第二章 剖析心脏传导系统
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心脏传导系统通常包括窦房结、心房内传导束(结间束、房间束)、房室交接区、希氏束、束支和分支及浦肯野纤维这6个部分(图2-1),少数人尚有附加束(James束、Kent束及Mahaim束)。
图2-1 心脏传导系统示意图
一、窦房结
(1)解剖和结构:窦房结位于上腔静脉与右心房交接处界沟附近的心外膜下,由头、体、尾三部分组成,大小约15mm×5mm×2mm,包含P细胞、移行细胞、浦肯野细胞及少量心房肌细胞4种。
(2)神经支配:窦房结主要受右侧迷走神经和右侧交感神经支配,前者起主导作用。
(3)与心电图的关联性:①窦房结为心脏最高起搏点(60~100次/min),一旦出现节律、频率和传导异常,心电图将呈现窦性心律不齐、窦性停搏、窦房结内游走节律、窦性心动过缓或过速、二度至高度窦房阻滞(一度、三度窦房阻滞体表心电图难以诊断); ②窦房结内含有4种细胞,其传导性、不应性各有不同,易形成折返环路而出现折返性窦性早搏、窦房结或窦房交接区折返性心动过速等心律失常。
二、心房内传导组织
(1)解剖和结构:心房内传导组织为连接窦房结与房室结的传导组织,由浦肯野细胞、心房肌细胞和少量P细胞组成。该组织共有前、中、后3条结间束。①前结间束:最短,由窦房结头部前端发出,先向左前,继而分为上房间束(Bachmann束)和下降支;②中结间束:从窦房结的后上缘(尾端)发出,终止于房室结上端;③后结间束:最长,自窦房结后缘(近尾部)发出,终止于房室结后缘的上方,若绕过房室结与希氏束相连接,则称其为James束。
(2)传导特性:通常窦房结头部发放的冲动由前结间束传出,尾部发放的冲动经中结间束传出,后结间束是逆传的重要径路。
(3)电生理特性:传导速度快、具有自律性、耐受高钾血症。
(4)神经支配:心房内传导组织和心房肌主要受右侧迷走神经和右侧交感神经支配。
(5)与心电图的关联性:①若右心房内传导组织发生阻滞,则呈现高尖P波;②若左心房或房间束传导组织发生阻滞,则呈现宽而切迹P波;③若房间束完全阻滞,则下壁导联呈现正负双相型P波;④若冲动由后结间束下传,则出现短P-R间期;⑤若受心房肥大、心肌缺血或炎症等影响,则会出现各种的房性心律失常;⑥若血K+浓度>8.0mmol/L,则心房肌处于麻痹状态而出现窦室传导。
三、房室交接区
1.位置和结构
房室结位于房间隔下部、冠状窦口与三尖瓣隔瓣之间,大小约6mm×3mm×1mm,包含P细胞、移行细胞、浦肯野细胞及少量心肌细胞4种。
2.解剖特点及其功能
房室交接区包括房结区、结区和结希区3个部分,为房室间正常传导径路,具有双向传导功能。房室交接区起着极其重要的3项生理功能:生理性传导延搁、过滤过快的心房率及次级起搏点。
(1)房结区:位于结间束和房室结之间,又称为房室结上部,属快反应细胞,含有起搏细胞,具有传导性和潜在的自律性。有学者将其分为三个小区:表浅区(汇入房室结的前上部分)、后区(汇入房室结的后下部分)、深区(将左心房和房室结的深部连接在一起)。其中,表浅区传导速度较快,是房室交接区快径路的传入和传出通道;而后区传导速度缓慢,存在明显的递减性传导,为房室交接区慢径路的解剖学基础。
(2)结区:属慢反应细胞,以移行细胞为主,夹有少量的P细胞和浦肯野纤维细胞,这些细胞交织成迷宫状形成迷路样结构,导致室上性冲动下传时出现生理性传导延搁0.05~0.10s,又称为房室交接区的“闸门作用”,它有着极其重要的生理意义:①使心室收缩在心房收缩之后,心室充盈量增加,提高心室的工作效率;②阻止过快心房冲动下传心室,起着“过滤器”作用,避免诱发心力衰竭或严重的室性心律失常等。
(3)结希区:位于房室结和希氏束之间,又称为房室结下部,属快反应细胞,含有起搏细胞,主要是浦肯野细胞,具有传导性和潜在的自律性。
(4)神经支配:房室结主要受左侧迷走神经和左侧交感神经支配。
(5)与心电图的关联性:由于结区存在迷路样结构、不应期最长,最容易出现各种心律失常。①一度至三度房室阻滞;②房室结内隐匿性传导;③递减性传导;④顺向、逆向或双向阻滞;⑤横向分离出现房室结双层或多层阻滞;⑥纵向分离出现双径路或多径路传导;⑦各种反复搏动及反复性心动过速;⑧空隙现象;⑨纵向优先传导引起非时相性心室内差异性传导;⑩房室交接性早搏或心动过速、逸搏或逸搏心律。
四、希氏束
(1)解剖和结构:希氏束又称为房室束。它穿行于室间隔内,在膜部开始分为左、右束支,长10~20mm,直径2~4mm。希氏束由并行排列的浦肯野细胞组成。
(2)电生理特性:传导速度快,具有自律性。
(3)与心电图的关联性:①若希氏束受损,则会出现一度至三度房室阻滞;②若房室结出现高度至三度房室阻滞,则可出现高位室性逸搏及其逸搏心律;③若受缺血、炎症等因素影响,则可出现高位室性早搏或心动过速。
五、束支与分支
1.解剖和血液供应
(1)左束支:主干长约15mm,宽约3~6mm,穿行于室间隔左侧心内膜深部(室间隔上1/3处)并发出分支,由左冠状动脉的前降支和右冠状动脉双重供血。
(2)右束支:长约15~20mm,宽约1~3mm,可分为3支:①前分支支配室间隔前下部和右心室前壁;②后分支支配室间隔后部、左心室后乳头肌、左心室后壁等;③外分支支配右心室游离壁。由左前降支的间隔支供血。
(3)左前分支:长约35mm,具有“窄、薄、长”特点,支配左心室前乳头肌、室间隔前半部、左心室前壁、侧壁、高侧壁等,由前降支的间隔支供血。
(4)左后分支:长约30mm,宽约6mm,具有“宽、厚、略短”特点,支配左心室后乳头肌、室间隔后半部、左心室后下壁等,由回旋支的左心室后支和右冠状动脉的后降支双重供血。
(5)左中隔分支(左间隔分支):与左前、左后两分支相比,左中隔分支要更细小,主要支配室间隔,由前降支、右冠状动脉的后降支双重供血。
2.束支、分支的电生理特征
(1)起搏细胞:主要是浦肯野细胞,具有传导性和潜在的自律性。
(2)不应期的长短:右束支的不应期最长,其次分别为左前分支、左束支、左后分支、左中隔分支。
(3)传导速度:左束支传导速度较右束支略快,但两者差值<25ms,左后分支较左前分支略快,但两者差值<15ms。
3.与心电图关联性
束支、分支传导阻滞的发生率与其不应期的长短呈正相关,不应期长者易发生阻滞,故临床上以右束支阻滞最为多见,其次分别为左前分支、左束支、左后分支、左中隔分支阻滞。此外,若受缺血、炎症等因素影响,则可出现束支、分支型室性早搏或心动过速、室性逸搏或逸搏心律。
六、浦肯野纤维
(1)解剖和结构:浦肯野纤维是左、右束支及其分支的末梢纤维,在心内膜下和心室肌内呈网状分布,其末端呈倒“Y”型结构与心室肌细胞相连接。浦肯野纤维由浦肯野细胞组成,无迷走神经支配。
(2)电生理特性:传导速度快(4.0m/s),具有潜在的自律性(20~40次/min)。
(3)极其重要功能——心室同步收缩:室上性冲动沿着浦肯野纤维网迅速传遍左、右心室,确保左、右心室几乎同步收缩,呈现最佳的心室射血效能。
(4)与心电图关联性:①倒“Y”型结构是形成微折返的电生理基础,极易出现折返性室性心律失常;②若受心室肥大、缺血、炎症等因素影响,则可出现非特异性心室内阻滞。
七、附加束(旁道束)
(1)James束:由大部分后结间束及少部分前、中结间束构成,绕过房室结进入房室结下端或直接与希氏束相连接。
(2)Kent束:长约10mm,连接心房和心室的传导束,大多由普通心房肌构成,属快反应细胞,传导速度快,但无自律性。少数可由希浦传导组织构成,具有潜在的自律性。
(3)Mahaim束:近年来最新研究发现,Mahaim束根据解剖走行分为房束型、房室型、结束型、结室型、束室型5种类型。经外科手术和导管消融结果证实,房束型(右心房-右束支旁道)和房室型(右心房-右心室旁道)才是形成Mahaim束预激的主要电生理基础,起于右心房侧壁,止于右束支末端、右室心尖部或游离壁。Mahaim束只有顺传功能而无逆传功能。
八、心脏冲动正常传导顺序
窦房结发放冲动→结间束、房间束→右、左心房除极(形成P波)→房室交接区→希氏束→左、右束支及其分支→浦肯野纤维→左、右心室除极(形成QRS波群)。
九、小结
(1)窦房结为心脏主导起搏点,房室交接区为次级起搏点,后者具有替补功能。
(2)房室结缓慢传导和最长不应期,起着极其重要的“闸门作用”。
(3)浦肯野纤维极速传导,使左、右心室起着同步收缩作用。