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近年来随着心室肌中层一组具有独特电生理特性的细胞亚群的发现，人们提出了心室肌细胞电生理异质性(electrophysidogical heterogeneit)这一概念，即不同部位心室肌细胞动作电位的形态、时程各异，对各种病理生理因素和药物的反应性存在着差异［1～3］。这种跨室壁心肌细胞电生理异质性在心电图T波、U波、后除极及其介导的触发活动和折返性心律失常尤其是尖端扭转性心动过速(Tdp)的形成中均具有重要作用。本文拟就这方面的研究进展作一综述。
1 不同部位心室肌细胞的电生理特性
1991年Sicouri等［1］在用玻璃微电极定量研究离体犬左室透壁心肌条心外膜到心内膜动作电位梯度时发现，心外膜下1～2 mm至中层心肌，再到心内膜下深层区的心肌细胞具有独特的电生理特性，并将其称之为M细胞。有研究结果显示慢频率刺激时，从心外膜到心肌中层动作电位1相的“驼峰”逐渐变小至心内膜时消失。室壁中间层心肌动作电位时程(APD)明显延长。用酶解法获得单个心室肌细胞通过电压钳和膜片钳研究也发现M细胞的电生理特性有别于心外膜、心内膜心肌细胞，且具有以下特征：①动作电位1相具有类似于心外膜心肌细胞的“驼峰”形态。②动作电位0相上升的最大速率(Vmax)较心外膜、心内膜心肌明显加快。基础刺激周期(BCL)2 000 ms时，心外膜、心内膜心肌细胞和M细胞的Vmax分别为182，195和565 V/s。③与心外膜、心内膜心肌细胞相比M细胞有更加明显的APD慢频率依赖性延长。BCL为300 ms时，三种细胞复极达90％的APD(APD90)均较短且时程相似；当BCL增加至2 000 ms时，M细胞的APD90明显延长至311±39.6 ms，而心外膜和心内膜心肌细胞的APD90分别为222±26 ms和215±19.2 ms。④M细胞的静息电位负值较心外膜和心内膜心肌细胞大，依次为90.6±3.3，86.6±4.4和87.2±3.7 mV［3～5］。由此可知，M细胞的电生理特性与浦肯野纤维相似，但两者有如下的本质区别［6，7］：①M细胞即使在低钾和去甲肾上腺素存在时也无4相自动除极现象。②M细胞均匀分布于心室肌深层，而浦肯野纤维成束状分布于心内膜下，两者无直接的解剖联系。③M细胞与浦肯野纤维对病理生理因素和药物的反应性存在差别。形态学研究也表明M细胞既具有心室肌工作细胞的T管结构，又具有壁内传导细胞的某些超微结构的特点，外形瘦长。从电生理角度和形态学特点均表明M细胞是介于心外膜、心内膜心肌细胞和浦肯野纤维之间的一类独特的细胞亚群。M细胞主要分布于心室游离壁外膜下和内膜下深层这一区域，不同种属的动物这一区域大小不同。此外，M细胞还分布于与心室壁具有共同胚胎来源的心内结构中，包括室间隔和乳头肌深层，在犬心室肌构成40％以上［8］。许多种属动物的心肌含有M细胞如兔、猫和豚鼠等，在人的左室壁构成中M细胞占30％左右［9］。由上可以看出，M细胞是构成心室肌细胞电生理异质性的主体。
2 心室肌细胞电生理异质性的形成机制
目前的研究表明心室肌细胞产生电生理异质性的原因可能与下列离子流有关：
短暂外向性钾电流(Ito)：即动作电位早期复极化电流，由Ito1和Ito2两个亚型组成。Liu等［3］报道，用MnCl2阻断Ito2后，在钳制电位为-80 mV时，心外膜心肌细胞、M细胞和心内膜心肌细胞的Ito1分别为4 203±2 370，3 638±1 135和714±286 pA。当Ito1被4-氨基吡啶(4-AP)选择性地阻断后，心外膜心肌细胞和M细胞的“驼峰”形态消失，而使三种细胞动作电位1相形态相似，表明Ito1是心外膜心肌细胞和M细胞动作电位1相呈“驼峰”形态的主要离子流。Ito1的存在可能引起不同心肌细胞APD和不应期离散，尤其在慢频率刺激时。
延迟整流钾电流(Ik)：是心室肌细胞动作电位3相的主要离子流。Ik包括Ikr和Iks两种成分，Ikr为快激活成分，能被甲基黄苯胺类药物如E-4 031选择性阻断；Iks为慢激活成分，不易被药物阻断［10］。膜片钳研究结果显示［11］：①慢频率刺激时，M细胞的Ik较心外膜、心内膜心肌细胞的Ik小。②三种心肌细胞Ikr尾电流无显著差异。③M细胞的Iks显著小于心外膜、心内膜心肌细胞。当复极到-20 mV时，M细胞及心外膜、心内膜心肌细胞的Ikr尾电流密度分别为0.92±0.14，1.99±0.3，1.83±0.18 PA/PE。上述结果表明M细胞独特性是由于Iks较小的缘故。
内向整流钾电流(Ik1)：研究显示犬心外膜、心内膜心肌细胞和M细胞均表现相似的I-V关系曲线［3］。表明犬三种心室肌细胞的Ik1无明显差异。但Furukawa等［12］研究发现猫心外膜和心内膜心肌细胞Ik1存在差异，心外膜心肌细胞的Ik1较小，提示不同的种属Ik1可能对APD具有调节作用。
晚期钠内流(INa)：在钠通道失活过程中，大部位迅速失活，有一小部分失活慢，形成INa，有利于动作电位2相延长。有报道M细胞的INa较心外膜、心内膜心肌细胞大且其失活慢，导致M细胞2期平台延长，APD相应地延长，造成三种细胞出现复极异质性［13～14］。
另有研究发现心外膜心肌细胞对ATP敏感性高，当ATP浓度降低时，心外膜心肌细胞较心内膜细胞ATP调节钾通道开放能力强而使其APD缩短明显［15］。
三层心肌细胞离子流不同的产生原因还不清楚。一般认为心外膜和心内膜心肌复极存在差异与温度和心脏收缩所承受的压力不同有关，有研究示底温可致心外膜心肌动作电位复极1相“驼峰”更加明显，对心内膜心肌无明显影响［16］。温度和压力是否与M细胞的复极有关，有待进一步研究。