孫錦濤(綜述),吳洪海(審校)

(揚州大學(xué)醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)系,江蘇 揚州 225001)

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心內(nèi)膜下層心肌血供及收縮特點

孫錦濤(綜述),吳洪?！?審校)

(揚州大學(xué)醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)系,江蘇 揚州 225001)

摘要：心內(nèi)膜下層心肌位于心肌最內(nèi)層，由于血供及收縮的特點使其在心肌缺血狀態(tài)下最先出現(xiàn)損傷。無創(chuàng)成像技術(shù)的發(fā)展、定性定量評估心內(nèi)膜下層心肌結(jié)構(gòu)及功能準(zhǔn)確性的提高，使心內(nèi)膜下層心肌作為心臟疾病早期損傷指標(biāo)及干預(yù)靶點的重要性日益凸顯。通過干預(yù)心內(nèi)膜下層心肌延緩或逆轉(zhuǎn)缺血性心臟病及心力衰竭中的心室重構(gòu)具有廣闊的研究前景。

關(guān)鍵詞：心內(nèi)膜下層心?。皇湛s；缺血

心室肌分為心內(nèi)膜下層、心肌中層和心外膜下層，各層心肌血供及收縮等特點不盡相同。在心肌缺血早期，心內(nèi)膜下層心肌易出現(xiàn)損傷和運動功能等異常，但冠狀動脈造影、CT、超聲等心臟常規(guī)檢測技術(shù)均不能較好地顯示近心腔側(cè)心肌，故對心內(nèi)膜下層心肌的認(rèn)識仍有很大局限，超聲斑點追蹤成像、心臟磁共振、正電子成像等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使定性定量監(jiān)測心內(nèi)膜下層心肌活動成為可能?，F(xiàn)以心室肌為例，針對心內(nèi)膜下層心肌血供及收縮特點進行綜述，旨在討論心內(nèi)膜下層心肌損傷與心臟疾病的關(guān)系，為臨床診療提供理論依據(jù)。

1心內(nèi)膜下層心肌血流特點

冠狀動脈的主干走行于心室壁心外膜下并以直角發(fā)出分支垂直穿入心肌，沿途發(fā)出樹枝狀分支供養(yǎng)心肌各層[1]。心壁外2/3的供血由心外膜處冠狀動脈的大量分支逐層灌注；內(nèi)1/3的心肌則由冠狀動脈的穿通支灌注，穿通支沿途沒有發(fā)出分支而直達心肌最內(nèi)層[2]。

1.1血管與血流特點冠狀動脈軟X線造影和墨汁明膠液灌注顯影顯示，左心室心內(nèi)膜下層血管網(wǎng)的密度明顯大于心肌中層和心外膜下層[1]；心內(nèi)膜下層的毛細血管形態(tài)各異、走行復(fù)雜、血管之間吻合豐富且方式多樣，呈“H”“Y”“K”形等。毛細血管網(wǎng)的分布具有異質(zhì)性，一些區(qū)域毛細血管網(wǎng)的吻合程度高、管徑較粗，另一些區(qū)域的毛細血管網(wǎng)吻合程度低、管徑細小[3]。此外，心內(nèi)膜下層的血管管壁較薄，其厚度不到心外膜下層血管的一半[4]；心尖處螺旋形的微動脈，使血管在心肌舒縮過程中免受牽拉帶來的損傷、利于心肌運動[3]。

正常情況下，氧耗量以及高能物質(zhì)主要集中在心內(nèi)膜下層，即便在心肌能耗量增加的情況下這種跨壁濃度梯度依然能夠保持；同樣，在心肌各層血流量也存在著類似的跨壁梯度，以維持心內(nèi)膜下層的高能量供應(yīng)[5]。用15O標(biāo)記的水進行正電子發(fā)射心肌灌注顯像，結(jié)果顯示在靜息狀態(tài)下心內(nèi)膜下層血流量均值為(1.46±0.49) mL/(min·g)，比心外膜下層血流量均值(1.14±0.42) mL/(min·g)高出35%(P<0.001)[6]。另外一項通過動態(tài)增強對比心臟磁共振進行心肌灌注現(xiàn)象的研究也得出了相同結(jié)論[7]，即靜息狀態(tài)下心內(nèi)膜下層血液灌注量大于心外膜下層；雖然心內(nèi)膜下層血流量大于心外膜下層，但其血流的儲備能力低于心外膜下層[6]，心臟腺苷負(fù)荷狀態(tài)下心內(nèi)膜下層與心外膜下層的血流比值較心臟靜息狀態(tài)下有明顯下降[7],提示心內(nèi)膜下層的血管順應(yīng)性較小。心內(nèi)膜下層血管順應(yīng)性小和耗氧量大，使其血管擴張能力及血流儲備能力非常有限[8]。

數(shù)字化放射圖像結(jié)合分子示蹤物沉積技術(shù)觀察兔心室肌血流層內(nèi)分布情況，結(jié)果顯示心肌血流在內(nèi)、中、外層中分布亦不均勻，心肌各層的層內(nèi)血流不均勻性，越往心腔側(cè)，血流分布的層內(nèi)不均勻性越大，心內(nèi)膜下層心肌內(nèi)血流分布差異最大[9]。

1.2影響血流的因素心內(nèi)膜下層微血管受心肌收縮的影響比心外膜下層明顯，心肌收縮時產(chǎn)生的心室壁壓力從心內(nèi)膜到心外膜呈線性下降，在收縮期內(nèi)心內(nèi)膜下層微血管管徑減少10%~20%，而心外膜下層的微血管管徑幾乎不變。因心肌收縮壓迫產(chǎn)生的血管內(nèi)壓力由心內(nèi)膜向心外膜遞減，使心內(nèi)膜下層的血液反向流入心外膜下層出現(xiàn)逆向灌注[9]，故心內(nèi)膜下層心肌的供血具有時相性的特點，主要在舒張期進行；而心外膜下層微血管的管徑因受心肌收縮影響小，且有收縮期來自心內(nèi)膜下層血流的逆向灌注，故心外膜下層心肌的供血在整個心動周期內(nèi)幾乎不受影響。當(dāng)心肌收縮抑制時，心內(nèi)膜下層血管處于最大擴張狀態(tài)，心內(nèi)膜下層血流增加60%，心肌中層血流增加20%，而心外膜下層血流減少20%[9]。心肌收縮對心內(nèi)膜下層血流變化的影響遠大于心肌中層及心外膜下層。

心內(nèi)膜下層及心外膜下層的冠狀血管阻力分別為(67±25) mmHg·mL/min和(87±31) mmHg·mL/min；腺苷負(fù)荷試驗后這一數(shù)值分別降至(22±7) mmHg·mL/min和(21±5) mmHg·mL/min，同時心內(nèi)膜下層與心外膜下層血流比值下降[6]，心內(nèi)膜下層血管的低阻力是其獲得豐富供血的原因之一。一旦心肌內(nèi)、外兩層血管阻力接近，心內(nèi)膜下層就無法獲得充足的供血。

血管的密度、管徑、管壁厚度是影響冠狀血管阻力的主要因素。正常狀態(tài)下，心內(nèi)膜下層血管的密度和管徑均大于心外膜下層血管。研究表明，心臟在停搏狀態(tài)下心內(nèi)膜下層血流量為心外膜下層的2倍，這提示在排除心肌活動干擾的情況下，心內(nèi)膜下層血管憑借其管徑及密度上的優(yōu)勢可以獲得更多的供血[10]。但心內(nèi)膜下層血管管壁較心外膜下層薄[4]，其血流儲備能力較小且易受心肌(收縮)壓迫的影響。

心室腔壓力對心內(nèi)膜下層血流的影響很大程度上取決于心肌狀態(tài)。當(dāng)心肌收縮正常時，心室腔壓力降低對心內(nèi)膜下層血流無明顯影響；而在心室肌被局部破壞，心肌收縮減弱時，心室腔壓力降低可使心內(nèi)膜下層血流顯著增加[9]。另一研究結(jié)果顯示，左心室舒張末期容積與心內(nèi)膜下層血流量呈負(fù)相關(guān)[6]，提示在心肌收縮較弱的舒張期，心室腔內(nèi)壓力的增高可以使心內(nèi)膜下層血流量減少。

2心內(nèi)膜下層心肌收縮特點及損傷變化

2.1正常心肌收縮特點依據(jù)走行及位置，心肌可分為接近于心室長軸走形的心內(nèi)膜下層心肌、心外膜下層心肌及兩者間沿短軸環(huán)形走形的心肌中層。在心室收縮過程中，各層心肌收縮變短，心室長軸及短軸方向變短并伴有心室壁增厚[5]。正常狀態(tài)下，心內(nèi)膜下層心肌的收縮幅度高于心外膜下層心肌，內(nèi)、中、外三層在收縮期總室壁增厚中分別占58%、25%、17%，故收縮期的室壁增厚主要是由心內(nèi)膜下層心肌完成[11]。心肌收縮時，心外膜下層心肌運動相對靜止，而心內(nèi)膜下層心肌的運動幅度遠比心外膜下層大[12]，心肌收縮存在跨壁梯度。

根據(jù)心肌帶理論，心內(nèi)膜下層心肌從基底部到心尖呈縱斜形走行，心肌中層自心尖至基底部呈橫斜形走行，兩者相互交叉，在心尖處呈螺旋形連接，整體上保持連續(xù)。心肌帶自基底部向下縱斜形走行部分為降段，自心尖至心底部向上橫斜形走行部分為升段。心內(nèi)膜下層心肌形變程度明顯大于心外膜下層心肌的原因可能是心內(nèi)膜下層心肌處于心肌帶降段，而心臟收縮主要以心肌帶降段收縮為主[13-14]。

2.2損傷時心肌的形態(tài)學(xué)改變通過制造動靜脈瘺產(chǎn)生的容量負(fù)荷心力衰竭模型顯示，因容量負(fù)荷過重導(dǎo)致的全身低血壓和高舒張末期心室壓，引起了冠狀動脈灌注壓力降低以及舒張期心室腔內(nèi)壓力增高，供血不足使心內(nèi)膜下層心肌出現(xiàn)心肌細胞壞死、炎性細胞浸潤、膠原纖維沉積等心室重塑的表現(xiàn)，這些變化在心內(nèi)膜下層以外的區(qū)域并沒有發(fā)生。心肌低血流灌注下心內(nèi)膜下層心肌的重塑反應(yīng)可能會促成早期的左心室功能不全[15]。

高血壓患者心內(nèi)膜下層心肌會出現(xiàn)明顯的纖維化和心肌細胞肥大，隨著時間的推移，這兩種現(xiàn)象開始逐漸從內(nèi)層向外層發(fā)展，其中心內(nèi)膜下層和心肌中層的心肌肥大是對壓力負(fù)荷過大的代償反應(yīng)。這說明，在供血不足以及耗能增加的情況下心肌損傷先出現(xiàn)在心內(nèi)膜下層，并逐漸向心外膜下層擴展[16]。

2.3損傷時心肌的力學(xué)改變冠狀動脈狹窄首先影響心肌的縱向舒縮。中度冠狀動脈狹窄(50%≤狹窄程度<70%)時，心內(nèi)膜下層心肌出現(xiàn)舒張早期及舒張晚期縱向應(yīng)變率降低，而心外膜下層心肌僅出現(xiàn)舒張早期縱向應(yīng)變率降低，心肌跨壁縱向應(yīng)變率也明顯降低。值得一提的是，隨著冠狀動脈狹窄程度的加深，心內(nèi)膜下層的縱向應(yīng)變率總是大于同組的心外膜下層心肌縱向應(yīng)變率[17]，這提示由于心內(nèi)膜下層心肌的縱斜形走行及室壁增厚程度，即便在心內(nèi)膜下層心肌損傷程度較心外膜下層嚴(yán)重時，心內(nèi)膜下層心肌在心室整體縱向收縮上仍然起主要作用。在左心室射血分?jǐn)?shù)正常的舒張功能不全代償期的高血壓患者，其左心室心肌縱向運動不同步的表現(xiàn)已經(jīng)存在，原因可能與高血壓狀態(tài)下左心室心內(nèi)膜下層心肌缺血引起的心內(nèi)膜下層縱行心肌舒縮受損有關(guān)[18]。因此，局部心內(nèi)膜下層心肌縱向應(yīng)變異?？梢杂脕頇z測射血分?jǐn)?shù)正常的亞臨床狀態(tài)左心室心功能不全[19]。

Ishizu等[20]選取31例具有冠狀動脈血流嚴(yán)重受限但沒有可觀察的左心室壁活動異常的患者進行超聲心動描記，結(jié)果顯示，在缺血情況下心內(nèi)膜下的徑向和圓周收縮幅度與心外膜下相比均有明顯下降，且徑向收縮幅度與全心肌層相比也有明顯下降，缺血狀態(tài)下心內(nèi)膜下層心肌徑向收縮、圓周收縮等數(shù)值的減退早于心室室壁運動異常，可以被用作心肌缺血的早期判斷指標(biāo)。

心肌扭轉(zhuǎn)運動是形成心室收縮功能的基礎(chǔ)[21]，不同心肌層扭轉(zhuǎn)運動的受損對判斷病變進展及程度有一定幫助。研究表明，ST段抬高型心肌梗死(ST elevated myocardial infarction，STEMI)心內(nèi)膜下層的左心室扭轉(zhuǎn)峰值明顯受損，慢性心力衰竭患者心內(nèi)膜下層的左心室扭轉(zhuǎn)峰值與正常及STEMI相比受損更嚴(yán)重，而心外膜下層的左心室扭轉(zhuǎn)峰值僅在慢性心力衰竭的患者中出現(xiàn)受損[22]。不同程度的STEMI，心內(nèi)膜下層和心外膜下層左心室扭轉(zhuǎn)峰值的受損程度也不相同，心外膜下層左心室扭轉(zhuǎn)峰值僅在大范圍STEMI時才出現(xiàn)明顯受損，而左心室心內(nèi)膜下層扭轉(zhuǎn)峰值的受損在小范圍的STEMI時就已經(jīng)發(fā)生[22]。

2.4心內(nèi)膜下層心肌損傷后心肌的代償反應(yīng)心內(nèi)膜下層心肌的收縮運動主要集中在縱向，縱向收縮減弱最早出現(xiàn)，損傷后主要由缺血程度相對較輕的心肌中層和心外膜下層在徑向及周向、扭轉(zhuǎn)上的代償。在僅有心內(nèi)膜下層心肌缺血受損、未累及到心肌中層及心外膜下層時，心室周向及扭轉(zhuǎn)運動仍可維持正?；蛑挥休p微受損[23-24]，維持正常的周向及扭轉(zhuǎn)運動可以使左心室收縮功能及射血分?jǐn)?shù)維持在正常范圍[25]。缺血狀態(tài)下心外膜下的徑向收縮和心肌中層的圓周收縮與正常狀態(tài)下相比有相應(yīng)增強，這可能是作為對心內(nèi)膜下心肌收縮功能下降的一種代償作用[26]，這種代償反應(yīng)引起的跨壁力學(xué)改變可能是心室重構(gòu)的重要觸發(fā)機制之一。

2.5再灌注后心肌的恢復(fù)心內(nèi)膜下層心肌功能的恢復(fù)對心室功能遠期改善有重要影響。心內(nèi)膜下層心肌跨壁收縮梯度的恢復(fù)有助于心室整體收縮功能的恢復(fù)，對預(yù)后有積極的作用[27]。心內(nèi)膜下層和心外膜下層心肌縱向收縮的改變與左心室射血分?jǐn)?shù)的改善明顯相關(guān)，而周向收縮的改變以及徑向收縮的改變與左心室射血分?jǐn)?shù)的改善無明顯相關(guān)[28]。

3小結(jié)

心內(nèi)膜下層心肌收縮的高能耗及獨特的血供特點決定了心內(nèi)膜下層血液循環(huán)的脆弱性，冠狀動脈血管狹窄導(dǎo)致的血流量減少和(或)心肌收縮耗能的進一步增加，都會首先導(dǎo)致心內(nèi)膜下層心肌因為能量供應(yīng)不足引起心肌舒縮功能異常。因此，心內(nèi)膜下層心肌缺血被視為心肌血供出現(xiàn)病變的一個敏感標(biāo)志[29]，且心室整體功能的損傷一般也從心內(nèi)膜下層開始發(fā)展[15-16]。目前，超聲斑點追蹤成像、正電子成像、心臟磁共振等影像技術(shù)的發(fā)展，定性定量監(jiān)測心內(nèi)膜下層心肌結(jié)構(gòu)、血供及收縮變化水平的提高，使得心內(nèi)膜下層心肌更容易被監(jiān)測[30-31]。充分掌握心內(nèi)膜下層心肌的各項特點，有助于進一步了解心肌重塑等心肌病理改變的機制；作為敏感指標(biāo)利于心臟疾病的早期變化及病程進展的監(jiān)測。

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The Characteristics of Blood-supply and Contraction in Subendocardial MyocardiumSUNJin-tao,WUHong-hai.(DepartmentofClinicalMedicine,MedicalCollegeofYangzhouUniversity,Yangzhou225001,China)

Abstract:Subendocardial myocardium is an inner layer in heart and its characteristics of blood-supply and contraction make it uniquely vulnerable to injury under ischemic condition.Technical advances in new noninvasive imaging modalities make qualitative and quantitative assessment of subendocardial structure,function,and perfusion more accurate and highlight the importance of subendocardial myocardium as a marker of subclinical ischemic cardiac disease.It has a wide research prospect to delay or reverse the ventricular remodeling in ischemic heart disease or heart failure by treating subendocardial myocardium.

Key words:Subendocardial; Contraction; Ischemic

收稿日期：2015-01-19修回日期：2015-03-30編輯：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.21.029

中圖分類號：R541

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)21-3924-04