离子通道病研究进展
★Jervell-Lange-Nielson综合征(JLNS):伴有耳聋,分三型: ▲JLN1(KCNQ1)、JLN2(KCNE1)、JLN3(No) ★Romano-Ward综合征(RWS):不伴耳聋分七型: ▲LQT1(KCNQ1),LQT2(KCNH2), LQT3(SCN5A), LQT4(A NK2, 多伴房颤),LQT5(KCNE1), LQT6(KNCE2), LQT7(KCNJ2, 三联征:周期性麻痹、骨骼发育异常和室性心律失常)。婴儿 猝死综合征(sudden infant death syndrome)也伴QT延长,部 分患者的致病基因同LQT3。
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遗传性离子通道病
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特发性J波:除外其他原因引起的巨大J波
称之为特发性J波,是心血管事件高危预警指 标之一。特发性J波常发生于左室前下壁导联。 J波是由于局部心外膜心肌动作电位缩短而发 生的过早复极所致。J波位置与心外膜介导的 动作电位切迹一致,后者由一个峰和一个穹 窿状隆起组成,与外膜下心肌高密度的Ito相 关。内膜下心肌Ito密度较低,其动作电位无 这种图形。两者之间的电位差产生了J波。
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与复极钙流相关 心律失常
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钙流与早期后除极和晚期后除极的关系: 细胞内钙超载,产生正向钠/钙交换,形 成早期后除极; 细胞内高钠产生反向钠/钙交换,钙内流 产生晚期后除极电位。 钙钠通道阻滞剂对触发性心律失常有效。 儿茶酚胺依赖性多形性室速也与细胞内钙 超载导致的晚期后除极相关。β受体阻滞剂和 钙阻滞剂有效。
离子通道病研究 进展
高克俭
天津市中医药大学附属 北辰中医医院心脏科
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离子通道基础
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心肌细胞主要离子通道和离子流
心肌细胞离子流的分子基础: 1.离子通道蛋白; 2.离子交换蛋白。 多种离子交换转运形成的跨膜离子运动。 心肌细胞跨膜离子流的种类众多,性质复 杂,不断有新发现。
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内入性整流 -40mV 0 3Ik(Ikr,Iks,Ik1) INa 快速内流(第一内向电流) Isi 第 二 内 向 电 流 ( 标志为 ICa-L 静息电位 型钙通道,还 4 -90mV 有Ikr,Iks,Ikur Ik1, IK-ATP, IK-Ach, INa/K, INa/Ca,背景电流 Ik1参与静息电位 (RMP)的维持 ST段 If(Na+) 是决定浦肯野快反应 自律起搏活动的主要离子流
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LOTS 与Brugada 综合征都可并发多形性 室速或心室颤动,均有慢频率依赖性。但 是其机制不同。前者是由于不同肌层之间 复极离散增大引起触发活动启动,而后者 是由于心外膜动作电位呈现全或无复极模 式引起2相折返。
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预后:与常见的LQTl-2相比,LQT3病人有更 高的死亡率。而且,对LQTI和LQT2两个亚型 来讲,突变在通道蛋白上的某些特定位置与 QTc>500 ms一样,也是独立的危险因素。
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Ic类药物的致心律失常作用
CAST 前 瞻 试 验 表 明 , MI 后 使 用 Ic 类 药 物 (encainide和flecainide),治疗组致命性心律失 常和非致死性心脏骤停的发生率明显高于安慰剂 对照组。Antzelevitch等发现,INa阻滞剂亦可通 过抑制INa,使Ito电流相对增加,导致Epi复极离 散。尤其是flecainide,在快频率或引入早搏刺激 时易引起2相折返。Ic类药物的致心律失常作用常 常发生在运动等引起心率增快的情况下。因此,2 相折返亦可能是这类缺血、药物等因素影响下,部分外膜 细胞和M细胞APD可明显缩短,平台期消 失,过早复极而出现J波。此时周围外膜 细胞APD仍处于平台期,APD甚或延长, 两者之间显著的电压梯度可导致2相折返, 为多形室速和室颤电生理基础。心率加 快时可能会降低J波幅度,可以与单纯 QRS终末顿挫鉴别。
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J波综合征:严干新等提出由瞬时外向钾
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离子通道异常——
离子通道病
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心血管离子通道病可分为 遗传性和获得性两大类:
★遗传性离子通道病如长QT综合征(LQTS),Brugada 综合征(BS);先天性传导系统病(CCD);特发性心室 颤动 (IVF) ;家族性病态窦房结综合征 (SSS) 和心房 颤动(AF)等由特定的基因缺陷而导致的疾病。 ★获得性心血管离子通道病诸如扩张性和肥厚性心 肌病,高血压病和动脉硬化,冠心病等是离子通道 异常-遗传因素和环境因素共同或相互作用而致的疾 病。
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LQTS应采取合理的ICD、起搏和β受体 阻滞剂,以及钾镁补充组合治疗。在其治 疗中最好针对不同类型予以“病因性”治 疗。
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短QT综合征
当QT<300ms时为短QT综合征,是多基因遗传性 心律失常疾病,可致房颤、室速和室颤等而猝死。 短QT综合征分三型(SQT1、SQT2、SQT3)。 最近发现短QT综合征家族中编码IKr和IKs电流通 道的HERG(KCNH2)基因和KCNQ1基因存在错义突变。 突变的通道持续开放,IKr或IKs电流增加,导致动作 电位时限(APD)缩短,在心电图上表现为QTc缩短。 奎尼丁能明显延长短 QT综合征的QTc间期,提示 这个药物有潜在的治疗作用。
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2相折返及其 离子通道基础
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2相折返的基本概念
既往认为折返只与0相相关(0相折返)。 所谓“2相折返”是指在缺血或药物作用等 情况下: ①心室肌复极离散,部分Epi细胞呈现全或无的 复极模式,动作电位 2 相平台期丢失, APD 因此 缩短40%~70%; ② 其它部位 Epi 细胞动作电位却呈现明显的 2 相 平台期,APD甚至延长; ③ Epi2 相平台区与平台丢失区之间显著电压梯 度引起较强的电紧张性扩布,导致折返发生。
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右心室复极1期末“尖峰-穹隆”状动作电位:
右室三层细胞之间复极1期末动作电位切迹具 有明显差异。 右室外膜下细胞Ito1强度远较其他复极1相末离 子流强度为大,研究提示Ito1与J波形成和ST段抬高 关系更为密切。 右室外膜下心肌细胞受温度的影响明显。 M细胞动作电位最大上升速率明显高于内外膜 下心肌。但是M细胞没有4相除极。M细胞动作电位 呈更加显著的慢频率依赖性。
电流Ito介导的J波,是许多临床综合征如 Brugada综合征、原发性室颤和早期复极综 合征的心电图标志。J波的细胞和离子流机制 在Brugada综合征,原发性室颤,甚至ST抬 高的心肌梗死所致的心源性猝死的发生中发 挥着重要作用。因此,把这些临床综合征称 为J波综合征
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先天性长QT综合征(LQTS)
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SCN5A过度表达可使复极期钠内流增加 形成LQT3:
LQT3相关基因为SCN5A,编码电压门 控性心肌Na+通道。 SCN5A基因内缺失、基因错义突变均可 延迟Na+通道的快速失活。
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氧自由基与离子通道的关联:
氧自由基与缺血时心功能障碍、缺 血后心肌顿挫和再灌注损伤,已经临床和 动物实验证实。 H2O2在体内可转变成细胞毒性极强 的OH。H2O2对背景钾电流IK1的抑制,导 致自律性增强,使APD和有效不应期缩短, 容易促发心律失常。
★Gamstorp综合征:不伴耳聋,伴有低血钾
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特异性 is no!
LQT1-3 3种亚型患者的 心电图表现
(Zhang、Vincent等的标准)
A:12岁女性LQT1患者,T上升 支陡直,平滑且基底部较宽 (经基因筛查确定);
B:9岁男性LQT2患者,几乎所 有导联可见双峰顿挫或双相T 波,振幅往往较低;
C:23岁女性LQT3患者,可见延 迟出现的双相T波(或高尖, 不对称T波),运动后其QTc缩 短。 值得注意的是约60%LQTS基因携带 者的QT间期正常或处于临界范围, 因此单靠心电图非常容易漏诊。
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从突变基因分,LQTS可以分为13型:LQTS1,5和11 是由于基因突变导致延迟整流钾通道的慢激活成分(Iks) 失活;LQTS2和6则由于基因突变使延迟整流钾通道的 快激活成分(Ikr)功能下降;LQTS3,9,10和12是由于基 因突变使钠通道(INa)延迟失活;LQTS4突变基因可影响 多种离子通道,转运和调节蛋白,可能使延迟整流钾通 道(Ik)功能下降,并导致细胞内钙超载;LQTS7,8和13 则分别是由内向整流钾通道(Ik1)功能下降,L型钙通道 (ICa-L)功能增加,以及乙酰胆碱依赖型钾通道(IK,Ach)功能 下降所导致。以上13型均使复极外向电流减少和(或)内 向电流增加,动作电位时程(APD)及QT间期延长。
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2)2相折返相关的离子通道病: 常见的有Brugada 综合征、长QT综合 征、巨大特发性J波、心肌缺血及再灌 注心律失常、Ic类抗心律失常药物的 不适当应用、致心律失常性右室发育 不良等。
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缺血再灌注
最近研究显示,在模拟缺血条件下, Epi 细 胞易发生复极离散而产生2相折返。实验过程中 未发现DAD诱导的触发活动。而且2相折返亦可 在模拟缺血再灌注的实验条件下发生。因此,2 相折返很可能是临床缺血再灌注时室性心律失 常的发生机理。
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随心动周期的延长M细胞APD延长更明显。 Ik在3相复极中起重要作用,主要由快激活 (Ikr)和慢激活(Iks)两者组成。 M细胞Iks明显小于内外膜下。因此M细胞的 APD较后两者长。随心动周期延长,由于M细胞 的Iks“蓄积”效应明显小于内外膜下,复极时静 外向电流减少,使得其APD延长更显著,从而 导致心肌跨室壁复极的电不均一性,引起折返 性心律失常。 长APD还可诱发后除极和触发活动而导致心 律失常。
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1)异常ST-T与2相折返: 正常心肌内外膜下心肌跨壁离散度正常, 此时慢钙内流为主,而Ito外流较慢,ST-T均 处于正常状态。 在疾病或药物影响下,外膜下心肌APD明 显缩短,平台期缩短或消失,而内膜下心肌 之ADP由于依然存在平台期而变化不大。两者 之间的显著电位差,可导致ST段抬高、T波倒 置,或出现显著增大的J波。这些异常会促发 快速折返性室性心律失常。