您所在的位置:首頁(yè) > 心血管內(nèi)科醫(yī)學(xué)進(jìn)展 > 專家筆談:缺血性J波的機(jī)制與臨床意義
一、J點(diǎn)與J波
正常情況下,心室肌除極方向由心內(nèi)膜面向心外膜面進(jìn)行,復(fù)極時(shí)由于受壓力和溫度等因素的影響,由心外膜面向心內(nèi)膜面進(jìn)行,結(jié)果后除極的心肌反而先復(fù)極。最后除極和最早復(fù)極的過程存在一定的過渡區(qū),持續(xù)時(shí)間約為10ms,這在體表心電圖上表現(xiàn)為QRS波群與ST段交界處的一個(gè)突發(fā)性轉(zhuǎn)折點(diǎn),即J點(diǎn)(J point)[1]。J點(diǎn)通常位于基線水平,標(biāo)志著心室除極的結(jié)束和復(fù)極的開始。某些生理或病理情況下,過渡區(qū)增寬,即出現(xiàn)J點(diǎn)從基線偏移,形成具有一定幅度和寬度的頓挫波,稱為J波(J wave),表現(xiàn)為拱頂狀或駝峰狀,多位于R波降支。文獻(xiàn)對(duì)J波的命名報(bào)道甚多,如駝峰征、Osborn波、晚期δ波、低溫波、J點(diǎn)波、帽鉤連接、H波、K波、電流損傷波等,目前多數(shù)學(xué)者主張采用J波或Osborn波,國(guó)內(nèi)更常用J波[2]。
J波在中國(guó)健康人群中的檢出率為7.26%,男性顯著高于女性(10.52%比1.89%,P<0.01)[3]。J波在普通人群中的檢出率為2.5%——18.2%,多見于早期復(fù)極綜合征,稱為“生理性J波”;在器質(zhì)性心臟病患者中的檢出率高達(dá)27.3%——34.6%,某些特殊的病理狀態(tài)下如體溫過低、高鈣血癥、急性心肌缺血、腦外傷或蛛網(wǎng)膜下腔出血等,J波明增寬(≥20 ms)、增高(≥0.1mV),稱為“病理性J波”[4-8]。早年多認(rèn)為J波是一類特殊的生理現(xiàn)象,近10多年來,尤其是2004年以來對(duì)急性心肌缺血早期猝死機(jī)制的研究進(jìn)展,以華裔科學(xué)家嚴(yán)干新[9]等為代表的一批電生理學(xué)家發(fā)現(xiàn)J波的出現(xiàn)與惡性心律失常的發(fā)生密切相關(guān),因此日益受到臨床的重視。有學(xué)者將心電圖具有J波特征的臨床癥候群,包括Brugada綜合征、特發(fā)性室性心動(dòng)過速或心室顫動(dòng)、急性冠狀動(dòng)脈綜合征超急性期和早期復(fù)極綜合征等統(tǒng)稱為J波綜合征(J wave syndrome)。無器質(zhì)性心臟病,特發(fā)性室性心動(dòng)過速或心室顫動(dòng)心電圖上出現(xiàn)的J波也稱為特發(fā)性J波[10]。
二、缺血性J波
(一)定義與流行病學(xué)
冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性疾病或冠狀動(dòng)脈痙攣引起嚴(yán)重的急性心肌缺血時(shí),心電圖可出現(xiàn)新發(fā)J波或在原有基礎(chǔ)上J波振幅增高或時(shí)限延長(zhǎng),稱為缺血性J波(ischemic J wave)。缺血性J波是一個(gè)較新的概念,在人群中的檢出率缺乏流行病學(xué)統(tǒng)計(jì)資料,在心肌缺血實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型中,經(jīng)連續(xù)的心電圖記錄證實(shí),缺血性J波的發(fā)生率約為50%[11]。
(二)病理生理機(jī)制
J波發(fā)生的病理生理機(jī)制至今不明,先后提出多種假說:包括“心室提前出現(xiàn)的復(fù)極波假說”、“部分心室肌緩慢除極假說”、“植物神經(jīng)調(diào)節(jié)異常假說”等,這些假說都沒有心肌細(xì)胞的電生理證據(jù),因而未能得到公認(rèn)。
早在上世紀(jì)30年代,人們即已在低溫患者的心電圖上觀察到了J波的存在,并通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步進(jìn)行了驗(yàn)證。但直至1953年,Osborn才首次對(duì)J波的特征進(jìn)行了描述,并推測(cè)J波是由損傷電流引起,Osborn波因此而得名[12]。20世紀(jì)80年代后期,Litovsky與Antzelevitch[13,14]在研究犬心室跨壁電生理特性時(shí),發(fā)現(xiàn)右室心外膜心肌細(xì)胞動(dòng)作電位與左室、右室心內(nèi)膜心肌細(xì)胞的動(dòng)作電位明顯不同,其動(dòng)作電位1相和2相之初有一顯著切跡,而其它部位的心肌細(xì)胞動(dòng)作電位的這一切跡很小或幾乎沒有。兩位科學(xué)家根據(jù)心電圖產(chǎn)生的生物物理學(xué)原理,認(rèn)為任何心電圖的電位變化都是心臟內(nèi)存在與之對(duì)應(yīng)的電位梯度變化在體表的表現(xiàn)。正常時(shí)心室肌的除極從心內(nèi)膜傳到心外膜,右室心外膜心肌細(xì)胞動(dòng)作電位的1相切跡時(shí)間與心電圖的J波相對(duì)應(yīng),進(jìn)而推測(cè)心室肌外膜與內(nèi)膜細(xì)胞的跨室壁1相復(fù)極的電位差形成了體表心電圖的J波。這一工作首次將體表心電圖的J波與心肌細(xì)胞的電生理聯(lián)系起來,但心外膜細(xì)胞動(dòng)作電位的1相切跡與J波一致這一推論缺乏離子和細(xì)胞學(xué)的直接證據(jù)。此后,我國(guó)旅美學(xué)者嚴(yán)干新在系列的開創(chuàng)性研究中逐步證實(shí)了心電圖J波的細(xì)胞學(xué)及分子學(xué)發(fā)生的機(jī)制。
1.J波與心外膜心肌細(xì)胞動(dòng)作電位1相與2相之間的切跡直接對(duì)應(yīng):一次偶然機(jī)會(huì),嚴(yán)干新等[15]意外發(fā)現(xiàn)了J波產(chǎn)生的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)的直接證據(jù)。他在犬心室肌楔形組織塊模型上先**心內(nèi)膜心肌,使心外膜心肌細(xì)胞的除極與復(fù)極晚于心內(nèi)膜,此時(shí)在跨室壁的心電圖記錄到J波,J波與心外膜心肌細(xì)胞動(dòng)作電位的1相切跡相對(duì)應(yīng)。隨后,再**心外膜心肌細(xì)胞使之先除極,此時(shí)心外膜動(dòng)作電位的1相切跡則融合湮沒在心內(nèi)膜細(xì)胞的除極之中,同時(shí)心電圖J波也消失了。這個(gè)意外發(fā)現(xiàn)說明,體表心電圖的J波與心外膜細(xì)胞動(dòng)作電位的1相切跡相關(guān)。
2.心外膜心肌細(xì)胞動(dòng)作電位1相與2相之間的切跡與Ito電流相關(guān):Ito電流又稱瞬時(shí)外向鉀電流,是一種重要的鉀離子流[16]。Ito電流明顯增強(qiáng)時(shí),意味著將有較多的K+帶著正電荷流向細(xì)胞外,使動(dòng)作電位的電壓在1相明顯下降,形成1相及2相起始部的向下切跡(位于2相平臺(tái)期之前)?,F(xiàn)已明確,正常時(shí)心外膜心肌細(xì)胞的Ito電流較強(qiáng),并形成較深的1相切跡,而且右室心外膜心肌細(xì)胞的Ito電流更強(qiáng)。此外,Ito電流通道作為一種鉀離子通道,自然也存在著特異性的阻斷劑,臨床常用的抗心律失常藥物奎尼丁就是其非選擇性阻斷劑。
為證實(shí)動(dòng)作電位1相切跡與Ito電流的關(guān)系,嚴(yán)干新在已制備的犬右室心肌楔形組織塊中,應(yīng)用濃度為5mmol/L的Ito通道阻滯劑4-氨基吡啶灌注10min后出現(xiàn):①心外膜心肌細(xì)胞動(dòng)作電位的1相切跡明顯降低,甚至消失;②心電圖原有的J波幅度同步變低,甚至消失[9]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果直接證實(shí)1相切跡和心電圖J波形成的離子基礎(chǔ)為Ito電流。
3.各種生理及病理因素在J波形成中的作用:生理狀態(tài)下,心室肌不同部位的Ito電流就不一致,表現(xiàn)在右室心肌的Ito電流比左室明顯,右室心外膜心肌細(xì)胞的Ito電流明顯比心內(nèi)膜的Ito電流強(qiáng)。因此,正常心臟就存在一定程度的跨室壁復(fù)極電位差及離散度,只是程度輕微而無關(guān)大局,同時(shí)心外膜心肌細(xì)胞動(dòng)作電位的1相切跡淺而窄,最終隱匿在QRS波之中而不顯露。在某些生理因素,如體溫、心律、運(yùn)動(dòng)、飲酒、藥物、植物神經(jīng)調(diào)節(jié)功能的變化,以及某些病理因素,如心肌缺血、高鈣血癥、電解質(zhì)紊亂等的作用下,可使原來部分或全部隱匿于QRS波中的J波變高、變寬而最終顯露[4-8]。另一方面,由于動(dòng)作電位的形態(tài)是由于內(nèi)、外向電流相互作用所致,因此J波除取決于Ito的特性外也受內(nèi)向鈉電流(INa)和鈣電流(ICa)的影響,這也是某些生理或病理因素導(dǎo)致J波形成的部分機(jī)制之一[17]。
總之,通過一系列卓有成效的基礎(chǔ)研究,J波的發(fā)生機(jī)制最終得到確認(rèn),即J波形成的分子學(xué)機(jī)制是Ito電流增強(qiáng)的結(jié)果。其細(xì)胞學(xué)電生理機(jī)制是各種因素(生理或病理性)使跨室壁的電壓梯度、復(fù)極的異質(zhì)性及離散度加大而最終形成J波。缺血性J波形成的分子生物學(xué)機(jī)制是Ito電流絕對(duì)或相對(duì)增強(qiáng)的結(jié)果,也可能與INa或ICa的減少有關(guān)。其細(xì)胞電生理學(xué)機(jī)制是心外膜心肌細(xì)胞對(duì)缺血更敏感,缺血發(fā)作時(shí)心外膜心肌細(xì)胞動(dòng)作電位1相與2相之間的切跡加深、加寬而引起。
(三)缺血性J波的心電圖特點(diǎn)
1、J波形態(tài):缺血性J波的形態(tài)與其它J波,如早期復(fù)極綜合征、Brugada綜合征和低溫性J波等形態(tài)相同,表現(xiàn)為拱頂狀或駝峰狀,位于R波的降支或終末,幅度≥0.1mV,寬度≥20ms。
2、J波出現(xiàn)的時(shí)間:可以在心肌急性缺血發(fā)作的同時(shí)或之后較短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)。
3、J波持續(xù)的時(shí)間:與心肌缺血時(shí)超急性期T波改變一樣,缺血性J波持續(xù)時(shí)間很短,有時(shí)1min內(nèi)就有較大的變化。如缺血緩解,J波振幅變低,寬度變窄;如缺血持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)而發(fā)生心肌梗死,J波往往與抬高的ST段融合而無法辨認(rèn)??傊诙鄶?shù)患者由于缺血性J波持續(xù)時(shí)間較短,常引起漏診,但在部分病例缺血性J波可持續(xù)數(shù)小時(shí),甚至更長(zhǎng)。
4、J波的極向:J波是存在于QRS和T環(huán)之間的一個(gè)附加環(huán),其空間平均向量指向前下稍偏左。因此,除aVR導(dǎo)聯(lián)(有時(shí)包括V1導(dǎo)聯(lián))外,J波在其他導(dǎo)聯(lián)均為直立。
5、J波出現(xiàn)的導(dǎo)聯(lián):顧名思義,缺血性J波的病因是心肌缺血,因此缺血性J波出現(xiàn)的導(dǎo)聯(lián)與缺血的部位相對(duì)應(yīng)。也因?yàn)镴波平均向量指向左前下,所以在下壁(II、III、aVF)和左胸前導(dǎo)聯(lián)(V3——V6)更加明顯。
6、J波的心電圖類型:缺血性J波可單獨(dú)出現(xiàn),也可與其他缺血性心電圖改變同時(shí)出現(xiàn)。
(四)缺血性J波的診斷與鑒別診斷
1.診斷:診斷標(biāo)準(zhǔn)是J點(diǎn)抬高≥0.1mV,持續(xù)時(shí)間≥20ms。J波綜合征的診斷,一定要嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn),緊密結(jié)合患者的臨床具體情況。
2.與缺血性室內(nèi)阻滯的鑒別:因缺血性J波和缺血性室內(nèi)阻滯都由心肌缺血引發(fā),出現(xiàn)的部位都在QRS波的終末部,因而需要鑒別,兩者最重要的鑒別依據(jù)是對(duì)心律的依賴性。缺血性室內(nèi)阻滯隨著心律的增加傳導(dǎo)功能障礙趨向嚴(yán)重。而缺血性J波對(duì)心律加快的反應(yīng)與之相反。當(dāng)心律加快時(shí),心外膜細(xì)胞動(dòng)作電位上依賴于Ito的切跡變小,所對(duì)應(yīng)的J波也隨之減小,其原因是Ito失活后恢復(fù)較慢;反之,當(dāng)心律減慢時(shí), 依賴于Ito的切跡變大,J波也隨之增大[15]。
(1)缺血性室內(nèi)阻滯:缺血性室內(nèi)阻滯是心肌缺血引起心臟的希浦系傳導(dǎo)功能下降的結(jié)果,其特點(diǎn)是隨基礎(chǔ)心律的增加,傳導(dǎo)功能障礙趨向嚴(yán)重。當(dāng)通過藥物、運(yùn)動(dòng)以及心房調(diào)搏等方法使心律加快時(shí),缺血性室內(nèi)阻滯的改變將加重或不變。
(2)缺血性J波:缺血性J波對(duì)基礎(chǔ)心律增快的反應(yīng)與上相反,即J波隨之變小,而心律減慢時(shí)缺血性J波隨之增大,這一特征稱為缺血性J波的慢頻率依賴性。
3.與其它可導(dǎo)致J波出現(xiàn)的生理或病理情況鑒別:臨床醫(yī)生應(yīng)注意根據(jù)J波的大小,有無暈厥、室性心動(dòng)過速、胸部疼痛不適等癥狀,有無猝死家族史、體溫過低、高鈣血癥、中樞或周圍神經(jīng)系統(tǒng)受損等進(jìn)行鑒別診斷。
(五)缺血性J波的臨床意義
有研究表明J波可以在急性心肌梗死時(shí)單獨(dú)出現(xiàn),有可能是心梗早期的唯一心電圖改變。但缺血性J波不僅是心肌缺血的超急期心電圖改變,而且是猝死預(yù)警的心電圖新指標(biāo)。
1.心肌缺血發(fā)作的輔助診斷指標(biāo):缺血性J波是心肌缺血的超急性期心電圖改變,因此可以作為輔助診斷指標(biāo)。但由于多數(shù)患者缺血性J波持續(xù)時(shí)間較短,常引起漏診,因此不可因?yàn)樾碾妶D沒有出現(xiàn)缺血性J波而盲目地排除診斷,延誤治療時(shí)機(jī)。
2.猝死的預(yù)警指標(biāo):缺血性J波的出現(xiàn)提示心外膜與心內(nèi)膜心肌細(xì)胞1相及2相初期存在明顯的復(fù)極電位差,復(fù)極的這種離散度是心臟電活動(dòng)不穩(wěn)定的標(biāo)志,是發(fā)生惡性心律失常的基質(zhì)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),缺血性J波是猝死高危的心電圖預(yù)警指標(biāo),如果伴有ST段抬高或T波電交替,猝死的危險(xiǎn)更高[19,18-20]。
總之,缺血性J波是近年來在冠心病心電圖診斷領(lǐng)域最新的研究進(jìn)展之一。Ito電流絕對(duì)或相對(duì)增強(qiáng)是缺血性J波產(chǎn)生的主要分子生物學(xué)機(jī)制,缺血性J波不僅可用于作心肌缺血發(fā)作的輔助診斷指標(biāo),也是猝死高危的心電圖預(yù)警指標(biāo)。
目前對(duì)缺血性J波的研究尚不夠深入,缺乏嚴(yán)格的流行病學(xué)資料,診斷心肌缺血的敏感度、特異度及其在猝死危險(xiǎn)分層中的價(jià)值還有待進(jìn)一步研究。因此,缺血性J波不論單獨(dú)出現(xiàn),還是與其他心電圖指標(biāo)復(fù)合出現(xiàn),都可以是猝死的心電圖預(yù)警指標(biāo)。
缺血性J波是近年提出的一種心肌缺血超急期的心電圖表現(xiàn),及時(shí)診斷和識(shí)別可使心肌嚴(yán)重缺血得到更早的診斷及干預(yù),其離子學(xué)機(jī)制是缺血引起心外膜Ito電流增強(qiáng)的結(jié)果,這種電位差必然形成不同部位心肌復(fù)極離散度的增大,這種心電不穩(wěn)定存在時(shí),容易引發(fā)室顫及猝死。因此,提高缺血性J波的認(rèn)識(shí)水平有著重要的臨床意義。
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