心力衰竭的电重构：机制和危害

华中科技大学协和医院卢永昕

提 纲

• 心力衰竭的电重构和 CRT• 心肌梗死的电重构• 心房纤颤的电重构

心脏重构是在组织、细胞、分子、基因层面发生生物学缺陷的总和

心脏：结构和功能重构与电重构

• 心肌：肥厚或扩张 --冲动传导异常等• 心肌细胞：肥厚或延长，坏死或凋亡—异位激动

生成等• 基质：胶原纤维增生—冲动传导异常等• 起搏细胞：退行性变，纤维化等 --自律性异常

等• 传导组织：退行性变，纤维化等 --冲动传导异

常，左右心室不同步，心室内不同步，房室收缩顺序异常等

心力衰竭 心律失常

• 室性早搏 >90%• 成对，成串室性早搏 >87%• 非持续性室速 >54%• 心房纤颤 20%• 几乎所有的心衰患者都有心律失常

心原性猝死是心衰死亡的主要原因心原性猝死是心衰死亡的主要原因

MERIT-HF, Lancet 1999; 353: 2001-07

CHF12%

SCD64%

SCD59%

CHF26%

SCD33%

NYHA II NYHA III NYHA IV

CHF56%

other24%

other15%

other11%

动作电位延长：不均一

扩大了电生理的多相性，高度致心律失常

K+ 电流重构：下调， APD 传导异质性加

大• I to 一过性内向钾电流：下调 , Kv4mRNA 降低• Ik1 内向整流钾电流：密度减少， APD↑DAD↑

分子？ Kir2.1 mRNA- 转录后水平下调

• IKs Ikr 延迟整流钾电流： APD ↑ ↑ 密度下调，不同动物模型略有不同。分子？

钙电流和瞬间钙

• 钙动态平衡的异常是激动 - 收缩偶联异常和心律失常的基础

• 细胞表面钙介导的离子通道和运载体（ Ica-L, Ik, Ca-Cl, NCX)影响细胞内钙水平和 AP

• Ica-L:-↓ （人）密度不变，分子？ mRNA变化？亚单位重构

• NCX 增强，胞浆内钙减少，肌浆网钙负荷缺陷 影响 CaT和 AP• CaT：瞬间钙振幅和消退的速率是减少

衰竭心肌： AP 不均一和瞬间钙电流减少

Na 通道和 Late I Na

• Ina 密度下调， Ina失活加速，恢复延缓• 快速内向钠电流• Late I Na 增加， ADP延长，增加发生多形

性 VT• 衰竭人心：细胞内 Ca+ CaMKII信号 增加 Late I Na • I Na 变化与病因有关

传导和 Connexin 重构

• 心衰电重构的主要特征是室内传导延缓• 间隙连接蛋白 Cx43密度减少，分布和转录后

修饰发生变化• Cx43 从闰盘到整个细胞的边缘（侧壁化）• Cx43 mRNA 减少

HF ：不同步电重构

• AP的延长主要来至最后激动的左室侧壁• AP的延长是高度致促心律失常，伴有频

繁早期后除极（ EADs）• 不同步电重构和 CRT机制有争议• 侧壁心肌： TNF-a和 CaMKII增加• TNF-a降低 Ito，延长 APD• Ca/CaMKII 影响 Ica， SR功能，持续

Ina增加 ,APD延长

CRT ：减少 AP 异质性，瞬间钙振幅增加

CRT ：电重构机制• CRT后侧壁心肌未见 TNF-a和 CaMKII变化• CRT后钾电流的变化是不定• Ito下调， CRT后并未逆转， Kv4.3

KChIP2mRNA和蛋白质水平均未见恢复• Ik1密度部分恢复，膜阻抗改善， Ca调节改

善• 减少致心律失常的 DADs频度， Kir2.1mRNA

和蛋白质水平部分恢复• KvLQT1 mRNA和蛋白质无明显变化，• ERG mRNA 恢复• 不同动物心衰模型有差异

CRT ：电重构机制

• CRT 恢复钙电流和钙的动态平衡• I ca-L 部分恢复• DHF ：侧壁：峰 Ica-L 密度减少，缓慢

电流衰减，前壁密度增加• CRT 恢复侧壁峰 Ica-L 密度，但 Ica-L 衰

减无改变，减少侧壁和前壁 Ica-L 密度的差别

心衰电重构和 CRT 小结

• 衰竭心肌的电重构：电活性的心肌细胞和其传导网络

• 心力衰竭的电重构：主要扩大异质性• 抗心律失常的靶目标：离子通道和 AP，心肌间

质• CRT：部分逆转扩大了的异质性，具有一定的

抗心律失常的性质• 我院 CRT 20 例 / 年左右

逆转心脏重构的药物：改善电重构

• ACEI/ARB ：上游，前因性治疗• 降低猝死 20-25%，新发房颤减少 35% （ Val-HF, CHARM)• Β 阻滞剂：降低猝死率 40-44%• 选择性醛固酮受体拮抗剂依普偌酮降低

心肌梗死伴心功能不全患者猝死率 21%

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• 心力衰竭的电重构和 CRT• 心肌梗死的电重构• 心房纤颤的电重构

心肌梗死电重构

• 室颤是心肌梗死后猝死主要原因• 机制之一：复极电流的重构， APD延长，复极弥散

• 电紧张负荷的变化，被动的电异质性• 结构重构包括缝隙连接重构与被动电偶联 / 负

荷有关• 临近心肌偶联电阻的中断现象，单向传导阻滞

发生折返的重要因素• 电紧张梯度的陡斜，单向传导阻滞• 疤痕区或愈合心肌电阻抗明显降低

心肌梗死： Vf 与电阻抗

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• 心力衰竭的电重构和 CRT• 心肌梗死的电重构• 心房纤颤的电重构

心房纤颤机制

心房纤颤

• 心房扩大 - 牵张 - 信号传导 - 心肌肥厚 - 成纤维细胞增生 - 纤维化 - 肌束边对边连接传导断裂

• 电 - 解剖基质：不均一的各向异性增加，局部传导的异质性增加，促进折返发生

• 房颤电重构第一天：心房动作电位不应期缩短• 持续房颤：电分离，临近心肌，三维：心内膜与心外膜肌束分离，增加波阵面数目

心房急性扩张：肌束分离与传导

心房肌束定位和传导阻滞的定位

房颤：单基因，多基因，未发现遗传

家族性房颤：单基因 病理生理模型

小结

• 心力衰竭：心脏重构包括电重构• 逆转心脏重构的药物和 CRT能够改

善电重构• 心肌梗死：被动的电异质性• 房颤：牵拉，遗传， miRNA等 上游治疗