原发性高血压患者心脏电学改变研究进展

阮炳新 黄菊香 聂连涛 李中健 李世锋

[关键字] 原发性高血压；心脏电生理；心房除极；心室除极；ST-T改变；心律失常

原发性高血压(essential hypertension，EH)是由多因素引起的慢性疾病。在血压升高初期，心脏处于代偿状态，通过增加做功以保证身体的正常血供;如果高血压状态持续得不到缓解，心脏将进入失代偿期，进一步可发展为心力衰竭。在EH的发展过程中，心脏可发生进展性的电学和结构重构。X线、CT、磁共振、超声检查可反映心脏的形态学变化，而心电图检查则可反映心脏的电学改变，并且心脏电学改变早于形态学改变，在EH早期甚至超早期就能通过心电图观察到。本文对近20多年来国内外关于EH患者心脏电学改变的研究进展进行综述。

1 原发性高血压致心房除极波(P波)改变

1.1 P波、V1导联P波终末电势的定义及正常值

P波是心房除极波，反映心房的电学变化。窦性心律时P波应满足如下条件[1]：① 激动源自窦房结，频率在60～100次/min；② PP间期相差<0.12 s；③ Ⅰ、Ⅱ、aVF、V3—V6导联P波直立，aVR导联P波倒置；④ PR间期0.12～0.20 s。P波可呈现多种形态，但P波宽度(时限)<0.11 s，可呈双峰，两峰间距<0.04 s。P波振幅：肢体导联<0.25 mV，胸导联<0.15 mV。V1导联P波终末电势(P-wave terminal force in lead V1，PtfV1)即V1导联P波负向部分振幅和时限乘积的绝对值，其正常值<0.04 mm·s。P波形态或振幅超过正常值，称为P波异常，提示心房电学活动受到影响。

1.2 原发性高血压患者心电图P波改变

1.2.1 P波改变的病理基础 交感神经系统或肾素-血管紧张素-醛固酮系统的激活可导致心房肌肥大、间质纤维化等心房重构，最终导致激动传导速度减慢和(或)心房扩张，构成房性心律失常发生的基础[2]。高血压动物模型实验结果表明，在血压升高之前，心房中的促炎症细胞因子即已上调[3]，引起心房间传导时间延长或肌电延迟，在心电图上表现为P波时限或离散度的改变。高血压引起的心房重构包括心肌细胞肥大、成纤维细胞分化为肌成纤维细胞以及心房扩张。这些病理变化能通过体表心电图被间接地观察到，主要表现为P波时限和PR间期的延长、P波双峰且峰间距≥0.04 s[4-6]。

1.2.2 P波改变的指标及相关机制 EMIROGLU等[7]的研究对比了391例EH患者与271例非EH患者的平均最大P波时限(Pmax)，结果显示EH患者平均Pmax为91.6～131.7 ms，非EH患者的平均Pmax为64～116 ms，组间差异有统计学意义(P<0.05)。纳入了14 433名参与者的ARIC研究显示，与非高血压受试者相比，高血压患者的Pmax延长了2.8 ms，P波时限可随收缩压的升高而延长，在强化降压治疗后可恢复[8]。文献[9-11]均显示，高血压患者P波离散度较非高血压患者明显增加。因此，高血压对心房除极的影响主要表现在除极时限的延长，但有时这样的变化并未出现，其原因也许是受降压药物的影响。ACCORD试验显示，EH强化治疗能降低异常P波的发生率，部分常规降压药可改善心电图P波异常；应用血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂(ARB)、血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)或β受体阻滞剂治疗后，患者血压从(146.8～167.9)/(87.7～103.2)mmHg下降至(120.1～141.5)/(76.3～93.3)mmHg (P<0.001)，Pmax从105.7～109.0 ms减小到93.9～99.2 ms[12]。该研究还显示，应用西拉普利和阿替洛尔治疗高血压后，患者Pmax明显缩短；应用替米沙坦、雷米普利、培哚普利、西拉普利和阿替洛尔治疗后，P波离散度明显降低。这些结果说明，降压药可使心房除极时限缩短。

当高血压进展到一定阶段时，心脏会出现形态学改变，此时心房除极受到的影响更加显著。龚仁泰[13]、DAGLI等[10]的研究发现，高血压患者出现心功能障碍或心房肥大时，P波除时限延长外，还可出现动态演变，表现为P波离散度增加。AYTEMIR等[14]与BLANCHE等[15]的研究指出，EH患者高血压病程较长时会伴随心房异常除极，发生房性心律失常。反映心房除极变化的心电图指标除P波时限外，还有P波双峰且峰间距>0.04 s、PtfV1、Macrusz指数(即P波宽度/PR段)[16-20]。

2 原发性高血压致心室除极波(QRS波)改变

2.1 QRS波的定义及正常值

心电图QRS波是心室除极产生的波形。电激动由正常的传导系统传到心室，使心室迅速除极，所有除极细胞的综合向量经二次投影并记录在心电图上即为QRS波。QRS波电轴在-30°～+90°，超重、年龄偏大均可导致电轴的变化。正常QRS波应满足如下条件[21]：① 时限,成年人为0.06～0.11 s；② 形态和振幅，正常人V1、V2导联多呈rS型，R波<1.0 mV，V5、V6导联多呈qR、qRs、Rs或R型，R波≤2.5 mV，V3、V4导联R/S≈1，V1—V6导联呈R波逐渐增加、S波逐渐变小的趋势，V1导联R/S<1，V5导联R/S>1。aVR导联QRS主波向下，R波≤0.5 mV。aVL与aVF导联QRS波群多变，aVL导联R波<1.2 mV，aVF导联R波<2.0 mV，Ⅰ导联R波<1.5 mV。各肢体导联每个QRS向上与向下波振幅之和的绝对值≥0.5 mV，各个胸导联QRS正向、负向波振幅绝对值之和≥0.8 mV。

2.2 原发性高血压患者心室电学改变

2.2.1 心室电学改变的病理基础 交感神经系统或肾素-血管紧张素-醛固酮系统的激活是原发性高血压发生的重要机制之一。肾素-血管紧张素-醛固酮系统的异常分泌，导致心室血管细胞增殖、血管收缩、心肌细胞肥厚和心肌细胞纤维化，从而出现心室肌重构。细胞膜离子转运异常可影响心肌动作电位，从而出现除极、复极的异常改变。高血压引起的心室重构包括心肌细胞肥大、成纤维细胞分化为肌成纤维细胞以及心室压力增加，可出现不同程度的心室肥厚。电激动传导到肥厚的心肌时，电稳定性及传导速度均可改变，从而发生心室除极、复极异常。

2.2.2 心室电学改变的相关指标及其机制 随着高血压病程的进展，心脏可出现结构性变化，从而影响心室除极与复极，表现为心肌肌电稳定性及传导速度发生改变。通过心电图可以观察到QRS波的振幅、时限增大，ST段、T波的异常改变，常用的观察指标包括QRS波的振幅、时限和电轴。

《中国高血压防治指南(2018修订版)》建议，联合应用不同导联QRS波电压诊断左心室肥大，包括Sokolow-Lyon电压和Cornell乘积，并将其应用于EH靶器官损害的危险分层[21-22]。OKIN等[23]报道，Sokolow-Lyon电压诊断左心室肥大的敏感性为43%；采用Cornell乘积诊断左心室肥大的特异性达95%，敏感性为71%～86%，瓣膜病所致的心室肥大除外。Romhilt-Esters计分法是对QRS电压、劳损ST-T类型、PtfV1绝对值、QRS电轴、QRS时限以及室壁激动时间等进行累计计分，总分>5分时可诊断左心室肥大。该计分法的提出使心电图指标诊断左心室肥大的敏感性和特异性得以提高。ANGELI等[24]提出采用Cornell电压除以身体质量指数来排除体重对Cornell电压诊断左心室肥大的影响，且认为该比值的界值是604 mm/(kg·m2)。KOWLGI等[25]提出采用9导联(12导联除去aVR、aVF、aVL导联)联合QRS波电压>11 mV诊断EH患者左心室肥大，即使是对原发性肥胖患者，其诊断敏感性也不会降低。NOUBIAP等[26]认为，左心室游离壁的电活动一般出现在左心室去极化50 ms之后；S波揭示的心脏电学变化可能更多，更能反映心肌心外膜的电活动，从而提出了Pguero-Lo Presti标准，用以诊断左心室肥大，其特异性较高而敏感性低于50%。OKIN等[27]通过QRS波群电压与时限的乘积联合Cornell电压、Sokolow-Lyon电压，提高了左心室肥大诊断的敏感性和特异性(分别可达74%和98%)。BACHAROVA等[28]发现，EH患者存在电学和解剖学的重构，在心电图上主要表现为QRS电压降低，通过对比心电图的变化可以监测EH患者早期心脏靶器官的损害情况。一项回顾性研究发现，在健康的年轻人群中，从体表心电图可以观察到与血压相关的心脏电学变化，较高的舒张压与Cornell乘积独立相关[29]。de JONG等[30]和HANIF等[31]的动物模型实验证明了高血压可导致心房(室)电学改变。高血压引起的心室结构改变主要表现为左心室的质量、厚度和硬度增加，最终导致左心室充盈和功能受限；在心电图上则表现为R峰时间延长或QRS间期延长，以及Sokolow-Lyon电压和Cornell电压乘积增加[32-33]。

由此可见，如果患者心电图QRS波的振幅、时限和电轴中任意一个出现异常或同时出现异常，就要考虑是否存在心室肥厚，是否为EH引起的心电学表现。

3 ST-T改变

3.1 ST段、T波的定义及正常值

心电图ST-T是ST段和T波的总称，反映心室复极总时间。正常ST段位于基线上，可在小范围内上下偏移(抬高或压低)。正常情况下的ST段抬高是指除V1、V2导联≤0.3 mV外，其余导联≤0.1 mV；ST段压低是指aVR导联≤0.1 mV，其余导联均≤0.05 mV。ST段时限正常为0.05～0.15 s。T波极性：正常T波在Ⅰ、Ⅱ、V4—V6导联向上，aVR导联向下，Ⅲ、aVL、aVF、V1、V2导联可呈直立、双向或倒置，V3导联多向上。若V1、V2导联T波向上，则V3导联T波不应倒置。T波振幅：正常T波在Ⅰ、Ⅱ、V4—V6导联的振幅≥同导联R波振幅的1/10；若V1、V2导联T波直立,则其振幅应小于V5、V6导联。

3.2 原发性高血压患者ST-T改变的病理基础及其机制

ST-T改变受多种因素影响，如性别(女性多见)。根据病因，ST-T改变可分为心脏原因和非心脏原因，其中心脏原因又可分为冠状动脉性ST-T改变和非冠状动脉性ST-T改变；后者主要见于心肌肥大、心肌病、心包炎等，与EH相关的ST-T改变也属于后者。

EH患者因压力负荷增加，心室通过增加做功来代偿，可出现心室代偿性肥大，冠状动脉被肥大的心肌细胞挤压，发生相对缺血；同时，心肌耗氧量增加，心肌供血求大于供，引起心肌内外膜复极电势差，此时心电图上可观察到ST-T改变。典型EH患者的ST-T改变主要表现为水平型或下斜型ST段压低伴T波低平或倒置[34]；冠状动脉正常的非EH患者心电图也可出现ST-T改变，但表现为J点后40 ms呈不典型性压低≤0.1 mV伴T波倒置，或者孤立存在ST段或T波的改变[35]。迟东升等[36]的研究显示，冠状动脉血管正常的高血压患者，尤其是伴ST-T改变的患者，静息心肌微循环血流量增加，心肌微血管储备功能和非内皮依赖性的血管扩张能力明显受损，心肌毛细血管密度明显减小，并且随着疾病的进展而加重，因此认为高血压患者心电图出现ST-T改变时应考虑存在心肌微血管病变的可能。

非特异性ST-T改变在成人高血压患者中较为常见(约8.5%)，尤其是在女性患者和糖尿病患者中更为常见(13.9%)。女性非特异性ST-T改变的发生率较高(10.3%)，归因于解剖学结构、性激素、自主神经和遗传等多种因素的相互作用[37]。一项基于无脑卒中或心肌梗死病史的成年高血压人群的大型随机对照试验(CSPPT试验)显示[38]，非特异性ST-T异常与血压控制不满意有关；多元回归分析显示，非特异性ST-T异常组的血压控制不良率显著高于传统危险因素组(OR=1.20，95%CI1.06～1.36，P=0.005)；男性(OR=1.51，95%CI1.17～1.94，P=0.002)和合并糖尿病患者(OR=1.47，95%CI1.04～2.07，P=0.029)与传统危险因素组相比，差异有统计学意义；在伴有心电图非特异性ST-T异常的高血压患者中，特别是在男性和糖尿病患者中，可观察到较高的血压控制不良率。

4 心室除极复极总时间(QT间期)改变

4.1 QT间期的定义与正常值

心电图QT间期是指心室除极和复极的总时间，正常值为320～440 ms。为排除心率的影响，也用校正的QT间期(QTc)表示,QTc正常值：男性≤430 ms，女性≤450 ms。

4.2 原发性高血压患者QT间期的变化及其机制

EH患者心肌肥厚加上细胞基质、细胞外胶原纤维发生的结构性改变，可使心肌细胞的电传导出现延缓，导致心室除极或复极异常。而在心电图上则相应出现QT间期的变化，主要包括QT间期延长、QT间期离散度(QT dispersion,QTd)增加。OIKARINEN等[39]观察到QTc与左心室肥厚呈正相关。EH患者出现左心室肥厚，心电图可出现QTc延长，这类患者也是获得性长QT间期综合征的常见患病人群。EH患者交感神经亢进，心电图可出现QTc延长且心率增快，心率变异性降低[40]。QTd大小反映心室复极不同步性和不稳定性的程度，可预测恶性心律失常的发生[41]。相关研究发现，EH所致结构性改变可使心室肌复极不稳定，并且容易导致室性心律失常的发生[42]；EH导致血流灌注不足，使肥厚的心肌出现缺血、损伤，从而造成心肌电稳定性降低，心室不同部位复极不一致、不均一，心电图出现QT间期延长[43]。 BALANESCU等[44]通过对EH患者常规及动态心电图的观察发现，QTd与室性心律失常的发作频率、发生部位、严重程度显著相关(P<0.002)。GALINIER等[45]对214例EH患者进行随访发现，QTd<80 ms与患者的总体死亡率、心源性死亡率、猝死率均呈正相关。

5 原发性高血压致心律失常

5.1 原发性高血压相关快速性心律失常发生机制

EH患者外周血管阻力增加，心脏压力负荷增加，每搏输出量降低，心脏代偿性收缩次数增加，从而导致舒张功能受限，最终使心房内压力增加，出现左心房肥大。肥大的心肌出现纤维化，其电传导特性、兴奋性、自律性均发生改变，心房内各部位电传导出现不均一性、不稳定性，致使激动不同步，容易形成电激动折返[46]，从而成为房性心律失常发生的病理基础。随着病情的不断进展，心房电活动的不稳定性和异质性均会不断加重，导致房性心律失常发生的频率增加或严重程度加重，可出现房性早搏、房性心动过速、房颤、心房扑动等快速性房性心律失常。

EH所致的心室复极与除极异常，与室性心律失常的发生有关[47]。FROHLICH[48]认为，心肌缺血损伤的直接原因是代偿性肥大引起的心肌耗氧量的绝对增加和心肌血流灌注的相对减少，二者共同作用使心肌电稳定性下降。LEVY等[49]指出，室性心律失常可能与肥大心肌细胞线粒体和微血管数量降低相关。同时，心肌纤维应力增加，机械拉伸可提高心室肌细胞的阈电位，导致心肌纤维兴奋性及传导性增高，从而出现室性心律失常。上述原因均是EH患者出现室性心律失常的病理基础。随着EH病程的不断延长，这些病理变化将逐渐加重，从而引起室速、心室扑动、心室颤动等快速性室性心律失常。

5.2 原发性高血压相关缓慢性心律失常发生机制

EH患者可出现心房(室)肥大，从而导致心肌的电稳定性降低，同时会影响心脏传导系统，在心电图上则出现缓慢性心律失常，主要包括心动过缓和窦房、房内、房室及室内阻滞等。

左束支主干短、分布范围广，从希氏束分出后呈扇面形走行于左心室间隔内膜下，到达左心室各部内膜下分为浦肯野纤维，其主干主要接受左冠状动脉前降支和后降支供血。相较于左束支，右束支形态更细长、位置表浅，不应期长，故右束支阻滞较左束支阻滞更多见。任何病理或生理性因素导致的心肌不应期延长、传导速度减慢，都可出现束支阻滞。血压升高可引起心肌肥厚，体积增大的心肌相对缺血，从而影响传导系统的血流供应，导致束支阻滞的发生。

刘浩等[50]研究发现，EH患者发生左心房(室)肥大和炎症标志物升高时，心电图出现房室阻滞的风险上升。而袁晋青等[51]观察到，EH患者完全性右束支阻滞的发生率高于左束支阻滞。随着EH病程的进展，心肌的肥大、硬化、纤维化、缺血以及对传导系统的牵拉、挤压，均会影响各束支的正常传导，且高血压病情越重，房室阻滞发生率越高。

6 小结

EH可引起靶器官损伤，病程的不同阶段对心脏产生不同程度的影响。心电图检查作为一种电学检查方法，可以辅助临床了解高血压不同阶段的心脏电学变化。EH患者心脏电学改变主要包括心房除极P波改变(时限延长、双峰、峰间距>0.04 s、P波离散度增加、PtfV1增加)，心室除极QRS波改变(间期延长和Sokolow-Lyon电压、Cornell乘积增加)，心室除极和复极总时间改变(QT间期、QTd延长)，ST-T改变，心律失常等。在EH早期或超早期，患者症状隐匿甚至无临床症状，也无法从彩超、X线、CT、磁共振等形态学检查或实验室检查中发现异常，而心电图可以较早发现细微的心脏电学变化。利用心电图检查的这一优势，临床医师能够早期识别和诊断EH导致的心脏靶器官损害，从而为EH的诊断、用药、病情评估提供科学依据。