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浦介麟：离子通道与心律失常·365医学网

心肌细胞离子通道和其它离子通道一样，为镶嵌在细胞膜双脂质

层基质中的大分子蛋白质(称为通道蛋白)，其中央形成能通过离子的亲

水性孔道。离子的跨膜转运是通过膜的通道蛋白功能来完成的。通常

离子通道是相对静息的，只有在特殊刺激(包括膜电位变化、神经递质

或其他化学刺激以及机械变形等)作用下才发生反应引起通道的开放或

关闭，通道的反应亦称为门控(gating)。心肌细胞离子通道种类繁多、

结构复杂，与心脏密切相关的主要是钠、钾和钙等通道，与心律失常

的发生、发展有密切关系。心脏离子通道病是由基因异常或后天获得

性因素所致的心脏离子通道功能失调所引起的一组疾病。该类疾病能

引起多种恶性心律失常，最终导致患者晕厥、心脏骤停，甚至心源性

猝死。

1离子通道与遗传性心律失常

1.1钾离子通道与遗传性心律失常

钾离子通道是目前发现最复杂的一类离子通道，分为延迟整流钾

通道、瞬时外向钾通道、内向整流钾通道、三磷酸腺苷敏感钾通道和

乙酰胆碱敏感性钾通道五类。心肌细胞钾通道决定心肌静息电位、心

率及动作电位的形成和时程。

1.1.1钾离子通道与LQTS

目前发现LQTS中有7个基因型与钾通道有关，分别为LQTS1、

LQTS2、LQTS5、LQTS6、LQTS7、LQTS11和LQTS13型，其共同特

点是相关基因突变导致通道功能缺失，使得钾离子从细胞内释放减少，

导致复极时间延长。缓慢延迟整流钾离子流(Iks)是心肌细胞复极过程

中3相期的主要外向离子流之一，是对抗L型钙通道的内向离子流以

终止平台期并最终完成复极的重要离子流。因此，LQTS1、LQTS5和

LQTS11型相关的KCNQ1、KCNE1和AKAP9基因突变导致延迟整流

钾通道功能受损，Iks被抑制，动作电位时程延长，即心电图上所表现

的QT间期延长。钾离子通道的失活，心肌细胞的复极时间延长，使得

原本正常的兴奋传导过程由于部分细胞不应期的延长而出现异常，为

心律失常的发生提供了条件；后除极则是心律失常的诱发因素，后除

极主要是由内向钙离子电流所致。

快速延迟整流钾离子流(IKr)是心肌细胞2、3相期主要复极电流之

一，它在动作电位起始时很小，而在动作电位2、3相时明显增加。Ikr

增加，动作电位时程缩短；反之，Ikr减弱，使心肌动作电位平台期延

长和早期后除极，引起心律失常。LQTS2和LQTS6型中KCNE2和

HERG基因突变导致，通道激活减慢、失活加快，通道开放缓慢，关

闭迅速，使得钾离子外向复极电流减弱，复极化延长。KCNJ2基因编

码内向整流钾离子通道，调节Kir离子流，形成3期复极并维持静息膜

电位。LQTS7型相关的KCNJ2基因突变，使得Kir减少，复极延长。

LQTS13型是通过一个携带KNCJ5基因突变的中国家族证实的。

KNCJ5基因定位于11q23.3—24，编码乙酰胆碱依赖型钾通道Kir3.4

亚单位，研究表明其突变干扰了Kir的功能，使复极时程延长。

1.1.2钾离子通道与SQTS

SQTS中有3种基因突变导致钾离子通道的异常，分别为KCNE2、

KCNQ1和KCNJ2，与之相对应的分为SQTS1、SQTS2和SQTS3型。

这3种致病基因也与LQTS有关，只是钾离子通道突变所产生的功能不

同。与LQTS突变抑制钾离子通道相反，SQTS中3种基因的突变均为

“获得功能”性突变，使钾离子外流增加，复极时程缩短。

1.1.3钾离子通道与BrS

BrS中有2个基因型与钾离子通道有关。KCNE3基因编码电压门

控钾离子通道(K4.3)的β亚单位，可调节多种钾离子通道电流，如一过

性外向离子流(lto)和IKS等。Delpon等通过SSCP法直