Tachykardia
Patofizjologia i mechanizm
Tachykardia definiowana jest jako częstość akcji serca >100 uderzeń/min w spoczynku i może wynikać z trzech głównych mechanizmów patofizjologicznych: reentry, wzmożonego automatyzmu oraz aktywności wyzwalanej. Reentry, najczęstszy mechanizm tachyarytmii, polega na krążeniu impulsu elektrycznego w zamkniętym obwodzie, z podtypami anatomicznym i czynnościowym, wymagającymi obecności jednokierunkowego bloku i odpowiedniego okresu refrakcji. Wzmożony automatyzm wynika ze spontanicznej depolaryzacji fazy 4 potencjału czynnościowego, często indukowany przez stymulację współczulną lub hipoksję. Aktywność wyzwalana obejmuje wczesne (EADs) i późne potencjały następcze (DADs), które są istotne w arytmiach związanych z zespołem długiego QT, digoksyną oraz tachykardią drogi odpływu. Tachykardie nadkomorowe (SVT) obejmują AVNRT (65% przypadków), AVRT (30%) oraz tachykardię przedsionkową (5%), z charakterystycznymi mechanizmami nawrotnymi i obecnością dróg dodatkowych, np. w zespole Wolff-Parkinson-White’a. Tachykardia komorowa (VT) definiowana jest jako ≥3 pobudzenia komorowe z częstością 110–250/min, najczęściej spowodowana reentry w obszarach bliznowatych po zawale mięśnia sercowego, ale także aktywnością wyzwalaną i nieprawidłowym automatyzmem. Szczególną formą jest torsade de pointes, powiązana z wydłużonym odstępem QT i mechanizmami mieszanymi.
- Patofizjologia tachykardii
- Podstawowe mechanizmy tachykardii
- Patofizjologia mechanizmu reentry
- Wzmożony automatyzm
- Aktywność wyzwalana (triggered activity)
- Mechanizmy tachykardii nadkomorowej
- Mechanizm nawrotnego węzła przedsionkowo-komorowego (AVNRT)
- Mechanizm nawrotnej tachykardii przedsionkowo-komorowej (AVRT)
- Mechanizm tachykardii przedsionkowej
- Mechanizmy tachykardii komorowej
- Mechanizm monomorficznej tachykardii komorowej
- Mechanizm tachykardii drogi odpływu
- Mechanizm Torsade de Pointes
- Konsekwencje hemodynamiczne tachykardii
- Zaburzenia homeostazy wapnia w tachykardii
- Rola układu autonomicznego w tachykardii
- Nieadekwatna tachykardia zatokowa
- Diagnostyka elektrofizjologiczna mechanizmów tachykardii
- Manewry diagnostyczne w badaniu elektrofizjologicznym
- Techniki entrainmentu w diagnostyce mechanizmu tachykardii
- Podsumowanie mechanizmów tachykardii
Patofizjologia tachykardii
Tachykardia, definiowana jako częstość akcji serca przekraczająca 100 uderzeń na minutę w spoczynku, może wynikać z różnych mechanizmów patofizjologicznych. Zaburzenia rytmu serca mogą być spowodowane nieprawidłowościami w tworzeniu impulsów, przewodzeniu impulsów lub kombinacją obu tych mechanizmów. Zrozumienie podstaw patofizjologicznych jest kluczowe dla właściwej diagnozy i leczenia.12
Podstawowe mechanizmy tachykardii
Wyróżnia się trzy podstawowe mechanizmy odpowiedzialne za rozwój tachykardii:12
- Reentry (krążący pobudzenie, mechanizm nawrotny)
- Wzmożony automatyzm
- Aktywność wyzwalana (triggered activity)
Patofizjologia mechanizmu reentry
Reentry jest najczęstszym mechanizmem odpowiedzialnym za tachyarytmie patologiczne. Mechanizm ten polega na krążeniu impulsu elektrycznego po zamkniętym obwodzie w obrębie tkanki sercowej.12
Uproszczony model obwodu reentry składa się z dwóch rozdzielonych podłużnie, ale uzupełniających się dróg, połączonych w funkcjonalny obwód. Właściwości przewodzenia i okresy refrakcji każdej drogi muszą uzupełniać się wzajemnie, tak aby czas przewodzenia w jednej drodze przekraczał okres refrakcji drugiej drogi.1
Wyróżnia się dwa podstawowe modele reentry:1
- Reentry anatomiczne – krążenie wokół stałej przeszkody anatomicznej
- Reentry czynnościowe – krążenie wokół funkcjonalnego obszaru bloku
Podczas reentry anatomicznego długość obwodu jest stała i przekracza długość fali tachykardii. Istnieje tzw. „okno pobudliwości” (excitable gap), które pozwala na przedwczesną stymulację penetrującą obwód i resetowanie lub entrainment tachykardii.1
W reentry czynnościowym obwód jest najmniejszym możliwym obwodem wokół centralnego obszaru niepobudliwości utworzonego przez zbiegające się liczne małe fale odśrodkowe. W reentry czynnościowym, cykl tachykardii (TCL) jest proporcjonalny do okresu refrakcji tkanki.1
Warunki niezbędne do wystąpienia reentry obejmują:1
- Obecność jednokierunkowego bloku w drodze przewodzenia
- Krytyczny timing
- Odpowiednią długość efektywnego okresu refrakcji normalnej tkanki
Wzmożony automatyzm
Automatyzm odnosi się do zdolności komórki mięśnia sercowego do samoistnego generowania impulsów. Każda część serca, która inicjuje impuls bez oczekiwania na węzeł zatokowo-przedsionkowy, nazywana jest ogniskiem ektopowym i z definicji jest zjawiskiem patologicznym.1
Wzmożony automatyzm powstaje w wyniku spontanicznej depolaryzacji fazy 4 potencjału czynnościowego. Warunki zwiększające automatyzm obejmują stymulację współczulnego układu nerwowego i hipoksję.12
Tachykardia ogniskowa przedsionkowa często występuje w wyniku nieprawidłowego automatyzmu i jest trudna do zainicjowania podczas badania elektrofizjologicznego, wymagając infuzji leków w celu indukcji.1
Aktywność wyzwalana (triggered activity)
Aktywność wyzwalana to rozwój pobudzenia grupy komórek mięśnia sercowego wywołany przez serię poprzednich impulsów. Jest to zaburzenie formowania impulsów, podobnie jak wzmożony automatyzm.1
Wyróżnia się dwa rodzaje potencjałów następczych:1
- Wczesne potencjały następcze (Early Afterdepolarizations, EADs) – rozwijają się przed zakończeniem repolaryzacji (podczas fazy 2 lub 3 potencjału czynnościowego). Uważa się, że EADs są odpowiedzialne za arytmie związane z nabytym i wrodzonym zespołem długiego QT.1
- Późne potencjały następcze (Delayed Afterdepolarizations, DADs) – powstają z przejściowych prądów dośrodkowych, które wyzwalają depolaryzacje błony. DADs zostały wykazane w tkance poddanej działaniu naparstnicy i uważa się, że wiele arytmii związanych z digoksyną jest spowodowanych aktywnością wyzwalaną.1
Kliniczne wskazówki sugerujące, że arytmia wynika z aktywności wyzwalanej, obejmują rozwój tachykardii po zwiększeniu częstości rytmu zatokowego. Najczęstszym przykładem jest idiopatyczna tachykardia z drogi odpływu prawej komory występująca w kontekście wysiłku fizycznego lub w odpowiedzi na agonistę β-adrenergicznego, w wielu przypadkach uważana za spowodowaną przez DADs.1
Mechanizmy tachykardii nadkomorowej
Tachykardia nadkomorowa (SVT) odnosi się do tachyarytmii, które powstają powyżej poziomu pęczka Hisa i obejmuje regularne przedsionkowe, nieregularne przedsionkowe i regularne tachykardie przedsionkowo-komorowe.1
Mechanizm nawrotnego węzła przedsionkowo-komorowego (AVNRT)
Nawrotny węzeł przedsionkowo-komorowy (AVNRT) to najczęstsza forma SVT, stanowiąca około 65% przypadków. Występuje, gdy w węźle przedsionkowo-komorowym istnieją dwie drogi:12
- Droga wolna (α) – wolno przewodząca droga z krótkim okresem refrakcji
- Droga szybka (β) – szybko przewodząca droga z długim okresem refrakcji
Współistnienie tych funkcjonalnie różnych dróg stanowi podłoże dla tachykardii nawrotnej. Przedwczesne pobudzenie przedsionkowe (PAC) dociera, gdy droga szybka jest jeszcze w okresie refrakcji, i jest kierowane w dół drogą wolną. Gdy przewodzenie zstępujące przez drogę wolną jest wystarczająco wolne, impuls może znaleźć dolną część drogi szybkiej gotową do przewodzenia, ale już w kierunku wstecznym.12
Impuls nieustannie krąży wokół tych dwóch dróg, tworząc ruch cyrkularny, w którym impuls nieustannie krąży, aktywując pęczek Hisa zstępująco, a przedsionki wstecznie. Krótki cykl jest odpowiedzialny za szybką częstość akcji serca. Najczęstszy typ obwodu nawrotnego określany jest jako AVNRT typu wolno-szybkiego.1
Co istotne, AVNRT nie obejmuje komór jako części obwodu nawrotnego; konieczność tkanki przedsionkowej okołowęzłowej dla obwodu jest kontrowersyjna.1
Mechanizm nawrotnej tachykardii przedsionkowo-komorowej (AVRT)
Nawrotna tachykardia przedsionkowo-komorowa (AVRT) stanowi około 30% przypadków SVT. AVRT wynika z obecności dwóch lub więcej dróg przewodzących: węzła przedsionkowo-komorowego i jednej lub więcej dróg dodatkowych.12
Obwód nawrotny najczęściej tworzony jest przez impulsy podróżujące zstępująco przez węzeł przedsionkowo-komorowy i wstecznie przez drogę dodatkową; nazywa się to ortodromowym AVRT.1
Obwód nawrotny może być również utworzony przez przedwczesny impuls podróżujący zstępująco przez jawną drogę dodatkową i wstecznie przez węzeł przedsionkowo-komorowy; nazywa się to antydromowym AVRT.1
Droga dodatkowa łącząca przedsionek i komorę jest podłożem zespołu Wolff-Parkinson-White’a. Droga dodatkowa przedsionkowo-komorowa ma tendencję do dłuższego okresu refrakcji niż węzeł przedsionkowo-komorowy.1
Mechanizm tachykardii przedsionkowej
Tachykardia przedsionkowa (AT) stanowi około 5% przypadków SVT. AT nie obejmuje nawrotu przez węzeł przedsionkowo-komorowy lub komorę. Jest spowodowana ogniskowym obszarem automatyzmu w przedsionku.12
Tkanka przedsionkowa przylegająca do crista terminalis w prawym przedsionku lub ujścia żył płucnych w lewym przedsionku jest szczególnie podatna na rozwój automatyzmu.1
Nawrotne tachykardie przedsionkowe obejmują mikronaprotne tachykardie przedsionkowe i makronawrotne tachykardie przedsionkowe.1
Nawrotna tachykardia węzła zatokowego jest ogniskową tachykardią przedsionkową z morfologią załamka P taką samą jak podczas rytmu zatokowego. Nawrót w tym przypadku znajduje się w górnej crista terminalis w pobliżu węzła zatokowego.1
Mechanizmy tachykardii komorowej
Tachykardia komorowa (VT) jest definiowana jako sekwencja trzech lub więcej pobudzeń komorowych. Częstość wynosi od 110 do 250 uderzeń na minutę. Tachykardie komorowe często pochodzą z okolic starej tkanki bliznowatej w sercu, np. po zawale mięśnia sercowego.1
Mechanizm monomorficznej tachykardii komorowej
Na poziomie komórkowym tachykardia komorowa jest spowodowana elektrycznym nawrotem lub nieprawidłowym automatyzmem. Bliznowacenie mięśnia sercowego z jakiegokolwiek powodu zwiększa prawdopodobieństwo elektrycznych obwodów nawrotnych. Obwody te zwykle zawierają strefę, w której normalne przewodzenie elektryczne jest spowolnione przez bliznę.1
Bliznowacenie komór po przebytym zawale mięśnia sercowego jest najczęstszą przyczyną utrwalonej monomorficznej tachykardii komorowej.1
Dla powstania monomorficznej tachykardii komorowej istnieją trzy mechanizmy:1
- Reentry (najczęstszy mechanizm) – wymaga dwóch odrębnych dróg przewodzenia
- Aktywność wyzwalana – występuje z powodu wczesnych lub późnych potencjałów następczych
- Nieprawidłowy automatyzm – obejmuje przyspieszone nieprawidłowe generowanie impulsów przez region komórek komorowych
Mechanizm tachykardii drogi odpływu
Tachykardia drogi odpływu pochodzi z prawej lub lewej drogi odpływu komór oraz z regionu pierścieni zastawek trójdzielnej i mitralnej. Charakterystycznie, tachykardia drogi odpływu jest spowodowana aktywnością wyzwalaną zapośredniczoną przez cAMP i jest przerywana przez podanie adenozyny.1
Arytmie drogi odpływu są ogniskowe i dlatego łatwo poddają się ostatecznemu leczeniu za pomocą ablacji prądem o częstotliwości radiowej.1
Mechanizm Torsade de Pointes
Torsade de pointes to charakterystyczna forma polimorficznej tachykardii komorowej, która wynika z wrodzonego lub nabytego wydłużonego odstępu QT. Jest to prawdopodobnie kombinacja aktywności wyzwalanej i nawrotu komorowego.12
Konsekwencje hemodynamiczne tachykardii
Podczas tachykardii rzut serca jest zmniejszony w wyniku zmniejszonego napełniania komór z powodu szybkiej częstości akcji serca i braku odpowiednio zsynchronizowanego lub skoordynowanego skurczu przedsionków. Niedokrwienie i niedomykalność mitralna mogą również przyczyniać się do zmniejszonej objętości wyrzutowej komory i nietolerancji hemodynamicznej.1
Zapaść hemodynamiczna jest bardziej prawdopodobna, gdy występuje podstawowa dysfunkcja lewej komory lub gdy częstości akcji serca są bardzo szybkie. Zmniejszony rzut serca może prowadzić do zmniejszonej perfuzji mięśnia sercowego, pogorszenia odpowiedzi inotropowej i degeneracji do migotania komór, co skutkuje nagłą śmiercią.1
Gdy przepływ krwi staje się zbyt szybki lub szybki przepływ krwi przechodzi przez uszkodzony śródbłonek, zwiększa to tarcie w naczyniach, co prowadzi do turbulencji i innych zaburzeń. Zgodnie z triadą Virchowa, jest to jeden z trzech warunków (wraz z nadkrzepliwością i uszkodzeniem/dysfunkcją śródbłonka), które mogą prowadzić do zakrzepicy (tj. zakrzepów krwi w naczyniach).1
Częstość akcji serca jest rozpatrywana w kontekście dominującego obrazu klinicznego. Gdy serce bije nadmiernie lub szybko, serce pompuje mniej wydajnie i dostarcza mniej krwi do reszty ciała, w tym do samego serca. Zwiększona częstość akcji serca prowadzi również do zwiększonej pracy i zapotrzebowania na tlen przez serce, co może prowadzić do niedokrwienia związanego z częstością.1
Zaburzenia homeostazy wapnia w tachykardii
Ważnym aspektem patofizjologii tachykardii są zaburzenia homeostazy wapnia w kardiomiocytach. Podczas niedotlenienia mięśnia sercowego, które występuje w szoku krwotocznym, peptydyloarginino-deiminaza 2 (PAD2) zmniejsza aktywność enzymu SERCA2a poprzez cytrulinację, zaburzając homeostazę wapnia w mięśniu sercowym.1
PAD2 odgrywa kluczową rolę w cytrulinacji białek, modyfikacji potranslacyjnej, która zmienia funkcję białka. Badania wykazały, że niedobór lub zahamowanie genu PAD2 poprawia arytmie komorowe i zwiększa przeżywalność po szoku krwotocznym.1
Mechanizmy leżące u podstaw zaburzonych sygnałów wapniowych, zwłaszcza sygnałów wapniowych związanych z retikulum sarkoplazmatycznym (SR), takich jak SERCA2a, podczas arytmii wywołanych przez szok krwotoczny, pozostają słabo zrozumiane.1
Wyniki badań ujawniają, że PAD2 pośredniczy w arytmiach poprzez zaburzanie homeostazy wapnia w SR poprzez zakłócanie zawartości wapnia w SR i szybkości jego odzyskiwania. Jest to pierwszy raport o cytrulinacji jako mechanizmie regulacyjnym dla SERCA2a, oferujący nowe spojrzenie na inaktywację SERCA2a podczas ostrych stanów niedokrwiennych.1
Rola układu autonomicznego w tachykardii
Zwiększona stymulacja układu współczulnego powoduje zwiększenie częstości akcji serca, zarówno przez bezpośrednie działanie włókien nerwów współczulnych na serce, jak i poprzez powodowanie uwalniania przez układ hormonalny hormonów takich jak epinefryna (adrenalina), które mają podobny efekt.1
Zwiększona stymulacja współczulna jest zwykle spowodowana stresem fizycznym lub psychologicznym. Jest to podstawa tak zwanej odpowiedzi „walcz lub uciekaj”, ale taka stymulacja może być również wywołana przez stymulanty, takie jak efedryna, amfetaminy lub kokaina.1
Pewne zaburzenia endokrynologiczne, takie jak guz chromochłonny, mogą również powodować uwalnianie epinefryny i mogą prowadzić do tachykardii niezależnej od stymulacji układu nerwowego. Nadczynność tarczycy również może powodować tachykardię.1
Nieadekwatna tachykardia zatokowa
Nieadekwatna tachykardia zatokowa (IST) jest definiowana jako tachykardia zatokowa, która nie jest spowodowana identyfikowalnymi schorzeniami medycznymi, reakcją fizjologiczną lub farmaceutykami (diagnoza wykluczenia) i towarzyszy jej symptomy, często unieważniające i wpływające na jakość życia.1
Mechanizm i główna etiologia nieadekwatnej tachykardii zatokowej nie zostały w pełni wyjaśnione. Zasugerowano mechanizm autoimmunologiczny, ponieważ kilka badań wykryło autoprzeciwciała, które aktywują receptory beta-adrenergiczne u niektórych pacjentów.1
Mechanizm arytmii dotyczy głównie węzła zatokowego i tkanki okołowęzłowej i nie wymaga węzła przedsionkowo-komorowego do utrzymania. Ponad 15 prądów elektrycznych ściśle kontroluje węzeł zatokowy. Zegar wapniowy i prąd śmieszny wydają się być najważniejszymi prądami w regulacji częstości węzła zatokowego. Aktywacja zatokowa, a tym samym częstość akcji serca, jest dalej regulowana przez autonomiczny układ nerwowy.1
| Mechanizm | Podstawowa charakterystyka | Typowe arytmie | Odpowiedź na adenozynę |
|---|---|---|---|
| Reentry | Krążenie impulsu po zamkniętym obwodzie | AVNRT, AVRT, trzepotanie przedsionków, większość VT | Często skuteczna |
| Wzmożony automatyzm | Spontaniczna depolaryzacja fazy 4 | Ogniskowa tachykardia przedsionkowa | Często nieskuteczna |
| Aktywność wyzwalana | Potencjały następcze (EADs, DADs) | Tachykardia drogi odpływu, arytmie związane z digoksyną | Często skuteczna dla DADs |
Diagnostyka elektrofizjologiczna mechanizmów tachykardii
Badanie elektrofizjologiczne jest kluczowe dla prawidłowego zdiagnozowania mechanizmu tachykardii nadkomorowej. Ważne jest, aby rozpoznać, że podobnie jak w przypadku większości testów diagnostycznych, żadna pojedyncza obserwacja lub manewr omówiony poniżej nie jest w 100% czuły lub swoisty.1
Manewry diagnostyczne w badaniu elektrofizjologicznym
- Wykazanie podwójnej fizjologii węzła przedsionkowo-komorowego podczas badania elektrofizjologicznego ma dodatnią wartość predykcyjną 86% dla AVNRT jako mechanizmu tachykardii.
- Zakończenie tachykardii z rozwojem bloku przedsionkowo-komorowego (spontanicznego lub wywołanego przez manewry wagalne lub leki blokujące węzeł przedsionkowo-komorowy) sprzyja diagnozie tachykardii zależnych od węzła przedsionkowo-komorowego, AVNRT lub AVRT.
- Nagły wzrost odstępu AH lub VH przy dostarczeniu nieznacznie zmniejszającego się pojedynczego ekstrastymulusu sugeruje obecność podwójnych dróg węzła przedsionkowo-komorowego i silnie sugeruje AVNRT jako mechanizm SVT z dodatnią wartością predykcyjną 91%.
- Jeśli tachykardia trwa podczas rozwoju bloku przedsionkowo-komorowego, AVRT jako mechanizm tachykardii jest wykluczone z powodu potrzeby udziału komór.
Rozwinięcie się bloku lewej odnogi pęczka Hisa (BBB) sprzyja diagnozie AVRT z dodatnią wartością predykcyjną 92%.1
Techniki entrainmentu w diagnostyce mechanizmu tachykardii
Entrainment to ciągłe resetowanie tachykardii przez stymulację overdrive bez zakończenia tachykardii. Obecność stałej i postępującej fuzji EKG sugeruje, że obwód ma oddzielne miejsca wejścia i wyjścia.1
Interwał po stymulacji (post-pacing interval, PPI) może również pomóc w różnicowaniu mechanizmu arytmii. Podczas AVRT, interwał po stymulacji po entrainmencie komorowym będzie generalnie podobny do cyklu tachykardii (TCL), biorąc pod uwagę, że komora jest blisko obwodu arytmii.1
Podczas tachykardii stymulacja komorowa overdrive (VOP) wykonana przez przegrodę prawej komory przyspiesza przedsionek do tego samego cyklu stymulacji. Praca wykonana przez Michaela i wsp. sugeruje, że w tym kontekście bezwzględny PPI większy niż 615 ms sugeruje arytmię przedsionkową, a nie komorową.1
Po rozróżnieniu pochodzenia tachykardii jako przedsionkowego, a nie komorowego, kolejnym parametrem, który można wykorzystać, jest sekwencja powrotu po zakończeniu stymulacji.1
Kolejną obserwacją jest to, że jeśli tachykardia kończy się w przedsionku, jest bardziej prawdopodobne, że jest to rytm nawrotny obejmujący węzeł przedsionkowo-komorowy, gdzie przejściowa blokada węzła działa na zakończenie tachykardii.1
Podsumowanie mechanizmów tachykardii
Zrozumienie mechanizmów patofizjologicznych tachykardii jest kluczowe dla właściwej diagnozy i leczenia. Trzy główne mechanizmy – reentry, wzmożony automatyzm i aktywność wyzwalana – stanowią podstawę większości tachyarytmii. Diagnostyka elektrofizjologiczna pozwala na precyzyjne określenie mechanizmu tachykardii, co umożliwia zastosowanie odpowiedniego leczenia, w tym ablacji przezskórnej, która jest szczególnie skuteczna w przypadku arytmii związanych z określonymi szlakami przewodzenia.12
Mechanizmy patofizjologiczne tachykardii są złożone i zróżnicowane, a ich zrozumienie stanowi podstawę skutecznego leczenia zaburzeń rytmu serca.
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.