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心脏细胞电活动早期后除极（EADs）是动作电位复极过程中膜电位的震荡和去极化活动，遗传性和获得性长QT综合征（LQTS）及心力衰竭时易发生EADs，并常伴有尖端扭转型室速（TdP）发生。EADs概念的提出已有半个多世纪了，但直至1980年代以后，人们通过大量的实验研究才对其发生机制逐渐有了较为深刻的认识，提出外向电流减小或内向电流增大可延长动作电位时程（APD），此时Ca窗电流发挥重要的作用，在此膜电位水平可使L-型Ca电流（ICa-L）再次被激活，导致平台期膜电位震荡。同时细胞内Ca循环和肌浆网Ca2+自发释放也是参与EADs发生的重要基础。 然而，研究也发现单纯的复极储备减少，延长APD并非必然引起EADs，动作电位复极延缓呈三角形、APD逐跳不稳定性（beat-to-beat instability）增大均参与EADs的发生。由于EADs的发生与恶性室性心律失常密切相关，深刻认识其发生的电生理基础及其临床药物干预的可能靶点，对预防和治疗恶性心律失常具有重要的意义。本文简单介绍了近年来学者们采用动力学理论研究和实验研究方法，对诱发EADs的条件基础及膜电位变化的认识。 在心脏电活动中，震荡是一种普遍存在的现象，比如窦房结细胞的起搏活动、心室肌细胞的自主兴奋以及动作电位复极过程的后除极活动。震荡本身又是一种非线性动力学现象，与EADs的产生关系密切，表现为霍普夫分歧（Hopf bifurcation），指原有的平衡系统发生性质变化而转变为震荡状态。其特点是在霍普夫分歧点之前系统处于稳态（steady state）或称平衡态（equilibrium state）；而在分歧点之后则系统不能保持稳定而有持续的震荡发生。  心电活动复极缓慢时表现出非线性动力学的另一特点为吸引域（basin of attraction）现象。当细胞的初始膜电位接近于静息电位时，则稳定于静息状态；当给予细胞刺激使膜电位高于Na通道激活的阈电位时，膜电位则快速升高，并电压依赖性的激活大量Ca通道开放，从而使膜电位稳定在持续去极化状态，这种表现是典型的非线性系统中吸引域现象，即系统中的后一状态（去极化状态）依赖于起始状态（静息状态）。吸引域现象也与EAD的产生有密切的关系。 学者们根据非线性动力学的理论，采用Luo-Rudy1心肌细胞数学模型对EADs发生进行计算机理论仿真研究。假设动作电位各种快速激活的电流或门控因子已达稳态，用缓慢激活的延迟整流K电流（IKs）门控因子x作为分析影响复极过程的参数，通过改变准稳态电流（IQSS）分析膜电位的变化。如图2A所示，当IKs门控因子x=0、准稳态电流IQSS=0时，准平衡态（quasi-equilibrium states（QESs））电位分别为r，s，p。r表示为膜电位-90～-80mV的静息电位。s和p准平衡电位分别位于平台期约-40～-10mV之间，提示准稳态内向和外向电流处于平衡状态。准稳态内向电流包括L型Ca电流（ICa-L）及其Ca窗电流、晚Na电流（INa-L）及Na窗电流和Na-Ca交换体电流（INCX），是平衡外向K电流维持平台期的主要成分。如果增大门控因子x则增加IKs，或将ICa-L失活曲线向负电位方向移动、激活曲线向正电位方向移动，减小Ca窗电流，可消除平台期准平衡电位。  动作电位平台期的准平衡电位p点对2相EAD形成非常重要。当复极至平台期准平衡电位p点时，若经霍普夫分歧点之后变的不稳定，则可产生螺旋波和EADs（图2B⑤所示）；但若平台期准平衡电位p点的电位稳定，则不发生EAD，仅异常延长动作电位时程。准平衡电位p点不稳定的的必要条件是ICa-L稳态激活曲线斜率的快速变化及其他离子流的电导和门控的调控。 但是，定量电生理研究发现准平衡电位的不稳定并非一定引起EAD，尽管霍普夫分歧的特性存在，但还与膜电位的初始状态（吸引域）有关。EAD的发生既需要膜电位位于相应的区域范围内，也需要其他电流的门控状态与之相匹配。因此，只有当复极化电流IKs的激活门控变量x的状态与膜电位同时位于发生EAD窗的范围内，或者瞬时外向K电流（Ito）开放，使复极早期膜电位快速下降进入膜电位震荡吸引域范围诱发EADs。Madhvani RV的实验研究也发现通过改变ICa-L的稳态激活曲线或稳态失活曲线，均可减小Ca窗电流，从而消除平台期的准平衡电位，并消除由过氧化氢（H2O2）和低K所引起的EADs。而用4氨基吡啶（4-AP）阻断兔心室肌细胞Ito后，使膜电位不能达到产生震荡的吸引域，从而抑制EADs的发生。 |
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