心房顫動心房重構的發生機制及溫陽活血法抑制心房重構上游靶點的研究

楊盈天 王師菡 唐菁菁 呂乾瑜 李俊佳

(1 北京中醫藥大學，北京，100029；2 中國中醫科學院廣安門醫院，北京，100053)

心房顫動(Atrial Fibrillation，AF)屬于臨床常見的一種心律失常，主要表現為脈搏短促、心律不規則以及射血能力下降，易誘發心力衰竭、血栓與腦卒中等并發癥，嚴重時可危及生命。目前AF的全球發病率為0.4%～2.0%，且逐年遞增，預計到2050年，AF的發病人數可增加1倍左右[1]。AF時心房發生電重構及結構重構，左房結構和功能發生改變，血流動力學異常，增加了心力衰竭和腦栓塞的風險?，F代醫學治療AF主要采用藥物和非藥物療法，但仍存在一定的局限性，其中抗凝及抗心律失常藥物常伴一定的不良反應，如出血、心律失常等，導管消融等手術治療方案尚不完善[2]，且易復發，治療費用高，風險大。

研究表明，中藥方劑及中成藥治療AF較西藥治療在提高臨床療效、改善心臟電生理和結構功能方面均具有明顯的優勢，且相對安全、不良反應少[3-4]。在AF的中醫辨證分型中，心陽不振型在臨床較常見，多伴左房內徑增大、左室射血分數降低、心功能低下等病理生理特征[5]。心陽不足無力推動血液運行，心的行血功能失司，必然血行不利留滯為瘀，運用溫陽活血法治療陽虛血瘀證AF患者，不僅可以縮小左房內徑，逆轉心房重構，還能通過影響心房重構的上游靶點機制參與抑制AF的心房重構，起到上游治療作用。本文將近年來有關心房重構發生機制及中醫溫陽活血法抑制心房重構上游靶點的最新研究綜述如下。

1 AF的心房重構發生機制

AF具有進行性發展的特點，常由陣發性向持續性甚至永久性AF進展。心房重構是心臟功能變化的代償反應，這種代償有助于彌補心臟的功能，然而往往直接加重了原有心律失常現象，甚至導致心臟的泵衰竭。AF的發生發展可使心房原有的電生理和結構特性發生改變而形成重構，與此同時，心房的電重構和結構重構也是AF觸發和維持的重要基礎[6]。

1.1 心房電重構 20世紀60年代，Moe等[7]提出了有關誘發及維持AF的多子波理論，認為AF的發生是由于多個子波同時存在于心房，這些子波在播散過程中發生分裂、碰撞和融合，不規則地激動心房，導致心房激動出現紊亂，收縮與舒張功能失常，因而誘發AF，且子波越多，AF越易發生與持續。另有研究證實，AF的發生是由于心房在快速激動時，心房內有多個異位點起搏，異位灶間互相碰撞形成折返環而引發[8]。1995年Wijffels等[9]通過建立快速心房起搏誘發的山羊AF模型首次提出“心房電重構”的概念，證實連續或反復刺激心房可導致心房有效不應期(Atrial Effective Refractory Period，AERP)和動作電位時程(Action Potential Duration，APD)縮短，AF的穩定性及誘導性增加，即所謂的“AF致AF”假說。由此可見，AF的發生不僅由于心房電生理特性不穩定、空間不均一性增高以及電折返環路的形成，同時AF導致的心房電生理改變也是AF發生發展及維持的基礎。

心房電重構的基礎是心房肌細胞離子通道分布及功能出現異常，主要表現為L型鈣通道(L-type Calcium Channel，LTCC)和鉀離子通道的表達變化。LTCC開放所形成的電流是動作電位平臺期電流的重要組成部分，隨著AF的發生，快速的心房率導致Ca2+內流增加，心肌細胞內Ca2+濃度增加，細胞內Ca2+超負荷，引起LTCC離子流密度減小和失活加快,LTCC電流下降[10]，從而導致AERP和APD縮短，促進了AF的發生和持續[11]。有關研究證實，使用LTCC阻滯劑可以通過直接影響AF的上游機制抑制電重構，縮短AF的持續時間[12]。心肌細胞內Ca2+濃度的增加激活了內向整流鉀離子通道的開放，使心肌細胞靜息電位發生變化，縮短AERP和APD，有利于形成電折返環路及維持AF[13]。同時還導致瞬時外向鉀離子通道電流(Transient Outward Potassium Current,Ito)離子流密度減少，減慢其激活和失活的速度。Ito作為動作電位早期復極化的電流，對形成動作電位和APD的變化影響很大。更有研究表明，AF的快速心房率能夠下調LTCCα1c、β1、α2亞單位和鉀離子通道Kv4.3、Kv7.3mRNA的轉錄表達[14-15]，表明心房肌細胞的超微結構改變早于離子通道表達水平的變化。

1.2 心房結構重構

AF初期，主要為電活動的改變，數周后則出現心房結構的重構。心房擴大、心肌纖維化、心肌細胞的溶解和壞死、心肌細胞的能量代謝變化、心房縫隙連接蛋白分布與數量的變異等結構改變均可導致心房電信號轉導的異常，促進AF的發生與持續。Everett等[16]發現，犬的慢性AF模型在轉復為正常心律后，1～2周電生理變化可完全恢復，而心房肌細胞的形態結構和功能并不能完全同步恢復正常。又有研究表明，導管射頻消融術后的慢性AF患者在較短時間內心室率不僅能夠有所控制，電重構也得到較快的恢復，但結構重構的逆轉并不如電重構明顯[17]。由此可見，心房的結構重構是AF發展的必然結果，與電重構比較，結構重構不可逆轉，且在AF轉變為慢性持續性的發展過程中影響更為顯著[18]。因此，逆轉心房的結構重構可從機制層面抑制AF的進展，改善AF的預后，為預防和治療AF提供了新的思路。

1.2.1 心房結構重構宏觀表現 心房結構重構宏觀表現為左心房的擴大。既往研究證實，AF患者與正常人比較，左心房容積(Left Atrium Volume，LAV)增大[19]，但射頻消融術后患者LAV較術前減小[20]。有研究表明，持續性AF組與陣發性AF組患者比較，其左室射血分數(Left Ventricular Ejection Fractions，LVEF)減小，且AF患者的左房射血分數(Left Atrial Ejection Force，LAEF)與左心房最小容積指數(Left Atrial Volume Index minimum，LAVImin)成反比[21]。由此可知，隨著AF的發展，左心房重構不斷加重，左心房收縮能力減弱，容積不斷增大，進而影響左心室充盈，繼發心力衰竭；與此同時，血流動力學也發生改變，心內血流瘀滯，左心耳內易誘發血栓形成，血栓脫落則會引起腦卒中的發生，危及患者生命[22-23]。有研究證實，AF患者左心房增大是其發生腦血管意外的獨立預測因子[24]。

1.2.2 心房結構重構微觀表現 心房結構重構微觀表現為心房肌細胞內超微結構改變和肌間質膠原沉積所致的心房纖維化。超微結構的改變主要表現為肌溶解、肌質網斷裂、糖原堆積、染色質擴散、縫隙連接蛋白40(Connexin 40，Cx40)表達下調等[25]。Saeedi等[26]在對山羊AF模型的研究中發現，AF后心房肌細胞數量增多而平均體積減小，提示細胞內線粒體有裂變的可能。心肌細胞外基質中成纖維細胞和膠原纖維等物質的彌漫性積聚是心房結構重塑的標志，心臟成纖維細胞及內皮細胞等在心肌損傷、物理牽拉、神經內分泌調節、自分泌/旁分泌介質、炎癥介質、氧化應激等刺激下發生增殖、遷移和表型改變，合成更具促纖維化特點的肌成纖維細胞[27]，其中神經內分泌系統的主要影響因素即是腎素-血管緊張素-醛固酮系統(Renin-Angiotensin-Aldosterone System，RAAS)的激活，RAAS激活引起血管緊張素Ⅱ(Angiotension Ⅱ，AngⅡ)釋放，持續激活下血管緊張素Ⅱ受體密度增加[28-29]，促發機體氧化應激，在此條件下產生的轉化生長因子β1能夠介導和加速炎癥反應和心肌纖維化。肌成纖維細胞可分泌生長因子、細胞因子、細胞基質蛋白或蛋白酶等介導膠原產生的物質，膠原的沉積促進了纖維化的發展。有研究證實，細胞外基質成纖維細胞增殖分化和AngⅡ介導的基質金屬蛋白酶(Matrix-Metalloproteinase，MMP)系統調節失控直接導致了心房組織內大量膠原沉積[30]。心房纖維化的發生不僅改變心房的體積和房壁的厚度，纖維化的干擾和纖維束的連續性中斷還延遲了心肌細胞電活動的傳導，直接導致折返激動的形成，使AERP、APD和膜離子通道表達發生改變[31]，在結構重構的基礎上加重其電生理重構。

近年來，逐漸有研究證實小分子核糖核酸(Micro Ribonucleic Acid，miRNA)與心房重構之間存在密切聯系，揭示了結構重構在分子生物學水平上的表現。miRNA-1通過調節其靶蛋白Fibullin-2(與組織生長和重構有關的分泌型胞外基質糖蛋白)、miRNA-21激活成纖維細胞的信號轉導通路，影響膠原蛋白的分泌，誘導心房纖維化[32-33]。miRNA-29和miRNA-133在犬的持續性AF模型中表達下調，使其調控的Ⅰ型纖維膠原蛋白分泌增多，導致心臟組織硬度提高，順應性下降[34-35]。

2 溫陽活血法的立法依據

2.1 病因 中醫學中并無AF病名，根據其癥狀表現可歸屬于中醫學“心悸”“怔忡”“心動悸”等范疇。張仲景在《傷寒雜病論》首次提出“心悸”這一病名，并描述其發作時脈象?！秱摗分小皞}結代，心動悸，炙甘草湯主之”，《金匱要略》中“寸口脈動而弱，動則為驚，弱則為悸”，均描述了心悸脈象結代、節律不齊、強弱不等特點。陳修園認為悸自內惕，氣怯則脈弱，心中陰陽氣血不足，則導致心脈失養，神失所倚。多數學者認為，心以陽氣為用，心氣不足首先是陽氣的虧虛，陽氣不足則無力推動血液運行，唐容川《血證論》中“運血者，即是氣”即給以肯定，氣為血之帥，氣虛日久，則血停滯為瘀。《金匱要略·胸痹心痛短氣病脈證并治》曰：“陽微陰弦,即胸痹而痛。所以然者,責其極虛也。今陽虛知在上焦,所以胸痹、心痛者,以其陰弦故也。”上焦陽氣虛衰，寒之陰邪乘虛而為痹痛，明確認識了AF心脈痹阻可由本虛致瘀引起?！鹅`樞·百病始生》載：“寒氣客于脈外則脈寒,脈寒則縮踡,縮踡則脈絀急,絀急則外引小絡,故卒然而痛?！币怅柼撋鷥群灾魇找?，寒邪客于經脈則使其收縮拘急引起疼痛不適感，因寒性凝滯，氣血運行不暢，血不利則為瘀。王清任《醫林改錯》也明確提出了血瘀導致心悸怔忡的理論，認為瘀血不去，新血不生，日久瘀留心脈，心氣痹阻，發為心悸。

2.2 病機 現代醫家對AF陽虛血瘀證的病機理論有深入的認識，譚維富[36]總結AF常發生于器質性心臟病之后，這是由于大病后心中陽氣虛衰不能濡養心脈所致。郭嬋等[37]認為陽虛血瘀是AF重要的病機之一，心的病變首先在于陽氣的虧虛，其次是血脈的瘀滯，應以溫陽活血為立法準則。曹洪欣教授[38]提出心氣不足、心陽虧損是AF的關鍵病機，以溫陽益心安神立論療效甚佳。王階教授[39]認為AF系由本虛標實引起，本虛主要是氣、陽虧虛，標實包括瘀血、痰濁、水飲等，應以益氣溫陽、活血化痰為主要治法。

2.3 立法 AF陽虛血瘀證患者常伴有心悸、怔忡、畏寒肢冷、胸悶胸痛、氣短乏力、舌淡胖有瘀斑瘀點、脈沉澀等表現，根據中醫整體觀念、辨證論治的指導思想，對于AF陽虛血瘀證的治療應以溫陽活血方藥為主，根據患者疊加證候的不同，對方藥給予適當加減。翁維良教授[40]認為緩慢性心律失常合并的陣發性AF其主要病機即是陽虛血瘀，運用溫陽益氣、活血化瘀的治法不僅使患者主觀癥狀得到明顯改善，同時AF發生次數減少，AF時心率也明顯下降。

2.4 選方 中醫經方在AF陽虛血瘀證的治療中發揮著重要的作用，《傷寒論》中炙甘草湯治療“心動悸、脈結代”病癥具有通陽復脈、益氣滋陰的功效。桂枝甘草龍骨牡蠣湯針對心陽不振型AF療效顯著[41]。王清任創立的血府逐瘀湯活血化瘀通脈，以及具有補氣活血、化瘀通絡作用的補陽還五湯，臨床多有效驗?！夺t學衷中參西錄》中張錫純專門針對心虛怔忡創制定心湯，用以補氣安神、溫陽活血?，F代醫家創立的具有溫陽活血作用的自擬方、經驗方等在治療過程中也療效明顯，且在臨床試驗上有可靠的觀察數據支持，如王立玉和沈雁[42]所擬益心湯，譚維富[36]所立復律湯，樊瑞紅等[43]自擬調律湯等，以及具有溫陽活血功效的相關中成藥如參松養心膠囊等，在提高療效、預防復發等方面效果顯著。

3 溫陽活血法對AF心房重構的影響

3.1 溫陽活血法縮小左房內徑，逆轉心房重構 近年來，隨著心房逆重構越來越受到重視，針對中醫藥抑制AF患者心房重構的臨床研究也愈加廣泛，不斷有研究證實，具有溫陽活血作用的方劑或中成藥可以直接客觀上縮小左房內徑，逆轉心房重構。相關研究表明，左心房內徑(Left Atrium Diameter,LAD)和LAV是客觀評價左心房重構程度的主要指標[21]。李舟文等[44]運用定心湯治療氣虛血瘀型永久性AF患者59例，療程4周，研究結果顯示所有患者心室率改善明顯，LAD均較治療前明顯縮小，與治療前比較，差異有統計學意義(P<0.05)。杜怡雯[45]將60例心陽不振型AF患者隨機分為觀察組和對照組，對照組采用常規西藥治療，觀察組采用自擬溫陽定志飲治療，均治療4周，治療后，觀察組與對照組比較LVEF明顯升高(P<0.05)，LAD顯著縮小(P<0.01)。由此可見，溫陽活血法在逆轉心房宏觀重構上具有突出的優勢，能夠明顯縮小左房內徑，恢復心房的收縮功能，繼而延緩病程進展，改善患者預后。

3.2 溫陽活血法抑制心房重構的上游靶點

3.2.1 L型鈣通道 AF快速的心房率導致Ca2+內流增加，心房肌細胞內出現Ca2+超載，負反饋性地抑制LTCC離子流密度并使其失活加快,導致LTCC電流下降，引起AERP和APD縮短，誘發AF的發生與維持。李奎等[46]在對快速心房起搏誘發的AF家兔模型的研究中發現，AF家兔模型組與假手術組比較，LTCC二氫吡啶受體(Dihydropyridine Receptor，DHPR)α2亞單位蛋白表達水平顯著降低(P<0.05)，而經芪藶強心膠囊處理的觀察組DHPR蛋白水平顯著增加(P<0.05)。人和家兔的LTCC主要由α1和α2亞單位組成，這些亞單位的表達水平直接決定了Ca2+通道的功能和電流，有研究表明，AF患者中多種LTCC亞單位水平均明顯降低(P<0.05)[47]。因此，具有益氣溫陽、活血通絡作用的中藥可以通過調節DHPR蛋白水平來促進LTCC的開放，減輕心房的電重構。張菀桐[48]研究證實，具有寧心定悸、通脈溫陽功效的芪珀生脈顆粒能夠通過上調心房肌LTCC的Cav1.2和小電導鈣依賴激活鉀離子通道蛋白表達，下調鈣調蛋白和鈣調蛋白激酶Ⅱ蛋白表達，減小2型雷諾丁受體(Type 2Ryanodine Receptor，RyR2)磷酸化程度，從而減輕尾靜脈注射乙酰膽堿-氯化鈣(Acetylcholine-CaCl2ACh-CaCl2)誘導的大鼠AF模型心房肌細胞內的Ca2+超負荷，恢復肌細胞鈣穩態，延長AERP(P<0.01)，抑制心房電重構。

3.2.2 心房縫隙連接蛋白 縫隙連接不僅是心肌細胞間連接的結構基礎，還是電興奮傳導的通道，縫隙連接蛋白穩定的表達和分布保證了心肌電活動快速而準確地傳導[49]。AF時，心肌縫隙連接蛋白Cx40和Cx43表達上調[50-51]，心肌細胞間電偶聯障礙，電信號轉導路徑發生變化，多個子波可沿異常傳導路徑傳播，促進折返波的形成，增加AF的易感性。研究發現，溫陽益心安神法能夠干預ACh-CaCl2誘導AF大鼠模型的心肌縫隙連接蛋白Cx40和Cx43陽性表達(P<0.05)[52]，芪珀生脈顆粒也可下調心肌縫隙連接蛋白Cx40的表達水平(P<0.05)[53]，定心膠囊能夠降低心肌縫隙連接蛋白Cx40基因的表達(P<0.05)[54]。由此可見，溫陽活血法中藥制劑能夠下調心肌縫隙連接蛋白Cx40和Cx43的蛋白和基因的表達，從而減少心房多子波折返的發生，逆轉心房的電重構。

3.2.3 腎素-血管緊張素-醛固酮系統 RAAS直接參與AF的電重構和結構重構，是AF發生和維持的重要因素。AF發生時，RAAS過度激活，血管緊張素轉換酶(Angiotensin-converting Enzyme，ACE)mRNA表達上調，AngⅡ釋放增加，AngⅡ能夠誘導促分裂原激活蛋白酶系統，刺激心肌纖維的母膠原合成，從而促進心肌間質纖維化[55]。不僅如此，AngⅡ還能激活LTCC，調節細胞外Ca2+的攝取和肌質網Ca2+的釋放，加重AF時心房肌細胞內Ca2+超載，引起心肌肌原纖維的溶解及破壞，導致心肌細胞凋亡和心肌纖維化[56]。有研究發現，在快速心房起搏誘導的犬AF模型中，心房肌及血漿內醛固酮水平均升高，心房肌出現明顯纖維化，給予ACE抑制劑和醛固酮拮抗劑后，心肌纖維化得到明顯抑制(P<0.05)[57]。范海媚[58]對心氣不足型永久性AF患者的研究發現，與常規西醫基礎治療比較，加用益氣扶正、溫陽通脈的參芪扶正注射液能夠顯著降低患者腎素活性和醛固酮水平(P<0.05)，在改善心功能及臨床癥狀方面也有突出的優勢。

3.2.4 基質金屬蛋白酶系統 MMP系統是降解細胞外基質(Extracellular Matrix，ECM)最主要的蛋白水解酶系統，MMP與金屬蛋白酶組織抑制因子的制約平衡共同維持ECM總量的穩定[59]。不僅如此，MMP在降解ECM中正常膠原蛋白的同時還能介導異常膠原的合成，使間質結構發生改變，促進心房結構纖維化。MMP-2和MMP-9為目前有關心房纖維化研究較多的2個明膠酶族，有研究證實，AF患者心房組織內MMP-2和MMP-9水平上調、活性增高，且其活性與LAD正相關[60-62]。郭嬋等[37]將79例持續性AF隨機分為觀察組和對照組，對照組采用常規西藥治療，觀察組在對照組基礎上加用以溫陽活血法為組方原則的中藥治療，研究結果顯示觀察組不僅臨床療效優于對照組，其治療后MMP-9水平與對照組比較下降更為明顯。李法寧[63]通過研究發現，參松養心膠囊聯合胺碘酮治療陣發性AF患者與單純胺碘酮治療能夠顯著降低MMP-2水平，明顯改善患者的LAD和LVEF水平。由此可見,溫陽活血法能夠通過抑制MMP逆轉左心房的結構重構，改善心房肌間質纖維化。

3.2.5 氧化應激和炎癥反應 氧化應激是指機體促氧化與抗氧化平衡失調而出現的一種病理狀態，氧化應激過程中，活性氧(Reactive Oxygen Species，ROS)水平提高，破壞心肌蛋白質、脂質及脫氧核糖核酸，引起心肌組織損傷，促發炎癥反應，而炎癥反應所產生的大量自由基、活性氧化物也會加重機體氧化還原的失衡[64]。AF氧化應激狀態下，還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(Reduced Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate Oxidase，NADPHoxidase，Nox)能夠誘導ROS及相關炎癥介質的產生，促進成纖維細胞增殖分化，激活MMP，導致心肌纖維化[65]。同時，產生的ROS還可直接影響心房鈣通道，加重心房肌細胞Ca2+超負荷。有證據證實，AF發生時心房肌纖維蛋白的氧化產物增加[66]，超敏C反應蛋白(High Sensitive-C Reactive Protein，hs-CRP)和血清同型半胱氨酸(Homocysteine，Hcy)水平升高，且hs-CRP和Hcy水平與LAD正比[67]。不論中醫或西醫，針對氧化應激和炎癥反應的上游治療都是治療AF及預防其復發的重要手段[68]。王立玉[69]在對照組使用常規西藥的基礎上給予溫陽活血、化痰安神的益心湯治療AF患者，療程3個月，研究結果顯示，觀察組左心室舒張末期內徑與對照組比較明顯減小，hs-CRP、腫瘤壞死因子(Tumor Necrosis Factor，TNF)-α、超氧化物歧化酶、NADPH氧化酶指標均顯著改善，2組比較差異有統計學意義。章晶晶等[70]通過建立伴有代謝綜合征的AF大鼠模型發現，參松養心膠囊能夠明顯降低TNF-α、白細胞介素(Interleukin,IL)-1β、IL-6、NOD樣受體熱激蛋白結構域3蛋白表達水平,達到抑制其炎癥反應和交感激活的目的。顧勇清等[71-72]研究發現，化瘀復元膠囊可以顯著降低AF患者Hcy和hs-CRP等因子水平，通過抑制機體氧化應激和炎癥反應進而減輕心房重構。

4 小結

綜上所述，心房重構在AF發生與維持過程中發揮著重要的作用，其機制主要包括電重構和結構重構，電重構主要表現為LTCC和鉀離子通道的表達變化，結構重構在AF進展中的影響更為顯著，宏觀表現為左心房的擴大，微觀可發現心房肌細胞內超微結構改變和肌間質纖維化。近年來，隨著對AF機制研究的不斷深入，發現中醫藥在抑制AF心房重構方面具有顯著影響[73]，作為AF主要證型的陽虛血瘀證心房重構發生概率較高，運用溫陽活血法治療陽虛血瘀證AF患者，不僅能在宏觀上縮小左房內徑，還能通過干預其心房重構的上游靶點從而逆轉重構，主要靶點包括LTCC、心肌縫隙連接蛋白、RAAS、MMPs以及氧化應激和炎癥反應等。

5 討論

目前相關研究仍存在一定的局限性，有些研究對于納入病例并未進行中醫辨證，并不明確以溫陽活血為立法是基于辨證為陽虛血瘀證的AF患者；且現有研究還存在樣本量小、觀察時間短、研究設計不完善等問題。未來應進行大樣本、多中心及具有長效性的隨機對照試驗，完善AF分類、病程和合并疾病的分組研究，以期為針對性干預心房重構上游靶點治療AF提供更為可靠的參考。