体表心电图的细胞电生理和分子遗传学基础(一)

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1、第25卷第5期西安交通大学学报（医学版）7ol8259o852004年10月JournalofXi'anJiaotongUniversity（MedicalSciences）:ct82004◇专家述评◇体表心电图的细胞电生理和分子遗传学基础（一）崔长琮（西安交通大学第一医院心血管内科，陕西西安710061）关键词：体表心电图；M细胞；离子通道中图分类号：R540.41；R331.38文献标识码：A文章编号：1671-8259（2004）05-0417-05经体表描记的心电图是大量心肌细胞在时间和的不同部位，再经心电图机的滤波、放大而产生一幅空间有序的电活动的

2、综合电图。心肌兴奋过程中，各完整的心电图。因此，心肌细胞电生理是临床心电图种离子通道相继开放和关闭，引起跨膜细胞离子流的的基础。变化。心肌细胞产生动作电位是心脏生物电的基础，体表心电图（electrocardiography，ECG）已有100也是理解和解释体表心电图的理论依据。心肌细胞年的历史，在我国已有50年历史。体表心电图是综合动作电位产生和传导过程中，心肌及其周围组织产生电图，细胞跨膜动作电位（actionpotential，AP）是其电一个心电场，而心脏及其周围组织为容积导电体，心生理基础，离子流和基因调控则是其遗传学基础，ECG电场经过该容积导体

3、向外传播至体表探测记录电极-离子流-调控基因的对应关系（图1）。图1ECG、AP、离子流（I-cur）和基因调控遗传学基础的关系示意图Fig.1IllustrationforrelationshiptobodysurfaceECG，transmembraneactionpotential，ioniccurrentandgeneticfoundationtogeneregu-lation1882年，Burdon和Sanderson等首次应用记录鼓微电极记录离体心肌细胞跨膜动作电位（transmem-记录到青蛙心脏电活动即单相动作电位（monophasicbra

4、neactionpotential，TAP），并于1956年应用浮置actionpotential，MAP），反映了心肌局部细胞群电活式玻璃微电极记录到在体心肌细胞TAP，从而将单细动。1951年，Woodburg和Weidman应用细胞内玻璃胞记录的动作电位和体表导联记录到的整体心电图波形联系起来。其大致关系为：跨膜电位的心房除极收稿日期：2004-05-24修回日期：2004-06-25（0相）和复极构成的电位及其扩布过程相当于ECG作者简介：崔长琮（1937-），男（汉族），教授，博士生导师，研究方向：的P波，心室除极化（0相）和复极化1相形成的锋电心

5、脏电生理与临床.418西安交通大学学报（医学版）第25卷位及其扩布过程相当于ECG的QRS波，心房的复极外膜到心内膜AP时，发现心室肌中层肌细胞具有独化在ECG的PR间期和QRS波内，心室复极2相的特的电生理特性而将其命名为M细胞。M细胞的主［1］等电位期相当于ST段，心室复极3相相当于心电图要电生理特性包括：①M细胞具有明显长的动作的T波，心室的动作电位时程相当于ECG的QT间期电位时程（APD）。其离子流基础为缓慢激活的延迟（图2）。整流钾电流（Iks）小而晚期钠电流（Late-INa或INa-L）大。②M细胞的APD具有独特而显著的慢频率依赖性和对药物

6、的特殊反应性，在缓慢心率下许多药物作用于M细胞容易发生后除极→触发活动→折返→室速（VT）、室颤（VF）。③M细胞AP1相呈峰-切迹-圆顶形态，其离子流基础是M细胞复极早期较大的Ito，也是T波形成和ST段提高的基础。1.2M细胞与心肌细胞除极复极顺序1972年，BurgessMJ在正常心室复极顺序一文中提出了心室肌细胞除极由Endo-Epi和复极由Epi-Endo的顺序。M细胞的研究结果进一步补充了上述概念，即心室肌细胞的除极顺序为Endo-M-Epi，而AP复极顺序为Epi-Endo-M（图3）。图2心肌细胞电变化曲线与常规心电图的比较Fig.2Comp

7、arisonbetweenthemyocardiacactionpotentialcurvesandroutineECGA：electricalactivityofatrialmyocytes；B：electricalactivityofventricularmyocytes1976年，Neher和Sakman首先应用膜片钳技术记录到细胞膜离子单通道电流，从而将通过细胞膜的离子电流、单细胞动作电位和ECG波形联系起来（图1、2）。近10年来对LQTS和Brugada综合征从临床到分子生物学均取得了重要进展，以及具有独特电生理特性的M细胞的发现，更清楚地阐明了

8、心电图各波段的分子生物学、离子流、动作电位基础，使我