北京大学人民医院 郭继鸿
人体作为一个功能复杂而完备的整体，全身各系统乃至各器官均具有一定的储备功能，以应对不同环境和突发事件所造成的危害。近年来，在防治恶性心律失常、征服猝死的研究中揭示和提出了一个全新概念——心室复极储备，该储备功能具有重要的生理意义，当其减退或受损时，人体防范恶性心律失常的保护能力明显下降，猝死风险随之升高。
基本概念 储备功能 正当防卫
储备功能是人体应激与防范各种不良因素造成危害的基本生理功能，属于一种代偿性、保护性的调节与适应机制。
以冠脉储备功能为例，静息时心脏对血供的需求较低，这种基础状态常被视为1。当人体剧烈活动时，随着机体代谢率的迅速升高，心率加快、心肌收缩力加强，导致心脏对血供的需求增加数倍。为适应剧烈活动时心脏血供需求的变化，冠脉将启动储备功能，表现为冠脉明显扩张，供血能力增加4~6倍，以保证人体在剧烈活动时不发生心肌缺血。然而，冠脉粥样硬化甚至管腔严重狭窄时，冠脉储备力<2.5的患者常发生劳力型心绞痛。
心脏复极储备是正常心室肌具备的一种保护机制，当心率加快或其他致病因素存在时，该机制能加快心室肌的复极速度，以保障正常有序、持续时间适宜的心室复极，从而避免心率加快时复极时间过长，以及致病因素导致复极离散度增大而引发恶性室性心律失常。
发生机制 不同通道 作用各异
心肌细胞的每个心动周期均由静息电位和动作电位组成，后者分为除极和复极两个过程。静息电位时，心肌细胞的跨膜电位处于内负外正的极化状态，随后在一定条件下发生除极，由内负外正的极化状态转变为内正外负的去极化状态。在持续时间仅1~3 ms的除极过程中，大量带正电荷的阳离子（Na+、Ca2+）跨过细胞膜上的离子通道进入细胞内，使心肌细胞的跨膜电位负值变小，甚至变为正值而形成0相的超射（图1）。因此，除极是阳离子在0相迅速进入细胞内的结果，最终实现了跨膜电位的内正外负。而复极是除极之后开始逐渐恢复极化状态的过程。该过程是带正电荷的阳离子（K+）持续不断地跨过离子通道到达细胞外，使跨膜电位重新恢复内负外正的极化状态。因此，复极可看成K+带着正电荷持续不断地流向细胞外，逐渐恢复跨膜极化状态的过程。
心室肌单个细胞的除极过程与体表心电图的QRS波相对应，复极过程与ST-T相对应，而极化状态与T波结束至下一个R波之间的时间段相对应。
当心肌细胞复极时，各种K+经通道到达细胞外的过程中， Ikr电流（快速延迟整流钾电流）和Iks电流（缓慢延迟整流钾电流）最为重要。正常情况下，Ikr电流较Iks电流高数倍，是3相快速复极的主要电流。Ikr通道主要分布在心室肌中层M细胞，当存在遗传性基因异常或服用阻断Ikr通道的药物时，Ikr电流下降，使复极速率减慢，复极的QT间期从而延长。此时，Iks通道的开放数量将代偿性增加，或Iks通道的功能代偿性增强，使Iks通道的电流增强，复极速度加快，部分补偿了Ikr通道功能减退的状态，使QT间期不发生过分延长，进而避免了QT间期延长和离散度增大的潜在恶果。生理性心率加快时，QT间期相应缩短正是启用了这一机制的结果。因此，Iks通道的开放数量增多以及功能增强，在一定程度上构成了心脏的复极储备功能。
临床表现 心率加快 QT正变
复极储备是心肌细胞复极的代偿能力，临床表现为生理性心率加快或致病因素存在时，Iks的复极能力有一定程度的增强，使心室复极时间（QT间期）缩短，QT间期不会过分延长。复极储备概念在一定程度上与QT间期的频率自适应性相似。迈因斯（Mines）早在1913年就发现，心电图QT间期能随心率变化而改变，心率快时QT间期短，心率慢时QT间期长，这实际上成为罗登（Roden）近年来提出的复极储备概念的雏形。
心率正常时，Ikr和Iks通道的状态正常，形成QT间期值。心率加快伴RR间期的缩短对Ikr通道的影响小，而对Iks通道的影响大：①Iks通道的开放密度升高，形成更强的外向复极电流，一定程度上缩短了QT间期；②Iks通道激活并达到稳态的过程十分缓慢，当心率明显加快时，这一缓慢激活的作用能延续到下一个心动周期，形成前后作用的叠加。上述代偿机制能使心率加快时的QT间期相应缩短，表现为QT间期变化与RR间期变化之间呈正变规律（图2）。
影响因素 基因缺陷 环境促发
影响复极储备的因素众多，先天性和后天性因素均能破坏和削弱该储备功能。
增强复极储备
交感神经兴奋时，β受体的兴奋和激活可增加Iks电流幅度，使Iks通道的激活密度升高，激活数量增加。资料显示，1 μmol/L的异丙肾上腺素能使Iks通道的电流增强250%~280%，同时还增加Ca2+内流，进一步激活Iks通道。上述作用均能增强复极储备功能，防止QT间期过分延长，也是临床应用异丙肾上腺素静脉点滴治疗尖端扭转型室速（TdP）的机制之一。
损害复极储备
先天性遗传因素 由于先天性遗传因素、基因突变、致病基因或基因多态性的存在，可造成心肌细胞膜上钾通道的功能受损甚至丧失，导致Ikr或Iks通道功能异常，使复极储备功能下降，引起先天性或隐匿性QT间期病理性延长。如1型长QT综合征患者因KvLQT基因突变，Iks电流和功能减弱将引起QT延长和复极储备下降，使患者易发生致死性心律失常。
获得性环境因素 ①药物：包括抗心律失常药物、抗菌素、抗精神病药物和肠胃动力药物等都有阻滞Ikr或Iks通道的潜在作用，引起药物获得性长QT综合征而严重损害复极储备。②器质性心脏病：尤其是左室肥厚、充血性心力衰竭、心肌病、急性心肌梗死等在内的器质性病变均能使心肌细胞膜的离子通道重构，导致心肌细胞Iks通道的密度下降，严重损害心脏复极储备。③低钾血症：低血钾可直接改变Ikr通道的功能而延长QT间期，损害复极储备功能，同时还能导致复极离散度的增大。此外，利尿剂是引起低钾血症的常见原因，该药本身有直接抑制钾电流的作用。因此，低钾血症能明显损害复极储备，成为致死性心律失常的危险因素和促发因素。④缓慢心率：窦性心动过缓、室性早搏后代偿间期，以及传导阻滞等引起的心率缓慢和长间期，能进一步延长QT间期，并加大其后的早后除极幅度，使其更易达到阈值而引起一次新的除极，即引起单个或成串的室性早搏。此外，缓慢心率还能增大复极离散度，导致T-U波畸形和Tp-Te间期延长。严重心动过缓可通过上述不良作用直接或间接破坏复极储备功能。
临床意义 理念更新 造福患者
复极储备是人体心脏一项重要的代偿功能，具有重要的生理意义与临床价值。正常的复极储备功能可以保护人体免受QT间期病理性延长和致死性心律失常的危害。但是，复极储备功能相对薄弱，易受多种因素的损害。除上文列举的因素外，其他因素也能影响复极储备功能，如老年患者随增龄而出现的交感神经功能减退，表现为交感神经元数量减少及对调节作用的反应性下降等。临床医生应熟悉这些可能削弱和损害复极储备的因素，如老龄、低血钾、心脏病、药物和遗传因素等。更应强调的是，这些因素单独存在就能损害复极储备功能，当多种因素并存时，复极储备的受损程度将显著增加，导致复极过度延长（QT间期延长）和复极离散度增大，使恶性心律失常发生率呈指数样升高。在发生致死性室性心律失常的患者中，多数存在多种有害因素共存的情况。
复极储备作为心律失常领域的全新概念，是近年来心脏电生理理论上的新突破，临床医生应及时更新这一理念，必将有助于减少恶性室性心律失常发生，为心律失常患者造福。
来源：中国医学论坛报
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