高血压在过去几十年中患病率不断上升,而房颤病例也逐渐增多,随着老龄化人口的增加,这种趋势将越加明显。
尽管人们对房颤的危险因素和病理生理学进行了广泛研究,但确切的机制尚未完全阐明,对其所知甚少。房颤起源复杂,有多种激发途径。
高血压与房颤的流行病学有相似之处,临床上两者常共存,但其他心血管及非心血管疾病也可导致这种心律失常。
无论基础疾病是什么,多种途径共同作用(但常有相互作用)可导致左心房的结构和功能改变,继而引发电生理、收缩功能和结构紊乱(常被定义为心房性心肌病),这些途径具有致心律失常作用,可共同引发和维持房颤。
心律失常的发生,需要触发活动(去极化后早期放电,更多的是延迟放电)引起局灶性异位放电和形成折返环路,通过缩短心房的不应期、减慢传导和单向传导阻滞来维持。
这些机制包括结构重构(尤其是左心房纤维化)、自主神经系统功能障碍、离子通道功能障碍和钙处理异常。
结构重构
在大多数房颤病例中,结构重构对于房颤这种心律失常的发生和持续至关重要。最近有人对左心房和左心室结构重构的机制进行了综述。心房肌细胞外基质中纤维组织(如胶原纤维和成纤维细胞)弥漫性积聚是结构重构的标志。
此外,通过上皮-间质充分转化,心脏成纤维细胞和其他细胞群(如祖细胞、内皮细胞等)可转变成有更多促纤维化表型的肌纤维母细胞,具有较高的增生和合成细胞外基质成分的能力。
总体而言,细胞外基质的转换(如胶原合成)和降解,以及心脏成纤维细胞的增生和去分化均受多种外部因素的影响,如炎性细胞因子、活性氧和血流动力学负荷(图2)。
图2.组织及细胞水平的促纤维化通路简图。
然而,结构重构的主要效应是肾素-血管紧张素轴激活,尤其是血管紧张素Ⅱ。血管紧张素Ⅱ的促纤维化作用主要是通过Smad途径介导转化生长因子β1特定基因表达上调,同时增加醛固酮的生成、激活还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶、增加炎症反应和细胞凋亡。
最后,心房肌比心室肌更容易发生纤维化。此外,房颤本身即可增强左心房的结构重构,形成恶性循环,促进这种心律失常进展为持续性和慢性房颤。
自主神经失调
自主神经系统功能失调也可导致房颤基质形成、心律失常的发生和维持。左心房有一个大的神经网络,由交感神经及副交感神经纤维构成,形成了神经、神经节和神经丛,从肾脏、大动脉(如主动脉、颈动脉)和心脏自身的压力感受器、化学感受器和机械应力感受器中收集信号。
交感及副交感神经系统对心房的电生理有哪些影响?β1-肾上腺素能受体激活交感神经可导致舒张期L型钙离子通道的钙离子内流增加,以及肌浆网钙离子通道释放的钙离子增加,从而导致细胞钙超载。
过量的钙可通过钠钙交换体以3(Na+):1(Ca2+)的比例清除,产生的电流足以引发延迟后去极化(dlaydaftrdpolarisations)。
交感神经冲动传导对动作电位的影响会随着平台期的变化保持不变或缩短。这是由L型钙离子电流和钾离子电流(超速激活延迟整流钾电流、缓慢激活延迟整流钾电流和乙酰胆碱依赖性钾电流)增加的协同作用导致的。
副交感神经系统的作用是通过M受体来介导的,其作用与交感神经系统的作用相反,也与动作电位时间的绝对缩短相关,由于L型钙电流抑制和乙酰胆碱依赖性钾电流激活,故不应期缩短。
随着心律失常的发作,由心房活化率高导致的钙超载激活了细胞的自我保护,限制钙离子进入细胞,导致动作电位时间进一步缩短。钙离子从肌浆网中自发释放进一步支持了异位激活。
高血压对房颤基质的影响
房颤和高血压的发病机制有相似之处吗?鉴于高血压可使左心房的结构发生显著改变,显然两者在心房纤维化方面有密切的关系。
肾素-血管紧张素-醛固酮轴持续过度激活是发生动脉高血压,以及血管床、心肌和其他靶器官发生变化(包括血管收缩、细胞增生和肥大、细胞解偶联、凋亡和纤维化)的关键机制之一。
此外,肾素-血管紧张素-醛固酮系统的激活也与交感神经冲动传导增加相关,反之亦然,交感兴奋可增加球旁细胞内的肾素合成。
将高血压和房颤中的电、结构和自主神经重构联系在一起的大量数据,都是来自于动物实验和人体研究中去肾交感神经术的结果。
然而,这些研究之间仍有不一致之处,并因研究设计和参与的患者较少而受到批评。因此,有人开始进行将去肾交感神经术作为肺静脉电隔离补充手术的临床试验。
当把高血压和房颤有关的机制从交感及肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活的全身作用转为简单的血流动力学变化时,显然左心室舒张功能障碍(与高血压引起的心肌肥厚相关),以及衰老、高血压和其他危险因素所致的动脉硬化均可导致左心室充盈压增加、左心房逆向机械性超负荷和拉伸(图1)。
图1.高血压引发房颤的机制。
这得到了实验和临床数据的支持。在多种高血压模型中,Lau等人观察到进行性的双侧心房肥厚、左心房功能障碍、诱发房颤的可能性增加、传导显著减慢。这些变化再加上炎症细胞浸润和间质纤维化增加,导致房颤发作时间延长,发作次数增多。
早在高血压发生后的5周内即可见到很明显的电生理变化和结构变化,有些变化虽出现得要晚一些,但在高血压的背景下心房重构发生进展是毋庸置疑的。
翻译:聚焦高血压编辑部
审校:医院Sourc:Dzshka,M.S.,tal.,HyprtnsionandAtrialFibrillation:AnIntimatAssociationofEpidmiology,Pathophysiology,andOut