常 蕓

運動性心律失常研究現(xiàn)狀與前景

常 蕓

運動心臟作為運動員所特有的“高功能，高儲備，大心臟”一直被認為是運動員良好體能狀態(tài)的重要保障，但在運動訓練監(jiān)控中我們發(fā)現(xiàn)一些運動員或多或少存在某些心臟結(jié)構(gòu)改變和心律失?，F(xiàn)象，往往影響運動員的系統(tǒng)訓練和競技水平的提高，常常困擾著運動員和教練員。運動醫(yī)學研究也顯示，在大運動量訓練與反復大強度運動后運動心臟細胞與亞細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能代謝發(fā)生了某些失代償性改變，引起運動性心肌微損傷，而且，右心房、右心室及內(nèi)膜下心肌組織是運動心臟對大運動量訓練與反復大強度運動的敏感區(qū)域，又稱易損部位。盡管目前運動性心肌微損傷現(xiàn)象已為人所知，且運動性心律失常發(fā)生也與運動性心肌微損傷有關(guān)，但其病因、病理及發(fā)病機制尚不十分明了，運動員心肌微損傷與運動性心臟意外的發(fā)生很難早期診斷、預測和防治。針對優(yōu)秀運動員潛在心臟隱患的調(diào)研也證實優(yōu)秀運動員存在較高的心律失常風險，且專項訓練年限長的運動員更為常見，一些運動員因此而退賽，甚至退役。運動性心律失常已經(jīng)成為影響運動員體能、健康以及正常訓練比賽的重要原因之一，制約了部分優(yōu)秀運動員競技水平和比賽成績的提高。部分退役運動員留下了永久性的心律失常。本文主要針對運動性心律失常的常見類型以及病理變化與發(fā)生機制進行了綜述與探討，并對未來研究前景進行了展望，希望開展運動性心律失常電生和分子病理的研究，規(guī)避運動場上心血管意外的發(fā)生，保障運動員健康、延長運動壽命。

運動性心律失常；現(xiàn)狀；前景

運動心臟作為運動員所特有的“高功能，高儲備，大心臟”一直被認為是運動員良好體能狀態(tài)的重要保障，但在運動訓練監(jiān)控中我們發(fā)現(xiàn)一些運動員或多或少存在某些心臟結(jié)構(gòu)改變和心律失?，F(xiàn)象，往往影響運動員的系統(tǒng)訓練和競技水平的提高，常常困擾著運動員和教練員。運動醫(yī)學研究也顯示，在大運動量訓練與反復大強度運動后運動心臟細胞與亞細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能代謝發(fā)生了某些失代償性改變，引起運動性心肌微損傷，而且，右心房、右心室及內(nèi)膜下心肌組織是運動心臟對大運動量訓練與反復大強度運動的敏感區(qū)域，又稱易損部位。盡管目前運動性心肌微損傷現(xiàn)象已為人所知，且運動性心律失常發(fā)生也與運動性心肌微損傷有關(guān)，但其病因、病理及發(fā)病機制尚不十分明了，運動員心肌微損傷與運動性心臟意外的發(fā)生很難早期診斷、預測和防治。最近，我們針對我國優(yōu)秀運動員潛在心臟隱患的調(diào)研也證實優(yōu)秀運動員存在較高的心律失常風險，且專項訓練年限長的運動員更為常見，一些運動員因此而退賽，甚至退役。運動性心律失常已經(jīng)成為影響運動員體能、健康以及正常訓練比賽的重要原因之一，制約了部分優(yōu)秀運動員競技水平和比賽成績的提高。部分退役運動員留下了永久性的心律失常，尤其以房室傳導阻滯和心房纖顫發(fā)生率較高， 發(fā)生原因與病理過程尚不清楚，為了進一步揭示運動性心律失常的病理變化與發(fā)生機制，預防和降低運動性心律失常的發(fā)病風險，更好地保護運動員生命健康，保證正常訓練和比賽，延長運動壽命，規(guī)避運動場上心血管意外的發(fā)生，有必要深入開展運動性心律失常電生理和分子病理的研究。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 運動員心律失常常見類型

長期的運動訓練與比賽時運動員的心臟結(jié)構(gòu)、植物神經(jīng)功能和內(nèi)分泌激素水平發(fā)生一系列代償性結(jié)構(gòu)與功能變化，必將影響心肌的電活動、心臟節(jié)律、射血與代謝功能。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)運動員心電圖常見類型有：竇性心動過緩、竇性心律不齊、交界性逸搏、早搏、Ⅰ度、Ⅱ度房室傳導阻滯，右束支傳導阻滯、陣發(fā)性心動過速、預激綜合癥、心室復極異常等。運動員安靜時竇緩及不齊的發(fā)生率較高，特別從事耐力項目絕大多數(shù)心率都低于60 次/min，優(yōu)秀運動員一般在40 次/min，靜息心率通常在30～40 次/min。曾有個例報道運動員靜息心率慢至25 次/min，而沒有任何癥狀，睡眠時心動長間期2 s以上。通常認為運動員竇緩是心臟對長期的訓練產(chǎn)生的適應性生理變化和能量節(jié)省化現(xiàn)象，但也有專家認為不排除某些病態(tài)竇房結(jié)綜合癥的可能性，構(gòu)成運動猝死的隱患。當竇房結(jié)發(fā)出的沖動過于緩慢或不能傳入心室時，為避免心臟停搏而心臟交接區(qū)發(fā)出保護性逸搏，也是運動員心臟常見的現(xiàn)象，主要與竇緩及竇律不齊有關(guān)。而Ⅰ度房室傳導阻滯發(fā)生率國內(nèi)外報道為0.8%～8.7%，絕大多數(shù)為身體訓練引起迷走神經(jīng)張力增強的表現(xiàn)或因體位變化、憋氣等原因所致，一般屬功能性，對訓練和比賽無影響，少數(shù)與過度疲勞或某些病理因素有關(guān)，如急性心肌炎、電解質(zhì)紊亂等。Ⅱ度以上房室傳導阻滯 以耐力運動員常見，約2.4%～8%，高出同齡普通人5倍，Ⅲ度房室傳導阻滯檢出率僅0.07%。因此，運動員常見Ⅰ度和Ⅱ度房室傳導阻滯，Ⅲ度房室傳導阻滯少見，且短暫出現(xiàn)，多見于中長跑、馬拉松等耐力項目的運動員，屬生理現(xiàn)象，常在夜間、臥位或憋氣時出現(xiàn)，運動、心率加快、過度通氣時消失，也可由過度訓練、過度緊張引起。

早搏是運動員中最常見的心律失常之一，約3.7%，與常人相近。運動員通常以室性早搏最常見，房性和交接性較少。多發(fā)生在竇緩和室上性停搏時，出現(xiàn)具有以下特點時，有病理性的可能，應進行鑒別：（1）右束支傳導阻滯，運動員不完全RBBB的發(fā)生率較非運動員高，有報告在馬拉松和競走運動員中可高達51.11%，可能與訓練運動員右心負荷增加和右心擴張有關(guān)。運動員完全性RBBB的發(fā)生率為0.22%，應定期檢查，進行隨訪觀察。（2）陣發(fā)性心動過速，多發(fā)生室上速，房顫、房撲和室速較少見，可能與迷走神經(jīng)張力過高有關(guān)。一般認為，運動員中發(fā)生的陣發(fā)性心動過速，以功能性為多見，常因過度疲勞、情緒激動或用力過猛而誘發(fā)，但不能排除少數(shù)器質(zhì)性心臟病所致。（3）心室復極異常，與運動員心肌肥厚有關(guān)，ST-T改變有以下特點：①偶然發(fā)現(xiàn)，無心臟病癥狀和體征，運動能力良好。②ST-T改變的易變性大，可自然消失。③運動試驗常使ST-T改變消失或改善。④心室肌收縮時限和心臟功能均正常。⑤多年隨訪未見心血管系統(tǒng)病理表現(xiàn)。ST段下移較少見，一旦出現(xiàn)水平型ST段下移為病理現(xiàn)象。

1.2 運動性心律失常發(fā)生的可能原因與發(fā)生機制

目前研究表明，反復大強度訓練或力竭運動可導致運動心臟損傷，其發(fā)生機制可能與心肌組織細胞會出現(xiàn)以下幾種異?，F(xiàn)象有關(guān)：比如氧自由基增多、鈣超載、能量代謝障礙、細胞凋亡過度等幾種病理現(xiàn)象的綜合作用導致了心臟損傷的發(fā)生發(fā)展，并可能導致運動員心律失常的發(fā)生，歸結(jié)起來運動性心律失常發(fā)生的可能原因與機制有如下幾種。

1.2.1 氧自由基代謝異常

研究發(fā)現(xiàn)遞增負荷力竭性運動后即刻，心肌及心肌線粒體膜LPO水平呈顯著性增高，即MDA含量上升。力竭游泳后心肌線粒體游離鈣濃度下降，同時心肌線粒體膜上PLA2的活性顯著升高，認為PLA2抑制物可減少大鼠骨骼肌力竭性收縮引起的肌肉酶流失，因而支持了胞漿內(nèi)鈣離子濃度增加，可激活PLA2，改變了膜磷脂代謝，從而造成線粒體損傷。力竭運動還可導致自由基增加而消除能力下降，自由基在體內(nèi)積累，成為疲勞發(fā)生的重要原因。有研究表明，大鼠力竭性游泳和跑臺運動后心肌線粒體膜流動性下降，剛性增加，是由于自由基對膜脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)的破壞作用所致。自由基的存在可攻擊膜內(nèi)巰基，膜的脆性增加，鈣離子轉(zhuǎn)運受到影響。細胞膜是心肌細胞物質(zhì)交換、離子流動的重要生理結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，它與心肌細胞膜電位、動作電位和心臟興奮傳導密切相關(guān)。

1.2.2 心肌能量代謝異常

有研究表明大強度訓練組、中等強度訓練末次力竭運動組和無訓練力竭運動組大鼠心肌線粒體嵴出現(xiàn)不同程度的斷裂，線粒體變大，個別呈空泡化，線粒體膜和線粒體的損傷，導致無法進行正常能量代謝，進而促使心肌損傷發(fā)生。還有研究證實，急性疲勞運動可誘發(fā)心肌線粒體過氧化脂質(zhì)增高，自由基含量增加和膜流動性下降，線粒體以琥珀酸為底物的呼吸控制比改變，心肌線粒體膜磷脂含量及呼吸鏈細胞色素C氧化酶活性降低，提示運動性疲勞與線粒體呼吸鏈損害有關(guān)。李潔等研究證明，不論是大強度疲勞運動還是中等強度疲勞運動都可引起心肌線粒體呼吸鏈酶復合體活性下降。同時有研究提示耗竭游泳時心肌、股四頭肌線粒體心磷脂含量顯著降低，同時細胞色素C氧化酶活性顯著下降。反復力竭運動所造成的心肌能量代謝調(diào)節(jié)因子mtTFA、NRF-1與PPAR α蛋白表達下調(diào)，抑制HIF-1 α的表達，導致心肌組織能量代謝障礙。心肌是高耗氧量的組織，目前研究已表明反復大強度運動可以造成心肌微損傷，進而引起線粒體呼吸鏈酶蛋白降低，氧化磷酸化功能受阻，心肌氧化能力受限和能量產(chǎn)生降低，最終導致心肌能量供應障礙，電興奮傳導異常，然而有關(guān)反復大強度運動是否會對心臟電傳導系組織細胞能量代謝造成損傷，導致運動性心律失常的研究還未見報道。

1.2.3 心肌細胞凋亡現(xiàn)象

研究顯示大強度訓練及力竭后心肌細胞凋亡率明顯增加，提示運動訓練可造成心肌細胞發(fā)生凋亡，且凋亡比率隨運動強度的增加而增加。有研究表明，細胞接受刺激信號后，其基因調(diào)控系統(tǒng)一方面引起細胞增殖和分化，另一方面激活并引導受損細胞進行自我消亡和清除；在心肌細胞重塑及損傷過程中，細胞凋亡的作用正是在基因調(diào)控下的自我清除過程。凋亡調(diào)控基因通過調(diào)控凋亡的發(fā)生參與心肌重塑及損傷過程。表明心肌細胞凋亡可能是運動性心肌微損傷的發(fā)生、發(fā)展的病理機制之一。

1.2.4 心肌細胞骨架與膜結(jié)構(gòu)損傷

研究發(fā)現(xiàn)力竭運動可以造成心肌細胞膜與連接結(jié)構(gòu)損害，致使鉀離子通道成分異常、縫隙連接蛋白Cx40、Cx43、Cx45降解和分布模式異常均可導致細胞間電傳導速度的減慢，破壞心肌細胞均勻的各項異性的特點，使心肌細胞間電傳導異常易于形成折返的現(xiàn)象，可能是運動性心律失常發(fā)生的病理機制之一。

1.2.5 心肌損傷相關(guān)基因表達異常

反復力竭運動后基因表達譜研究表明參與編碼NADH脫氫酶、細胞色素C氧化酶、ATP合成酶的基因在運動后6 h后顯著性下調(diào)，心肌氧化磷酸化耦聯(lián)程度降低，導致心肌ATP能量產(chǎn)生嚴重不足，從而導致心肌出現(xiàn)壞死和凋亡發(fā)生；反復力竭運動后，熱休克蛋白，谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶、硫氧還蛋白，在運動后6 h顯著性下調(diào)表達，降低了對受損蛋白質(zhì)的修復、移除、降解，降低了對心肌的保護，是引起心肌微損傷的一個重要機制之一；反復力竭運動后，縫隙連接在運動后24 h出現(xiàn)顯著性下調(diào)，致使縫隙連接的數(shù)量的下降和分布模式的改變，這可能是運動性心律失常的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；反復力竭運動后，大量趨化因子顯著性下調(diào)，導致白細胞吞噬力竭運動產(chǎn)生的異物和受損的細胞的能力降低，從而使機體免疫力降低，同時也加速了心肌進一步受損。很明顯力竭運動后大鼠心肌基因表達譜發(fā)生了很多變化，其中主要涉及到細胞膜電化學通道相關(guān)基因、能量代謝相關(guān)基因和炎癥反應相關(guān)基因的調(diào)節(jié)。

1.2.6 心臟傳導系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能異常

心臟傳導系統(tǒng)由特殊心肌組織構(gòu)成，主導心臟搏動的產(chǎn)生和協(xié)調(diào)傳導。傳導系統(tǒng)的3個主要結(jié)構(gòu)是竇房結(jié)（sino-atrial node, SAN），房室結(jié)（atrioventricular node, AVN）和希氏-浦肯野系統(tǒng)（His-Purkinje system）。與無起搏活動的肌肉相比，心肌傳導系統(tǒng)具有自發(fā)產(chǎn)生起搏活動的特性，其中，竇房結(jié)表現(xiàn)出最快速、穩(wěn)健的起搏活動，房室結(jié)稍慢，而希氏－浦肯野系統(tǒng)的起搏活動速度最慢，強度最弱。這一電活動差異與心肌和骨骼肌工作肌細胞膜電位產(chǎn)生的離子不同有關(guān)。在心房和心室肌，靜息電位主要由Kir2通道攜帶K+產(chǎn)生，為IK,1。在竇房結(jié)和房室結(jié)由于IK,1缺乏，無法形成穩(wěn)定的靜息電位。與心房肌相比，竇房結(jié)和房室結(jié)中Kir2.1 mRNA表達少。竇房結(jié)和房室結(jié)組織中IK,1和Kir2.1的缺乏可允許舒張期其它離子流使膜去極化，從而易化起搏活動的產(chǎn)生。竇房結(jié)和房室結(jié)組織中，其它Kir通道亞單位（Kir3.1,Kir3.4,Kir6.2和SUR2）的表達也少于工作心肌。舒張期膜的緩慢去極化被稱為“起搏電位”，一旦達到閾電位便觸發(fā)自發(fā)的動作電位并最終產(chǎn)生起搏活動。許多已知的離子活動參與起搏電位的產(chǎn)生，其中最重要的是由HCN攜帶的If（funny current）。竇房結(jié)中HCN4 mRNA及蛋白的表達量均高于心房肌組織。房室結(jié)中，HCN4 mRNA和蛋白也有較高表達。此外，竇房結(jié)中HCN1 mRNA的表達也高于心肌。因此，竇房結(jié)和房室結(jié)具有起搏活動的兩個主要原因是Kir2.1的低表達和HCN的高表達，誘導竇房結(jié)和房室結(jié)組織電生理活動的異常，構(gòu)成運動性心律失常的發(fā)生機制。

運動員心率普遍低于常人，以往歸因于自主神經(jīng)系統(tǒng)的改變，但最近研究認為運動員心動過緩與自主神經(jīng)活動或許無關(guān)，而是固有心率的減慢。當交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)被阻斷后，比較耐力運動員和非運動員竇房結(jié)電生理學改變時發(fā)現(xiàn)，耐力運動員的最大SNRT/SCL（sinus node recovery time, SNRT; sinus cycle length, SCL）明顯長于常人。研究認為竇性心動過緩并不是由副交感神經(jīng)活性增強和交感神經(jīng)活性減弱造成的，而是與竇房結(jié)內(nèi)適應有關(guān)。退役的自行車運動員病態(tài)竇房結(jié)綜合癥發(fā)生率較高， 研究認為固有心率及竇房結(jié)功能下降是由于心臟纖維化所致，如竇房結(jié)細胞的減少和細胞外基質(zhì)的增生有關(guān)，而心動過緩也可能與竇房結(jié)離子通道的改變有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，在兔子出生后的發(fā)育過程中，心動過緩可能是由于HCN4，Nav1.5，Cav1.3和Na+-Ca2+交換體N C X 1的減少造成的。房性快速性心律失常（a t r i a l tachyarrhythmias, ATs）的動物模型研究發(fā)現(xiàn)，ATs可延長竇房結(jié)恢復時間約70%，HCN通道的HCN2和HCN4亞單位減少超過50%，β亞單位minK減少42%，而HCN介導電流If和IKs分別下降48%和34%。上述研究提示HCN4減少或是K+通道表達上調(diào)是引起竇房結(jié)功能障礙的主要原因。不同物種間心率研究發(fā)現(xiàn)，小鼠的心率約為400～800 次/min，人類約為70 次/min。人類較之鼠類心律慢的主要原因則是Nav1.5, Navβ 1, Nav1.4, Cav3.1, Cav3.2 and HCN4通道下調(diào)。當然，心肌缺血可導致竇房結(jié)功能障礙（sino-atrial node dysfunction, SND），在心臟停搏或心室顫動的復蘇中，也可出現(xiàn)心動過緩。心肌缺血后出現(xiàn)的心動過緩是心臟停搏后低存活率的主要原因。竇房結(jié)固有功能和自主神經(jīng)調(diào)節(jié)在心力衰竭（Heart Failure, HF）中也發(fā)生改變。HF是致死性室性心律失常和猝死的主要危險因素，HF病人的ECG記錄顯示平均心率下降及心率變異性。充血性心力衰竭（congestive heart failure, CHF）中竇房結(jié)恢復時間延長近兩倍，提示竇房結(jié)起搏功能抑制。CHF減少HCN的表達，HCN2在mRNA和蛋白水平分別減少78%和82%，HCN4減少42%和77%，但右心房HCN4表達上調(diào)高達209%，這與竇房結(jié)功能的抑制共同促進房性心律失常的形成有關(guān)。

研究發(fā)現(xiàn)，力竭運動后心臟竇房結(jié)細胞炎性因子的過度表達，易引起傳導系統(tǒng)炎性細胞浸潤，細胞間質(zhì)增殖乃至纖維化；竇房結(jié)細胞骨架支撐因子異常表達，結(jié)蛋白與連接蛋白降解；K+通道異常高表達，Na+通道SCN5A的表達下降，細胞膜離子通道蛋白受損；能量代謝調(diào)節(jié)因子PPAR α、HIF-1 α和CnAβ的表達下調(diào)，易誘發(fā)傳導系統(tǒng)能量代謝障礙。上述病理改變綜合導致竇房結(jié)細胞骨架受損，竇房結(jié)起搏和傳導功能受限，竇房性傳導受阻，構(gòu)成了運動性心律失常的病理基礎(chǔ)和發(fā)生機制。

研究發(fā)現(xiàn)，長期運動訓練可引起運動員I和II度房室傳導阻滯，耐力運動員的房室結(jié)Wenckebach周期及有效不應期均明顯長于非運動員，可見，房室結(jié)結(jié)構(gòu)功能改變也是引發(fā)運動性心律失常的病理學基礎(chǔ)之一。實驗研究表明，房室結(jié)具有較慢的動作電位傳導速度，這一特性使心房和心室收縮間產(chǎn)生延遲，即在心電圖中可以見到的P-R間期（通常人為0.12～2 s）。影響心臟動作電位傳導速度的兩個重要因素是相鄰心肌細胞間的耦聯(lián)電導和動作電位的上升速度。耦聯(lián)電導和動作電位上升速度越快，傳導速度越快。而心肌細胞間的電耦聯(lián)是由縫隙連接蛋白組成的縫隙連接，主要為CX43，CX43的mRAN和蛋白在心肌有豐富的表達，但在房室結(jié)，特別是結(jié)延伸部分表達很低，這會導致肌細胞和房室結(jié)間較差的電耦聯(lián)。在結(jié)組織間也有縫隙連接，但這些連接較小，且稀少，主要由CX45組成，CX45一般形成小電導縫隙連接通道（單通道電導率20～40 pS），CX43形成大電導通道。CX43的缺少是房室結(jié)對于動作電位低傳導速度的原因之一。在心房和心室肌中，動作電位上升期（0期）的上升速度較快，但在竇房結(jié)和房室結(jié)中較慢，約為10 V/s。心肌細胞中，動作電位上升期較快的原因是由于Na+（INa）通道的緣故，INa大而快。結(jié)組織動作電位上升速度慢是因為缺少或沒有INa，動作電位上升期是由Ca2+電流產(chǎn)生，與INa相比，Ca2+電流小而慢。Nav1.5形成心肌Na+通道INa，Nav1.5 mRAN和蛋白在工作心肌均有豐富的表達，但在結(jié)組織中無表達，因此，房室結(jié)動作電位傳導速度慢與CX43和Nav1.5的低表達有關(guān)。

浦肯野纖維位于心室壁心內(nèi)膜下，將左、右束支的電沖動快速適時地傳導至心室肌，同時也是心臟各種心律失常的高發(fā)部位。浦肯野細胞的肝糖原含量高于普通心肌細胞，由于肝糖原可以進行無氧代謝，這也是浦肯野細胞比心肌細胞更能耐受組織缺氧的原因。與普通心肌細胞相比，浦肯野纖維的電沖動傳導速率較高（2～3 m/s），部分原因是由于細胞間不同的縫隙連接。浦肯野纖維中支持高電導性通道的縫隙連接蛋白CX40的含量至少為心肌細胞中的3倍。作為傳導細胞，浦肯野細胞具有潛在自律性，通常狀態(tài)下被竇房結(jié)快速起搏活動抑制。一方面，負責動作電位1期快速復極化的瞬時外向鉀電流（Ito）在浦肯野纖維中占主要地位。另一方面，浦肯野纖維中的內(nèi)向整流鉀離子電流（IK1）和L型Ca2+通道密度低于心肌細胞，細胞中的Ca2+密度與其收縮性和傳導作用相關(guān)，也可能是造成浦肯野-心室連接部分單向傳導阻滯的原因。浦肯野纖維與快速性心律失常的產(chǎn)生有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，浦肯野系統(tǒng)可能是梗塞后單一形態(tài)的室性心動過速中折返循環(huán)的一部分。心肌梗塞后的多形態(tài)室性心動過速中，浦肯野信號早于第一個早搏，對浦肯野信號位點采用消融術(shù)后可消除早搏，并在其后的（16±5）月內(nèi)無心律失常出現(xiàn)。有研究報道，浦肯野纖維在一些心臟結(jié)構(gòu)正常的病人中也可引發(fā)心室顫動，Brugada綜合癥，長QT間期綜合癥，心肌梗塞和缺血性心肌病。浦肯野纖維可在非缺血心肌病中可引發(fā)室性顫動。對非缺血性心肌病的5位病人進行電生理學研究發(fā)現(xiàn)，4位病人的植入式心律轉(zhuǎn)復器對心室顫動無治療作用，其心室顫動和室性期前收縮可由異丙腎上腺素誘發(fā)。進一步研究發(fā)現(xiàn)這4位病人通過低電壓檢測到左心室后基底壁有邊緣區(qū)域環(huán)繞的疤痕，并在邊緣區(qū)域記錄到低振幅，高頻率電位，稱為浦肯野樣電位（Purkinje-like potentials,PLPs）。對區(qū)域組織進行消融術(shù)可消除PLPs電位。在平均（12±5）月的時間里，消融PLPs的4位病人無持續(xù)性心律失常出現(xiàn)。因此，研究認為，無缺血性心肌病的病人出現(xiàn)心律失常，可能是左心室后壁近二尖瓣處疤痕具有PLPs，消融這些位點可防止室顫的復發(fā)。

在各種病理條件下，浦肯野纖維離子通道的改變可能是心律失常產(chǎn)生的基礎(chǔ)。心肌梗塞后存活的浦肯野纖維中，Ito和ICaT明顯減少。梗塞后浦肯野細胞的鈣微釋放異常表現(xiàn)出致心律失常性。多種K+流在缺血區(qū)域也減少。在一些不同的心力衰竭動物模型中，浦肯野細胞中Ito和IK1減少，ICa, L失活減慢。相關(guān)離子通道亞單位的表達也發(fā)生變化，動作電位時程的Nav1.5, CX40, CX43分別下降56%、60%、56%；復極化期的KV4.3, KV3.4也分別下降43%和46%；動作電位的變化與離子通道亞單位一致，1期上升減少56%，超射減少32%，0期dV/dtmax減少35%；沖動傳導也相應減慢，這些結(jié)果表明離子通道亞單位在充血性心力衰竭中的變化影響浦肯野纖維沖動的傳導。在這些病理條件下，K+的下調(diào)能夠延長動作電位的時程并引發(fā)折返和觸發(fā)激動。另一個可能的原因是心力衰竭的機械電反饋激活了浦肯野纖維的牽張通道引起后除極。浦肯野-心室連接部分在病理條件下具有較高的耐受力和較慢的傳導安全性，這可能也是致心律失常的因素之一。心肌缺血時，血鉀過高，組織缺氧和酸中毒會損害浦肯野-心室連接部分的電耦聯(lián)，引起傳導阻滯。高強度運動訓練可導致機體內(nèi)環(huán)境發(fā)生變化，對于希氏-浦肯野纖維系統(tǒng)在這一狀態(tài)下離子通道電生理學和分子學基礎(chǔ)的改變。值得注意的是，力竭時傳導系統(tǒng)細胞HO-1呈高表達狀態(tài)，可以抑制細胞間黏附和單核細胞趨化等炎性反應以及纖維化，避免心功能惡化，對細胞具有某種保護作用。

綜上所述，心律失常的發(fā)生機制與心臟傳導系統(tǒng)特殊心肌細胞的電活動密切相關(guān)，對于運動訓練狀態(tài)下心臟傳導系統(tǒng)細胞膜離子通道電活動及分子結(jié)構(gòu)改變的研究將有助于揭示運動性心律失常的發(fā)生發(fā)展機制，為運動性心律失常的防治奠定實驗依據(jù)和理論基礎(chǔ)，并將豐富運動心律失常發(fā)生、發(fā)展規(guī)律及其醫(yī)務(wù)監(jiān)督的理論。

[1]曲綿域.實用運動醫(yī)學[M].北京：北京科學技術(shù)出版社，1996:311-318.

[2]常蕓.運動心臟的實驗研究[M].北京：人民體育出版社，1998。

[3]常蕓.運動心臟理論與實踐[M].北京:人民體育出版社,2008. 106-132.

[4]常蕓.運動員心臟的醫(yī)務(wù)監(jiān)督[M].北京：北京體育大學出版社，2010.

[5]朱永澤,吳庚華.力竭游泳運動對大鼠心臟竇房結(jié)細胞超微結(jié)構(gòu)的影響[J].中國運動醫(yī)學雜志，2007,26(1):86-89.

[6]白云飛,常蕓.力竭運動對大鼠心臟竇房結(jié)、房室交界區(qū)組織結(jié)構(gòu)及連接蛋白40的影響[J].中國運動醫(yī)學雜志,2008,27 (6):702-706.

[7]Philippe Lefebvre, Giulia Chinetti, Jean-Charles Fruchart, et al. (2006). Sorting out the roles of PPAR α in energy metabolism and vascular homeostasis[J]. The Journal of Clinical Investigation, 116(3):571-580.

[8]Marban E.(2002). Cardiac channelopathies.Nature,415:213-218.

[9]陳志堅，廖玉華.鼠巨細胞病毒心肌炎自身免疫致室性心律失常機制的研究[J].臨床心血管病雜志，2007,23(1):55-58.

[10]柯琴梅，杜以梅等.血小板活化因子對豚鼠心室肌細胞鉀電流及動作電位的影響[J].中國病理生理雜志，2007,23(1): 58-62.

[11]Milner DJ, Taffet GE, Wang X, et a1.(1999). The absence of desmin leads to cardiomyocyte hypertrophy and cardiac dilation with compromised systolic function[J]. J Mol Cell Cardiol, 31(11):2063-76.

[12]Milner DJ, Weitzer G, Tran D, et a1. (1996). Disruption of muscle architecture and myocardial degeneration in mice lacking desmin[J]. J Cell Biol, 134(5):1255-70.

[13]鄧大中,陳玉川,胡丙杰，等.大鼠早期心肌缺血心肌肌鈣蛋自T脫失的免疫組化研究[J].發(fā)醫(yī)學雜志,2002,18(1):12-15.

[14]De Leon JR , Buttrick PM, Fishman GI. (1994). Functional analysis of the connexin-43 gene promoter in vivo and in vitro [J]. Mol Cell Cardiol, 26 : 379-389.

[15]Yeh HI , Duont E , Coppen S, et al. (1997). Gap junction localization and connexin expression in cytochemically indentified endothelial cells from arterial tissue[J]. Histochem Cytochem , 45 : 539-550.

[16]Tristani-Firouzi M, Sanguinetti MC. (2003). Structural determinants and hiopsmal properties of BERG and KCNQI channel gating [J]. J Mol Cell Cardiol, 35(1):27

[17]Jentsch TJ. (2000). Neuronal KCNQ potassium channels: the Biology and role in disease [J]. Nat Rev Neurosci, 1(1):21

[18]Balser JR. (1999). Structure and function of the cardiac sodium channels[J].Cardiovasc Res,42(2):327-338.

[19]馬寧,李鳳蘭.低氧對大鼠心肌細胞蛋白激 A活性與 SCN5A基因表達的影響[J].哈爾濱醫(yī)科大學學報，2009,43(1): 1-4.

[20]陳詩慧,李暉等.低氧導致培養(yǎng)心肌細胞Na+通道基因SCN5A m RNA表達改變[J].醫(yī)學分子生物學雜志，2006,3(3):190–193.

[21]Shin DJ,Jang Y,Park HY,et al. (2004). Genetic analysis of the cardiac sodium channel gene SCN5A in Koreans with Brugada syndrome[J]. J Hum Genet, 49(10):573-578.

[22]Chen Q,Kirsch GE,Zhang D,et al. (1998). Genetic basis and molecular mechanism for idiopathic ventricular fibrillation[J]. Nature, 392(6673):293-296.

[23]Ackerman MJ,Siu BL,Sturner WQ,et al. (2001). Postmortemmolecular analysis of SCN5A defects in sudden infant death syndrome[J]. JAMA, 286(18):2264-2269.

[24]Olson TM,Michels VV,Ballew JD,et al. (2005). Sodium channel mutations and susceptibility to heart failure and atrial fibrillation[J]. JAMA, 293(4):447-454.

[25]Veldkamp MW, Wilders R,Baartscheer A,et al. (2003). Contribution of sodium channel mutations to bradycardia and sinus node dysfunction in LQT3 families[J].Circ Res, 92(9):976-983.

[26]Groenewegen WA, FirouziM,Bezzina CR, et al. (2003). A cardiac sodium channelmutation cosegragateswith a rare connexin40 genotype in familial atrial standstill [J]. Circ Res, 92: 14-22.

[27]Chen LY,Ballew JD,Herron KJ, et al. (2007). A common polymorphism in SCN5A is associated with lone atrial fibrillation [J]. Clin PharmacolTher, 81: 26-28.

[28]EllinorPT,Nam EG, SheaMA, et al. (2008). Cardiac sodium channel mutation in atrial fibrillation[J].Heart Rhythm, 5: 99-105.

[29]Benson DW,Wang DW, DymentM, et al. (2003). Congenital sick sinus syndrome caused by recessivemutations in the cardiac sodium channel gene (SCN5A)[J]. J Clin Invest, 112: 1019-1028.

[30]Ichiro Takada, Ruth T, Yu H, et al. (2000). Alteration of a single amino acid in peroxisome proliferator-activated receptor-α(PPAR α) generates a PPAR δ phenotype. Molecular Endocrinology, 14(5): 733-740.

[31]Kersten S, Desvergne B, Wahli W. (2000). Role of PPARs in health and disease[J]. Nuture, 405:421-424.

[32]王榮珍.過氧化脂質(zhì)體增殖激活受體與心腎疾病[J].中國心血管雜志，2 0 0 5，1 0（1）：7 2-7 4.

[33]Nakayama K, Kanzaki A, Hata K, et al. (2002). Hypoxia inducible factor 1 alpha(HIF-1 alpha) gene expression in human ovarian cancinoma. Cancer Lett, 176: 215-223.

[34]覃東紅，徐小紅.鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶對心肌凋亡作用研究進展[J].疑難病雜志，2006，5（1）：7 0-7 2.

[35]李俊明，馬業(yè)新，黃俊.大鼠缺血再灌注心肌過氧化物酶體增殖物激活受體α的表達及血清游離脂肪酸含量的變化[J].中國病理生理雜志，2006，22（1）：195-196、201.

[36]Takano H, Nagai T, Asakawa M, et al. (2000). Peroxisome proliferator-activated receptor activators inhibit lipopolysaccharide-induced tumor necrosis factor-alpha expression in neonatal rat cardic myocytes[J]. Circ Res, 87(7):596-602.

[37]Resar JR, Roguin A, Voner J, et al. (2005). Hypoxia-inducible factor 1 alpha polymorphism and coronary collaterals in patients with ischemic heart disease [J]. Chest, 128:787-791.

[38]Fan H,Sun B,Gu Q,et al. (2002). Oxygen radical strigge reactivation of NF-kappaB and AP-1 and up-regulation of ICAM-1 in reperfused canine heart [J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 282(5):1778-1786.

[39]Davani EY, Dorscheid DR, Lee CH, et a1. (2004). Novel regulatory mechanism of cardiomyocyte contractility involving ICAM-1 and the cytoskeleton[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol, 287(3),1013-1022

[40]Jonsson-Rylander AC, Nilsson T, Frltsche-Danielson R, et al. (2005). Role of ADAMTS-1 in Atherosclerosis:remodeling of carotid artery, immunohistochemistry, and proteolysis of versican[J].Arterloscler Thromb Vasc Biol, 25, 180-185.

[41]Shunji Hayashidani MD,Hiroyuki Tsutsui MD,Tetsuya Shiomi MD,et al. (2003). Anti-Monocyte Chemoattractant Protein-1 Gene Therapy Attenuates Left Ventricular Remodeling and Failure After Experimental Myocardial Infarction[J]. Circulation, 108:2134-2140.

[42]Levine B, Kalman J, Mayer L, et al. (1990). Elevated circulation levels of tumor necrosis factor in severe chronic heart failure [J]. N Engl J Med, 323(4):236-241.

[43]陳雙慶，楊震.TNF-α和I L-6在慢性心力衰竭中的變化及意義[J].江蘇醫(yī)藥，2007，33(10)：1032-33

[44]占成業(yè)，潘李莉等.高血壓左室肥厚時細胞間黏附分子-1在心肌中的表達及其作用[J].中華急診醫(yī)學雜志,2005,14(1): 47-50

[45]Jonsson-Rylander AC, Nilsson T, Friroche-Danieison R, et al. (2005). Role of ADAMTS-1 in atheroselerosis: remodeling of carotid artery, immunohistochemistry, and proteolysis of versican[J]. Arterloscler Thromb Vase Biol, 25(1), 180-185

[46]Norata GD, Bjork H, Hamsten A, et al. (2004). High-density lipepretein subfraction 3 decreases ADAMTS-1 expression induced by lipepelysacchafide and tumor necrosis factor-a in hnman endothelial cells[J]. Matrix Biology, 22(7), 557-560.

[47]Nakamura, Keigo, Hirohata, et al. (2004). Dynamic Induction of ADAMTS1 Gene in the Early Phase of Acute Myocardial Infarction[J]. Journal of Biochemistry, 136 (4) :439-446.

[48]江科,王建軍,李勁松,等.血紅素氧合酶-1在肺早期缺血再灌注損傷中的表達及意義[J].華中科技大學學報(醫(yī)學版), 2007,36(4):475-478

[49]LiVoltiG, SorrentiV, Murabito P, et al. (2007). Pharmacological induction of heme oxygenase-1 inhibits iNOS and oxidative stress inrenal ischemia-reperfusion injury[ J]. Transplant Proc, 39 (10): 2986-2991.

[50]Pachori AS, Melo LG, Zhang L, et al. (2006). Chronic recurrent myocardial ischemic injury is significantly attenuated by preemptive adeno-associated virus heme oxygenase-1 gene delivery [J]. J Am Coll Cardiol, 47(3):635-643.

[51]PhiliPpe Lefebvre, Giulia Chinetti, Jean-Charles Fruehart, et al. (2006). Sorting out the roles of PPAR α in energy metabolism and vaseular homeostasis[J]. The Journal of Clinieal Investigation, 116(3):571-580.

[52]高瑞芳,常蕓.力竭運動后大鼠心肌組織結(jié)構(gòu)改變及不同時相PPARα表達的變化[J].中國運動醫(yī)學雜志,2009,28，(03): 264-268

[53]馬景霞，常蕓.力竭運動后不同時相大鼠心肌CnA β的變化[J].中國運動醫(yī)學雜志，2009,28(4):388-390

[54]彭澤胄，常蕓.力竭運動后不同時相大鼠心肌細胞間粘附因子-1的變化[J].中國運動醫(yī)學雜志，2010，29（05）

[55]Curran S, McKay J A. (2006). Laser capture microscopy[J].Mol Pat hol,58:64-68

[56]楊紅霞，常蕓。力竭運動后不同時相心臟竇房結(jié)ADAM TS-1的變化[J].中國運動醫(yī)學雜志，2011,30（05）：437-441

[57]常蕓，楊紅霞.不同力竭運動后大鼠心臟傳導系統(tǒng)結(jié)蛋白m RNA和蛋白表達的變化及其在運動性心律失常發(fā)生中的作用[J].中國運動醫(yī)學雜志，2012,31（04）:34-321

[58]Flagg TP, Nichols CG. (2011). "Cardiac KATP": a family of ion channels. Circ Arrhythm Electrophysiol, 4(6): 796-798.

[59]Baczko I, Husti Z, Lang V, et al. (2011). Sarcolemmal KATP channel modulators and cardiac arrhythmias. Curr Med Chem, 18(24): 3640-3661.

[60]Ravens U, Cerbai E. (2008). Role of potassium currents in cardiac arrhythmias. Europace, 10(10): 1133-1137.

[61]Chan PJ, Osteen JD, Xiong D, et al. (2012). Characterization of KCNQ1 atrial fibrillation mutations reveals distinct dependence on KCNE1. J Gen Physiol, 139(2): 135-144.

[62]Jeyaraj D, Haldar SM, Wan X, et al. (2012). Circadian rhythms govern cardiac repolarization and arrhythmogenesis. Nature, 483(7387): 96-99.

[63]Grunnet M, Bentzen BH, Sorensen US, et al. (2011). Cardiac Ion Channels and Mechanisms for Protection Against Atrial Fibrillation. Rev Physiol Biochem Pharmacol.

[64]Giudicessi JR, Ackerman MJ. (2012). Potassium-channel mutations and cardiac arrhythmias-diagnosis and therapy. Nat Rev Cardiol.

[65]Farid TA, Nair K, Masse S, et al. (2011). Role of KATP channels in the maintenance of ventricular fibrillation in cardiomyopathic human hearts. Circ Res, 109(11): 1309-1318. [66]Li GR, Dong MQ. (2010). Pharmacology of cardiac potassium channels. Adv Pharmacol, 59: 93-134.

(責任編輯：何聰)

Status Quo and Prospects of the Researches on Athletic Arrhythmia

CHANG Yun
(China Institute of Sport Science, Beijing 100061, China)

Athlete's heart, a special heart of high Efficiency and high reservation, is the main guarantee for athlete's perfect physical state. Yet in monitoring sports training, we have found that to some extent, some athletes are facing the problems of cardiac structural changes and arrhythmia. This often affects athletes' systematic training and the improvement of athletic performance, which is the vexation of athletes and coaches. Study on sports medicine shows that after intensive training and repeated intensive exercise, some decompensated changes occur in the morphological structures and functional metabolism of cardiac cell and subcellular fraction, which causes athletic myocardial micro-damage. Besides, right atrium, right ventricle and heart tissues beneath endomembrane are the sensitive areas of heart toward intensive training and repeated intensive exercise. These areas are called vulnerable parts. Though athletic myocardial micro-damage has been known and athletic arrhythmia is correlated to athletic myocardial micro-damage, etiology, pathology and pathogenesis are not yet clear. It is difficult to diagnose, predict and prevent athletic myocardial micro-damage and athletic cardiac accident at an early stage. Researches on the hidden heart trouble of some elite athletes prove that there is higher risk of arrhythmia for elite athletes, especially for those who have had many years of specific training. Some athletes have to quit the competitions or retire. Athletic arrhythmia has become one of the main reasons affecting athletes' physical ability, health, training and competition and restricting the improvement of some elite athletes' performance. Some retired athletes are obsessed with permanent heart arrhythmia. The article discusses the types, pathology and pathogenesis of athletic arrhythmia and look into future researches in this regard. The aim of this study is to enhance the researches on electro-production and molecular pathology of athletic arrhythmia so as to avoid the occurrence of cardiovascular accidents, protect athletes' health and stretch athletes' sports career.

athletic arrhythmia; status quo; perspective

G804.5

A

1006-1207(2012)04-0011-06

2012-06-27

國家體育總局體育科學研究所基本科研業(yè)務(wù)經(jīng)費（10-01）

常 蕓，女，研究員. 主要研究方向：運動心臟病理與醫(yī)學監(jiān)督.

國家體育總局體育科學研究所，北京體育館路11號 北京100061