心脏中的“选区划分”：组织异质性如何引发早搏（即过早的心室收缩）

《Biophysical Journal》：Gerrymandering in the heart: How tissue heterogeneities promote premature ventricular contractions

　　

佐藤大辅 | 唐纳德·M·伯斯

加利福尼亚大学戴维斯分校药理学系，加利福尼亚州95616

摘要

早搏（PVCs）是一种异常的心跳，可能会引发危及生命的心律失常。导致早搏的一个机制是触发活动（triggered activity）。在这一过程中，肌浆网会自发释放钙离子（Ca²⁺），随后在亚细胞水平上产生的Ca²⁺波会引发短暂的内向电流，从而导致细胞层面的延迟去极化。在均匀、健康的组织中，这类事件通常是良性的，因为周围的健康细胞起到了“电汇”（electrical sink）的作用，抑制了来自少数病变细胞的异常信号。这种现象被称为“源-汇不匹配”（source-sink mismatch）。在这项研究中，我们通过计算建模展示了组织和功能的异质性如何克服这种保护机制。电耦合较弱的区域或特定的细胞排列方式可能会将小范围的病变细胞在电学上隔离开来。在这些隔离区域内，异常细胞的数量更容易达到“临界值”，从而克服源-汇不匹配并引发早搏。这一原理——即少数群体的空间排列能够决定整个群体的局部结果——类似于政治学中的选区划分（gerrymandering）现象。我们的发现为理解心律失常的起源提供了一个新的机制框架，并强调了组织异质性的关键作用。