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国立病院機構仙台医療センター 循環器内科
篠崎毅
基礎電気生理から心電図を学ぶ
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活動電位
伝導とVAT
T波
ST変化
R on TとVf
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プロトンポンプ
海底の噴出口
40億年前、古細菌
シアノバクテリア
20億年前、ストロマトライト
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プロトンポンプ
細胞内:マイナス荷電
細胞外:プラス荷電
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Na-K ポンプ(Naポンプ)
全ての細胞はマイナスに荷電する。
心筋細胞の止膜電位:-90mV
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心筋活動電位
-90 mV
0 mV
4相(静止状態) 4相
2相
3相 0相
1相
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4相:分極
Na-Kポンプ
4相(静止膜電位 -90 mV)
プラスとマイナスが分かれている
細胞障害:静止膜電位を維持できなくなること
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なにが静止膜電位を動かすのか?
心筋細胞は放っておいても動かない。
1.隣の細胞からNaが流れ込む=伝導
ギャップ結合
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なにが静止膜電位を動かすのか?
2.4相脱分極=自動能
洞結節
房室結節
His-Purkinje細胞
へんてこ電流
funny current
新薬:イバブラジンのターゲット
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0相:内向きNa電流
-90 mV
0相
分極状態から脱する:脱分極 自己増殖的な
Naの流入
第二の役割:ギャップ結合を介して、隣の細胞に流入する→伝導
第一の役割
活動電位の開始
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1相:一過性外向きK電流
-90 mV
1相
J波の起源
オズボーン波
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2相:内向きCa電流
-90 mV
2相
このCaが張力の源
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3相:外向きK電流
-90 mV
3相
QT時間を決定する電流
再び分極状態する:再分極
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活動電位
伝導とVAT
T波
ST変化
R on TとVf
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ケーブル理論
「断面積の大きいケーブルの伝導速度は速い」
最大の細胞: Purkinje細胞 → 4 m/s
最小の細胞: 心筋細胞 → 0.3 m/s
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Ventricular activation time: VAT
心エコーがない時代の左室肥大のgolden standard
VAT
50 ms
ECG
4 m/s
0.3 m/s
VATが短いのは刺激伝導系を伝導した証拠
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VAT 70 ms
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活動電位
伝導とVAT
T波
ST変化
R on TとVf
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T波の起源
ECG
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原理原則
「左側胸部誘導の正常T波はR波と同じ向き」
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なぜ、T波はR波と同じむきなのか?
もし、活動電位の形が全ての心筋で一様であったなら、
向かってくる脱分極ベクトルは上向き。 脱分極(R波)
再分極(T波)
心内膜側からマイナスがやってくる
→心外膜側からプラスが始まるのと同じ
この再分極ベクトルは下向き。
あれ?
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R波とT波が同じ向きである理由
心内膜側からマイナスがやってくる。
心外膜側からマイナスが始まる。
(再分極は心外膜から始まる)
心外膜は早くマイナスになる。
心内膜は遅くマイナスになる。
心内膜の活動電位は長い。
→この原則が崩れると陰性T波となる。
ex 虚血
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脱分極は心内膜から始まり、心外膜に終わる。
再分極は心外膜から始まり、心内膜に終わる。
→始めに興奮した場所が、最後に興奮する。
ex cardiac memory
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活動電位
伝導とVAT
T波
ST変化
R on TとVf
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どうしてSTが変化するのか?
心筋電位 1mV ー直流+交流
心電計回路内コンデンサー
ー直流成分を除去
ー心筋電位の交流成分だけが心電波形となる
分極電圧 数mV-数100mV ー直流
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正常心電図
心筋細胞内電位
心電図
交 交
直
直 直
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異常心電図
心筋細胞内電位
心電図
正常心筋
生理的 or 病的変化
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活動電位の形を変える刺激は何でも
ST変化を生じる
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過換気
受診時
paper bag
呼吸後
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ジギタリス効果
ジギタリス
投与中
中止6日目
中止1ヶ月目
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精神不安
アトロピン 1A iv後
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自律神経
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銃弾による心臓外傷
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肺癌の心臓転移
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外部からの心臓圧迫
HH: 裂孔ヘルニア
裂孔ヘルニア解除後
来院時
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ST変化とは
ST-T変化は「心肥大」や「虚血」とは限らない。
ただ、高齢者の多い平和な日本では「心肥大」と
「虚血」と言っていれば、たまたま90%以上の正診
率となるだけ。
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活動電位
伝導とVAT
T波
ST変化
R on TとVf
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R on T
ECG
不均一な興奮がVfを作る
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R on T
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R on TはいつでもVfを起こすのか?
ペースメーカーの5V刺激
ICD植え込み時のTショック
雷に打たれたら?
電気現象とは常に確率的現象である。
R on TによるVf確率を増大させる因子
左室肥大、左室拡大、心不全、心筋線維化、 交感神経緊張
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サラブレットの頓死
ゴール直前の記録。
この時、Pcwp 70 - 115 mmHg !!
解剖所見 肺水腫 !!
心不全がVfを引きおこすモデル
Kiryu K, et. al. J Vet Med Sci 1999;61:921-928
Gelberg HB, et. al. J Am Vet Med Assoc 1985;187:1354-1356
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カンガルーの突然死
O’Rourke. et. al. Cardiovasc Res 1986;20:398
全身麻酔によって14頭中10頭が
Vfを引き起こした。
左室圧
心電図
心肥大がVfを引きおこすモデル
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Vfと遺伝子
Vfになりやすい遺伝子は早期に淘汰される。
胎児死亡、小児の肥大型心筋症
生殖年齢を生き延びた遺伝子だけが人類の遺伝子
プールに蓄積される。