心內膜下層心肌血供及收縮特點

孫錦濤(綜述),吳洪海(審校)

(揚州大學醫學院臨床醫學系,江蘇 揚州 225001)

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心內膜下層心肌血供及收縮特點

孫錦濤(綜述),吳洪?！?審校)

(揚州大學醫學院臨床醫學系,江蘇 揚州 225001)

摘要：心內膜下層心肌位于心肌最內層，由于血供及收縮的特點使其在心肌缺血狀態下最先出現損傷。無創成像技術的發展、定性定量評估心內膜下層心肌結構及功能準確性的提高，使心內膜下層心肌作為心臟疾病早期損傷指標及干預靶點的重要性日益凸顯。通過干預心內膜下層心肌延緩或逆轉缺血性心臟病及心力衰竭中的心室重構具有廣闊的研究前景。

關鍵詞：心內膜下層心?。皇湛s；缺血

心室肌分為心內膜下層、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，心內膜下層心肌易出現損傷和運動功能等異常，但冠狀動脈造影、CT、超聲等心臟常規檢測技術均不能較好地顯示近心腔側心肌，故對心內膜下層心肌的認識仍有很大局限，超聲斑點追蹤成像、心臟磁共振、正電子成像等技術的廣泛應用，使定性定量監測心內膜下層心肌活動成為可能。現以心室肌為例，針對心內膜下層心肌血供及收縮特點進行綜述，旨在討論心內膜下層心肌損傷與心臟疾病的關系，為臨床診療提供理論依據。

1心內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出分支垂直穿入心肌，沿途發出樹枝狀分支供養心肌各層[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，穿通支沿途沒有發出分支而直達心肌最內層[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，左心室心內膜下層血管網的密度明顯大于心肌中層和心外膜下層[1]；心內膜下層的毛細血管形態各異、走行復雜、血管之間吻合豐富且方式多樣，呈“H”“Y”“K”形等。毛細血管網的分布具有異質性，一些區域毛細血管網的吻合程度高、管徑較粗，另一些區域的毛細血管網吻合程度低、管徑細小[3]。此外，心內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主要集中在心內膜下層，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，以維持心內膜下層的高能量供應[5]。用15O標記的水進行正電子發射心肌灌注顯像，結果顯示在靜息狀態下心內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]。另外一項通過動態增強對比心臟磁共振進行心肌灌注現象的研究也得出了相同結論[7]，即靜息狀態下心內膜下層血液灌注量大于心外膜下層；雖然心內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]，心臟腺苷負荷狀態下心內膜下層與心外膜下層的血流比值較心臟靜息狀態下有明顯下降[7],提示心內膜下層的血管順應性較小。心內膜下層血管順應性小和耗氧量大，使其血管擴張能力及血流儲備能力非常有限[8]。

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

1.2影響血流的因素心內膜下層微血管受心肌收縮的影響比心外膜下層明顯，心肌收縮時產生的心室壁壓力從心內膜到心外膜呈線性下降，在收縮期內心內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。因心肌收縮壓迫產生的血管內壓力由心內膜向心外膜遞減，使心內膜下層的血液反向流入心外膜下層出現逆向灌注[9]，故心內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幾乎不受影響。當心肌收縮抑制時，心內膜下層血管處于最大擴張狀態，心內膜下層血流增加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；腺苷負荷試驗后這一數值分別降至(22±7) mmHg·mL/min和(21±5) mmHg·mL/min，同時心內膜下層與心外膜下層血流比值下降[6]，心內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、外兩層血管阻力接近，心內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。正常狀態下，心內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，心臟在停搏狀態下心內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，心內膜下層血管憑借其管徑及密度上的優勢可以獲得更多的供血[10]。但心內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。

心室腔壓力對心內膜下層血流的影響很大程度上取決于心肌狀態。當心肌收縮正常時，心室腔壓力降低對心內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膜下層血流顯著增加[9]。另一研究結果顯示，左心室舒張末期容積與心內膜下層血流量呈負相關[6]，提示在心肌收縮較弱的舒張期，心室腔內壓力的增高可以使心內膜下層血流量減少。

2心內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走行及位置，心肌可分為接近于心室長軸走形的心內膜下層心肌、心外膜下層心肌及兩者間沿短軸環形走形的心肌中層。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]。正常狀態下，心內膜下層心肌的收縮幅度高于心外膜下層心肌，內、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。

根據心肌帶理論，心內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。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損傷時心肌的形態學改變通過制造動靜脈瘺產生的容量負荷心力衰竭模型顯示，因容量負荷過重導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壓力增高，供血不足使心內膜下層心肌出現心肌細胞壞死、炎性細胞浸潤、膠原纖維沉積等心室重塑的表現，這些變化在心內膜下層以外的區域并沒有發生。心肌低血流灌注下心內膜下層心肌的重塑反應可能會促成早期的左心室功能不全[15]。

高血壓患者心內膜下層心肌會出現明顯的纖維化和心肌細胞肥大，隨著時間的推移，這兩種現象開始逐漸從內層向外層發展，其中心內膜下層和心肌中層的心肌肥大是對壓力負荷過大的代償反應。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在心內膜下層，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，心內膜下層心肌出現舒張早期及舒張晚期縱向應變率降低，而心外膜下層心肌僅出現舒張早期縱向應變率降低，心肌跨壁縱向應變率也明顯降低。值得一提的是，隨著冠狀動脈狹窄程度的加深，心內膜下層的縱向應變率總是大于同組的心外膜下層心肌縱向應變率[17]，這提示由于心內膜下層心肌的縱斜形走行及室壁增厚程度，即便在心內膜下層心肌損傷程度較心外膜下層嚴重時，心內膜下層心肌在心室整體縱向收縮上仍然起主要作用。在左心室射血分數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已經存在，原因可能與高血壓狀態下左心室心內膜下層心肌缺血引起的心內膜下層縱行心肌舒縮受損有關[18]。因此，局部心內膜下層心肌縱向應變異?？梢杂脕頇z測射血分數正常的亞臨床狀態左心室心功能不全[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，結果顯示，在缺血情況下心內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，缺血狀態下心內膜下層心肌徑向收縮、圓周收縮等數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。

心肌扭轉運動是形成心室收縮功能的基礎[21]，不同心肌層扭轉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)心內膜下層的左心室扭轉峰值明顯受損，慢性心力衰竭患者心內膜下層的左心室扭轉峰值與正常及STEMI相比受損更嚴重，而心外膜下層的左心室扭轉峰值僅在慢性心力衰竭的患者中出現受損[22]。不同程度的STEMI，心內膜下層和心外膜下層左心室扭轉峰值的受損程度也不相同，心外膜下層左心室扭轉峰值僅在大范圍STEMI時才出現明顯受損，而左心室心內膜下層扭轉峰值的受損在小范圍的STEMI時就已經發生[22]。

2.4心內膜下層心肌損傷后心肌的代償反應心內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，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、扭轉上的代償。在僅有心內膜下層心肌缺血受損、未累及到心肌中層及心外膜下層時，心室周向及扭轉運動仍可維持正常或只有輕微受損[23-24]，維持正常的周向及扭轉運動可以使左心室收縮功能及射血分數維持在正常范圍[25]。缺血狀態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下相比有相應增強，這可能是作為對心內膜下心肌收縮功能下降的一種代償作用[26]，這種代償反應引起的跨壁力學改變可能是心室重構的重要觸發機制之一。

2.5再灌注后心肌的恢復心內膜下層心肌功能的恢復對心室功能遠期改善有重要影響。心內膜下層心肌跨壁收縮梯度的恢復有助于心室整體收縮功能的恢復，對預后有積極的作用[27]。心內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數的改善明顯相關，而周向收縮的改變以及徑向收縮的改變與左心室射血分數的改善無明顯相關[28]。

3小結

心內膜下層心肌收縮的高能耗及獨特的血供特點決定了心內膜下層血液循環的脆弱性，冠狀動脈血管狹窄導致的血流量減少和(或)心肌收縮耗能的進一步增加，都會首先導致心內膜下層心肌因為能量供應不足引起心肌舒縮功能異常。因此，心內膜下層心肌缺血被視為心肌血供出現病變的一個敏感標志[29]，且心室整體功能的損傷一般也從心內膜下層開始發展[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的發展，定性定量監測心內膜下層心肌結構、血供及收縮變化水平的提高，使得心內膜下層心肌更容易被監測[30-31]。充分掌握心內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；作為敏感指標利于心臟疾病的早期變化及病程進展的監測。

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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

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)21-3924-04