心房颤动(简称房颤)是临床最常见、最复杂的心律失常之一。长久以来,众多电生理学家试图通过各种实验、假说和理论来解释房颤的发生和维持机制。至今,房颤的电生理机制已犹如抽丝剥茧般,拨开迷雾初露其形。总体而言,房颤是触发灶、神经调节和基质共同作用而形成的一种复杂心律失常。通常异位触发灶引起房颤,并通过心房基质得以维持,同时经由神经调节。触发灶和基质可以说是房颤的火种与柴。
心房颤动(简称房颤)是临床最常见、最复杂的心律失常之一。长久以来,众多电生理学家试图通过各种实验、假说和理论来解释房颤的发生和维持机制。至今,房颤的电生理机制已犹如抽丝剥茧般,拨开迷雾初露其形。总体而言,房颤是触发灶、神经调节和基质共同作用而形成的一种复杂心律失常。通常异位触发灶引起房颤,并通过心房基质得以维持,同时经由神经调节。触发灶和基质可以说是房颤的火种与柴。
一、 触发灶:火种
异位触发灶是房颤的“火种”,而取得“火种”的普罗米修斯就是Haissaguerre M。早在1998年Haissaguerre就提出了“局灶起源”学说,并进而开创了房颤治疗的全新领域:经导管消融治疗。异位触发灶可位于上腔静脉、界嵴、冠状窦、Marshall韧带、房间隔、左房后壁,但绝大多数还是位于肺静脉。这是因为从解剖学起源来说,肺静脉的肌袖组织来源于窦房结等起搏细胞的早期胚胎发育阶段所形成的特殊区域。Taylor等的进一步研究也发现肺静脉的心肌层细胞的超微结构与窦房结的特殊结样细胞非常相似,从而提示肺静脉内的结样细胞有潜在的起搏功能。Chen等的研究发现一部分肺静脉肌袖细胞可自发产生与起搏细胞相似的慢反应动作电位,具有缓慢的0期去极化和显著的4期去极化,并且肺静脉肌袖细胞离子流特点与普通起搏细胞相似也间接证实结样细胞的存在。同时,Chen等研究表明肺静脉心肌细胞触发活动可导致较强的致心律失常活动,一过性内向电流(Iti)能导致延迟后除极(DAD) , 而且可能是肺静脉致心律失常的原因。此外,房颤患者肺静脉及心房肌细胞存在钙超载的形态学改变,而钙超载能使触发活动的阈值降低,从而产生致心律失常作用。而临床上,以肺静脉触发灶为治疗靶目标的导管消融方式,在阵发性房颤治疗中的成功率也充分显明触发灶在房颤电生理机制中的重要作用(点消融近60%,肺静脉节段性电隔离70%-97%)。
此外,Lin等、Schmitt等报道超过1/3的房颤异位触发灶灶位于非肺静脉区域。因此,非肺静脉区域的消融在阵发性房颤的治疗中亦占有一定的重要地位。Chen SA结合Marchlinski,lesaka的报道指出约有16%的阵发性房颤起源于肺静脉以外的部位,注意非肺静脉来源房颤的消融,可使总成功率提高近10-20%。
触发灶就犹如“点燃”房颤的“火种”,在阵发性房颤的发生机制中起着重要的作用。对于多数阵发性房颤患者,采用针对触发灶的消融方式就能起到较好的治疗效果。然而,对于慢性房颤而言,其发生和维持的机制更为复杂,采用单纯的肺静脉电隔离无法达到预期的治疗效果。
二、 基质:柴
基质对房颤的维持起重要作用,是房颤的“柴”。基质的本质是心房电-解剖重构,慢性房颤较阵发性房颤更为显著。房颤的解剖重构表现为明显的间质纤维化及各项异性增加、心肌细胞肥大、肌浆网损伤、糖原蓄积、缝隙连接阻抗增加等一系列改变。而细胞内钙离子超载所导致的心房电重构包括心房肌有效不应期进行性缩短、离散度增加、频率适应性下降、消失或方向变化等。心房电-解剖重构导致“房颤引发房颤”,使得房颤更为稳定。目前尚不完全清楚肺静脉在心房基质重构中所起的作用,是否是心房基质重构的始动和激活因素?但已有研究显示,犬房颤时心房电活动存在一个主导频峰,发放这个主导频峰的部位通常位于肺静脉或Marshall韧带。Haissaguerre等也在房颤的“驱动”说和“多发子波折返”说的基础上,根据其对于慢性房颤的消融结果提出了“肺静脉波”假说,认为肺静脉及其周围的心房组织是房颤维持的关键部位,来自肺静脉的局灶快速兴奋在此处易于形成颤动样传导,而使房颤更为稳定。肺静脉开口外部的肺静脉前庭,其心房肌的排列极为紊乱,激动易于形成折返激动,并进而导致房颤维持。通过电学隔离肺静脉前庭,阵发性房颤的消融成功率可进一步提高。
与此同时,目前尚有多个临床研究提示消融肺静脉以外的心房基质,可有效提高慢性房颤的消融成功率。这些研究多以快速心房刺激诱发房颤作为消融终点(以模拟肺静脉在慢性房颤中的快速驱动作用),而且这些研究显示肺静脉以外的更为广泛的心房基质重构在慢性房颤的维持中起到了更为重要的作用,清除或改良这些基质可有效提高慢性房颤消融的临床成功率。近期,Sanders等提出阵发性房颤患者肺静脉内的电活动频率要明显高于慢性房颤患者,隔离肺静脉对于慢性房颤的心房颤动样电活动的作用要明显小于阵发性房颤。这一结果提示心房基质重构对于慢性房颤患者的心房高频率电活动的维持作用要比肺静脉更为重要。临床上,Nademanee等报道了以高频、碎裂或连续的复杂电位为消融靶点的房颤消融术式。基于房颤动物模型和心内膜标测研究的结果,复杂电位可能是慢传导、折返、传导阻滞、波阵面碰撞、转子或碎裂波形成颤动样传导的关键部位。所有复杂碎裂电位的部位均可能是慢性房颤维持的关键性部位。Nademanne在研究中报道,随访1年77%的慢性房颤患者维持窦性心律,如包括口服心律失常药物的患者,则成功率可上升至88%。
上述消融方法的成功率明显优于单纯的肺静脉电学隔离,虽然消融碎裂电位的机制仍有待进一步的阐明,然而,这一现象也提示慢性房颤的改变已绝非像阵发性房颤那样局限在肺静脉及其附近的心房组织,也许只有更大范围的地毯式消融,才能真正的改良房颤的基质。
总之,触发灶和基质就好像“火种”与“柴”,共同构成了房颤发生和维持的电生理机制。只是对于不同类型的房颤,其所起的作用大小不同,触发灶对于阵发性房颤更为重要,而基质在慢性房颤中起到了更为显著的作用。