回顧心臟電生理學 Review of cardiac electrophysiology

⼼心肌的電氣運作
Review of Cardiac Electrophysiology
Yuan Chieh Chang
Book: Goldman-Cecil Medicine, 25th Ed.
Tex Heart Inst J 2006;33:40-7

？
Review of Cardiac Electrophysiology從離⼦子通道到⼼心電圖
個別離⼦子通道
單⼀一⼼心肌細胞
各部份電氣圖
體表⼼心電圖

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Review of Cardiac Electrophysiology從離⼦子通道到⼼心電圖
個別離⼦子通道
單⼀一⼼心肌細胞
各部份電氣圖
體表⼼心電圖
這次的主⾓角！

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Review of Cardiac Electrophysiology⼼心肌細胞離⼦子活動與電位圖
Na
Na
Na
Ca
CaK
K
Phase 0
⼤大量量鈉離⼦子由細胞外進入細胞內
當周圍傳來來動作電位時，膜電位達到域值
INa: voltage-gated sodium currents (Fast)
啟動後續許多通道
INa

？
Na
Na
Na
Ca
CaK
K
Phase 1
鉀離⼦子通道打開，鉀離⼦子往外流出
膜點位(Vm)迅速到達⾼高點時 (+40 mV)
Ito: transient outward potassium current
快速鈉離⼦子流停⽌止
Inactivation gate of sodium channel close
Ito
⼼心肌細胞離⼦子活動與電位圖

？
Na
Na
Na
Ca
CaK
K
Phase 2 phase 0 就已經啟動的慢反應通道們
鈣離⼦子向內流入
ICa-L: inward L-type calcium current
鉀離⼦子向外流出
IKs: slow component of the delayed rectier K current
IKr: delayed rectier potassium current
INa/Ca: electrogenic Na-Ca exchanger
然後鈣離⼦子就去把 sarcoplasmic reticulum 裡⾯面的更更多鈣
放出來來讓⼼心肌收縮
平原期
ICa
IKr/s INa/Ca

？
Na
Na
Na
Ca
CaK
K
Phase 3
往外的鉀流增加，往內的鈣流漸減
快速的再極化
IK1: inward rectier K current 貢獻⼤大部分

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Na
Na
Na
Ca
CaKK
Phase 3
往外的鉀流增加，往內的鈣流漸減
快速的再極化
IK1: inward rectier K current 貢獻⼤大部分

？
Phase 4
Na Na
Na
Ca
CaKK
鉀離⼦子持續流出細胞外
回到靜⽌止膜電位
Na-K 幫浦持續耗能維持鈉鉀濃度
IK1: inward rectier K current
IK1
其實他沒有停下來來過

？
Phase 4 SA node &AV node
IK1 相較⼼心室的IK1少
鉀離⼦子流出細胞外的量量較少
神奇的鈉離⼦子流持續流入
If activated by Hyperdepolarized
緩慢地去極化
鈣離⼦子也是⾃自動去極化的時鐘
INa/Ca 此時會有往內的鈣離⼦子流
接著肌漿網便便會放出更更多的鈣離⼦子
INa 在這裡表現的量量少，去極化靠ICa L, ICa T
去極化主要是由鈣離⼦子流啟動
Na Na
Na
Ca
CaKK
If
INa/Ca
IK1
ICaL,T

？
Phase 4 SA node &AV node
IK1 相較⼼心室的IK1少
鉀離⼦子流出細胞外的量量較少
緩慢地去極化
鈣離⼦子也是⾃自動去極化的時鐘
INa/Ca 此時會有往內的鈣離⼦子流
接著肌漿網便便會放出更更多的鈣離⼦子
INa 在這裡表現的量量少，去極化靠ICa L, ICa T
去極化主要是由鈣離⼦子流啟動
Na
Na
Na
Ca
CaKK
If
INa/Ca
IK1
ICaL,T
神奇的鈉離⼦子流持續流入
If activated by Hyperdepolarized

？
I KATP channels: inwardly rectifying K current
平時被細胞內的ATP抑制活性：缺氧時才會啟動
按：inwardly rectifying 指往內的通透性比往外好，並非單向
縮短動作電位的長度，減少收縮及耗能
鈉離⼦子通道不反應期提早結束，容易易發⽣生 Re-entry arrththmia

？
⼀一些離⼦子通道造成的⼼心律律不整…
離⼦子通道異異常造成的電氣異異常

？
J-wave syndrome
Especially Brugada syndrome
Key:
向內的電流異異常減少 (INa or ICa)
向外的電流異異常增加 (Ito, IK-ATP)
Phase 2
epicardial和endocardial去極化出現時間差
Ito,fast 的分佈主要在epicardial
部分epicardial 細胞的圓頂期消失
異異常增加的Ito 也主要發⽣生在epicardial
ST-T wave change

？
Phase 2 reentry 如前所⽰示 Phase 2
epicardial和endocardial去極化出現時間差
較早完成去極化的部分也較早離開不反應期
接受到鄰近細胞傳來來的動作電位
形成局部迴路路：local reentry
可能造成⼼心律律不整

？
⾎血鉀對⼼心肌的影響
靜⽌止時：只有鉀在細胞膜的通透性好
鈉和鈣離⼦子通透性幾乎沒有
細胞的靜⽌止膜電位也就近乎等於是鉀
離⼦子的平衡電位
能斯特⽅方程式：

？
⾼高⾎血鉀時
能斯特⽅方程式：
37 °C 時簡化為
61.5 mV log ( )
[鉀]外
[鉀]內
Eeq =
61.5 mV log ( )
[鉀]外
[鉀]內
Eeq =
靜⽌止膜電位上升

？
去極化時膜電位越⾼高，速度越慢
較⾼高的初始電位使較少的鈉離⼦子通道會被活化
去極化慢，傳導也慢：EKG上的P, PR interval, QRS也因此延長
Tex Heart Inst J 2006;33:40-7

？
Phase 2, 3 也有影響
Phase 3 斜率(速度)變⼤大，提早結束
I kr 因為細胞外鉀離⼦子濃度變⾼高，鉀流量量也會跟著變⼤大

？
靜⽌止膜電位上升
-90mV
Phase 0速度(斜率) 下降
較少的鈉離⼦子通道被活化
Phase 3速度(斜率) 增加
較多的鉀離⼦子通道被活化
ST-T depression, peaked T waves, and Q-T interval shortening
最後組合成的⼼心電圖：
⼼心肌細胞肌電圖
改自: Tex Heart Inst J 2006;33:40-7

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