隨后復(fù)極過程突然變得非常緩慢，形成平臺期，即2相，膜電位穩(wěn)定于約0 mV，持續(xù)約100～150 ms，是心室肌細(xì)胞動作電位時程(APD)較長的主要原因。2相由鈉鈣離子緩慢內(nèi)流(L型鈣流及晚鈉電流)和少量鉀離子緩慢外流(延遲整流鉀流)形成，兩者處于相對平衡狀態(tài)。2相晚期鈣通道逐漸失活，鉀離子外流增加并呈再生性循環(huán)，形成凈外向電流，進(jìn)入3相即快速復(fù)極末期，膜電位由約0 mV逐步復(fù)極至約-90 mV，歷時100～150 ms。在4相，膜電位穩(wěn)定于約-90 mV，但細(xì)胞膜的離子轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制加強(qiáng)，使細(xì)胞內(nèi)外各離子濃度梯度得以恢復(fù)，保障細(xì)胞的正常興奮性。

2.2心室肌細(xì)胞的分類與電生理異質(zhì)性

心室肌細(xì)胞可分為心內(nèi)膜下心肌細(xì)胞、心外膜下心肌細(xì)胞和中層M細(xì)胞，其0相均為1～2 ms，但1、2、3相的時程、形態(tài)和電位高低變化均有顯著的不均一性(圖1)[2]。如心外膜下心肌Ito幅度大，1相復(fù)極化明顯，與2相初期形成“鋒和圓頂”，并影響了2相平臺期的長短；心內(nèi)膜下心肌細(xì)胞1相不顯著，而兩種鈣流ICa-L和ICa-T都大于心外膜下心肌細(xì)胞，因此APD較長；M細(xì)胞的ICa-L和晚鈉電流INa-L更強(qiáng)而Iks較弱，故APD時程最長，并有更明顯的APD慢頻率依賴性延長；室壁中層與心內(nèi)膜下心肌的電耦聯(lián)較好，通過電緊張的影響，使心內(nèi)膜下心肌細(xì)胞APD比心外膜下心肌細(xì)胞長(圖2)。除了跨室壁離散，在心室同一層次不同區(qū)域的心肌細(xì)胞APD也有很大差異，如左室長于右室，心尖部遠(yuǎn)長于心底部(后者的IK離子流幅值遠(yuǎn)大于前者)，形成跨部位離散。

各層心肌的動作電位形態(tài)有差異，復(fù)極時間有明顯差異，且動作電位時程隨刺激頻率(Hz)的加快而縮短

2.3ST-T形成與心室肌細(xì)胞動作電位曲線的關(guān)系

在單個的心室肌細(xì)胞上，其細(xì)胞膜各部位之間并無明顯的電生理異質(zhì)性，且先除極的地方必然先復(fù)極，因除復(fù)極電偶極性相反，故復(fù)極波與除極波反向。對整個心室而言，仍然只能是先除極的部位先復(fù)極，這是由動作電位曲線的連續(xù)性所決定的，因為每個心肌細(xì)胞的0相除極僅僅1～2 ms，一旦發(fā)生，瞬間就會結(jié)束而進(jìn)入漫長的1～3相復(fù)極過程。除極順序就是0相在各心室肌細(xì)胞之間傳導(dǎo)的先后順序，可以說0相在整個心室的傳導(dǎo)順序一經(jīng)形成，復(fù)極的發(fā)生順序也隨之確立，但這并不是在體心肌各部位復(fù)極進(jìn)入3相及復(fù)極結(jié)束的順序。假如所有心肌細(xì)胞不存在電生理異質(zhì)性，那么心室各處進(jìn)入1～4相的順序仍會與除極相同，相當(dāng)于一個功能上的合胞體，將產(chǎn)生與除極向量方向相反的復(fù)極向量，最終投影在心電圖上呈現(xiàn)T波倒置。但是，心室復(fù)極化差異的存在使得實際情況與單細(xì)胞時有所不同，這也是心電圖上ST-T形成的細(xì)胞電生理學(xué)基礎(chǔ)。

圖2　心室肌各層細(xì)胞動作電位示意圖

心電圖是心肌細(xì)胞電活動的總和，即綜合心電向量在體表的反映。心室復(fù)極在時間上具有連續(xù)性，在空間上呈三維擴(kuò)布，其形成的綜合心電向量受以下因素影響：各處心肌細(xì)胞固有的APD跨室壁離散和跨部位離散、進(jìn)入復(fù)極的先后順序、處于同一膜電位值的心肌細(xì)胞數(shù)。復(fù)極進(jìn)程依賴于心室肌細(xì)胞膜的自身離子流變化，它決定了各心室肌細(xì)胞1～3相的時程和坡度(尤其是2相和3相的跨室壁離散和跨部位離散)；而后者與各部位心室肌0相結(jié)束的先后順序及時差，共同決定了每一時刻心室復(fù)極各部位的膜電位值及彼此間電位差梯度的大小和方向，即產(chǎn)生了隨時間呈特定變化趨勢的無數(shù)的瞬時綜合復(fù)極向量?？梢哉f，有什么樣的膜電位差演進(jìn)趨勢，就會形成什么樣的綜合心電向量，最終投影在各導(dǎo)聯(lián)軸上形成什么樣的ST-T形態(tài)。

J波：在全部心肌除極結(jié)束之前，已處于復(fù)極1相和2相的部位也會因膜電位的輕微不同而產(chǎn)生很小的心電向量，但被強(qiáng)大的除極向量抵消和掩蓋，只有在QRS終末部分與ST段交界處可能會因心外膜下心肌Ito的增強(qiáng)而產(chǎn)生J波。

ST段：復(fù)極初期心室肌各部位均處于2相時，膜電位穩(wěn)定在約0 mV，沒有明顯的膜電位梯度，故不產(chǎn)生ST向量，ST段在基線水平。如果有心肌疾病或缺血損傷等各種因素，使各部位心室肌2相的膜電位在空間上水平各異，或在時間連續(xù)性上各處不能同時處于2相，出現(xiàn)了明顯的膜電位差，就會形成ST向量，ST段偏離基線。

T波：隨著復(fù)極由2相末期進(jìn)展到3相結(jié)束，因心室各部位及室壁各層之間膜電位演進(jìn)趨勢的不同而產(chǎn)生不斷變化的膜電位差，從而形成T向量。T向量起始緩慢，與ST向量存在明顯的延續(xù)性，終末部分相比于前期遞減速度要快得多，在心電圖上形成升支降支不對稱的T波。

2.4離體及在體動物實驗研究中T波與心室復(fù)極離散的關(guān)系

在離體心肌塊的跨壁心電圖研究中[3]，心外膜下心肌細(xì)胞除極最晚，但其APD最短，于是最早進(jìn)入3相，復(fù)極最快；心內(nèi)膜下心肌細(xì)胞次之，中層M細(xì)胞復(fù)極最慢、結(jié)束最晚。因此，在2相后期及3相，中層M細(xì)胞的膜電位水平最高，與心內(nèi)膜下和心外膜下心肌細(xì)胞之間均存在著不同的電位差，M細(xì)胞和心內(nèi)膜下心肌的膜電位差在心外膜面記錄是一個向下的波，而M細(xì)胞和心內(nèi)膜下心肌的膜電位差在心外膜面記錄是一個向上的波，兩者的代數(shù)和是一個向上的波，與跨壁心電圖的T波吻合。T波開始于心外膜下心肌與M細(xì)胞2相后期出現(xiàn)膜電位差時，隨著3相兩者電位差逐漸增大而反映為T波升支，在心外膜下心肌復(fù)極結(jié)束、兩者電位差最大時T波達(dá)峰；心內(nèi)膜下心肌和M細(xì)胞之間的膜電位差方向與心外膜下心肌和M細(xì)胞之間的膜電位差方向相反，故其限制了T波的振幅大小，并參與T波降支初期的形成；M細(xì)胞復(fù)極完畢時T波結(jié)束。在體動物實驗的研究則顯示：心室不同部位間最早的復(fù)極結(jié)束與T波達(dá)峰一致，而最晚的復(fù)極結(jié)束與T波結(jié)束一致；心室跨壁離散遠(yuǎn)小于心室的整體離散，而心室整體離散與Tp-Te相近[4]；說明T波的形成機(jī)制可能與心室整體的復(fù)極離散關(guān)系更密切。

3　小結(jié)

傳統(tǒng)觀點(diǎn)所謂的“先除極的地方后復(fù)極”，顯然是除復(fù)極概念上的混淆和錯誤，把3相復(fù)極當(dāng)成了復(fù)極的全部，把2相平臺期的復(fù)極當(dāng)成了除極的延續(xù)，并忽略了1相的復(fù)極離散對2相平臺期膜電位及時程的影響；把復(fù)極進(jìn)程的差異歸于外因(溫度和壓力)，而忽略了內(nèi)因(各部位心室肌本身在細(xì)胞電生理特點(diǎn)上的巨大差異，尤其是心室整體復(fù)極離散可能比跨壁離散更重要)。

因此，筆者認(rèn)為對T波與QRS主波同向的機(jī)制應(yīng)表述為： 先除極的地方先復(fù)極， 由于各處心室肌

細(xì)胞的電生理異質(zhì)性，先除極部位的動作電位時程更長，進(jìn)入3相及復(fù)極結(jié)束晚于后除極部位，使整個心室的膜電位梯度與除極時同向，故T向量與QRS向量方向一致?；蛘吒爬椤昂蟪龢O的地方復(fù)極快、結(jié)束早”。

[1] 陳文彬，潘祥林.診斷學(xué)[M].8版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2013：483.

[2] 姚泰.生理學(xué)[M].6版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2005：132.

[3] Yan GX，Antzelevitch C.Cellular basis for the normal T wave and the electrocardiographic manifestations of the long-QT syndrome[J]. Circulation，1998，98(18):1928-1936.

[4] Opthof T，Coronel R，Wilms-Schopman FJ，et al. Dispersion of repolarization in canine ventricle and the electrocardiographic T wave:Tp-e interval does not reflect transmural dispersion[J]. Heart Rhythm，2007，4(3):341-348.

About the incorrect description of ventricular repolarization order: discussion on ventricular depolarization and repolarization process, and direction consistency mechanism of QRS-T

Yuan Jie

(Department of Cardiology, Union Hospital Affiliated to Tongji Medical College of Huazhong University of Science and Technology, Wuhan Hubei 430015, China)

In traditional opinion, the direction consistency of QRS-T is resulted from the fact that the location depolarized first is repolarized after. It confuses the concepts of depolarization and repolarization, in which 3 phases are mistakenly regarded as the whole of repolarization, 2 phases are taken as the continuation of depolarization, and the variation of repolarization process is attributed to external causes without noticing the huge difference of electrophysiologic features in ventricular myocytes. Actually, where is depolarized first is necessarily repolarized first, but where is depolarized after is repolarized faster and finishes earlier, which makes membrane potential gradient of the whole ventricle points to outer membrane. Therefore, the vectors of QRS and T orient to almost the same direction.

ventricular repolarization; direction consistency of QRS-T; electrophysiological heterogeneity

430015 湖北 武漢，華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院心內(nèi)科

袁杰，主治醫(yī)師，主要從事心臟電生理檢查及心血管內(nèi)科介入心臟病學(xué)方向的研究，E-mail：yuanjie1116@msn.com

探討與爭鳴

10.13308/j.issn.2095-9354.2016.04.017

2016-07-16)(本文編輯：李政萍)