不整脈のメカニズムと電気生理学

心臓の不整脈は、心臓のインパルスの規則的な発生と伝播が妨げられたときに生じます。そのメカニズムは、異常なインパルス形成、異常な伝導、およびその両方の組み合わせという少数の概念的カテゴリーに分類され、心房細動から心室頻拍に至るまでの障害を説明します。これらのメカニズムを知ることは、不整脈が発生する理由と、アブレーションや外科的介入によってどのように標的とされるかを理解するための基礎となります。

Definition

不整脈のメカニズムとは、異常な心臓リズムを生み出す電気生理学的プロセス、すなわちインパルス形成の障害（亢進または異常な自動能、誘発活動）とインパルス伝導の障害（リエントリー、ブロック）のことです。

Scope

この項目では、不整脈の電気生理学的基質、すなわち心臓活動電位とイオンチャネル、自動能と誘発活動、リエントリーとその維持条件、および心房細動などのリズムを永続させる構造的および電気的リモデリングについて扱います。これは参照および教育的なトピックであり、個別化された抗不整脈薬や処置に関する助言を提供するものではありません。

Core questions

• 心臓活動電位とその局所的な違いを形成するイオン電流は何ですか？
• 異常なインパルス形成のメカニズムとして、亢進自動能と誘発活動はどのように異なりますか？
• リエントリーが開始および維持されることを可能にする伝導と不応期の条件は何ですか？
• 電気的および構造的リモデリングは、心房細動などの不整脈をどのように永続させますか？

Key concepts

• 心臓活動電位とイオンチャネル
• 自動能
• 誘発活動と後脱分極
• リエントリーと一方向性ブロック
• 不応期と伝導速度
• 電気的および構造的リモデリング

Key theories

リエントリー

解剖学的または機能的な障害物の周りをインパルスが自己維持的に循環すること。一方向性ブロックと、回復した組織が再興奮できるほど十分に遅い伝導を必要とし、多くの持続性頻拍性不整脈の主要なメカニズムです。

誘発活動

後脱分極（再分極中の早期後脱分極と、カルシウム過負荷によって引き起こされる遅延後脱分極）が閾値に達して発火することによって生じるインパルス開始です。

心房細動におけるリモデリング

心房細動が心房の電気生理学と構造を変化させ、不応期を短縮し、さらなる細動を促進するという概念で、「心房細動が心房細動を生む」という考え方に集約されます。

Mechanisms

正常なリズムは、洞結節におけるペースメーカーの自動能と、房室結節およびHis-Purkinje系を介した秩序ある伝導に依存しています。不整脈は、これが3つの方法のいずれかで乱されたときに発生します。異常なインパルス形成には、亢進または異所性自動能、および早期または遅延後脱分極からの誘発活動が含まれ、後者はしばしばカルシウム過負荷を反映します。異常なインパルス伝導はリエントリーを可能にし、インパルスは一方向性ブロックと、回復した組織を再興奮させるのに十分な遅い伝導速度を持つ経路を循環します。虚血と梗塞は、心室リエントリーを促進する不均一な伝導と不応期を生み出し、一方、心房細動は、不整脈自体が心房をリモデリングして無秩序な活性化を維持する方法を示しています。

Clinical relevance

これらのメカニズムは、虚血、手術、または心腔拡張後に不整脈が出現する理由を説明し、リエントリー回路を遮断するアブレーションおよび外科的病変形成の概念的基礎を提供します。この項目はメカニズムを説明するものであり、個々の患者に対する抗不整脈療法や処置を選択するためのガイドではありません。

Evidence & guidelines

ここでのメカニズム的枠組みは、治療ガイドラインからではなく、実験電気生理学および権威あるレビューから導き出されています。特定の不整脈の臨床管理については、この項目外の専門的な心臓病学および電気生理学のガイダンスで扱われています。

History

リエントリーの概念は20世紀初頭の循環興奮の研究に遡り、自動能、誘発活動、およびリエントリーの区別は20世紀中盤から後半の細胞電気生理学を通じて明確にされました。JanseとWitによる虚血性心室不整脈の包括的なレビューと、Nattelによる心房細動メカニズムの統合は、現代のメカニズム的理解の典型例です。

Key figures

• Michiel Janse
• Andrew Wit
• Stanley Nattel
• Gordon Moe

Seminal works

• janse-wit-1989
• nattel-2002

Frequently asked questions

心臓不整脈の主なメカニズムは何ですか？

それらは、インパルス形成の障害（亢進または異常な自動能と誘発活動）とインパルス伝導の障害（主にリエントリー）に分類され、多くの不整脈は両方の要素を組み合わせています。

心房細動は一度始まると持続しやすいのはなぜですか？

心房細動は、心房の不応期を短縮し、伝導を変化させる電気的および構造的リモデリングを誘発し、さらなる細動が起こりやすい基質を作り出します。これは「心房細動が心房細動を生む」という考え方です。