生理解剖学循环系统信肌电

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1、2019/6/21,1,循 环 系 统 生 理 CIRCULATION 第一节 心 脏 生 理 一、心肌的生物电现象 Cardiac bioelectricity,2019/6/21,2,在循环系统中，心脏起着泵血的功能，它的这种功能是由于心肌进行节律性的收缩与舒张及瓣膜的活动而实现的。心肌的收缩活动又决定于心肌具有兴奋性、传导性等生理特性。心肌细胞膜的生物电活动是这些生理特性的基础。,2019/6/21,3,心肌细胞的分类： 1工作细胞-执行收缩功能的心肌细胞。心房肌、心室肌，丰富的肌原纤维。 2自律细胞-除有兴奋性和传导性外，具有自动产生节律性兴奋能力的心肌细胞。P细胞和浦氏细胞。肌原纤维

2、少，收缩功能丢失。 3非收缩非自律细胞-位于传导系统中，传导性很低，如房室交界及房室束等。自律细胞和这些细胞共同构成特殊传统系统，特殊传统系统控制心脏的节律性活动。,2019/6/21,4,（一）心肌细胞的静息电位,心肌细胞和骨骼肌一样，在正常情况下也具有外正内负的静息电位。不同心肌的静息电位的稳定性不同，非自律性细胞的静息电位稳定，静息电位为90 mV左右。在自律细胞和浦氏细胞的静息电位不稳定，称为舒张期电位。心肌细胞静息电位产生的原理基本上与神经、骨骼肌相似。,2019/6/21,5,（二）心肌细胞的动作电位,心肌细胞兴奋过程中产生的并能扩布出去的电位变化称为动作电位。按照心肌细胞电活动的

3、特点，分为快反应和慢反应细胞,2019/6/21,6,快反应细胞动作电位的特点：去极化速度快，振幅大，复极过程缓慢，并可分为几个期。兴奋传导快。 慢反应细胞动作电位的特点：去极化速度慢，振幅小，复极过程缓慢且无明显的时相区分，传导速度慢。,2019/6/21,7,工作细胞的跨膜电位及其形成机制 0期：除极。从-90mv上升到+30mv。持续1-2ms。是由于刺激使细胞膜上的Na+ 通道开放，大量Na+ 快速内流所致。 第一内向电流-快反应细胞(心室肌，心房肌，浦氏细胞)0期除极的快Na+内流-快Na+通道。 1期复极。膜电位30mv降至0mv。又称快速复极期，占时10ms。由一过性K+跨膜外流

4、所引起。 锋电位-0期除极和1期复极组成的尖锋状电位图。,2019/6/21,8,2期复极：0mv附近，维持150ms。细胞两侧呈等电位状态-平台期。此期是心肌细胞动作电位的主要特征，区别于骨骼肌和神经纤维。主要是由内向离子流（主要是由Ca+负载）和外向离子流（由K+离子负载）处于相对平衡状态所致。 3期复极：复极速度快，由0mv降至-90mv。又称快速复极末期。占时100-150ms。由随时间增强的外向K+流所致。,2019/6/21,9,4期：静息期。非自律细胞此期稳定，而自律细胞此期不稳定，开始自动除极，达 到阈电位后，出现另一动作电位，称自动除极。非自律细胞在此期中Na+ K+泵活跃，

5、它从细胞内泵出Na+，而从细胞 外泵进K+。快反应自律细胞此期出现随时间推移而渐增强的内向电流，这一电流称为起搏电流。主要成分为Na+。这种电流的通道在3期复极电位达-60mv时开始被激活，当复极到-100mv就充分激活。此电流最后能引起另一次动作电位。 阈电位(快通道Na+-70mv，慢通道Ca+-50- -35mv)-动作电位起动的最低电位。,2019/6/21,10,生物电示意图,2019/6/21,11,离子通道开放时间 0期-快Na+通道开放 1期-K+通道开放，快Na+通道关闭 2期-慢Ca+通道，K+通道开放 3期-K+通道开放，Ca+通道关闭 4期-慢Na+通道开放, K+通道

6、开放， Na-K泵活跃，恢复静息膜电位。,2019/6/21,12,2019/6/21,13,心室肌与窦房结动作电位比较,2019/6/21,14,Fig Myocardiac cell bioelectricity, heart contraction and ion trans,2019/6/21,15,二、心肌的生理特性 心肌组织具有兴奋性、自律性、传导性和收缩性四种生理特性。前三者称为电生理特性。 (一) 兴奋性-具有受刺激时产生兴奋的能力。阈值大兴奋性低，反之则高。 影响因素： 1 静息电位水平(最大复极电位)：其绝对值增大，兴奋性降低；反之，兴奋性增高。 2 阈电位水平：阈电位水平

7、上移，兴奋性就低，反之，则高。 3 Na通道的性状：Na通道活动具有电压依从性和时间依从性。-静息电位-90mv处于备用状态，易被激活，只有这时才具有兴奋性。,2019/6/21,16,兴奋性时期变化 有效不应期-动作电位由0期到复极3期膜内电位复极达到-60mv，这一段不能再产生动作电位的时间。钠离子通道完全失活。 相对不应期-从有效不应期完毕到复极化基本完成(-80mv)这段时间。这段时间用阈上刺激可引起动作电位。 Na+ 通道复活，但开放能力尚未完全恢复。 超常期- 由-80到-90mv这段时间，兴奋性较高，用阈下刺激也可引起动作电位。 Na+ 通道完全复活，且膜电位低于静息电位。,20

8、19/6/21,17,兴奋性周期性变化与收缩关系 心肌有效不应期长(绝对不应期长)，包括整个收缩期和舒张早期。这一特点使心肌不会像骨骼肌那样产生强直收缩而始终是收缩和舒张交替活动，这对心脏泵血功能具有重要意义。 病理：(相对不应期内收缩)期前收缩-引起代偿性间歇。,2019/6/21,18,心肌电位期前收缩与代偿性间歇,2019/6/21,19,(二)自动节律性-组织细胞在没有外来刺激条件下，自动发生节律性兴奋的特性。 正常起搏点-窦房结。由窦房结控制的心律称为窦性心律。 潜在起搏点-其它部位的自律组织。 异位起搏点-在异常情况下，心房心室依从当时节律性最高部位（非窦房结）的兴奋而跳动。这些部

9、位就称异位起搏点,2019/6/21,20,窦房结对潜在起搏点的控制： 1 抢先占领-窦房节自律性高于其它自律组织。窦房结100次/分，房室交界50次/分，浦氏纤维25次/分。这样当这些组织本身还未自动兴奋时，就已经接收到窦房结传来的冲动并产生动作电位，因而其自身的兴奋就不可能出现。,2019/6/21,21,2 超速压抑(Overdrive suppression)- 一旦外来兴奋驱动突然停止，该起搏点自身需要一定时间才能从被压抑状态下恢复过来，这种现象称之为超速压抑。 *形成的机理：潜在起搏点被动兴奋的频率远远超过其自身的自动兴奋频率，并且这种长时间的“超速”兴奋，对其自身的兴奋产生了抑制

10、效应， 超速压抑的程度与两个起搏点自动兴奋频率的差别平行，频率差别越大，抑制效应愈强。,2019/6/21,22,决定自律性的因素： 1 最大复极电位与阈电位的差距， 2 4期膜自动去极化的速度。,2019/6/21,23,(三)传导性：,心肌细胞的任何部位产生的兴奋不但可以沿整个细胞膜传布，而且可以通过闰盘传布到另一个心肌细胞，从而引起整块心肌的兴奋和收缩。 各种心肌细胞的传导性高低不同，故心肌各部的传导速度不同。其中以房室交界处传导速度最慢。兴奋通过房室交界时会延搁一段时间，称房室延搁。房室延搁可保证心房收缩完毕后心室才开始收缩，有利于心房、心室各自完成其功能。,2019/6/21,24,

11、2019/6/21,25,决定传导性的因素：,1.结构因素：心肌纤维直径越小，细胞内电阻越大，兴奋传导速度就越慢。反之，则快。 2.生理因素：心肌细胞0期去极化速度越快，兴奋传导就越快，反之，则慢。 心肌细胞0期去极化振幅越大，兴奋传导就加快。 心肌细胞膜静息电位越大，兴奋传导就快。,2019/6/21,26,(四)收缩性：,心肌在肌膜动作电位的触发下，发生收缩反应的特性称之为收缩性。心肌收缩的原理基本上同骨骼肌相同。正常情况下，左、右心房是同步收缩的，左、右心室也是同步收缩；但心房与心室间收缩是不同步的。,2019/6/21,27,三、心的泵血功能,（一）心动周期：心一次收缩和舒张，称为一个

12、心动周期。它包括收缩期和舒张期，即心房收缩、心房舒张、心室收缩和心室舒张四个过程。成人一个心动周期历时大约为0.8s。在一个心动周期中，心房首先收缩，持续0.1s，随后舒张0.7s。心房收缩结束不久，心室开始收缩。收缩持续时间0.3s，随后舒张0.5s。心房和心室的收缩期均比舒张期短，当心率加快时，收缩期和舒张期均缩短，但舒张期缩短更明显。一个心动周期中，心房、心室共同舒张的时间约为0.4s，这一时间称为全心舒张期。,2019/6/21,28,2019/6/21,29,2. 心室收缩期：包括等容收缩相和射血相。,等容收缩相,射血相,房室瓣关闭、动脉瓣开放,高于主动脉压,心室强烈收缩、射血入动脉

13、,心室内压及动脉压下降,2019/6/21,30,3. 心室舒张期：包括等容舒张相和心室充盈相。,等容舒张相,2019/6/21,31,2019/6/21,32,心音：在心的射血过程中，心肌收缩和瓣膜关闭等机械振动所发生的声音称为心音。在每一心动周期中可听到两个心音。第一心音音调较低而持续时间较长，此音主要是由心室肌收缩和房室瓣关闭时振动所产生，是心室收缩开始的标志。第二心音音调较高而持续时间短，此音主要是心室舒张时，主动脉和肺动脉的半月瓣关闭时的振动所引起，标志心室舒张的开始。,2019/6/21,33,（三）衡量心脏泵血功能的指标,心的输出量：心脏输出的血液量是衡量心脏功能的基本指标。 每

14、搏输出量：为一次心跳，一侧心室射出的血量。 每分心输出量：每分钟射出的血量。等于每搏输出量与心率 乘积。 成年男性安静时，每搏输出量为70ml，心输出量为5L/min ，女性比男性约低10。情绪激动或体力劳动时，心输出量 增加。 心指数：以每一平方米体表面积计算的每分心输出量，称为 心指数。安静和空腹情况下的心指数，称为静息心指数。,2019/6/21,34,2. 射血分数：射血分数就是指每博输出量占心室舒张末期容积的百分数。公式如下：,一般情况下，每搏输出量与心室舒张末期容积相适应，即心室舒张末期容积增大时，每搏输出量也相应增加，射血分数基本不变。,2019/6/21,35,（四）心脏泵血功

15、能的调节,1. 每搏输出量的调节：对每搏输出量的调节可归纳为由初长度改变引起的异长调节和由心肌收缩能力改变引起的等长调节两种方式。,异长调节：是指搏出量决定于收缩前心肌纤维的初长度，在一定范围内，心肌初长越长，收缩张力也越强，搏出量也越多。心室肌的初长决定于心室收缩前的室内压（又称前负荷）。大动脉压称为后负荷。,等长调节：由心肌本身收缩活动的强度和速度的 改变而引起的搏出量的改变，称等长调节。,2019/6/21,36,后负荷（大动脉压）对搏出量的影响： 在心率、心肌初长和收缩能力不变的情况下，如果动脉压增高，则射血相心室肌纤维缩短的程度和速度均减少，搏出量因而减少。,2. 心率对心输出量的影响： 在一定范围内，心率增加可使心输出量增多。但心率170-180次/分钟，则反而引起心输出量减少，这是由于心室舒张期缩短，回心血量减少所致。当心率40次/分钟，心输出量也减少。,2019/6/21,37,四、心电图(ECG)：心脏兴奋时出现的生物电变化通过心脏周围的导电组织和体液，反映到身体表面，使身体各部位在每一心动周期中也出现有规律的电变化。将测量电极置于人体表面的一定部位连接心电图仪，记录出来的心脏电变化曲线，就是体表心电图。,2019/6/21,38,心房,心室,+30 mv,-80,0,0.2,0.4,0.8 s,3mv,T,P,R,Q,S,0,1,2,3,4,心电图,机械收缩,