Механизмы аритмий и электрофизиология

Сердечные аритмии возникают, когда нарушается упорядоченное образование и распространение сердечного импульса. Их механизмы делятся на несколько концептуальных категорий — аномальное формирование импульса, аномальная проводимость и комбинации этих двух факторов, — которые вместе объясняют нарушения, начиная от фибрилляции предсердий и заканчивая желудочковой тахикардией. Знание этих механизмов является основой для понимания причин возникновения аритмий и того, как они устраняются с помощью абляции и хирургического вмешательства.

Definition

Механизмы аритмии — это электрофизиологические процессы — нарушения формирования импульса (усиленный или аномальный автоматизм, триггерная активность) и проведения импульса (реентри, блокада), — которые вызывают аномальные сердечные ритмы.

Scope

Эта статья охватывает электрофизиологический субстрат аритмии: потенциал действия сердца и ионные каналы, автоматизм и триггерную активность, реентри и условия, поддерживающие его, а также структурное и электрическое ремоделирование, которое увековечивает такие ритмы, как фибрилляция предсердий. Это справочная и образовательная тема, не содержащая индивидуальных антиаритмических или процедурных рекомендаций.

Core questions

• Какие ионные токи формируют потенциал действия сердца и его региональные различия?
• Чем отличаются усиленный автоматизм и триггерная активность как механизмы аномального формирования импульса?
• Какие условия проводимости и рефрактерности позволяют реентри инициироваться и поддерживаться?
• Как электрическое и структурное ремоделирование увековечивает такие аритмии, как фибрилляция предсердий?

Key concepts

• Потенциал действия сердца и ионные каналы
• Автоматизм
• Триггерная активность и постдеполяризации
• Реентри и однонаправленная блокада
• Рефрактерность и скорость проведения
• Электрическое и структурное ремоделирование

Key theories

Реентри

Самоподдерживающаяся циркуляция импульса вокруг анатомического или функционального препятствия, требующая однонаправленной блокады и достаточно медленного проведения, чтобы восстановившаяся ткань могла быть повторно возбуждена; доминирующий механизм многих устойчивых тахиаритмий.

Триггерная активность

Инициирование импульса, возникающее из постдеполяризаций — ранних постдеполяризаций во время реполяризации и отсроченных постдеполяризаций, вызванных перегрузкой кальцием, — которые достигают порогового значения и вызывают возбуждение.

Ремоделирование при фибрилляции предсердий

Концепция, согласно которой фибрилляция предсердий изменяет электрофизиологию и структуру предсердий таким образом, что сокращает рефрактерность и способствует дальнейшей фибрилляции, что отражено в идее «фибрилляция предсердий порождает фибрилляцию предсердий».

Mechanisms

Нормальный ритм зависит от автоматизма водителя ритма в синоатриальном узле и упорядоченного проведения через атриовентрикулярный узел и систему Гиса–Пуркинье. Аритмии возникают, когда это нарушается одним из трех способов. Аномальное формирование импульса включает усиленный или эктопический автоматизм и триггерную активность, вызванную ранними или отсроченными постдеполяризациями, причем последние часто отражают перегрузку кальцием. Аномальное проведение импульса допускает реентри, при котором импульс циркулирует по пути с однонаправленной блокадой и достаточно медленным проведением, чтобы повторно возбудить восстановившуюся ткань. Ишемия и инфаркт создают гетерогенную проводимость и рефрактерность, которые способствуют желудочковому реентри, в то время как фибрилляция предсердий демонстрирует, как сама аритмия ремоделирует предсердия для поддержания нарушенной активации.

Clinical relevance

Эти механизмы объясняют, почему аритмии появляются после ишемии, операции или дилатации камер, и они обеспечивают концептуальную основу для абляции и хирургических вмешательств, которые прерывают круги реентри. Статья описывает механизм и не является руководством по выбору антиаритмической терапии или процедур для отдельного пациента.

Evidence & guidelines

Механистическая основа здесь взята из экспериментальной электрофизиологии и авторитетных обзоров, а не из рекомендаций по лечению; клиническое ведение специфических аритмий рассматривается в специализированных кардиологических и электрофизиологических руководствах вне этой статьи.

History

Концепция реентри восходит к исследованиям циркулирующего возбуждения начала XX века, а различие между автоматизмом, триггерной активностью и реентри было уточнено в клеточной электрофизиологии середины и конца XX века. Всеобъемлющий обзор ишемической желудочковой аритмии Янсе и Вита и синтез механизмов фибрилляции предсердий Наттеля являются примерами современного механистического понимания.

Key figures

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

Seminal works

• janse-wit-1989
• nattel-2002

Frequently asked questions

Каковы основные механизмы сердечной аритмии?

Они группируются по нарушениям формирования импульса (усиленный или аномальный автоматизм и триггерная активность) и нарушениям проведения импульса (главным образом реентри), причем многие аритмии сочетают элементы обоих.

Почему фибрилляция предсердий имеет тенденцию сохраняться после начала?

Фибрилляция предсердий вызывает электрическое и структурное ремоделирование, которое сокращает рефрактерность предсердий и изменяет проводимость, создавая субстрат, который делает дальнейшую фибрилляцию более вероятной — идея, что фибрилляция предсердий порождает фибрилляцию предсердий.