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1、第二节 心脏的生物电活动和生理特性,心肌细胞,工作细胞：心房肌和心室肌细胞,自律细胞,房结区,结希区,结 区,心肌细胞的分类,心肌细胞的分类及生理特性,一、心肌细胞的跨膜电位及形成机制,(一) 工作细胞的跨膜电位及形成机制-心室肌,1、静息电位（resting potential） Rp：-80 -90mV（心室肌）,What is resting potential？,心室肌细胞静息电位形成机制 ：主要是Ek，K+经IK1通道外流 但Ek 为-94 mV，而RP为-90mV，表明还有其它因素参与（如Na+的内流）,2.心室肌细胞动作电位（action potential）,What is a
2、ction potential ？,心室肌细胞与神经细胞动作电位的比较,心室肌细胞AP分期和形成机制,（1）去极化过程：0期（phase 0）从-90mV+30mV，约12ms 去极化到阈电位（-70mV）快INa通道开放，出现再生性Na+内流,Na+顺电-化学梯度进入细胞内去极化。,What is threshold potential ？,快通道（fast channel）激活开放的速度快,失活关闭的速度快快反应动作电位（fast response action potential）0期去极化由快INa通道介导的动作电位快反应细胞（fast response cell）由快Na+通道开放引
3、起快速去极化的心肌细胞如:心房肌、心室肌、浦肯野细胞,（2）复极化过程： 慢，历时200 - 300ms包括1期、2期、3期1期复极（快速复极初期） +30mV 0mV左右，历时约10ms0期和1期合称锋电位(spike potential),0期末：,Na+内流停止 （通道失活）Ito通道开放,（去极化达-40mv时激活，开放5 -10ms）,一过性K+外流,膜电位从+30mV至0mV左右,1期快速复极：是由K+负载的一过性外向电流（transient outward current，Ito）所引起,2期：平台期(plateau)： 膜电位水平停滞于0mV，占100- 150ms是心室肌AP
4、持续较长时程的主要原因是区别于神经或骨骼肌细胞动作电位的主要特征,2期形成机制:两种电流：内向Ca 2+电流（ICa-L）、外向K+电流（IK）,心肌细胞膜的电压门控Ca2+通道 ：T型(transient channel)Ca2+通道阈电位为-50-60mV激活和失活均快参与0期去极过程L型(long-lasting channel)Ca2+通道 阈电位为-40mV激活、失活和复活均慢,称慢通道 可被Mn2+和维拉帕米阻断2期的主要内向离子流,3期复极(快速复极末期) 0mV - 90mV 历时约为100150ms。,Ca2+（和少量Na+）的递减性内流停止,Ca2+通道完全失活,膜对K+的
5、通透性,K+外流（Ik通道）,3期复极,1期,2期,0期,2期末,3期,3期复极机制：,4期：静息期，也称电舒张期.排出细胞内Na+和Ca2+ ，摄回细胞外K+Na+-K+泵活动Ca2+主动转运 Na+ - Ca2+交换(继发性主动转运) Ca2+泵活动,(二)自律细胞的跨膜电位及其形成机制,1、窦房结P细胞(pacemaker),Ap的特点：最大复极电位为-70mV，阈电位为 - 40mV 0期去极化幅度低（仅7085mV） 速度慢（约10v/s），时程长（约7ms） 无明显1期和2期复极4期自动去极化速度快（约0.1V/s），明显快于浦肯野细胞（0.02V/s）,窦房结细胞的动作电位产生机
6、制： (1)0期去极化过程： Ca+内流（ L型慢钙通道）由于L型Ca2+通道激活、失活缓慢，故0期去极化缓慢，持续时间长,最大复极电位(-70mv)自动去极达阈电位（-40mV）L型Ca2+通道激活Ca2+内流,慢反应细胞 (slow response sell):由L型慢Ca+通道开放引起缓慢去极化的 心肌细胞慢反应动作电位(slow response Ap):0期去极化过程由L型慢Ca+介导的动作电位,(2)3期复极化过程: IK K+外流,0期,3期,4期,0期去极化0mv左右 L型Ca2+通道逐渐失活IK通道的开放 Ca2+内流逐 渐 K+外流逐渐3期复极至最大舒张电位,(3)4期自
7、动去极化 外向电流(K+)的减弱 内向电流(Na+、Ca2+)的增强,一种外向电流（IK:K+外流衰减）,两种内向电流,If ：Na+内流,ICa-T ：Ca2+内流,净内向离子流,2、浦肯野细胞：是一种快反应自律细胞特点：Ap分为0期、1期、2期、3期、4期0期去极化速快，幅度大4期不稳定,能自动去极化,形成机制： 0、1、2、3期与心室肌相似 4期自动去极化的离子基础:外向电流(Ik)逐渐减弱内向电流(If)逐渐增强,快、慢反应心肌细胞动作电位的特征比较 快反应动作电位 慢反应动作电位 动作电位波形分5个期： 动作电位波形分3个期： 0、1、2、3、4期 0、3、4期 电位幅度高 电位幅度
8、低 0期去极速度快 0期去极速度慢 0期主要与Na+内流有关 0期主要与Ca2+内流有关 具有快、慢通道 只有慢通道 （以快通道为主） 静息电位大： 静息电位小： -85mv - 90mv -60mv -65mv 不稳定（自律细胞） 4期膜电位稳定 4期膜电位不稳定(自律细胞) （普通心肌细胞） 通道阻断剂：河豚毒 通道阻断剂：Mn2+、异搏定,二、心肌的生理特性兴奋性（excitability） 自律性（autorhythmicity） 电生理特性传导性（conductivity） 收缩性（contractivity） 机械特性,（一）兴奋性（excitability）1、影响兴奋性的因素：
9、 （1）静息电位或最大复极电位水平,小,大,若阈电位水平不变,阈电位,临床：高血钾时心肌兴奋性有何影响？,What is excitability?,（2）阈电位水平,小,静息电位或最大复极电位水平不变,阈电位,大,+30mv,（3）引起0期去极化的离子通道性状,2、心室肌兴奋性的周期性变化(1)有效不应期(ERP)0期3期复极- 55mv-60mv(2)相对不应期（RRP）3期复极-60mv -80mv(3)超常期（SNP）3期复极-80mv - 90mv,-55mv,-60mv,-80mv,-90mv,a,b,a+b,c,d,a:绝对不应期：给任何刺激，无任何反应,b:局部反应期,a+b:
10、 有效不应期： 原因： 钠通道失活,c:相对不应期：给阈上刺激可兴奋，原因：相当数量钠通道复活,d:超常期 ：阈下刺激 可引起兴奋。原因：钠通道全部复活，此期的膜电位（-80-90mv)与阈电位（-70mv)很接近,3、兴奋性的周期性变化与收缩活动的关系心肌兴奋性变化特点：有效不应期长相当于整个收缩期加舒张早期,期前收缩与代偿间歇,（二）自动节律性（autorhythmicity） 概念：心肌组织在没有外来刺激的情况下能自发生节律性兴奋的能力或特性，简称自律性 衡量自动节律性指标,频率,规则性,1.心脏的起搏点自动起搏频率（每min内自动产生兴奋的次数),窦 房 结 100次/分（在体70次/
11、分）,房室交界 50次/分,浦肯野纤维 25次/分,窦性心律：由窦房结起搏的心脏节律性活动,潜在起搏点 (latent pacemaker),异位起搏点 (ectopic pacemaker）,正常起搏点(normal pacemaker） ：窦房结,窦房结对潜在起搏点的控制机制,抢先占领（capture）：潜在起搏点4期去极化速度慢，在尚未达到其阈电位之前，窦房结的节律性兴奋已经下达。,超速驱动压抑：,A.超速驱动：自律细胞受到高于自身固有频率的刺激而发生节律性兴奋,B.超速驱动压抑：超速驱动后自律细胞自身固有的自律活动暂受压抑的现象,临床： 安装人工起搏器时应注意什么？,2.影响自律性的因
12、素,（1）最大复极电位与阈电位之间的差距： 间差距小，自律性增高,（2）4期自动去极化速度：4期自动去极化速度增快，自律性增高,（三）传导性,衡量传导性的指标： 动作电位沿细胞膜传播的速度来衡量,心肌传导兴奋的能力,1.心传导途径,房室延搁的意义:避免了心房和心室收缩的重叠，使心室收缩必定发生在心房收缩完毕之后，有利于心室的充盈和射血。,房室延搁(atrioventricular delay)：窦性节律兴奋通过房室交界区时，出现传导速度显著减慢，使兴奋在此延搁一段时间的现象。,2、影响传导性的因素,结构因素,生理因素,细胞的直径,细胞间缝隙连接的数量 和功能,0期去极化的速度和幅度,局部电流形
13、成的速度和强度,邻近未兴奋部位的兴奋性,传导速度加快,(四) 心肌收缩的特点 1.对细胞外Ca2+的依赖性与骨骼肌相比，心肌的肌质网不发达，Ca2+ 的储存量较少。如果去除细胞外Ca2+ ，心肌可产生动作电位，但不能收缩“兴奋收缩脱藕联”,在平台期，少量的细胞外Ca2+ 内流，可触发肌质网大量释放Ca2+ -钙触发钙释放,（calcium-induced calcium release）,心肌收缩后Ca2+ 的去向：,肌质网钙泵回收,细胞膜的Na+-Ca2+ 交换,细胞膜的钙泵,2、“全或无”式收缩,在骨骼肌，整块肌肉中的肌纤维的收缩靠支配该肌肉的运动神经同步发放冲动。因为相邻的骨骼肌细胞之间没有闰盘。,3、心肌不发生强直收缩,原因：心肌的有效不应期长,三、体表心电图（自学）,正常心电图的波形及其生理意义 名 称 时间（S） 幅度（mV) 意 义 P波 0.080.11 0.050.25 两心房的去极化QRS波 0.060.10 0.52.0 两心室的去极化T波 0.050.25 0.11.5 两心室复极化过程P-R间期 0.120.20 兴奋：房室的时间S-T段 0.050.15 心室肌的AP处于平台期Q-T间期 0.4 心室去极化+复极化的时间,
