電解質紊亂,血漿或細胞內液的電解質濃度增高或降低時,細胞內外離子的分布將發生改變,影響心肌代謝過程,從而導致患者的心電圖改變。這種改變過程系由於疾病或其他原因導致,其中鈣對心電圖的影響最顯著。由於心電圖改變與血清中電解質水平並不一致,且易受多種因素影響,故在分析電解質紊亂所致的心電圖改變時,應結合臨床資料綜合考慮。
一. 高鉀血症
1. 高血鉀對心肌細胞動作電位的影響,如下圖所示。
· 細胞膜對鉀離子的短時大量鉀外流,通透性增加;
· 復極3相時間縮短,坡度陡峭。
2. 隨著血鉀增高,靜息膜電位增高,負值降低,如下圖所示。
3. 高血鉀對心肌細胞動作電位的影響
· 細胞膜外鉀離子濃度差減少,致靜息膜電位升高,激活開放鈉離子通道減少,動作電位振幅降低,心臟傳導減慢降低心肌細胞傳導性下降;
· 靜息膜電位與閾電位之間的差值(Em-Et)減少,興奮性上升;
· 但高鉀使細胞自律性下降,4相鈉內流降低,心肌細胞除極緩慢。
4. 不同血鉀濃度對心房心室肌動作電位的影響,如下圖所示。
5. 高血鉀的心電圖表現
· T波高尖;
· PR延長;
· QRS波增寬,束支或分支阻滯;
· P波消失;
· 正弦波樣心電圖改變;
· 竇性停搏;
· 逸搏心律;
· 室顫。
6. 不同高鉀水平的心電圖特點
(1)輕度血鉀增高(>5.5 mmol/L)
(2)血鉀>7.0 mmol/L
· 心動過緩、傳導異常;
· QRS波增寬、變形;
· 高度房室傳導阻滯、緩慢的交界區或心室逸搏心律;
· 各種類型束支或分支傳導阻滯;
· 竇性心動過緩或慢房顫;
· 表現為正弦波樣心電圖。
(3)血鉀>8.0 mmol/L
竇室傳導,如下圖所示。
心房肌對血鉀特別敏感,當血鉀濃度增高時,在竇房結、結間束及房室結尚未受抑制之前心房肌首先抑刺,致心房靜止,竇房結髮放的衝動不能激動心房,但仍循三條結間束傳至房室交界區,從而激動心室,稱之為竇室傳導。心電圖上P波雖消失,但QRS波規則出現,此時稱為竇室傳導節律。
(4)血鉀>9.0 mmol/L
血清鉀>9~10 mmol/L時,心室肌普遍受到抑制,室內傳導異常緩慢,增寬的QRS波可與T波融合而呈正弦形,可發生室性心動過速、心室撲動、房顫等。但較多出現緩慢性室性心律,心室停搏。
二. 低鉀血症
血鉀降低導致心肌細胞興奮性增加,易出現折返性性心律失常;血鉀降低時可使起搏細胞舒張期自動去極化加速,且可使非起搏細胞心室肌具有起搏功能,可引發各種異位心律。
1. 低血鉀對心肌細胞動作電位的影響
(1)輕度低血鉀
細胞內鉀外流增加,細胞靜息膜電位降低,超極化,興奮性降低,如下圖所示。
(2)血鉀<3 mmol/L
血鉀<3 mmol/L時,細胞膜對鍾通透性降低,細胞內鉀外流降低,基礎內向鈉使膜部分去極化,靜息電位負值變小(如從-90 mV減到-80 mV),(Em-Et)變小,如下圖所示。要達到閾電位,需刺激強度小,即興奮性增高,尤其是浦肯野纖維興奮性增高,易導致室速、室顫。
(3)急性低鉀血症
急性低鉀血症時,雖然細胞內外鉀濃度差增大,但此時心肌細胞膜對鉀離子的通透性降低(與細胞膜鉀通道功能有關),細胞內鉀外流減少,動作電位3相時程延長;同時鉀外流減少對鈣內流抑制作用降低,大量鈣快速內流,很快完成動作電位2相平台期,2相縮短,心肌有效不應期縮短,增加心肌細胞的興奮性。2相縮短,3相延長,總體動作電時程延長。
2. 不同程度低鉀血症時,心肌細胞動作電位與心電圖的關係
3. 血鉀為2.3 mmol/L時,心電圖舉例如下
三. 高鈣血症
1. 高鈣對心肌細胞動作電位的影響,如下圖所示。
· 高鈣血症時,細胞對鈣的通透性明顯加大,動作電位2相快速內流,細胞內鈣迅速到達闕值,關閉L型鈣通道,縮短2相時間;
· 激活延遲的外向整流鉀電流,縮短動作電位3相時間;
· 心電圖:QT間期縮短。
2. 高鈣血症的心電圖表現
· QT間期縮短;
· Osborn波;
· 心室興奮性增加,發生室顫;
· 嚴重高血鈣時QRS波時間、PR間期可延長,有時可出現二度或完全性房室阻滯。
3. 嚴重高鈣血症的Osborn波
一例患者的血鈣高至4.1 mmol/L時,心電圖出現Osborn波,如下圖所示。
四. 低鈣血症
1. 低鈣對心肌細胞電生理的影響
· 低血鈣導致動作電位2相鈣內流減少,Ik(Ca)外流減少,動作電位2相、動作電位時長、有效不應期延長;
· 輕度降低浦肯野纖維舒張期除極的頻率;
· 細胞內鈣離子減少,降低心肌收縮力;
· 通過對肌膜的直接作用增加細胞興奮性。
2. 低鈣血症的心電圖表現
· T波基本無變化;
· 以QTc延長、ST段延長為特點;
· 心律失常少見,有房顫和TdPs的報導。
五. 低鎂血症
1. 低鎂血症的病因
· 鎂攝入減少;
· 鎂排泄增加;
· 應用利尿劑,醛固酮可增加鎂排泄;
· 洋地黃:抑制腎小管對鎂的吸收;
· 症狀:肌肉無力、震顫、幻覺、定向力障礙。
2. 低鎂血症對心肌細胞電生理的影響
· 對竇房結有直接變速作用;
·導致細胞內低鉀:鎂是Na-K-ATP酶的輔酶,鎂酶活性下降往往導致細胞缺鉀;
· 增加細胞內鈣:鎂為鈣離子的拮抗劑;
· 低鉀通常合併低鎂。
3. 低鎂血症的心電圖改變
· QTc間期延長;
· 房早、室早;
· 尖端扭轉型室速。
六. 總結
低血鉀、高血鉀、低血鈣、高血鈣患者的典型心電圖表現,如下圖所示。
參考資料
張媛. 常見電解質紊亂心電圖表現. 長城會2019.
編輯 張小珍┆美編 高紅果┆製版 張小珍