房颤(AF)等常见的心律失常与新发心律失常性心肌病(AIC)风险增加相关。尽管卒中仍然是AF最令人担忧且研究最广泛的并发症,但AIC也是其严重临床后果之一。现有的导管消融、心率控制和节律控制等房颤治疗策略等均可使房颤患者恢复窦性心律,但并不针对导致AF发展为 AIC的潜在分子机制。JACC: Heart Failure发表的一篇综述汇总了各种 AIC 亚型的临床特征,讨论从AF发展到 AIC 的病理生理机制,并回顾了与当前治疗方案相关的证据,旨在寻找AIC相关的关键知识缺口,从而研发出针对细胞和分子机制的更有效的 AIC 疗法,以降低AIC发病率和死亡率。


中心图 心律失常及其引发心肌病的机制概述

AIC的病理生理机制

01

钙离子处理异常

钙离子流是心脏兴奋-收缩耦联的核心,异常的钙流入或流出会损害心肌细胞收缩。Ling等进行的动物试验探究了不规则节律对兴奋-收缩偶联的影响,显示与正常节律患者相比,不规则节律患者的钙瞬变振幅较低,达到峰值的时间较长,提示不规则节律本身可导致钙处理异常,从而导致收缩功能障碍。

02

心肌能量供需失衡

心动过速时心脏能量需求增加,可引发短暂性心室缺血和能量失衡,影响钠钾ATP酶功能,从而导致收缩力下降。另外,AF负荷与冠状动脉血流恶化呈正相关,终止心律失常可恢复冠状动脉灌注。

一项动物实验证实,室性心动过速可降低实验狗心脏组织的三磷酸腺苷(ATP)水平,但不影响乳酸水平,提示能量失衡而非缺血或为AIC的驱动因素。Mueller等进行的研究显示,AIC患者的心肌活检结果存在线粒体相关异常。研究提示,在快速性心律失常患者中,线粒体密度降低和ATP需求增加或为一种代偿机制,部分由线粒体病理生理学驱动的心肌能量失衡促进了AIC的发展。

03

神经激素变化

AF患者的血浆利钠肽和内皮素水平升高,内皮素是一种血管收缩剂,AF患者的心输出量减少时,可代偿性增加。

与钙离子处理异常相似,不规则节律可增加交感神经活动,并随着时间的推移导致心室功能障碍。

由于β1上腺可激活肾单位的球旁细胞产生肾素,因此肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)与交感神经系统相关。现有证据提示,交感神经激活或为AIC的直接驱动因素,抑制RAAS可改善心动过速介导的心室功能障碍。

04

炎症和氧化应激

氧化应激和全身炎症是AF和HF的独立危险因素。与无AF患者相比,无HF的AF患者的左心室心肌样本的氧化应激和炎症指标升高。

动物实验显示,在心动过速介导的HF家兔模型中,通过提高心肌细胞GSH/GSSG比值和氧化线粒体DNA增加了氧化应激,下调β受体,降低儿茶酚胺敏感性,可缓解收缩功能障碍。更为重要的是,经过8周的抗氧化剂、β胡萝卜素、抗坏血酸和α生育酚治疗,这些病理变化得到了改善,从而表明氧化应激在AIC中起着因果作用。

炎症可致微血管损伤、内皮细胞功能障碍,促进心肌能量失衡、细胞肥大等,免疫细胞浸润也参与 AIC 进展。

全身炎症在AF和HF中都很常见,其可导致微血管损伤、内皮细胞功能障碍,促进心肌能量失衡、细胞肥大等。另外,在AF患者中,免疫细胞浸润也参与AIC 进展。

05

心脏结构重塑

心房和心室结构重塑在AF和HF病理生理机制中起着关键性作用。纤维化是AF患者结构重塑的关键机制,但其在AIC中的作用尚不清楚。研究未发现,AIC患者的心肌样本与其他患者存在明显的纤维化房颤的差异。尽管AIC是可逆的,但纤维化或比其他结构变化(如扩张)更不可逆。

扩张是结构重塑的另一个主要机制,且通常在发生HF症状之前出现。心动过速科直接导致心房和心室扩张;且右心房快速起搏可导致左心房扩张,心室快速起搏可左心室扩张。

此外,在AIC患者中,扩张或较纤维化更为重要。

06

遗传学

某些心肌病的遗传易感性可能增加AF患者发生AIC的风险,如ACE基因、HCN4基因等的特定变异。

临床管理

01

疾病特征

AIC是电生理领域备受关注的一种疾病,患者部分或完全可逆。在不同患者中,AIC具有一定的异质性,其可在心动过速后一周内甚至几年后出现。

AIC的临床表现多样,多数患者会出现心悸和晕厥的症状;部分患者还可能出现呼吸困难和水钠潴留等HF症状;有些患者甚至无症状。通常情况下,AIC症状可能在心律失常诱导后的几天至120天出现。

02

诊断

医生可以根据患者的详细病史、体检结,以及实验室和影像学研究(心脏磁共振、超声心动图等),来明确诊断。

由于AIC可能与其他HF病因同时存在,因此可进行心电图和心脏磁共振检查以排除其他HF病因,如缺血或纤维化。由于AIC通常表现为收缩性降低、细胞外基质变化和双心室扩张等,因此进行经胸超声心动图检查也有助于诊断AIC。

值得注意的是,即使在最初表现为窦性心律的患者中,除外缺血性和非缺血性心肌病的其他原因后,也应考虑AIC的可能性。

03

AIC的常见病因及治疗策略

(1)AF

与是否合并快速心室反应无关,AF是AIC最常见的原因。

心率升高、心房收缩功能减弱和房室不同步等均可导致心功能恶化。心动过速还会损害心脏的舒张和收缩功能,增加左心室充盈压,从而促进功能性二尖瓣反流的发生,增加左心房大小,最终导致AF恶化。另外,快速心室反应期间心率增加会导致充盈时间缩短和心输出量减少。AF患者的心房低收缩性还会降低患者的心室充盈,使心脏几乎没有补偿能力,进行抗心律失常药物和/或消融减少AF负担,有助于提高心输出量和运动耐力。

早期持续治疗AF(如节律控制、心律控制)对预防和治疗 AIC 至关重要。

(2)心房扑动(AFL)

尽管目前已经证实AFL与AIC之间有联系,但探究AFL与心室功能之间的关系研究较少。腔静脉-三尖瓣环峡部依赖性房扑(CTI-dependent AFL)是最常见的AFL形式,非常适合导管消融,治疗成功率超过90%。

(3)房性心动过速(AT)

与导致房室不同步的快速性心律失常相反,具有规律性房室传导的AT等所致AIC的速度和严重程度较低。

据报道,约10%的持续性AT患者会发生AIC。AT病灶多发生在终界嵴、三尖瓣环、冠状窦口和结周区域,仅用12导联心电图鉴别AT和窦性心动过速可能较为困难。侵入性电生理试验和消融分别是诊断和治疗AT的一线方法,且同时应治疗甲状腺毒症等心外触发因素。

(4)折返性室上性心动过速(SVTs)

由于房室结折返性心动过速(AVNRT)和房室折返性心动心动过速(AVRT)通常是阵发性,因此很少导致AIC。虽然罕见,但当折返性SVTs的心律失常负担≥50%时,可被认为是持续性,更可能与AIC发生有关。患者可首选导管消融进行治疗。

(5)室性早搏(PVCs)

频繁的PVCs可导致AIC。三分之二的PVCs起源于心室流出道,而三分之一可能起源于其他心室结构,包括心室壁、肌束和乳头肌。

尽管有研究表明,PVC负荷超过24%与心肌病的风险相关,但也有报告显示PVC负荷低至10%时也可发生AIC,尤其是在射血分数降低的心衰(HErEF)患者中。

患者可进行导管消融以恢复左室功能,但对于存在解剖困难和复发问题,进行抗心律失常药物管理中仍有必要。

总体而言,导管消融通常能成功治疗与AF、AFL、SVT、室性心动过速和异位性心动过速相关的AIC。一旦心动过速缓解,BNP通常会降低。

值得注意的是,既往AIC病史患者的心律失常易复发。一旦心律失常复发,患者的心室功能会迅速下降,提示AIC或可导致心肌潜在的持久损伤。由于AIC患者的心脏重塑增加了心律失常的易感性,因此建议患者长期进行指南指导的HF药物治疗,即使心律失常从未复发。

结语

AIC是一个复杂的多因素过程,涉及多种机制导致的心房电功能障碍和心室收缩功能障碍。有效管理AIC需要一种全面的方法,既能解决心律失常,又能解决心脏潜在的结构和功能变化。然而,现有治疗方法并没有完全解决导致AF进展为AIC的潜在机制,如钙离子作用异常和炎症。

更重要的是,很少有研究关注AIC期间发生的永久性亚临床变化,这些变化可能会在几年后被揭示出来。

参考文献:

[1] Tachycardia and Atrial Fibrillation-Related Cardiomyopathies: Potential Mechanisms and Current Therapies. Keefe JA, et al. JACC Heart Fail. 2024.

[2] Arrhythmia induced cardiomyopathy.Sugumar H, et al. J Arrhythm. 2018.

[3] Mechanisms and Clinical Significance of Arrhythmia-Induced Cardiomyopathy. Raymond-Paquin A, et al. Can J Cardiol. 2018.

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