心传导系统与心律失常

娄阳云

摘要：随着免疫组化和转基因技术的发展， 发现心传导系统的分布似乎比预期更加广泛。本文将对CCS的形态学做系统性的描述，介绍结旁区、房室环等结构，探讨它们与心律失常的关系。

关键词：人心传导系统；结旁区；心肌袖；房室环；解剖学

自从动物上发现Purkinje细胞开始，人们逐渐认识了心传导系统（cardiac conduction system， CCS）的一些组成、结构、功能等。通常认为CCS包括窦房结、结间传导系统、房室结、房室束、Purkinje纤维网[1]。随着分子和免疫组化技术的发展，发现CCS的分布可能比预期更广泛[2]，如结旁区、房室环组织、心肌袖等。本文将阐述CCS的结构，并探讨与心律失常的关系。

1.窦房结与房室结之间冲动传导的结构基础

窦房结是心脏起搏点，但是它的结构特征及起搏的发生机制，并没有彻底的理清。结构上，有起搏功能的结细胞聚集于窦房结动脉周围[3]；婴儿窦房结约90%在靠近右心耳嵴的界沟上，约10%呈马蹄形横跨界沟的顶部[4]；而老年人窦房结[5]，它的位置基本恒定，可形状多变，同时它的血供主要有6个类型。

结旁区的发现：Sanchez-Quintana D[3]在人心上先揭示了窦房结边缘与界嵴之间有组织形态过渡性的心肌，随后Chandler N.J[6]发现它具有起搏功能的细胞，经计算机评估后提示它应是心房激活的必需组件。Anderson[2]综合这些现象提出心肌冲动从窦房结经过结旁区下传，经卵圆窝边缘到达房室结的最主要结间传导通路。

结间传导的争议：自1910年第一次提起结间传导的解剖学基础以来，争议一直持续到现在。结间通路是通过生理学实验推导出来的，但一些学者（James[7]，Sedmera[8]）认为结间存在快速传导的特化组织通路。也有学者（Kawashima[5]；Anderson[2]）认为结间的特化心肌通路根本不存在，且Anderson提出窦房结发出的心肌冲动是沿一条最短路径的心房肌纤维传向房室结。心房间传导则通过Bachmann束，还可通过房间隔等。

2. 房室传导通路

心脏冲动在房室结延搁（延搁的精确部位仍需被鉴定）后传出，经房室束、左右束支及心室内的Purkinje纤维到达心肌工作细胞，此通路被称为房室传导轴[2]。解剖分离人心CCS稍困难，研究结果不多，但有研究显示老人的房室束走行类型分3型[5]：I型，室间隔膜下部（46.7%）；Ⅱ型，室间隔肌内（32.4%）；III型，室间隔膜上部，裸露型（21.0%）。除了房室传导轴，最近发现房室传导通路上另有密切相关的两个新成分：房室环和主动脉环。

房室环和主动脉环的功能和发育起源还不甚清楚。结构上[2][9]：房室环起始于房室结扩展部，有左、右房室环分别环绕二尖瓣和三尖瓣口；右环绕过三尖瓣口后在其前方横跨房室束穿部，在主动脉后方与左环前部衔接，并形成主动脉后结；另外，房室束分出左、右束支后，有一支继续向主动脉根绕行，形成第三分支（主动脉环），但主动脉环没有与主动脉后结相连，形成“死亡终路”。

胚胎心脏房室环上分布有房室传导轴也存在的转录因子Tbx3，并在出生后继续表达[10]。多种物种的房室环、主动脉后结、主动脉环未见缝隙连接蛋白Cx43表达，但都表达起搏离子通道蛋白HCN4[11]。在胚鼠中，房室环可能是房室传导轴自身的延续，传导细胞可能由胚心多能细胞补充形成[9][12]。以上显示，這些区域可能具有正常或异常起搏活性的能力，可能促发某些未知功能。房室环可能具有输入信号至房室结的潜在功能，并可能涉及房室结折返性心动过速，主动脉环也可能是左室心律失常的根源。

3.心肌袖与心律失常

心肌袖是心肌跨过心脏与血管的连接处，包绕血管根部形成的袖套样心肌结构。它应该不属于正常心传导系统的组成部分，但具有与产生异常心律密切相关的异位起搏功能，免疫组化也显示它缺乏Cx43表达[9]。它在心房，心室上均可见。以下从心房（流入道）和心室（流出道）两层面讨论心肌袖与心律失常：

临床上，心房异常心律可能来自心肌系统末梢的几个位点（心房流入道）：上下腔静脉口、左右心耳、冠状窦口和肺静脉口等附近[13]，这些区域都有心肌袖存在。在发育心脏，这些位点与原心肌和工作心肌连接处一致，随着发育，那些本有原始表型的心肌逐渐地跟工作心肌难以区别[2]。而房性心律失常似乎源自原心肌来源的心肌细胞[14]；另外，自肺静脉心肌袖上P样细胞的发现后，怀疑房颤起始于肺静脉心肌袖的P样细胞[15]。目前在治疗房颤中，肺静脉心肌袖是射频消融的位点。但发育谱系研究显示，肺静脉心肌袖的心肌细胞没有原始表型[16]，这可能因原始表型心肌随着发育逐渐变得跟工作心肌相似！总的来说，一些心房流入道心肌袖组织有特化心肌细胞成分，并且可能是心房心律失常的来源和形态学基础。

心脏发育中，动脉瓣（心室流出道上）是被心肌组成的小塔样结构包绕，在这结构中有原始表型的细胞[14]。在右心室，邻近主动脉根的漏斗部是发育中最后形成的[17]，且肺动脉心肌袖细胞明显与心室肌异质，这种异质细胞在漏斗部心肌壁也有[2]。那么肺动脉心肌袖是来自原心肌，随着发育，它们可与心室肌区别，是异常心律的产生位点[2]，在人心相应位置，似乎也有起搏功能的心肌细胞[18]。在左心室，几内亚猪的心脏上少量特化心肌存在于左、右冠状动脉开口处的主动脉瓣窦周围，并可见肺动脉心肌袖与主动脉根重叠，这区域周围还有房室传导的主动脉环，这些心肌都有致心律失常的潜能[2]。而非冠状动脉主动脉窦周围不拥有心室肌，可一些心律失常情况下，却也在这个窦上行射频消融术[19]。总之，心室流出道心肌袖也有心律异常的重要产生位点和形态学基础。

4.总结与应用展望

随着免疫组化和转基因技术的发展，特化心肌和工作心肌在分子水平上的差异得到体现，促进了更精细、准确的CCS识别方法或标准的产生。CCS的分布可能比预期更加广泛：结旁区、房室环组织、心肌袖等区域的心肌特化细胞的存在，提示它们可能是CCS的一部分。而这些区域可能是一些异位起搏点或者产生异常心律的形态学基础，但这些异常心律的产生机制有待进一步的研究。如果通过对这些部位形态学的深入研究，可能有助于对心动过速、房室传导阻滞等发病机制的了解，加快相应病理学诊断的发展。

参考文献：

[1]Sedmera D， Gourdie R. （2014）. Why Do We Have Purkinje Fibers Deep in Our Heart？ Physiol. Res. 63 （Suppl. 1）： S9-S18.

[2]Anderson R， Boyett M， Dobrzynski H， et al. （2013）. The Anatomy of the Conduction System： Implications for the Clinical Cardiologist. J. of Cardiovasc. Trans. Res. 6：187–196

[3]Sanchez-Quintana D， Cabera J， Farre J， et al. （2005）. Sinus node revisited in the era of electroanatomical mapping and catheter ablation. Heart， 91， 189–194.

[4]Anderson K， Ho S， Anderson R. （1979）. The location and vascular supply of the sinus node in the human heart. British Heart Journal， 41， 28–32.

[5]Tomokazu K， Hiroshi S. （2011）. Gross anatomy of the human cardiac conduction system with comparative morphological and developmental implications for human application. Annals of Anatomy， 193， 1–12.

[6]Chandler N， Greener I， Tellez J， et al. （2009）. Molecular architecture of the human sinus node： insights into the function of the cardiac pacemaker. Circulation， 119， 1562–1575.

[7]James TN. （2001）. The internodal pathways of the human heart. Prog. Cardiovasc. Dis. 43， 495–535.

[8]Sedmera D， Wessels A. （2006）.Changes in activation sequence of embryonic chick atria correlate with developing myocardial architecture. Am J Physiol Heart Circ Physiol 291： H1646-H1652.

[9]Yanni J， Boyett M， Anderson R， et al. （2009）. The extent of the specialized atrioventricular ring tissues. Heart Rhythm， 6， 672–680.

[10]Hoogaars W， Tessari A， Moorman A， et al. The transcriptional repressor Tbx3 delineates the developing central conduction system of the heart. Cardiovasc Res 2004；62：489–499.

[11]Yamamoto M， Dobrzynski H， Tellez J， et al. Extended atrial conduction system characterized by the expression of the HCN4 channel and connexin45. Cardiovasc Res 2006；72：271–281.

[12]Stroud D， Gaussin V， Burch J， et al. Abnormal conduction and morphology in the atrioventricular node of mice with atrioventricular canal targeted deletion of Alk3/Bmpr1a receptor. Circulation 2007；116：2535–2543.

[13]王健，劉兴鹏. 心房颤动肺静脉起源的电生理机制研究进展.中国心脏起搏与心电生理杂志[J].2002，16（6）： 469-471.

[14]Bakker M， Christoffels V， Moorman A. （2010）. The cardiac pacemaker and conduction system develops from embryonic myocardium that retains its primitive phenotype. Journal of Cardiovascular Pharmacology， 56， 6–15.

[15]Perez-Lugones A， McMahon J， Ratliff N， et al. （2003）. Evidence of specialized conduction cells in human pulmonary veins of patients with atrial fibrillation. Journal of Cardiovascular Electrophysiology， 14， 803–809.

[16]Mommersteeg M， Christoffels V， Anderson R， et al. （2009）. Atrial fibrillation： a developmental point of view. Heart Rhythm， 6， 1818–1824.

[17]van den Hoff M， Moorman A， Ruijter J， et al. （1999）. Myocardialisation of the cardiac outflow tract. Developmental Biology， 212， 477–490.

[18]Cabrera J， Sanchez-Quintana D. （2012）. Education in heart. Heart， in press.

[19]Asirvatham S. （2009）. Correlative anatomy for the invasive electrophysiologist： outflow tract and supravalvar arrhythmia. Journal of Cardiovascular Electrophysiology， 8， 955–968.

课题名称：人心传导系形态学整体观察及病理因素对其的影响，审批单位：浙江教育厅科研项目，编号：Y201432443。