病理性J波
2018-02-14杨海林综述何泉审校
杨海林 综述 何泉 审校
(重庆医科大学附属第一医院心内科,重庆400016)
J波在心电图上定义为QRS波与ST段连接处J点抬高≥0.1 mV(1 mm)、持续时间≥20 ms(0.5 mm),可表现为QRS波末端顿挫样或切迹样改变。1936年,J波首次被提出[1]。1956年,Osborn[2]在低体温动物实验中发现了J波并将其描述为损伤性电流,而后,高钙血症[3]、Takotsubo心肌病[4]、缺血性心肌病[5]中也发现了类似的心电图变异。各种病理因素致心外膜及心内膜产生跨壁电压梯度、J点抬高或J波振幅增加,即为病理性J波。已有研究证明,病理性J波与心律失常、心源性猝死关系密切[6],但尚无文献对病理性J波特点进行详细论述,故现对生理性J波与病理性J波的特点、病理性J波的危险分层及机制做一简要综述。
1 常见J波类型
1.1 运动员J波
在大规模人群调查[7-9]中,J波的发生率为1%~5%,常见于青年男性、黑人及高强度训练的运动员。运动员中J波的发生率远远高于普通人群,为14%~64.3%[10-13]。窦性心动过缓、早复极改变(J波合并ST段凹面向下型抬高)、左室肥厚高电压为运动员心电图的主要特征[10]。Noseworthy等[14]通过队列研究展现了训练对运动员心电活动及心脏结构的影响,在90 d高强度训练后,运动员中J波的发生率由37.2%增加至52.7%(P=0.003),且部分运动员出现了左室向心性肥厚;但在随后的长期随访[(21±13)个月]中,无心源性猝死及严重心血管疾病事件的发生。运动员早复极改变被认为是一种良性、与训练及高度迷走神经兴奋相关的心电图变异[15]。
1.2 低温性J波
在体温逐渐下降的过程中,体表心电图常可记录到原有的J波明显增高增宽,考虑为低温性J波。有病例报道[16]一例患者在低温治疗中反复出现室性心律失常,随着体温下降,心室颤动性心脏骤停次数随之增多(体温34℃时,患者出现了2次心室颤动,体温降至31℃时,心室颤动再次发生了5次),在体温下降过程中,心电图出现了下壁J波,且J波随着体温下降出现了振幅明显抬高。Gurabi等[17]在瞬时外向钾电流(Ito)电流激动剂(NS5806)制成的早复极动物模型犬中,将体温降至32℃时,心外膜动作电位加强致心电图上可见明显的J波,低温导致局部动作电位圆顶丢失,与其他无电位变化区域形成跨膜电位差,促使了2相折返及心室颤动发生。低温通过激活Ito通道和抑制内向钙电流(ICa)通道发挥作用[17],实验证明奎尼丁(Ito通道阻滞剂)阻止了所有低温所致的室性心动过速/心室颤动,西洛他唑和米力农(ICa通道激动剂)抑制了大部分室性心动过速/心室颤动的发生。
1.3 缺血性J波
2 J波的危险分层
近20年,病理性J波的概念被提出,其中ST段形态、J波位置导联及遗传性基因突变作为病理性J波的特征鉴别引起了广泛的讨论。在传统定义中,J波伴随ST段弓背向下型抬高被认为是早复极的典型表现。Uberoi等[24]对29 281例健康成人(其中黑人占13%,白人占87%)进行了(7.6±3.8)年的长期心电图随访发现,下壁或侧壁的早复极发生率为2.3%(664/29 281),早复极组与对照组生存率无明显统计学差异,而早复极组合并Q波或T波倒置(T波振幅<0.05 mV)的生存率较对照组明显降低。笔者认为传统的早复极改变是一种良性的心电图变异。
2.1 ST段形态
在大规模人群心电图随访研究中[25],早复极类型中大部分人群表现为J波伴随快速上升的ST段,此类预后均较好,其中仅有少部分J波伴随水平或下斜型ST段者心源性猝死风险增加。水平或下斜型ST段定义为J点后100 ms内ST段抬高<0.1 mV[25]。Rosso等[26]分别对心室颤动患者、健康成人、运动员三组人群的心电图进行回顾研究,心室颤动在35~45岁人群中发病率为3.4/100 000,合并心电图J波人群心室颤动发生率提升至11/100 000,而J波合并水平型ST段人群心室颤动发生率明显增加为30.4/10 000。除上述心电图改变,在另一些研究中也报道了T波形态对于病理性J波鉴别的意义。有学者发现心室颤动患者组的低振幅T波(Ⅰ、Ⅱ或V4~V6导联,T波振幅<0.1 mV且<1/10 R波振幅)发生率为29%,明显高于对照组的发生率3%,统计学上有显著差异[27]。高振幅T波通常伴随快速上升的ST段,心室颤动患者组T波振幅与R波振幅比值(T/R)明显低于对照组,低T/R比值从另一方面证实了J波合并低平ST段预示不良预后。
2.2 J波导联
不同导联J波的临床意义及临床预测价值不同。根据J波的导联位置将早复极综合征分为三类[28],并根据其不同导联进行了危险分层:(1)类型一:J波位于侧壁导联,常见于健康成人,极少发生恶性心律失常;(2)类型二:J波位于下壁及下侧壁导联,此类型与不良预后有明显关系;(3)类型三:J波位于广泛导联,包括下壁、侧壁及右胸导联,此类危险系数最高,极易发生致死性电风暴。
2.3 离子通道遗传性基因突变
Haissaguerre等[29]在特发性心室颤动导致心脏停搏的存活者中发现,31%(64/206)的患者心电图有早复极改变,其中10例患者有心源性猝死的家族史。一过性外向Ito电流增加是心电图J波形成的重要机制之一,基于此机制,许多学者运用动物模型对编码Ito电流的基因与心源性猝死的相关性进行了一系列研究。2009年,KCNJ8基因首次在病例报道中被提出[30],一例14岁女性反复发作与早复极相关的多形性心室颤动,运用β受体阻滞剂、利多卡因/美西律、维拉帕米治疗无效,而异丙肾上腺素、奎尼丁可有效抑制电风暴的发生。在其编码三磷酸腺苷酶敏感性钾电流(IK-ATP)通道基因组DNA测序中发现KCNJ8基因中exon3(NC_000012)错义突变,并相继证实KCNJ8基因突变导致IK-ATP通道异常,使恶性心律失常发生率增加[31-32]。L型钙通道基因突变,包括CACNA1C、CACNB2B和CACNA2D1及编码钠通道α亚基的SCN5A也相继被证实与心源性猝死相关。
3 J波的离子流机制
心脏正常的心电活动周期包括心脏除极与心脏复极,包括0期除极相及1~4期复极相,心电图主要由P波、QRS波、J点、T波和U波构成,其中J点代表复极的开始。在早期复极1相期,钾离子负载的Ito通道激活,大量钾离子外流,心外膜与内膜的不均一性形成了跨壁电压差,在心电图上形成了生理性J波。
不同部位心室肌细胞离子通道密度不同,具有组织分布性,这种心脏异质性保证了心肌复极按先后顺序进行。在各种病理(如缺血、缺氧、低温、高钙血症)情况及药物作用下Ito电流明显增强(右室心外膜心肌细胞显著),心外膜动作电位切迹加深,使2相复极平台期延迟,导致动作电位时程增加,进一步心外膜动作电位圆顶状丢失,表现为不同部位的心肌细胞呈现全或无的2相复极。不同部位心肌细胞形成了显著电位差,跨壁离散度增加,若合并内向电流(主要包括内向钠电流和ICa)减少或外向电流(主要包括IK-ATP)增加,可使2相复极离散度进一步增强,心电图上表现为J点及ST段进一步抬高。病理损伤区域与正常区域动作电位时程形成了差异,导致2相折返,心电图上表现为R-on-T期前收缩,诱发多形性室性心动过速/心室颤动。
4 小结
J波导致恶性心律失常发生率增加及心源性猝死已被大量文献证实,心电图J波改变往往无任何症状和体征,识别病理性J波并及时采取有效的预防措施对减少心源性猝死、降低死亡率有极其重要的临床意义。