最新心脏电生理学PPT课件

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1、心脏电生理学第一章第一章 心心 脏脏 的的 电电 生生 理理 研研 究究 心脏的生理活动主要涉及三个方面：心脏的生理活动主要涉及三个方面： 电活动：起搏、兴奋、传导；电活动：起搏、兴奋、传导； 机械活动：即收缩和舒张的泵血活动；机械活动：即收缩和舒张的泵血活动； 分泌活动：心脏可分泌多种生物活性物质分泌活动：心脏可分泌多种生物活性物质 心房肽、心房肽、Ang?、前列腺素、洋地、前列腺素、洋地 黄样物质等。黄样物质等。 研究心肌细胞电生理需要解决的一个重要问题研究心肌细胞电生理需要解决的一个重要问题是微电极。金属可以通过加温拉制成微电极，但其是微电极。金属可以通过加温拉制成微电极，但其弱点是，尖

2、端越细，硬度越低，难以穿透细胞膜。弱点是，尖端越细，硬度越低，难以穿透细胞膜。 1949年，凌宁和年，凌宁和Gerard在芝加哥大学创造出尖在芝加哥大学创造出尖端直径小于端直径小于0.5 m的玻璃微电极，其内充灌导电溶的玻璃微电极，其内充灌导电溶液（液（KCl），通过金属丝与复合跟随器相连，引导），通过金属丝与复合跟随器相连，引导的电位经放大后输入示波器显示，称为细胞内微电的电位经放大后输入示波器显示，称为细胞内微电极技术（极技术（intracellular microelectrode技术），技术），也称标准微电极技术。也称标准微电极技术。220V0.5mKCl溶液溶液 复复 合合跟随器跟随

3、器 玻玻 璃璃 微微 电电 极极 的的 拉拉 制制 与与 使使 用用放放 大大 器器 英国剑桥大学的英国剑桥大学的Hodgkin和贺胥黎一和贺胥黎一直从事电生理研究，当他们得知凌宁的工直从事电生理研究，当他们得知凌宁的工作后，非常感兴趣，作后，非常感兴趣， Hodgkin亲自到芝加亲自到芝加哥大学访问凌宁，并将玻璃微电极拉制技哥大学访问凌宁，并将玻璃微电极拉制技术带回英国。利用微电极和电压钳制技术，术带回英国。利用微电极和电压钳制技术，在枪乌贼巨大神经轴突上开创了细胞膜离在枪乌贼巨大神经轴突上开创了细胞膜离子电流的研究工作，并获诺贝尔生理学奖。子电流的研究工作，并获诺贝尔生理学奖。 1949年

4、，年，Weidmann（瑞士）和（瑞士）和 Coraboeuf（法国）在（法国）在Hodgkin实验室用玻璃微电极研实验室用玻璃微电极研究了各种细胞的生物电，最后，他们记录了究了各种细胞的生物电，最后，他们记录了狗浦肯野纤维的跨膜电位，包括静息电位狗浦肯野纤维的跨膜电位，包括静息电位（静止的潜在的）和动作电位（动作（静止的潜在的）和动作电位（动作潜在的）。潜在的）。 1950年，凌宁的学生年，凌宁的学生Woodbury等在原等在原位蛙心记录到心室肌细胞跨膜电活动，但位蛙心记录到心室肌细胞跨膜电活动，但稳定性较差。离体心肌则不同，不但稳定稳定性较差。离体心肌则不同，不但稳定性好，而且易于控制环境

5、，可在灌流液中性好，而且易于控制环境，可在灌流液中加入各种药物或试剂，以便分析和研究。加入各种药物或试剂，以便分析和研究。 1950年，年，Hoffman 在美国纽约州立大学在美国纽约州立大学建立了心脏电生理实验室，建立了心脏电生理实验室，Fuortes 从剑桥从剑桥大学带来了大学带来了Hodgkin实验室的经验，实验室的经验，Cranefleld也加入到这个实验室。从此，也加入到这个实验室。从此，Hoffman 实验室就成为美国心肌电生理学的实验室就成为美国心肌电生理学的研究中心，大部分美国知名心肌电生理学家研究中心，大部分美国知名心肌电生理学家出自出自Hoffman实验室，其弟子也遍布各地

6、。实验室，其弟子也遍布各地。 在德国（原联邦德国），在德国（原联邦德国），Trautwein创立创立了自己的心肌电生理实验室，后来发展成为了自己的心肌电生理实验室，后来发展成为欧洲最有影响的研究室。欧洲最有影响的研究室。 在日本，入泽（在日本，入泽（Irisawa）是日本心肌电）是日本心肌电生理学的奠基人。生理学的奠基人。Woodbury于于50年代作为原年代作为原子能委员会的成员到日本工作，将心肌电生子能委员会的成员到日本工作，将心肌电生理学技术传授给入泽。后来的日本心肌电生理学技术传授给入泽。后来的日本心肌电生理学家大多是入泽的门徒。理学家大多是入泽的门徒。 总之，总之，20世纪世纪50年

7、代是心肌电生理学研年代是心肌电生理学研究的开展与推广时期，其方法就是标准微电究的开展与推广时期，其方法就是标准微电极与细胞内记录。这一时期的代表著作以极与细胞内记录。这一时期的代表著作以Hoffman和和Cranefield所著所著心的电生理学（心的电生理学（1960）最具有影响。最具有影响。二、电压钳制技术二、电压钳制技术 电压钳（电压夹子）技术电压钳（电压夹子）技术 ： 离子作跨膜移动时形成了跨膜离子电流（离子作跨膜移动时形成了跨膜离子电流（I），），而膜对离子的同透性大小就是膜电阻（而膜对离子的同透性大小就是膜电阻（ R ）或其倒数）或其倒数电导（电导（G），膜电导即膜的通透性。测定膜在

8、受刺激），膜电导即膜的通透性。测定膜在受刺激时跨膜电流的改变，技术上是容易的，但要保持膜电时跨膜电流的改变，技术上是容易的，但要保持膜电位固定不变则较难。因离子流会使不导电而有电容位固定不变则较难。因离子流会使不导电而有电容特性的脂质膜充电或放电，这必然要使膜电位改变。特性的脂质膜充电或放电，这必然要使膜电位改变。 Hodgkin等设计了一种负反馈原理的电子等设计了一种负反馈原理的电子学装置，能在膜电位恒定的情况下测量跨膜离学装置，能在膜电位恒定的情况下测量跨膜离子电流的强度的改变，并计算出膜电导。子电流的强度的改变，并计算出膜电导。 电电 压压 钳钳 制制 技技 术术 模模 式式 图图V V

9、FBAFBASGSG神经轴突神经轴突电极电极2 2电极电极1 1跨膜离子电流跨膜离子电流 测量装置测量装置IAIA膜电位监视膜电位监视膜电位固定指令膜电位固定指令负反馈放大器负反馈放大器电压放大器电压放大器 0 1 2 3 4 BAC-65-90（mV）（ms）电电 压压 钳钳 实实 验验 结结 果果 示示 意意 图图NaCl氯化胆碱氯化胆碱A-B 由由Hodgkin和贺胥黎建立的电压钳制技术在枪乌和贺胥黎建立的电压钳制技术在枪乌贼巨大神经轴突上获得了成功，将此技术应用在心肌贼巨大神经轴突上获得了成功，将此技术应用在心肌上也应是必然趋势。然而，由于技术难度大，在相当上也应是必然趋势。然而，由于

10、技术难度大，在相当长的一段时期难以解决。长的一段时期难以解决。Trautwein与甲板（德国与甲板（德国 1964）用双电极电压钳制技术在狗浦肯野纤维上记录）用双电极电压钳制技术在狗浦肯野纤维上记录出离子电流。在欧洲，心肌离子电流工作在四个实验出离子电流。在欧洲，心肌离子电流工作在四个实验室相继迅速发展（德国的室相继迅速发展（德国的Trautwein；英国的高尚的；英国的高尚的；比利时的比利时的Isenberg；法国的；法国的Coraboeuf）。）。 从从6080年代，心肌离子电流的研究工作可说年代，心肌离子电流的研究工作可说是在欧洲进行的。在此期间，发现并阐明了心肌细是在欧洲进行的。在此期

11、间，发现并阐明了心肌细胞各主要离子电流的基本特性，如：胞各主要离子电流的基本特性，如：INa、ISi、Ik1、Ik、ITo、ITi、INa-Ca、Ipump等，为心肌细胞电等，为心肌细胞电生理学构建了离子水平的基本框架。值得提出的是生理学构建了离子水平的基本框架。值得提出的是Isi的发现，这是神经纤维上没有的，也是以前不为的发现，这是神经纤维上没有的，也是以前不为人所知的电流，它的发现，带动了钙离子流及其阻人所知的电流，它的发现，带动了钙离子流及其阻断剂研究的热潮。断剂研究的热潮。 1975年年M.Callister，高尚的和，高尚的和 Tsien以牛的浦以牛的浦肯野纤维为标本，研究了离子电流

12、，并根据已有肯野纤维为标本，研究了离子电流，并根据已有的电压钳研究结果加以镶嵌总结，提出了的电压钳研究结果加以镶嵌总结，提出了MNT模模型。型。 1984年，高尚的根据电压钳制术的进展，将单年，高尚的根据电压钳制术的进展，将单个细胞和小片膜钳制术的初步研究结果加以总结，个细胞和小片膜钳制术的初步研究结果加以总结，于于1984年在安年在安Rer Physio.发表了重要评论，并发表了重要评论，并对以前的研究结果加以更正。对以前的研究结果加以更正。三、单个细胞技术三、单个细胞技术 1980年，年，Powell 应用心脏的单个细胞进行了研应用心脏的单个细胞进行了研究，称单个细胞技术（单一的单元技术）

13、。将究，称单个细胞技术（单一的单元技术）。将游离的单个心肌细胞，用细胞内微电极技术观察其游离的单个心肌细胞，用细胞内微电极技术观察其电位变化，也可进行单个细胞电压钳制术或小片膜电位变化，也可进行单个细胞电压钳制术或小片膜钳制术观察离子电流。钳制术观察离子电流。 单细胞的获得：大细胞用切割法，小细胞用酶单细胞的获得：大细胞用切割法，小细胞用酶分离法（胶原酶、胰蛋白酶）。分离法（胶原酶、胰蛋白酶）。 单个细胞与多个细胞组织相比，可避免临单个细胞与多个细胞组织相比，可避免临近细胞之间的干扰和细胞间离子浓度变化的影近细胞之间的干扰和细胞间离子浓度变化的影响。此外，对单个细胞的电压钳制，作用快速响。此外

14、，对单个细胞的电压钳制，作用快速而均匀，并可进行细胞内各种试剂或药品的注而均匀，并可进行细胞内各种试剂或药品的注射，以观察其效应。射，以观察其效应。 但是，细胞分离后，与原来在多细胞时的但是，细胞分离后，与原来在多细胞时的状态有所不同，其结果应综合分析。状态有所不同，其结果应综合分析。四、细胞膜小片钳制术四、细胞膜小片钳制术 离子电流研究的进一步发展，就提出了如何揭离子电流研究的进一步发展，就提出了如何揭示单个离子通道活动的问题。示单个离子通道活动的问题。1976年，德国生理学年，德国生理学家家 Neher 和和 Sakmann首次报道在单个骨骼肌纤维上首次报道在单个骨骼肌纤维上用他们独创的方

15、法记录到单通道电流，称为膜片钳用他们独创的方法记录到单通道电流，称为膜片钳技术（片夹子技术）。技术（片夹子技术）。1981年，年，Hamill等经过对该技术的改进，在单个心肌细胞应用膜片等经过对该技术的改进，在单个心肌细胞应用膜片钳技术对单个离子通道的离子电流进行了观察。钳技术对单个离子通道的离子电流进行了观察。 片夹子技术是将加热、抛光的微吸片夹子技术是将加热、抛光的微吸管电极尖端由负压紧密吸附在小片膜上，可在单细管电极尖端由负压紧密吸附在小片膜上，可在单细胞或从细胞撕下的小片膜上进行。胞或从细胞撕下的小片膜上进行。 随着对单个离子通道及其离子电流活动规律的随着对单个离子通道及其离子电流活动

16、规律的深入了解，使跨膜电位的形成机理得到了更为确切深入了解，使跨膜电位的形成机理得到了更为确切的阐明，对心肌细胞电生理的研究跨入历史新阶段的阐明，对心肌细胞电生理的研究跨入历史新阶段产生了重要影响。产生了重要影响。Hamill 等的成就获得了生理学诺等的成就获得了生理学诺贝尔奖，这是在离子通道与离子电流研究中所获得贝尔奖，这是在离子通道与离子电流研究中所获得的第二个诺贝尔奖，可见这方面研究的重要性。的第二个诺贝尔奖，可见这方面研究的重要性。 20世纪世纪50年代以来，心肌细胞电生理研究的年代以来，心肌细胞电生理研究的发展，使心脏的兴奋功能得以在电变化和离子活发展，使心脏的兴奋功能得以在电变化和

17、离子活动的理化基础上加以阐明。但对心肌电生理的研动的理化基础上加以阐明。但对心肌电生理的研究，由于技术上存在着较多的困难，目前对心脏究，由于技术上存在着较多的困难，目前对心脏兴奋功能基本原理的了解还不够充分，心律失常兴奋功能基本原理的了解还不够充分，心律失常的形成机制亦远未能清楚地认识，因此，临床上的形成机制亦远未能清楚地认识，因此，临床上抗心律失常药物的应用基本只在经验疗法阶段，抗心律失常药物的应用基本只在经验疗法阶段，与合理疗法尚有较大距离，有待深入研究。与合理疗法尚有较大距离，有待深入研究。第二节第二节 心心 肌肌 的的 离离 子子 电电 流流 一、离子电流的概念一、离子电流的概念带电离

18、子的带电离子的 跨膜活动称为离子电流（离子的跨膜活动称为离子电流（离子的 当前的），一般以毫微安（当前的），一般以毫微安（nA）计算。）计算。Ii 代表代表整个细胞的离子电流，即很多通道所形成的平均整个细胞的离子电流，即很多通道所形成的平均电流，电流，ii 代表单个通道的离子电流。代表单个通道的离子电流。 （一）离子电流的形成（一）离子电流的形成 1.离子扩散离子扩散 离子从膜的高浓度一侧向低浓度一侧所形成的离子从膜的高浓度一侧向低浓度一侧所形成的流动，包括内流（流入）和外流（流出物），均可流动，包括内流（流入）和外流（流出物），均可产生离子产生离子 电流。离子电流具有一定的性质、方向、电流。

19、离子电流具有一定的性质、方向、大小和速度，主要取决于膜的离子电导和跨膜电大小和速度，主要取决于膜的离子电导和跨膜电-化化梯度。梯度。 离子电导（离子的电导，离子电导（离子的电导，gi）是指膜对）是指膜对离子通透性的大小，即膜电阻的倒数。有钠电导离子通透性的大小，即膜电阻的倒数。有钠电导（gNa）、钾电导（）、钾电导（gK）、钙电导（）、钙电导（gCa）等。）等。 离子电导以姆欧（姆欧）为单位，离子电导以姆欧（姆欧）为单位， 姆欧是欧姆姆欧是欧姆（欧姆）的反写。（欧姆）的反写。 因此因此: 离子电流离子电流=离子电导离子电导?（跨膜电位（跨膜电位 离子平衡电位）离子平衡电位） 2.离子通道离子通

20、道 （1）离子通道的组成）离子通道的组成 离子通道离子通道(离子的通道离子的通道)是镶嵌在细胞膜上的特殊蛋白质，贯穿于整个细胞膜是镶嵌在细胞膜上的特殊蛋白质，贯穿于整个细胞膜的脂质双分子层中。通道具有充水小孔，并有选择性的脂质双分子层中。通道具有充水小孔，并有选择性滤器（选择性适合滤器（选择性适合,SF), 以选择可通过的带电的离以选择可通过的带电的离子。通道还受阀门（门）控制，以决定通道的开放子。通道还受阀门（门）控制，以决定通道的开放和闭。阀门是通道内的带电成分，可受跨膜电场势的和闭。阀门是通道内的带电成分，可受跨膜电场势的影响而产生定向移动，形成阀门活动，使通道开放或影响而产生定向移动，

21、形成阀门活动，使通道开放或关闭。关闭。 （2）离子通道的类型）离子通道的类型 电位电位-依从性通道（潜在的依从性通道（潜在的-依靠的依靠的 通道通道,PDC） 亦称电压亦称电压-依从性通道（电压依从性通道（电压-依靠的依靠的 通道通道,VDC） 此通道的阀门活动受跨膜电位的控制，并随此通道的阀门活动受跨膜电位的控制，并随时间而改变，即具有时间时间而改变，即具有时间-依从性和电位依从性和电位-依从性。依从性。 受体受体-操纵性通道（受体操纵性通道（受体-操作操作 通道通道,巨鸟）巨鸟） 此种离子通道与特殊受体蛋白相联系，当配体此种离子通道与特殊受体蛋白相联系，当配体激动受体时，引起通道内化学阀门

22、激动受体时，引起通道内化学阀门 的构型改变，使的构型改变，使通道激活开放。通道激活开放。 渗漏通道（漏洞通道）渗漏通道（漏洞通道） 此通道非电位和非时间依从性，无论在静息电此通道非电位和非时间依从性，无论在静息电位还是动作电位，通道均保持开放状态，故总有离位还是动作电位，通道均保持开放状态，故总有离子通过，形成一子通过，形成一 种渗漏电流（漏洞当前的种渗漏电流（漏洞当前的,Li）,亦亦称背景电流（后面的地面当前的称背景电流（后面的地面当前的,Ib）。）。 （3）离子通道的状态）离子通道的状态 离子通道根据阀门的活动，可有以下几种离子通道根据阀门的活动，可有以下几种 状态：状态： 静息（静止的）

23、、激活（活化）、静息（静止的）、激活（活化）、 失活（失活（inactivation）和恢复（恢复）。）和恢复（恢复）。 四种状态有规律性的转换关系为：四种状态有规律性的转换关系为：几种状态之间的变化是顺时钟进行，不能跳跃，几种状态之间的变化是顺时钟进行，不能跳跃，亦不能逆向，这主要由通道的特性所决定。亦不能逆向，这主要由通道的特性所决定。静息静息失活失活激活激活 恢复恢复 钠钠 通通 道道 的的 活活 动动 过过 程程 （二）离子电流的类型（二）离子电流的类型 离子电流根据其离子的种类、电荷性质、扩散方离子电流根据其离子的种类、电荷性质、扩散方向、流动速度等特性，将离子电流分为两大类。向、流

24、动速度等特性，将离子电流分为两大类。 1.内向离子电流（内向离子电流（inward ionic currents） 正离子内流或负离子外流称为内向离子电流，此正离子内流或负离子外流称为内向离子电流，此电流使膜内电位趋向于正，对膜有去极化作用。电流使膜内电位趋向于正，对膜有去极化作用。 2.外向离子电流（外向离子电流（outward ionic currents） 正离子外流或负离子内流称为外向离子电流，此正离子外流或负离子内流称为外向离子电流，此电流使膜内电位趋向于负，对膜有负极化作用。电流使膜内电位趋向于负，对膜有负极化作用。二、离子电流的种类二、离子电流的种类 （一）钠电流（一）钠电流 钠

25、电流（钠当前的，钠电流（钠当前的，INa）亦称快钠内）亦称快钠内向电流（紧的向内钠当前的）或兴奋性向电流（紧的向内钠当前的）或兴奋性钠电流（有刺激性的钠当前的）。钠电流形钠电流（有刺激性的钠当前的）。钠电流形成快反应动作电位的成快反应动作电位的0期去极化，它为心肌、神经期去极化，它为心肌、神经和骨骼肌所共有，其特性也非常相似。和骨骼肌所共有，其特性也非常相似。 1.钠通道的特性钠通道的特性 钠通道（钠通道）在心肌细胞膜和钠通道（钠通道）在心肌细胞膜和T管上都有，但其密度后者只有前者的管上都有，但其密度后者只有前者的1/2。根据。根据膜片钳的研究，心室肌细胞膜上的膜片钳的研究，心室肌细胞膜上的N

26、a+通道为通道为1016个个/m2，远比骨骼肌（，远比骨骼肌（200300）和巨大神经）和巨大神经轴突（轴突（200500）为少。）为少。 钠通道的选择性较强，除钠通道的选择性较强，除Na+外，只有外，只有Li+能能通过，通过，Li+的直径和生物学特性与的直径和生物学特性与Na+相近，亦能相近，亦能形成内向电流。钠通道的外侧口可被河豚毒形成内向电流。钠通道的外侧口可被河豚毒（tetrodotoxin，TTX）和贝介毒（）和贝介毒（saxtoxin，STX）选择性和可逆性阻断。）选择性和可逆性阻断。 TTX的分子量为的分子量为320，只堵塞外侧口，对通，只堵塞外侧口，对通道内的阀门无影响，故将其

27、注入细胞内不起作用。道内的阀门无影响，故将其注入细胞内不起作用。心肌对心肌对TTX的敏感性比神经和骨骼肌低，如心肌的敏感性比神经和骨骼肌低，如心肌的浓度为的浓度为10-6M，神经和骨骼肌只需，神经和骨骼肌只需10-9M。 钠通道的内侧还可被局麻药（可卡因）和某钠通道的内侧还可被局麻药（可卡因）和某些抗心律失常药（利多卡因、奎尼丁、慢心利等）些抗心律失常药（利多卡因、奎尼丁、慢心利等）所阻断，故有细胞内抗心律失常作用。所阻断，故有细胞内抗心律失常作用。 2.钠通道的阀门钠通道的阀门 钠通道有开阀和关阀两种门，开阀（钠通道有开阀和关阀两种门，开阀（m）为激）为激活阀，位于通道外侧部；关阀（活阀，位

28、于通道外侧部；关阀（h）为失活阀，位）为失活阀，位于通道内侧部。于通道内侧部。细细 胞胞 膜膜 的的 钠钠 通通 道道 示示 意意 图图细胞膜细胞膜mh选择性滤选择性滤 （1）开阀的活动）开阀的活动 钠通道的阀门活动是电位和钠通道的阀门活动是电位和时间时间-依从性，开阀的活动快速。依从性，开阀的活动快速。 稳态激活变数：膜电位保持在一定水平时稳态激活变数：膜电位保持在一定水平时开阀充分激活的数值称为稳态激活变数（稳固的开阀充分激活的数值称为稳态激活变数（稳固的情形活化变量，情形活化变量，m）。激活变数与跨）。激活变数与跨膜电位之间的关系形成稳态激活曲线（不变的膜电位之间的关系形成稳态激活曲线（

29、不变的活化曲线），此曲线呈活化曲线），此曲线呈“ S ”型。型。 研究表明，随着膜去极化，研究表明，随着膜去极化，m 激活的数量激活的数量不断增多。激活变数在不断增多。激活变数在90mV时，时，m为为0，即全，即全部部m关闭。约关闭。约70mV开始激活，开始激活， 40mV为为0.5，即即m 50%的激活开放，的激活开放， 20mV为为1，即全部激，即全部激活开放。在其后的去极化过程中，活开放。在其后的去极化过程中，m门继续保门继续保持开放，在复极化时迅速失活关闭。持开放，在复极化时迅速失活关闭。 钠钠 通通 道道 与与 离离 子子 电电 流流-90-700mh-70-900mhNa+Na+N

30、a+Na+m=0-20-40m=0.5m=1 激活时间常数：激活时间常数： m 的激活速度非常快，的激活速度非常快，其激活时间常数（活化时间常数，其激活时间常数（活化时间常数，m）1ms，激活开始后，激活开始后0.1ms大部分大部分m 开放，开放，约1ms全部开放。研究表明，大鼠心室肌细胞单个全部开放。研究表明，大鼠心室肌细胞单个Na+通道的激活常数为通道的激活常数为0.8ms。由于快钠通道几乎同。由于快钠通道几乎同时激活开放，故整个细胞时激活开放，故整个细胞Na+通道的激活时间也通道的激活时间也在在0.8ms左右。左右。 （2） 关阀的活动关阀的活动 关阀（关阀（h）的失活较慢。）的失活较慢

31、。 稳态失活变数稳态失活变数: （不变的（不变的inactivation变量，变量，h ），），h门的稳态失活曲线也呈门的稳态失活曲线也呈“S”型，但其变化与型，但其变化与m相反。膜电位在相反。膜电位在90 80mV时时h 为为1，即尚未失活，完全处于开放状态。去极，即尚未失活，完全处于开放状态。去极化到约化到约75mV时开始失活，约在时开始失活，约在-70mV时为时为0.5，即半数失活，约即半数失活，约-50mV时为时为0，即全部，即全部h失活关闭。失活关闭。 失活时间常数：失活时间常数：h 的失活时间常数（的失活时间常数（ h）约为约为5ms，从失活开始起约经，从失活开始起约经1ms后，只

32、有小部分后，只有小部分h失活关闭。大鼠心室肌膜片钳研究表明，失活关闭。大鼠心室肌膜片钳研究表明，Na+通道通道失活有两种不同时间，失活有两种不同时间，90%的失活时间较短，只需的失活时间较短，只需数毫秒，数毫秒，10%的失活非常缓慢，可达数百毫秒。的失活非常缓慢，可达数百毫秒。 3.钠通道的活动过程钠通道的活动过程 钠通道的活动可分为四个过程：钠通道的活动可分为四个过程： （1）静息状态）静息状态 m 关闭，关闭，h 开放，开放，Na+通道处通道处于可被激活的备用状态（可用到的情形）。于可被激活的备用状态（可用到的情形）。 （2）激活过程）激活过程 当去极化到阈电位（当去极化到阈电位（-70m

33、V）时，时，m 迅速开放，经迅速开放，经0.1ms大部分开放，至大部分开放，至1ms全部全部开放。开放。 h 的失活较慢，约的失活较慢，约-75mV开始关闭，约经开始关闭，约经1ms小小部分关闭，部分关闭，2ms半数关闭，半数关闭，5ms大部分关闭。因大部分关闭。因m 快，快，h 慢，故慢，故Na+通道全开时间约通道全开时间约1ms。Na+依其电依其电-化梯化梯度迅速内流，形成度迅速内流，形成0 期去极化。期去极化。 Na+通道的特点是整个细胞的通道几乎同一时通道的特点是整个细胞的通道几乎同一时间全部开放。据测定，每次开放时约有间全部开放。据测定，每次开放时约有10000个个Na+进入细胞内。

34、进入细胞内。 （3）失活过程）失活过程 即即h 关闭，关闭，90%的的Na+通道约通道约在在45ms内失活，内失活，10%的失活缓慢，形成晚期的失活缓慢，形成晚期Na+内流，此时的内流，此时的Na+通道对通道对TTX 更敏感更敏感 。 研究表明，单个心肌细胞的晚期研究表明，单个心肌细胞的晚期Na+内流有三内流有三种成分：种成分： 稳态稳态Na+电流（不变的钠当前的）电流（不变的钠当前的）亦称窗亦称窗Na+电流（窗口钠当前的），是由电流（窗口钠当前的），是由一小部分保持开放的一小部分保持开放的Na+通道形成的一种微弱稳态电通道形成的一种微弱稳态电流，其强度为锋电位的流，其强度为锋电位的0.06%

35、，这种，这种Na+电流为电位电流为电位-依从性，而非时间依从性，而非时间-依从性，膜电位在依从性，膜电位在-60-15mV之间之间产生，对产生，对0期去极化无影响，与期去极化无影响，与2期平台的持续和动作期平台的持续和动作电位时程（电位时程（APD）的延长有关。稳态）的延长有关。稳态Na+电流并不出电流并不出现在膜电位现在膜电位?-90mV时，即不影响静息电位，因而也时，即不影响静息电位，因而也不是不是Na+内向背景电流。内向背景电流。 缓慢缓慢Na+电流（慢的钠当前的），电流（慢的钠当前的），这是一电位和时间这是一电位和时间-依从性依从性Na+电流，对电流，对TTX 特别敏特别敏感，失活时间

36、常数可达数百毫秒，形成一种微弱而感，失活时间常数可达数百毫秒，形成一种微弱而持久的内向电流。持久的内向电流。 Na+内向背景电流（向内背景内向背景电流（向内背景钠当前的，钠当前的，INa.b），这是一种非电位和非时），这是一种非电位和非时间间-依从性的渗漏电流，依从性的渗漏电流， Na+通过无门钠通道内流，通过无门钠通道内流，INa.b与静息电位的形成以及与静息电位的形成以及2期平台的持续有关。期平台的持续有关。-90-700快快Na+内流内流缓慢缓慢Na+内流内流稳态稳态Na+内流内流背景背景Na+内流内流晚晚期期钠钠内内流流心心 肌肌 细细 胞胞 晚晚 期期 Na+ 内内 流流 示示 意意

37、 图图+30钠钠 通通 道道 的的 阀阀 门门 活活 动动 变变 数数开开 1 0.5关关 0-80-60-40-200+20h m 膜电位（膜电位（mV） 1 0.5 00 1 2 3 4 5 6 7 m h时间（时间（ms）AB-100 （4）恢复过程）恢复过程 即指通道解除失活的过程。即指通道解除失活的过程。复极化过程中，复极化过程中，m 大部分迅速关闭，大部分迅速关闭，h 逐渐开放，逐渐开放，但但h 开放慢，至开放慢，至3期期-60mV时少量开放，此时，若部时少量开放，此时，若部分去极化到钠阈电位而激活分去极化到钠阈电位而激活m，则由于，则由于h开放的数开放的数量少，只有少量量少，只有

38、少量Na+内流产生一种低常性内流产生一种低常性AP，称为，称为期前去极化（早熟的去极）期前去极化（早熟的去极）或期前兴奋（早熟的刺激）。或期前兴奋（早熟的刺激）。 若若h尚未开放，则完全不能产生尚未开放，则完全不能产生Na+内流，内流，称为有效不应期（称为有效不应期（ERP）。随着复极化的继续，）。随着复极化的继续，h开放的数量不断增多，复极化到静息电位时，开放的数量不断增多，复极化到静息电位时，h全部开放，钠通道的失活完全解除，进入可全部开放，钠通道的失活完全解除，进入可再激活的备用再激活的备用 状态，称为恢复过程。状态，称为恢复过程。+mhm = 0h = 1s+mhm = 1h = 1s

39、Na+mhm = 1h = 0s+静息静息激活激活失活失活恢复恢复钠钠 通通 道道 的的 活活 动动 过过 程程 示示 意意 图图 （二）钙电流（二）钙电流 钙电流（钙当前的，钙电流（钙当前的，ICa）因较钠电流慢，）因较钠电流慢，故称缓慢内向电流（慢的向内当前的，故称缓慢内向电流（慢的向内当前的，Isi），），或称第二内向电流。或称第二内向电流。 ICa 是形成慢反应动作电位及其兴奋功能的主是形成慢反应动作电位及其兴奋功能的主要成分，此外，在肌肉收缩、腺体分泌、递质释放、要成分，此外，在肌肉收缩、腺体分泌、递质释放、酶的活性和生化代谢中也发挥重要作用，形成一种酶的活性和生化代谢中也发挥重要作

40、用，形成一种钙信使系统。钙电流的发钙信使系统。钙电流的发 现也是现也是“钙通道阻断剂钙通道阻断剂”的的产生基础，具有重要生理意义。产生基础，具有重要生理意义。 1.钙通道的特性钙通道的特性 钙通道亦称慢通道，存在于心肌的细胞膜、钙通道亦称慢通道，存在于心肌的细胞膜、横管膜、肌质网膜上，钙通道的直径比钠通道大，横管膜、肌质网膜上，钙通道的直径比钠通道大，但其密度则较低（约但其密度则较低（约5个个/m2）。）。 据测定，大鼠每个心室肌细胞含钙通道约据测定，大鼠每个心室肌细胞含钙通道约200010000个。在膜脂质双层中，钙通道蛋白呈个。在膜脂质双层中，钙通道蛋白呈现一定间隔。现一定间隔。 钙通道也

41、是一种双门通道，且有选择性滤器，钙通道也是一种双门通道，且有选择性滤器，但其选择性较钠通道为低，除但其选择性较钠通道为低，除Ca2+外，外，Na+亦少量亦少量通过，产生慢钙内向电流（慢的向内钙通过，产生慢钙内向电流（慢的向内钙当前的，当前的，ICa.s）和慢钠内向电流（慢的向内）和慢钠内向电流（慢的向内soldium当前的，当前的，INa.s）。）。 钙通道可被某些阳离子（锰钙通道可被某些阳离子（锰Mn2+、钴、钴carbon dioxide 二氧化碳二氧化碳+、镍镍Ni2+、镧、镧La3+）及钙通道阻断剂（异搏定、硝苯）及钙通道阻断剂（异搏定、硝苯吡啶、吡啶、D-600等）选择性阻断。等）选

42、择性阻断。 2.钙通道的种类钙通道的种类 （1）电位）电位-依从性钙通道（依从性钙通道（VDC）或（）或（PDC） T 型：短暂型（短暂的类型，型：短暂型（短暂的类型，Tt），亦称），亦称低阈型钙通道，其激活所需的阈电位负度较大低阈型钙通道，其激活所需的阈电位负度较大（约（约-40mV），失活较快，形成短暂），失活较快，形成短暂Ca2+电流电流（ICa.t），其作用主要触发心肌内的肌质网释放），其作用主要触发心肌内的肌质网释放Ca2+。T 型型Ca2+通道可被上述阳离子所阻断，而通道可被上述阳离子所阻断，而硝苯吡啶则无作用。硝苯吡啶则无作用。 L型：持久型（长的型：持久型（长的-永久的类型，永

43、久的类型，Lt），亦），亦称高阈型钙通称高阈型钙通 道，其激活所需的阈电位负度较小道，其激活所需的阈电位负度较小（约为（约为0mV），失活较慢，形成持续钙电流（），失活较慢，形成持续钙电流（ICa.L），其作用主要补充心肌细胞内的），其作用主要补充心肌细胞内的Ca2+浓度。浓度。可被硝苯吡啶所阻断。可被硝苯吡啶所阻断。 S 型：缓慢型（慢的类型，型：缓慢型（慢的类型，St），其激活的），其激活的阈电位约为阈电位约为-60mV，较，较T 型的更负，失活非常缓型的更负，失活非常缓慢，失活时间常数在慢，失活时间常数在-30mV时为时为400ms。 S型钙通道所形成的慢型钙通道所形成的慢Ca2+内向电

44、流参与平台内向电流参与平台期的形成和心肌收缩，可被异搏定阻断。期的形成和心肌收缩，可被异搏定阻断。 （2）非电位、亦非时间）非电位、亦非时间-依从性钙通道依从性钙通道 又称又称渗漏钙通道。此种通道无门控制，故不受电位和时渗漏钙通道。此种通道无门控制，故不受电位和时间的影响，形成一种钙内向背景电流（间的影响，形成一种钙内向背景电流（Ica.b）。因）。因水合钙离子直径较大，安静时电流较小，主要参与水合钙离子直径较大，安静时电流较小，主要参与自律性的形成。自律性的形成。 （3）受体）受体-操纵性钙通道（受体操作操纵性钙通道（受体操作通道，巨鸟）通道，巨鸟） 心肌特殊受体被选择性激动剂作用后，通过心

45、肌特殊受体被选择性激动剂作用后，通过一系列生化反应，引起通道蛋白磷酸化而发生构一系列生化反应，引起通道蛋白磷酸化而发生构型改变，使巨鸟激活开放，细胞外的型改变，使巨鸟激活开放，细胞外的Ca2+内流而内流而形成钙电流。形成钙电流。 在心肌，受体作用和电位变化互相关联，通在心肌，受体作用和电位变化互相关联，通过同一途径产生作用。过同一途径产生作用。 儿茶酚胺类物质并非本身引起钙通道开放，儿茶酚胺类物质并非本身引起钙通道开放，而是通过激动受体后来影响电位而是通过激动受体后来影响电位-依从性机制，依从性机制，从而调节钙通道的状态。从而调节钙通道的状态。 受体阻断剂心得安受体阻断剂心得安可使电位激活的钙

46、通道数量减少。可使电位激活的钙通道数量减少。 受体激动后，通过产生的露营地使蛋白质受体激动后，通过产生的露营地使蛋白质磷酸化而起作用，因此，胞浆内露营地浓度增磷酸化而起作用，因此，胞浆内露营地浓度增高，可使电位高，可使电位-依从性钙通道的依从性钙通道的Ca2+内流增加。内流增加。 但在心脏以外的其它细胞，两种钙通道是各但在心脏以外的其它细胞，两种钙通道是各自分别起作用。如在血管，自分别起作用。如在血管，K+和和NE 都可引起平都可引起平滑肌收缩，但作用机制不同，滑肌收缩，但作用机制不同， K+是通过去极化而是通过去极化而激活电位激活电位-依从性钙通道，促进依从性钙通道，促进Ca2+内流而产生收

47、内流而产生收缩；缩；NE则是通过与受体结合而激活受体则是通过与受体结合而激活受体-操纵性操纵性钙通道，在并无去极化的情况下促进钙通道，在并无去极化的情况下促进 Ca2+内流而内流而产生收缩。产生收缩。 钙通道阻断剂钙通道阻断剂-La3+和硝苯吡啶等对和硝苯吡啶等对K+去极化去极化引起的血管收缩有很强的抑制作用，而对引起的血管收缩有很强的抑制作用，而对NE的缩的缩血管效应则基本无抑制作用。故在血管平滑肌中血管效应则基本无抑制作用。故在血管平滑肌中巨鸟更为重要。巨鸟更为重要。 3.钙通道的阀门钙通道的阀门心肌细胞的电位心肌细胞的电位-依从性钙通道亦属双门通道，开阀依从性钙通道亦属双门通道，开阀（d

48、）和关阀（）和关阀（f），而受体），而受体-操纵性钙通道属单门通操纵性钙通道属单门通道，其阀门是一种磷酸化道，其阀门是一种磷酸化-依从性阀（依从性阀（g 阀）。阀）。 （1）开阀（）开阀（d） 亦称激活阀，随膜电位而变亦称激活阀，随膜电位而变化，并需一定时间（以化，并需一定时间（以T 型钙通道为例）。型钙通道为例）。 图图18 18 钙钙 通通 道道 的的 阀阀 门门 活活 动动 A：电位：电位-依从关系依从关系 B：时间：时间-依从依从关系关系 稳态激活变数（稳态激活变数（d ）：）： -90mV为为0-40mV为为0.5+10mV为为1B10f d-80 -40 0 +20膜电位膜电位（m

49、V）-80 -40 0 +20膜电位膜电位（mV）tdtf td 50（ms） tf 500（ms）A0.5 激活时间常数（激活时间常数（ t d）：）：d 的激活慢，激活的激活慢，激活开始后约经开始后约经2030ms达最大，达最大，-20mV时的激活开放时的激活开放时间最长，约达时间最长，约达40ms，负于，负于-50mV或正于或正于+10mV时显著缩短。时显著缩短。 （2）关阀（）关阀（f） 亦称失活阀，其失活的时间比亦称失活阀，其失活的时间比d 阀的激活时间更长。阀的激活时间更长。 稳态失活变数（稳态失活变数（ f ）：膜电位在）：膜电位在-90mV或或?-60mV时为时为1（全部开放）

50、，随着去极化而失活（全部开放），随着去极化而失活关闭。膜电位关闭。膜电位?-60mV时开始失活，时开始失活，-25mV时为时为0.5，+10mV时为时为0。 失活时间常数（失活时间常数（tf）：）：f 阀的失活时间常数阀的失活时间常数随去极化而增大，随去极化而增大，-80为为40ms，-25为为100ms，+20为为400ms。 （3）磷酸化）磷酸化-依从性阀（依从性阀（g 阀阀phosphorylation-依靠的门）依靠的门） g 阀位于通道内侧，非电位阀位于通道内侧，非电位-依依从性，内源性物质如从性，内源性物质如NE、组织胺等可激活心肌特、组织胺等可激活心肌特殊受体，引起殊受体，引起g

51、 阀磷酸化，调整钙通道，产生阀磷酸化，调整钙通道，产生Ca2+电流。电流。图图1-9 钙通道磷酸化钙通道磷酸化-依从性的激活过程示意图依从性的激活过程示意图激动剂激动剂受体受体G NGDPACRCdGfSG NGDPACATP cAMPCRdGf+ATP ADP + POOO- O-GDPGTPAB蛋白激酶蛋白激酶+ 4.钙通道的活动过程钙通道的活动过程 心肌钙通道的活动不同步，在较长时间内相继心肌钙通道的活动不同步，在较长时间内相继开放或关闭，因此，开放或关闭，因此，Ca2+内流缓慢而持久。亦可分内流缓慢而持久。亦可分为为4个过程：个过程： （1）静息状态）静息状态 约约-90mV时，时，d

52、阀关闭，阀关闭，f 阀开阀开放，通道处于备用状态。放，通道处于备用状态。 （2）激活过程）激活过程 去极化到钙阈电位（约去极化到钙阈电位（约-40mV）时，钙通道激活开放，但较慢，激活时间常数为时，钙通道激活开放，但较慢，激活时间常数为1040ms，每个钙，每个钙 通道的开放约通道的开放约1ms。 关闭时间有两种，快的关闭时间有两种，快的0.61.3ms，慢的，慢的320ms。 （3）失活过程）失活过程 随着复极化，随着复极化，f 阀逐渐关阀逐渐关闭，约闭，约+10mV全部关闭。但钙通道的失活缓慢，全部关闭。但钙通道的失活缓慢，失活时间常数为失活时间常数为100400ms，失活机制有三：，失活

53、机制有三： 电位电位-依从性失活（已于前述）。依从性失活（已于前述）。 Ca2+-依从性失活（钙依从性失活（钙-依靠的依靠的inactivation）：当）：当 Ca2+i增高可使钙通道失活，因增高可使钙通道失活，因Ca2+可与通道内侧部结合，促进可与通道内侧部结合，促进f阀关闭。如给豚鼠阀关闭。如给豚鼠心室肌细胞内注入心室肌细胞内注入Ca2+可使通道失活加快，平台期可使通道失活加快，平台期和和APD缩短。反之，注入钙螯合剂缩短。反之，注入钙螯合剂EGTA，钙通，钙通道失活减慢，平台期延长。此外，道失活减慢，平台期延长。此外， Ca2+i增高可激增高可激活活K+通道，使通道，使Ik.Ca 增大

54、，增大，K+外流增加使膜复极化加外流增加使膜复极化加快，平台期和快，平台期和APD缩短。说明缩短。说明 Ca2+i 增加对增加对 Ca2+电流有负反馈抑制，这是钙通道失活的重要机制。电流有负反馈抑制，这是钙通道失活的重要机制。 （3）脱磷酸化失活：钙通道的）脱磷酸化失活：钙通道的g 阀脱磷酸化亦阀脱磷酸化亦可使钙通道失活。当可使钙通道失活。当 Ca2+i 增高时，激活增高时，激活Ca2+-依依从性磷酸蛋白磷酸酶（钙从性磷酸蛋白磷酸酶（钙-依靠的依靠的磷蛋白质磷蛋白质phosphatase），使），使g阀脱磷酸而阀脱磷酸而产生构型改变，导致钙通道失活。产生构型改变，导致钙通道失活。 （4）恢复过

55、程：复极化过程中，）恢复过程：复极化过程中，d 和和f 均处于关均处于关闭，闭，f 再开放所需时间较长，达再开放所需时间较长，达125235ms。此外，。此外，解除失活尚有赖于解除失活尚有赖于 Ca2+i 降低和降低和g 阀再磷酸化，阀再磷酸化，因此复活的时间就更长。因此复活的时间就更长。 从去极化到通道复活相当于有效不应期，钙通从去极化到通道复活相当于有效不应期，钙通道的有效不应期持续到复极化完毕后，称为复极后道的有效不应期持续到复极化完毕后，称为复极后不应期。不应期。 5.钙电流的成分钙电流的成分 钙电流（钙电流（ICa）有三种成分：）有三种成分： （1）快钙电流（紧的钙当前的，）快钙电流

56、（紧的钙当前的，ICa.f） 缓慢内向电流第一成分（缓慢内向电流第一成分（Isi.1），由），由T型钙通道介导。型钙通道介导。膜电位膜电位? -40mV激活，激活较快，激活，激活较快，25ms达最大。达最大。 失活也较快，失活时间常数为失活也较快，失活时间常数为1020ms，50ms内内完全失活。完全失活。ICa.f 主要触发终池的主要触发终池的Ca2+释放，与心肌释放，与心肌兴兴奋奋-收缩耦联有关，而与平台期的形成关系较小。收缩耦联有关，而与平台期的形成关系较小。 （2）交换性钙电流）交换性钙电流 （交换钙（交换钙当前的）或钠当前的）或钠-钙交换电流（钙交换电流（Na-Ca交换交换当前的），

57、亦称缓慢内向电流第二成分（当前的），亦称缓慢内向电流第二成分（Isi.2），它），它由细胞内的由细胞内的Ca2+所激活，当胞内所激活，当胞内Ca2+ 瞬时性增高时，瞬时性增高时，就激活就激活Na-Ca交换机制，交换器每次内运交换机制，交换器每次内运3个个 Na+，外运外运1个个Ca2+，形成一种微弱的内向电流，在，形成一种微弱的内向电流，在-20mV时出现，经时出现，经50100ms达峰值，经同样时间衰退，参达峰值，经同样时间衰退，参与平台期的形成。与平台期的形成。 （3）慢钙电流（慢的钙当前的，）慢钙电流（慢的钙当前的，ICa.s），），亦称慢内向电流第三成分（亦称慢内向电流第三成分（Isi

58、.3）。）。 Ica.s 的通道受阀的通道受阀门控制，去极化到门控制，去极化到-60mV开始激活，开始激活，-30mV达峰值，达峰值，维持一段稳定状态后逐渐衰退。维持一段稳定状态后逐渐衰退。失活非常缓慢，失活非常缓慢，-30mV的失活时间常数为的失活时间常数为400ms， ICa.s 远比远比Ica.f 弱，与平台期的形成和心肌收缩的弱，与平台期的形成和心肌收缩的持久有关。持久有关。 Ica.s的特点：的特点： 不为不为Ba2+（钡）所代替；（钡）所代替； 不被异丙肾所增强；不被异丙肾所增强； 不被不被Cd2+ （镉）所阻断；（镉）所阻断；在豚鼠心室肌快反应电位中，加入在豚鼠心室肌快反应电位中

59、，加入TTX（10M）以消除以消除Na+电流，再加电流，再加Cd2+（0.2mM）以消除快钙）以消除快钙电流后，尚可出现一种幅度低而时间长的电位，电流后，尚可出现一种幅度低而时间长的电位，是由慢钙电流所形成。是由慢钙电流所形成。 豚豚 鼠鼠 心心 室室 肌肌 单单 细细 胞胞 的的 跨跨 膜膜 电电 位位0-90-70（mV）400ms用用TTX 后后用用Cd2+后后正常正常AP+30 6.钙电流的调节钙电流的调节 与钠电流不同，钙电流受多种因素的调节。与钠电流不同，钙电流受多种因素的调节。 （1）能量代谢调节）能量代谢调节 钙电流为能量钙电流为能量-依从性，与依从性，与代谢活动有关，依赖代谢

60、活动有关，依赖ATP，通过产生露营地调节钙电，通过产生露营地调节钙电流。胞内露营地增多可使钙电流增大，而缺氧时流。胞内露营地增多可使钙电流增大，而缺氧时ATP减少，露营地降低，钙电流减小。减少，露营地降低，钙电流减小。 （2）植物性神经调节）植物性神经调节 NE与与1 受体结合，受体结合，露营地增多激活钙通道，促进钙电流。露营地增多激活钙通道，促进钙电流。Ach与与M2受体结合，抑制钙电流。阿托品可阻断受体结合，抑制钙电流。阿托品可阻断Ach的这的这种作用。拟胆碱药种作用。拟胆碱药氨甲酰胆碱的抑制作用比氨甲酰胆碱的抑制作用比Ach大大10倍。倍。 （三）钾电流（三）钾电流 钾电流较复杂，参与心

61、肌兴奋过程中的各项跨钾电流较复杂，参与心肌兴奋过程中的各项跨膜电活动。膜电活动。 1.钾外向背景电流（钾外向背景电流（potassium出口出口backgyound当前的，当前的，Ik 1，Ik b） （1）K1通道的特性：通道的特性： 电位电位-依从性，非时间依从性，非时间-依从性，通道内侧部有激依从性，通道内侧部有激活阀，但无失活阀，属单门通道。无独特的失活机活阀，但无失活阀，属单门通道。无独特的失活机制，受内入性整流的控制。制，受内入性整流的控制。K1通道也受内流通道也受内流Ca2+的的调节，故是一种钙激活钾电流（调节，故是一种钙激活钾电流（Ik.Ca）。）。 K1通道在平台期范围内激活

62、，钾电导（通道在平台期范围内激活，钾电导（gK）在）在-40-60mV后显著增高，随着膜内负度增大而继续后显著增高，随着膜内负度增大而继续增高。通道内部可被四乙基铵（茶）、铯（增高。通道内部可被四乙基铵（茶）、铯（Se+）和钡（和钡（Ba2+）等所阻断。）等所阻断。 （2）IK1的调节：的调节： 内入性整流内入性整流 (向内纠正向内纠正), 亦称内向整亦称内向整流，是一种异常整流，为心肌所特有，即膜的钾电导流，是一种异常整流，为心肌所特有，即膜的钾电导与其推动力呈反变关系。内入性整流作用使膜对内向与其推动力呈反变关系。内入性整流作用使膜对内向电流比外向电流更容易通过。电流比外向电流更容易通过。

63、 IK1受内入性整流的控制，内入性整流随着受内入性整流的控制，内入性整流随着K+的电的电-化梯度而改变，当膜内电位升高或化梯度而改变，当膜内电位升高或K+o?，K+外流的跨膜电外流的跨膜电-化梯度加大，这时，内入性整化梯度加大，这时，内入性整 流也流也增大，增大，K+外向背景电流减小。反之，当促进外向背景电流减小。反之，当促进K+外流外流的电的电-化梯度降低时，内入性整流也减小，化梯度降低时，内入性整流也减小，K+外向背外向背景电流增大。心肌的这种现象与正常原理相反，故景电流增大。心肌的这种现象与正常原理相反，故称异常整流，其原理尚未明了。由于受内入性整流称异常整流，其原理尚未明了。由于受内入

64、性整流的影响，的影响， IK1在平台期范围内，随着膜内负度加大在平台期范围内，随着膜内负度加大和和K+o?而继续增大，形成快速复极而继续增大，形成快速复极3期。期。 细胞内细胞内Ca2+：内流的：内流的Ca2+和终池释放的和终池释放的Ca2+使胞浆使胞浆Ca2+增高时，可激活增高时，可激活K1通道，促进通道，促进K+外流，外流，使使IK1增大，复极化加速，这是复极增大，复极化加速，这是复极3期较快的原因期较快的原因之一。之一。 （3）IK1的生理意义：的生理意义： 形成静息电位或最大舒张电位的背景外向电形成静息电位或最大舒张电位的背景外向电流；流； 形成平台期的外向电流之一；形成平台期的外向电

65、流之一； 形成复极形成复极3期的外向电流的主要成分。期的外向电流的主要成分。 K1通道的数量与细胞的快、慢反应性（即膜通道的数量与细胞的快、慢反应性（即膜电位的大小）有关，如心房、心室（快反应电位的大小）有关，如心房、心室（快反应C），）， K1通道较多，静息电位也较大；而窦房结、房室通道较多，静息电位也较大；而窦房结、房室交界（慢反应交界（慢反应C），）， K1通道较少，其通道较少，其MDP亦较小。亦较小。 2.短暂外向电流（短暂的出口当前的，短暂外向电流（短暂的出口当前的，Ito） Ito是一种电位和时间是一种电位和时间-依从性、依从性、Ca2+激活性钾外激活性钾外向电流。向电流。 （1）

66、Ito的通道特性：的通道特性： 电位电位-时间关系时间关系 Ito通道的激活、失活都很通道的激活、失活都很快，但再激活的时间却很长。去极化到快，但再激活的时间却很长。去极化到?-20mV开始开始激活，持续时间短，约激活，持续时间短，约510ms，失活时间常数为，失活时间常数为5080ms，因而平台期所占时间短，但因再激活长，因而平台期所占时间短，但因再激活长（约（约1ms），故在），故在AP其它时间内均处失活状态。其它时间内均处失活状态。 （2）Ito 的生理意义的生理意义 Ito是形成是形成1期的离子电期的离子电流，快反应细胞都有，浦肯野纤维最明显。流，快反应细胞都有，浦肯野纤维最明显。 过

67、去曾认为过去曾认为1期是期是Cl-内流形成的，内流形成的，1978年年Isenberg发现发现1期可被注入茶或铯期可被注入茶或铯+所抑制，所抑制，1979年年Carmeleit证明证明1期的电变化与期的电变化与42K的外流相一致，的外流相一致，并可被钾通道阻断剂并可被钾通道阻断剂4-氨基吡啶所消除，因而否定氨基吡啶所消除，因而否定了了Cl-电流。电流。 3.延缓性钾电流（耽搁延缓性钾电流（耽搁potassium当前的，当前的，Ik）,过去称为平台外向电流（过去称为平台外向电流（Ix） （1） Ik的活动特性的活动特性 Ik是一是一 种电位和时间依种电位和时间依从性的离子电流，其通道仅有激活阀而

68、无失活阀，从性的离子电流，其通道仅有激活阀而无失活阀，其失活亦受内入性整流的控制。激活机制包括去极其失活亦受内入性整流的控制。激活机制包括去极化、化、 Ca2+i?，因而也属于钙，因而也属于钙-激活性钾电流激活性钾电流（Ik.Ca）。）。激活变数在激活变数在-60mV时为时为0，约，约-55mV时开始激活，时开始激活，-20mV为为0.5，+20mV为为1。 Ik通道激活缓慢，激活时间常数以通道激活缓慢，激活时间常数以-25mV时为时为最大约达最大约达500ms。 （2） Ik的生理意义的生理意义 ： Ik是形成快反应是形成快反应C平台期的主要内向电流；平台期的主要内向电流； ICa的失活和的

69、失活和Ik的继续，使外向电流超过内的继续，使外向电流超过内向电流，造成平台期末复极加快，并对向电流，造成平台期末复极加快，并对3期复极有期复极有触发作用。触发作用。 在慢反应在慢反应C， Ik的衰减是形成舒张期自动的衰减是形成舒张期自动去极化的重要因素。去极化的重要因素。 4.泵电流（泵当前的，泵电流（泵当前的，Ip） Ip是心肌细胞的是心肌细胞的Na-K泵运转时所产生的一泵运转时所产生的一种电流，即种电流，即Na-K泵活动时，每摄入泵活动时，每摄入2个个K+和排出和排出3个个Na+形成一种净外向电流，这种电流可使膜复形成一种净外向电流，这种电流可使膜复极化。泵电流产生的负度较小，不超过极化。

70、泵电流产生的负度较小，不超过-10mV，与静息电位的形成和与静息电位的形成和3期复极化加速有关。期复极化加速有关。 5.Ach-激活性钾电流激活性钾电流 Ach-激活性钾电流（激活性钾电流（Ach-活化活化potassium当前的，当前的，Ik.Ach ）是一种由）是一种由Ach激活、非电位非时激活、非电位非时间间-依从性的钾电流。依从性的钾电流。 Ach作用于心肌的作用于心肌的M2受体，受体，激活一种特殊的钾通道，产生钾外向电流，对膜有激活一种特殊的钾通道，产生钾外向电流，对膜有复极化作用。可使静息电位增大或产生超级化，如复极化作用。可使静息电位增大或产生超级化，如迷走神经迷走神经- Ach

71、对心脏的抑制作用。对心脏的抑制作用。 Ik.Ach可被可被M受受体阻断剂体阻断剂阿托品所消除。阿托品所消除。 6.ATP-敏感性钾电流敏感性钾电流 ATP-敏感性钾电流（敏感性钾电流（ATP-敏感的敏感的potassium当前的，当前的，Ik.ATP）是由细胞内）是由细胞内ATP调节的钾电流，调节的钾电流，当胞内当胞内ATP明显低于正常时，便激活明显低于正常时，便激活Ik.ATP通道，使通道，使K+外流增大。反之，胞内注入外流增大。反之，胞内注入ATP可抑制此通道，可抑制此通道，使使K+外流减少。外流减少。 Ik.ATP 最早由走马疳（最早由走马疳（1983）在单个心肌细胞）在单个心肌细胞和和

72、小片膜钳制术中发现，实验中观察到一种特殊外向小片膜钳制术中发现，实验中观察到一种特殊外向电流，即当缺氧或氰化物处理细胞，导致胞内电流，即当缺氧或氰化物处理细胞，导致胞内ATP浓度降低时，该电流显著增大，而将浓度降低时，该电流显著增大，而将ATP注入细胞注入细胞内则减小。内则减小。 实验表明细胞内实验表明细胞内ATP对对Ik.ATP 通道有抑制作用。通道有抑制作用。 Irisawa（1984）对）对Ik.ATP 进行了定量观察，结进行了定量观察，结果表明，胞内果表明，胞内ATP浓度浓度? 2mM时该钾通道关闭，时该钾通道关闭，? 2mM时开放。时开放。 Ik.ATP 的生理意义尚未明了，可能与胞

73、内的生理意义尚未明了，可能与胞内ATP使使心肌保持较长的复极化时间、延长不应期，防止心心肌保持较长的复极化时间、延长不应期，防止心律失常有关。律失常有关。 7.钠钠-激活性钾电流激活性钾电流 钠钠-激活性钾电流（钠激活性钾电流（钠-有活性的有活性的potassium当前的，当前的，Ik.Na）是一种由胞内）是一种由胞内Na+激活的钾外向电激活的钾外向电流，由流，由Kameyama（1984）在心肌细胞中发现。当）在心肌细胞中发现。当细胞内细胞内Na+浓度升高到浓度升高到2030mM时，这种钾通道激时，这种钾通道激活开放，形成一种钾外向电流。活开放，形成一种钾外向电流。 这与胞内这与胞内Ca2+

74、无关。无关。Ik.Na的生理意义尚未明的生理意义尚未明了，可能与了，可能与Ik.ATP 相似。当心肌缺血、缺氧或代相似。当心肌缺血、缺氧或代谢障碍时，由于谢障碍时，由于ATP产生减少，钠泵转运降低，产生减少，钠泵转运降低，细胞内细胞内Na+浓度增高，激活钾通道而产生浓度增高，激活钾通道而产生K+外流，外流，使复极化加速，使复极化加速，APD和不应期缩短，这与心律失和不应期缩短，这与心律失常有关。常有关。第三节第三节 心心 肌肌 的的 离离 子子 转转 运运 一、钠一、钠-钾转运钾转运（一）钠（一）钠-钾转运的意义钾转运的意义 心肌心肌AP过程中，有过程中，有Na+内流和内流和K+外流，如犬心室

75、外流，如犬心室肌肌AP后，胞内后，胞内Na+增加约增加约1/300，若反复兴奋，若反复兴奋300次，次，胞内的胞内的Na+即可与胞外相等。又如甲鱼心肌兴奋过程即可与胞外相等。又如甲鱼心肌兴奋过程中中 ， 一次一次AP后，后， K+外流量约为胞内的外流量约为胞内的1/400，据计，据计算，数分钟后算，数分钟后K+亦全部丢失。亦全部丢失。 为使心肌能保持正常兴奋功能，细胞膜不断地为使心肌能保持正常兴奋功能，细胞膜不断地进行着离子转运，以恢复兴奋前的跨膜进行着离子转运，以恢复兴奋前的跨膜Na+ 、K+浓浓度。度。 Na+-K+转运在转运在4期内即可完成，但转运速度比期内即可完成，但转运速度比弥散慢，

76、如弥散慢，如Na+外运的速度为内流的外运的速度为内流的1/160。 （二）钠（二）钠-钾转运酶钾转运酶 1.钠钠-钾转运酶的特性钾转运酶的特性 Na+外运和外运和K+内运相内运相耦联，此酶以耦联，此酶以Mg2+为辅助因子，称为为辅助因子，称为Na.K-ATP酶，或酶，或Mg依从性依从性Na.K激活的激活的ATP酶（酶（Mg-depen-凹凹Na.K activited ATP美证券交易所），简称钠美证券交易所），简称钠-钾泵钾泵（ Na-K泵）。钠泵）。钠-钾泵通过水解钾泵通过水解ATP获得能获得能量，并转运量，并转运Na+、K+。心肌细胞膜和。心肌细胞膜和T管膜上都有，管膜上都有，前者比后者

77、高约前者比后者高约15倍。倍。 钠钠-钾泵受膜内高钾泵受膜内高Na+和膜外高和膜外高K+激活，但不激活，但不被膜内被膜内K+或膜外或膜外Na+所激活，其转运效率与所激活，其转运效率与Na+、K+浓度或结合点饱和程度有关。膜外侧的浓度或结合点饱和程度有关。膜外侧的K+结合结合点经常处于饱和，但其内的点经常处于饱和，但其内的Na+结合点饱和度则常结合点饱和度则常有改变，故有限速作用。有改变，故有限速作用。 Na+、K+转运所消耗的能量与其所要克服的转运所消耗的能量与其所要克服的电电-化梯度成正变关系，化梯度成正变关系，Na-K泵的最高转运速度泵的最高转运速度约为约为15000次次/min。 多种阳

78、离子（多种阳离子（Rb+、铯、铯+、Ti+）在）在 细胞内可细胞内可替代替代Na+以激活以激活Na-K泵，泵，Li+虽可替代虽可替代Na+形成形成内向电流，但在细胞内不能激活内向电流，但在细胞内不能激活Na-K泵。泵。 Na-K泵的膜外侧有洋地黄类药物亲和点泵的膜外侧有洋地黄类药物亲和点（选择性极强），称为洋地黄受体（洋地黄（选择性极强），称为洋地黄受体（洋地黄受体），用受体），用3H哇巴因进行放射配体结合哇巴因进行放射配体结合法测定，可了解泵的数量。测定显示，心肌的密法测定，可了解泵的数量。测定显示，心肌的密度比血管平滑肌的高，如猫的心室乳头肌为度比血管平滑肌的高，如猫的心室乳头肌为760个

79、个/m2，兔的主动脉平滑肌仅，兔的主动脉平滑肌仅74个个/m2。 2.钠钠-钾泵的组成钾泵的组成 钠钠-钾泵已从多种细胞中钾泵已从多种细胞中被提纯，并可嵌入人工脂质膜上而具有被提纯，并可嵌入人工脂质膜上而具有Na-K转运转运功能。将功能。将Na-K泵嵌入红细胞血影膜上的研究表明，泵嵌入红细胞血影膜上的研究表明，泵的内侧部可有泵的内侧部可有ATP酶可分解酶可分解ATP而获得能量，其而获得能量，其外侧部可与强心甙（如哇巴因）结合而阻断转运。外侧部可与强心甙（如哇巴因）结合而阻断转运。 Na-K泵是一种由两对亚基组成的对称性四联泵是一种由两对亚基组成的对称性四联体，即一对体，即一对亚基和一对亚基和一

80、对亚基形成的亚基形成的“ ”四联体，两对亚基若分离即失去活性。四联体，两对亚基若分离即失去活性。 Na-K泵上有泵上有7个结合位点，即个结合位点，即3个个Na+结合点、结合点、2个个K+结合点、结合点、1个个ATP 结合点和结合点和1个强心甙结合个强心甙结合点。点。 亚基：分子量为亚基：分子量为100000，跨越整个膜，其，跨越整个膜，其内有内有ATP结合点，其外有哇巴因结合点。结合点，其外有哇巴因结合点。 亚基：分子量为亚基：分子量为40000，暴露于膜的外侧面。，暴露于膜的外侧面。 亚基和亚基和亚基均可作为抗原引起抗体产生，以抑亚基均可作为抗原引起抗体产生，以抑制此酶的活性。制此酶的活性。

81、钠钠 - 钾钾 泵泵 结结 构构 示示 意意 图图脂质双分子层脂质双分子层糖类糖类 外侧外侧内侧内侧ATP蛋白亚基蛋白亚基（三）钠（三）钠-钾泵的转运机制钾泵的转运机制钠钠 - 钾钾 泵泵 转转 运运 机机 制制 示示 意意 图图 3Na+ Na+ Na+ Na+ADP Na+ Na+ Na+2K+ + PiPK+K+ Na+Na+ Na+K+K+ATP膜外膜外膜内膜内PATPATP （四）钠（四）钠-钾转运的生电性钾转运的生电性 大多数细胞的大多数细胞的Na+-K+转运并非转运并非1 1，每消耗，每消耗1分子分子ATP，排出，排出3Na+个、摄入个、摄入2个个K+，因而有，因而有1个个Na+

82、净外运，形成一种净外运，形成一种Na+外向电流，亦称泵电流。外向电流，亦称泵电流。表示为：表示为：3Na+i+2K+o+ATP3Na+o+2K+i+ADP+Pi安静时，心肌由泵电流引起的外向复极化作用较小，安静时，心肌由泵电流引起的外向复极化作用较小，不超过不超过-10mV，只是心肌在连续快速兴奋后才显著，只是心肌在连续快速兴奋后才显著增大，可达增大，可达-30mV以上。以上。 （五）钠（五）钠-钾转运的调节钾转运的调节 1.能量代谢：钠能量代谢：钠-钾转运中所消耗的能量与其所钾转运中所消耗的能量与其所克服的电克服的电-化梯度成正比，由于化梯度成正比，由于Na+内流的电内流的电-化梯化梯度远比

83、度远比K+外流的为大，故外流的为大，故Na+外运所消耗的能量也外运所消耗的能量也比比K+内运为多（约为内运为多（约为10倍）。当代谢障碍或能量倍）。当代谢障碍或能量缺乏时（缺血、缺氧或代谢抑制），可由于钠缺乏时（缺血、缺氧或代谢抑制），可由于钠-钾钾泵转运降低而影响心脏的离子电流、跨膜电位、兴泵转运降低而影响心脏的离子电流、跨膜电位、兴奋功能。奋功能。 2.H+： H+对钠对钠-钾泵抑制作用显著，如鸡胚心钾泵抑制作用显著，如鸡胚心脏，当脏，当pH为为6.3时钠时钠-钾泵活动降低钾泵活动降低50%，pH为为5.8时时降低降低75%。 3.2受体：激动受体：激动2受体对钠受体对钠-钾泵有激活作用，

84、钾泵有激活作用，如如NE、Adr、舒喘灵等均可激动、舒喘灵等均可激动2受体，通过腺苷受体，通过腺苷酸环化酶而产生露营地，酸环化酶而产生露营地， 露营地可促进露营地可促进Na+-K+运转，运转，外向泵电流增大，并有降低血外向泵电流增大，并有降低血K+的作用。的作用。2 受受 体体 对对 钠钠 - 钾钾 转转 运运 的的 影影 响响ATPcAMP2NAC激动剂激动剂Na+Na+Na+K+Na-K泵泵细细胞胞膜膜膜外膜外膜内膜内K+ATP 二、钙二、钙 转转 运运 钙亦为主动转运。内流的钙亦为主动转运。内流的Ca2+和终末池释放的和终末池释放的Ca2+均需通过细胞膜外运和肌质网内运贮存，以保均需通过

85、细胞膜外运和肌质网内运贮存，以保持跨膜持跨膜Ca2+梯度和细胞内梯度和细胞内Ca2+恒定，并恢复跨膜电恒定，并恢复跨膜电位和舒张状态。位和舒张状态。 （一）细胞膜的钙转运（一）细胞膜的钙转运 细胞膜的钙转运包括细胞膜的钙转运包括Na-Ca交换（交换（Na-Ca交换）和钙泵转运（交换）和钙泵转运（Ca泵传送器）。泵传送器）。心肌以心肌以Na-Ca交换为主，平滑肌则以钙泵为主，而交换为主，平滑肌则以钙泵为主，而红细胞几乎完全由钙泵进行。红细胞几乎完全由钙泵进行。 1.Na-Ca交换交换 心肌的心肌的Na-Ca交换占交换占Ca2+排出排出量的量的80% （1） Na-Ca交换的过程：是由膜的载体蛋白

86、进行交换的过程：是由膜的载体蛋白进行的交换性弥散。载体有两个负电荷，可与的交换性弥散。载体有两个负电荷，可与2个个Na+或或1个个Ca2+相结合，膜外，载体与相结合，膜外，载体与Na+的亲和性高，膜的亲和性高，膜内，与内，与Ca2+的亲和性高。未与离子结合的载体无活的亲和性高。未与离子结合的载体无活性，结合了性，结合了Na+ 、Ca2+后，载体才能在膜上移动。后，载体才能在膜上移动。Li+可代替可代替Na+，Sr2+可代替可代替Ca2+进行交换。进行交换。心心 肌肌 钠钠 - 钙钙 交交 换换 过过 程程 示示 意意 图图Na2X2 Na+Ca2+X=X=CaXNa2XX=X=Ca2+2 Na

87、+CaX123456X=载体载体外侧外侧内侧内侧细细胞胞膜膜 （ 2） Na-Ca交换交换 的因素：的因素： Na-Ca交换交换 性性Ca2+外运的决定因素是细胞外的外运的决定因素是细胞外的Na+浓度，当浓度，当Na+o增增高时，高时， Na-Ca交换交换 增强，增强，Ca2+外运增多，外运增多， Na+i降低则相反。降低则相反。 Na-Ca交换交换 不直接耗能，亦无不直接耗能，亦无ATP酶参与，能量来自酶参与，能量来自Na-K泵，由泵，由Na-K转运所维持的转运所维持的胞外胞外Na+浓度来推动浓度来推动Na-Ca交换交换 ，因而，因而，Na-K转转运和运和Na-Ca交换密切相连。交换密切相连

88、。 Na-Ca交换是可逆性的，决定其交换方向的主交换是可逆性的，决定其交换方向的主要因素是膜内外要因素是膜内外Na+和和Ca2+浓度的改变，浓度的改变，Na+占主导占主导地位。如前所述，地位。如前所述，Na-K泵主动转运后，膜外的泵主动转运后，膜外的Na+浓度升高，此时的浓度升高，此时的Na-Ca交换是促使交换是促使Ca2+外运；而外运；而当当Na+i增高时，通过逆转性增高时，通过逆转性Na-Ca交换，可使交换，可使Ca2+内运。如豚鼠心房肌内内运。如豚鼠心房肌内Na+浓度增高时，可测出同位浓度增高时，可测出同位素素45Ca内运增多，胞内内运增多，胞内Ca2+浓度亦增高。浓度亦增高。心肌心肌N

89、a-K转运与转运与Na-Ca交换耦联示意图交换耦联示意图Na+Na+Na+Na+Ca2+K+K+ATPNa-K泵泵Na-Ca交换交换细细胞胞膜膜 膜外膜外膜内膜内 （3）Na-Ca交换交换 的生电性：哺乳类心肌的的生电性：哺乳类心肌的Na-Ca交换并非都是电中性，如对犬心室肌应用同位素交换并非都是电中性，如对犬心室肌应用同位素24Na和和45Ca测定，结果表明，测定，结果表明，Na-Ca交换的比值为交换的比值为3Na+:1Ca2+，每次交换就有，每次交换就有1个个Na+净内运。蛙心房净内运。蛙心房肌肌Na-Ca交换的比值为交换的比值为4Na+:1Ca2+。 说明说明 Na-Ca交换亦有生电性，

90、形成一种钠内交换亦有生电性，形成一种钠内向电流，称为钠向电流，称为钠-钙交换电流（钙交换电流（INa.Ca），是一种无），是一种无特殊通道的离子电流，在心肌安静时占内向背景特殊通道的离子电流，在心肌安静时占内向背景电流的电流的10%。 （4） Na-Ca交换的意义：交换的意义： 排除内流的排除内流的Ca2+ ，以恢复胞内，以恢复胞内Ca2+浓度的浓度的恒定；恒定； 当心脏兴奋频率增高时，由于膜反复去极当心脏兴奋频率增高时，由于膜反复去极化，胞内化，胞内Na+浓度增高，通过逆转性浓度增高，通过逆转性Na-Ca交换使交换使胞内胞内Ca2+浓度增高，产生强心作用；浓度增高，产生强心作用； Na-K转

91、运与转运与Na-Ca交换相关联，间接依赖交换相关联，间接依赖能量，当心肌缺血、缺氧或代谢障碍时，能量，当心肌缺血、缺氧或代谢障碍时， Na-K转转运降低，胞内运降低，胞内Na+浓度增高，浓度增高， Na-Ca交换逆转，致交换逆转，致使胞内使胞内Ca2+浓度增高；浓度增高； 洋地黄类药物选择性抑制钠洋地黄类药物选择性抑制钠-钾泵，使胞内钾泵，使胞内Na+浓度增高，通过逆转性浓度增高，通过逆转性Na-Ca交换使胞内交换使胞内Ca2+浓度增高，从而产生强心作用。浓度增高，从而产生强心作用。 洋地黄阻断钠洋地黄阻断钠-钾泵与钾泵与Na-Ca交换逆转交换逆转洋地黄洋地黄ATPNa+Na+Na+Na+Ca

92、2+Na+Ca2+ Na-Ca交换交换 逆转逆转Ca2+Ca2+兴奋兴奋-收缩耦联收缩耦联细细胞胞膜膜膜外膜外膜内膜内 2.细胞膜的钙泵转运细胞膜的钙泵转运 心肌细胞膜上亦有心肌细胞膜上亦有钙泵，称为以钙泵，称为以Mg2+为辅助因子的钙为辅助因子的钙-激活激活ATP酶。酶。此酶是一种单链多肽蛋白质，分子量为此酶是一种单链多肽蛋白质，分子量为130000，对对Ca2+有高亲和性。膜的内侧面有有高亲和性。膜的内侧面有Ca2+结合部位结合部位和催化部位，可催化和催化部位，可催化ATP获得能量逆浓度外运获得能量逆浓度外运Ca2+。钙泵的活性与钙调素有关，。钙泵的活性与钙调素有关，Ca2+先与钙调先与钙

93、调素结合成复合物，再激活钙泵转运。钙泵转运对素结合成复合物，再激活钙泵转运。钙泵转运对维持细胞内安静时维持细胞内安静时Ca2+稳定有重要意义。稳定有重要意义。 心心 肌肌 细细 胞胞 膜膜 钙钙 泵泵 活活 动动 过过 程程 示示 意意 图图ATPATPPADPPCa2+钙调素钙调素细细胞胞膜膜膜外膜外膜内膜内结合部结合部催化部催化部 （二）肌质网钙转运（二）肌质网钙转运 肌质网通过膜上的钙通道释放肌质网通过膜上的钙通道释放Ca2+到胞浆中是到胞浆中是扩散，而从胞浆中将扩散，而从胞浆中将Ca2+摄入到肌质网则要通过钙摄入到肌质网则要通过钙泵转运。泵转运。 肌质网膜含脂质肌质网膜含脂质45%，蛋

94、白质，蛋白质55%，钙泵占蛋，钙泵占蛋白质成分的白质成分的5080%，这种泵，这种泵Ca2+作用对心肌兴奋作用对心肌兴奋-收缩耦联有重要意义，即肌质网释放收缩耦联有重要意义，即肌质网释放Ca2 +促进收缩，促进收缩，转运转运Ca2 +促进舒张。促进舒张。 1.肌质网钙转运的过程肌质网钙转运的过程 肌质网的钙泵有两肌质网的钙泵有两种状态，即种状态，即E1和和E2， 这两种状态都可与高能磷酸这两种状态都可与高能磷酸键结合，形成磷酸化酶（即键结合，形成磷酸化酶（即E1 P和和E2 P）。）。E1和和E1P对对Ca2+的亲和性高，而的亲和性高，而E2和和E2 P对对Ca2+亲和性低。亲和性低。在钙泵转

95、运过程中，在钙泵转运过程中，Ca-ATP酶分子中的活性点与酶分子中的活性点与Ca2+和和ATP相结合，并产生变构，然后从膜外侧移相结合，并产生变构，然后从膜外侧移向膜内侧，将向膜内侧，将Ca2+转运到肌质网内。转运到肌质网内。1个个Ca-ATP酶酶一次可分解一次可分解1分子分子ATP转运转运2个个Ca2+ 。其转运过程。其转运过程可用下图表示：可用下图表示： 肌肌 质质 网网 的的 钙钙 泵泵 转转 运运 过过 程程 示示 意意 图图E1ATP2Ca2+E1ATP2CaOADP2CaO E1P2Cai E2PE2P2Ca2+E2P1H2O123456肌肌质质网网膜膜膜外膜外膜内膜内Mg2+ 通

96、过钙泵转运使胞浆中的通过钙泵转运使胞浆中的Ca2+浓度降低到浓度降低到?10-8M，形成跨膜钙梯度。形成跨膜钙梯度。 2.肌质网钙转运的调节肌质网钙转运的调节 肌质网钙转运受肌质网肌质网钙转运受肌质网调节蛋白的调节，也称受磷蛋白，是一种酸性蛋白，调节蛋白的调节，也称受磷蛋白，是一种酸性蛋白，分子量分子量22000。该蛋白贯穿肌质网膜，可被外源性蛋白。该蛋白贯穿肌质网膜，可被外源性蛋白激酶激活而磷酸化。受磷蛋白的磷酸化可提高激酶激活而磷酸化。受磷蛋白的磷酸化可提高Ca-ATP酶的活性。酶的活性。 在图在图118中有两个限速步骤，即中有两个限速步骤，即6（E2E1）和和3（E1E2），），6是使钙

97、亲和性提高，是使钙亲和性提高，3是使钙亲是使钙亲和性降低。磷酸化受磷蛋白对限速步骤有促进作和性降低。磷酸化受磷蛋白对限速步骤有促进作用，使钙泵转运加速，受磷蛋白有两个不同的磷用，使钙泵转运加速，受磷蛋白有两个不同的磷酸化部位，可被两种酶作用而磷酸化。酸化部位，可被两种酶作用而磷酸化。 （1）露营地）露营地-依从性蛋白激酶：在依从性蛋白激酶：在 露营地露营地-依从性蛋依从性蛋白激酶作用下受磷蛋白磷酸化，促进肌质网的钙泵转白激酶作用下受磷蛋白磷酸化，促进肌质网的钙泵转运。运。 （2）钙调素）钙调素-依从性蛋白激酶：在钙调素依从性蛋白激酶：在钙调素-依从性依从性蛋白激酶作用下受磷蛋白磷酸化，钙调素与

98、蛋白激酶作用下受磷蛋白磷酸化，钙调素与Ca2+结结合成有活性的复合物，激活钙调素合成有活性的复合物，激活钙调素-依从性蛋白激酶依从性蛋白激酶而催化受磷蛋白的磷酸化。两种激酶催化受磷蛋白磷而催化受磷蛋白的磷酸化。两种激酶催化受磷蛋白磷酸化的部位不同，故二者有相加作用，均可促进肌质酸化的部位不同，故二者有相加作用，均可促进肌质网的钙转运。网的钙转运。第二章第二章 离子对心脏的影响离子对心脏的影响第一节第一节 钾钾 K+是心肌细胞内的主要阳离子。是心肌细胞内的主要阳离子。K+外流是形成静外流是形成静息电位、最大舒张电位和复极化的离子基础。因此，息电位、最大舒张电位和复极化的离子基础。因此， K+主要

99、通过静息电位和复极化而影响心脏功能。心脏内主要通过静息电位和复极化而影响心脏功能。心脏内不同部位对不同部位对K+的敏感性差异很大，这与细胞膜上的敏感性差异很大，这与细胞膜上K+通通道的数量和密度有关。快反应细胞比慢反应细胞敏感，道的数量和密度有关。快反应细胞比慢反应细胞敏感，希氏希氏-浦肯野系统次之，窦房结最不敏感。浦肯野系统次之，窦房结最不敏感。 如如K+o升至升至5.4mM时即可使浦肯野纤维产生时即可使浦肯野纤维产生传导阻滞，而窦房结则需高达传导阻滞，而窦房结则需高达21.6mM才能抑制。才能抑制。K+可形成多种外向电流，主要受膜内外浓度差、可形成多种外向电流，主要受膜内外浓度差、电位差以

100、及内入性异常整流作用的影响，如高血电位差以及内入性异常整流作用的影响，如高血K+时，跨膜时，跨膜K+浓度差减小，浓度差减小， K+外流推动力减小。外流推动力减小。但由于内入性整流作用减弱，又会使钾电导与钾但由于内入性整流作用减弱，又会使钾电导与钾通透性增大。低血通透性增大。低血K+是则相反。是则相反。 Vassalle（1965）在离体浦肯野纤维中用细）在离体浦肯野纤维中用细胞内微电极输入外加电流测量，发现胞外胞内微电极输入外加电流测量，发现胞外K+浓浓度改变对膜的钾阻抗有很大影响，当度改变对膜的钾阻抗有很大影响，当K+o从从2.7 5.4mM，膜的钾阻抗降低，反之，当，膜的钾阻抗降低，反之，

101、当K+o从从5.4 2.7mM，膜的钾阻抗增高。，膜的钾阻抗增高。 人体正常血钾约为人体正常血钾约为4（35）mEq/L，?6.0mEq/L为高血钾，为高血钾，?3.0mEq/L为低血钾。为低血钾。 一、高一、高 钾钾 （一）兴奋功能（一）兴奋功能 1.膜电位：轻度高钾膜电位：轻度高钾 跨膜跨膜K+梯度梯度 K+外流外流 RP或或MDP 膜部分去极化，称为钾去膜部分去极化，称为钾去极化。极化。 RP 减小使钠通道的激活度和钠内流的电梯度减小使钠通道的激活度和钠内流的电梯度降低，这时的降低，这时的h门随膜电位减小而逐渐失活关闭，门随膜电位减小而逐渐失活关闭，INa减小，减小，0期的幅度和速度降低

102、。期的幅度和速度降低。 2.兴奋性：轻度高钾兴奋性：轻度高钾 时，由于时，由于RP减小，与阈电减小，与阈电位的差距减小，兴奋性增高。重度高钾位的差距减小，兴奋性增高。重度高钾 时，时，RP显著显著减小，减小，h门关闭程度大，门关闭程度大， INa减小，兴奋性降低。如减小，兴奋性降低。如果高钾使果高钾使RP?-60mV，钠通道全部失活，钠通道全部失活， INa不能产不能产生，快反应兴奋性消失，快反应电位转变为慢反应生，快反应兴奋性消失，快反应电位转变为慢反应电位。电位。 因此，因此， 在在K+o逐步增高过程中，兴奋性呈先高逐步增高过程中，兴奋性呈先高后低的双相性变化。如果后低的双相性变化。如果K

103、+o是迅速增高，则兴奋是迅速增高，则兴奋性立即降低或消失。性立即降低或消失。 3.传导性：传导性： K+o轻度增高（轻度增高（?6mEq/L）时，）时，静息电位稍减小，与阈电位差距减小，兴奋性增静息电位稍减小，与阈电位差距减小，兴奋性增高，也使传导性增高。因此，对房高，也使传导性增高。因此，对房-室传导阻滞的室传导阻滞的病人，轻度高钾可使传导性提高。但在重度高钾病人，轻度高钾可使传导性提高。但在重度高钾（?8mEq/L）时，由于静息电位太小、钠通道部）时，由于静息电位太小、钠通道部分失活、分失活、0期去极化减小，至使传导性降低，易发期去极化减小，至使传导性降低，易发生传导阻滞。因此，血钾逐渐增

104、高时对传导性也生传导阻滞。因此，血钾逐渐增高时对传导性也有双相影响。有双相影响。 但当血钾迅速增高时，则传导性立即降低，但当血钾迅速增高时，则传导性立即降低，可形成窦可形成窦-房间、心房内、房房间、心房内、房-室间、心室内的传室间、心室内的传导阻滞。由于心房对导阻滞。由于心房对K+最敏感而窦房结最不敏最敏感而窦房结最不敏感，故当心房传导性消失、感，故当心房传导性消失、ECG不出现不出现P波时，波时，窦房结产生的兴奋仍可通过结间束传向心室，形窦房结产生的兴奋仍可通过结间束传向心室，形成窦成窦-室传导（室传导（sino-心室的传导）。心室的传导）。 4.自律性：慢反应细胞（如窦房结）的自律性：慢反

105、应细胞（如窦房结）的4期期自动去极化主要由自动去极化主要由K+外流衰退和外流衰退和Ca2+内流完成。内流完成。但因窦房结对但因窦房结对K+不敏感，故自律性无影响。而快不敏感，故自律性无影响。而快反应细胞（如浦肯野纤维）的反应细胞（如浦肯野纤维）的4期由如果（期由如果（Na+）完）完成，加上它对成，加上它对K+敏感，这样就使敏感，这样就使4期自动去极化减期自动去极化减慢，自律性降低。慢，自律性降低。 5.ECG：高钾时，由于：高钾时，由于AP 0期的幅度和速期的幅度和速度降低，度降低，ECG显示显示P波压低和增宽，波压低和增宽，R波压低而波压低而QRS波群增宽。心室复极化加速，显示波群增宽。心室

106、复极化加速，显示T波高耸、波高耸、狭窄，此为高血钾时的狭窄，此为高血钾时的ECG主要特点。主要特点。APD缩缩短则短则Q-T间期缩短。房间期缩短。房-室传导减慢显示室传导减慢显示P-R间期间期延长。延长。 6.心律失常：心律失常： （1）抗心律失常作用：高钾窦房结的自律活动）抗心律失常作用：高钾窦房结的自律活动影响小，对潜在起搏点（浦氏纤维）的自律活动影响小，对潜在起搏点（浦氏纤维）的自律活动抑制作用大，且不伴有传导性降低和不应期缩短，抑制作用大，且不伴有传导性降低和不应期缩短，故用钾盐可治疗异位起搏点所形成的自律性心律故用钾盐可治疗异位起搏点所形成的自律性心律失常。失常。 （2）致心律失常作

107、用：显著高钾，由于传导性降）致心律失常作用：显著高钾，由于传导性降低和不应期缩短，可形成兴奋折返而致心律失常。低和不应期缩短，可形成兴奋折返而致心律失常。QRS波群显著增宽是高钾引起严重心律失常的信号，波群显著增宽是高钾引起严重心律失常的信号，增宽达增宽达50%时需作紧急处理。浦肯野纤维末梢传导阻时需作紧急处理。浦肯野纤维末梢传导阻滞时可致心室停搏，心室停搏或室颤是钾盐过量导致滞时可致心室停搏，心室停搏或室颤是钾盐过量导致心性猝死的主要原因。因此，钾盐治疗心律失常有很心性猝死的主要原因。因此，钾盐治疗心律失常有很大危险性，用途非常有限。静脉给药应缓滴，切忌静大危险性，用途非常有限。静脉给药应缓

108、滴，切忌静注。心脏手术时可作为选择性心脏停搏药物之一，形注。心脏手术时可作为选择性心脏停搏药物之一，形成心脏麻痹，可延长手术时间，并保护心肌组织、减成心脏麻痹，可延长手术时间，并保护心肌组织、减轻缺血损害。轻缺血损害。 （二）收缩功能（二）收缩功能 高钾可激活高钾可激活Na-K.ATP酶，促进酶，促进Na+-K+转运，转运，提高提高Na+o，细胞外高钠时：，细胞外高钠时：? 竞争性抑制竞争性抑制Ca2+内流；内流；? 促进促进Na-Ca交换，交换，Ca2+外运；二者均使外运；二者均使Ca2+i降低，心肌兴奋降低，心肌兴奋-收缩减弱。收缩减弱。 二、二、 低低 钾钾 （一）兴奋功能（一）兴奋功能

109、 1.膜电位：膜电位：K+i降低，理论上应是降低，理论上应是K+外流增外流增多、多、RP增大。但因内向整流加大和增大。但因内向整流加大和K+通透性降低，通透性降低，RP反而减小。反而减小。 因此，低钾与高钾相类似，对膜有去极化作用。因此，低钾与高钾相类似，对膜有去极化作用。 RP减小，钠通道激活度和减小，钠通道激活度和Na+内流电梯度减小，内流电梯度减小，0期的幅度和速度降低。低钾时，期的幅度和速度降低。低钾时， K+对对Ca2+内流的内流的拮抗作用减弱，拮抗作用减弱，Ca2+内流增加，平台期缩短。钾通内流增加，平台期缩短。钾通透性降低，复极减慢，时间延长，透性降低，复极减慢，时间延长，2期缩

110、短，期缩短，3期延期延长。复极化由上耸形变为下倾形。长。复极化由上耸形变为下倾形。 2.兴奋性：兴奋性：RP减小，与阈电位接近，兴奋性减小，与阈电位接近，兴奋性增高。由于增高。由于2期缩短，有效不应期缩短，而超常期期缩短，有效不应期缩短，而超常期延长。延长。 3.传导性：传导性：0期的幅度和速度降低，传导性降低。期的幅度和速度降低，传导性降低。 4.自律性：慢反应细胞对自律性：慢反应细胞对K+不敏感，快反应细胞不敏感，快反应细胞（浦）钾通透性降低，（浦）钾通透性降低， K+外向电流减小，外向电流减小， Na+内向内向电流很快超过电流很快超过K+外向电流，自律性增高。外向电流，自律性增高。 5.

111、ECG：显示轻度：显示轻度P-R间期延长，间期延长，QRS波群增宽。波群增宽。因因2期加速，期加速，S-T段下移。段下移。3期延长，则期延长，则T波压低和增宽，波压低和增宽，并可出现并可出现U波。心室波。心室APD延长则延长则Q-T间期延长。间期延长。 6.心律失常：由于兴奋性增高、超常期延长，心律失常：由于兴奋性增高、超常期延长，加上异位起搏点的自律性增高，均易产生异位节律加上异位起搏点的自律性增高，均易产生异位节律而形成各种自律型心律失常。而形成各种自律型心律失常。 （二）收缩功能（二）收缩功能 低低K+ ，收缩性增高，收缩力增强。原因有二：，收缩性增高，收缩力增强。原因有二： ? K+

112、对对Ca2+内流的竞争性减弱，内流增多；内流的竞争性减弱，内流增多； ? Na-K泵转运降低，泵转运降低，Na+外运减少，胞内外运减少，胞内Na+增高，使增高，使 Na-Ca交换逆转，交换逆转， Ca2+内流增多。内流增多。第二节第二节 钙钙 在心肌，在心肌，ICa形成慢反应细胞形成慢反应细胞AP、激活收缩功、激活收缩功能。在胞外，能。在胞外，Ca2+与与Na+竞争性抑制，可与钠通道竞争性抑制，可与钠通道外侧的固定阴离子部位相结合，抑制外侧的固定阴离子部位相结合，抑制Na+内流，称内流，称膜屏障作用。在胞内，膜屏障作用。在胞内， Ca2+对钙通道有反馈性抑制对钙通道有反馈性抑制作用，称钙作用，

113、称钙-依从性失活。在胞内，使关阀（依从性失活。在胞内，使关阀（f）的）的f缩短，钙甬道失活加快。缩短，钙甬道失活加快。 Ca2+可作用于钾通道内侧可作用于钾通道内侧面，激活钾通道，形成钙面，激活钾通道，形成钙-激活钾外向电流，包括激活钾外向电流，包括Ik、Ik1等。等。一、高一、高 钙钙 （一）兴奋功能（一）兴奋功能 1.膜电位：膜电位： Ca2+o钙电流钙电流 Ca2+i钙钙-激活性钾激活性钾RP、MDP 增大增大 Ca2+o抑制抑制Na+内流内流快反应细胞快反应细胞0期幅度和期幅度和速度速度 Ca2+o Ca2+i钙通道失活加快钙通道失活加快 平台平台期缩短期缩短 2期缩短、钾内流加快致期

114、缩短、钾内流加快致3期缩短均可使期缩短均可使APD缩短，不应期缩短。缩短，不应期缩短。 2.兴奋性：对快反应细胞，兴奋性：对快反应细胞， Ca2+o钠通钠通道屏障作用道屏障作用阈电位阈电位兴奋性兴奋性 如犬浦肯野纤维，如犬浦肯野纤维， Ca2+o从从2mM 8mM，阈电位从阈电位从-62mV -48mV，兴奋性显著降低。，兴奋性显著降低。 Ca2+o 钙钙-激活钾电流激活钾电流复极化加速复极化加速2期缩短期缩短不应期缩短。不应期缩短。 3.传导性：传导性： Ca2+o，快反应细胞的，快反应细胞的0期去期去极化减慢，加上阈电位上移，都使传导性降低。极化减慢，加上阈电位上移，都使传导性降低。 Ca

115、2+o，对肌细胞之间的闰盘钠通道有抑制作，对肌细胞之间的闰盘钠通道有抑制作用，是细胞间电脱耦联，亦使传导性降低。用，是细胞间电脱耦联，亦使传导性降低。 4.自律性：自律性： 慢反应自律性增高：如窦房结，钙电流增慢反应自律性增高：如窦房结，钙电流增加，加，4期加快。期加快。 快反应自律性降低：如浦肯野纤维，因钠快反应自律性降低：如浦肯野纤维，因钠屏障作用增加，如果和屏障作用增加，如果和INa.b均减小，加上钙均减小，加上钙-激活性激活性钾钾电流增加，电流增加，MDP增大，增大，4期减慢，都使自律性降低。期减慢，都使自律性降低。 5.ECG： 因平台期缩短，因平台期缩短，ECG显示显示S-T段缩段

116、缩短；短； 3期加速，显示期加速，显示T波增高；波增高； APD缩短，显缩短，显示示Q-T间期缩短；间期缩短； 房房-室间和心室内传导减慢，显室间和心室内传导减慢，显示示P-R间期延长和间期延长和QRS波群增宽。波群增宽。 6.心律失常：由于不应期缩短，加上传导减慢，心律失常：由于不应期缩短，加上传导减慢，可形成折返型心律失常，如微折返形成的室颤。可形成折返型心律失常，如微折返形成的室颤。 Ca2+i，可由于时相性钙波动而产生触发活动，可由于时相性钙波动而产生触发活动（如爸爸），形成心律失常。高血钙和洋地黄均（如爸爸），形成心律失常。高血钙和洋地黄均可使可使 Ca2+i而产生爸爸，因此，洋地黄

117、中毒性而产生爸爸，因此，洋地黄中毒性心律失常时，血钙增高可加重心律失常。心律失常时，血钙增高可加重心律失常。 （二）收缩功能（二）收缩功能 Ca2+o，钙电流增大，钙电流增大， Ca2+触发触发Ca2+释放释放增多，均使增多，均使 Ca2+i，兴奋，兴奋-收缩耦联增强，收缩收缩耦联增强，收缩性增加。性增加。 过去曾以静脉内或心内注射氯化钙（过去曾以静脉内或心内注射氯化钙（1%，10ml）用于心脏复苏，因易引起心律失常，特别）用于心脏复苏，因易引起心律失常，特别是室颤，现已少用。是室颤，现已少用。二、低二、低 钙钙 （一）兴奋功能（一）兴奋功能 1.膜电位：膜电位： Ca2+o ICa Ca2+

118、i 钙钙-激活钾电激活钾电流（流（Ik、Ik1）RP、MDP 上移上移 Ca2+o钠通道屏障作用钠通道屏障作用快反应细胞快反应细胞0期期 Ca2+o Ca2+i 钙钙-依从性失活减慢依从性失活减慢 f延长延长 平台期幅度降低、时间延长，钙平台期幅度降低、时间延长，钙-激活钾电流减激活钾电流减慢和平台期延长，都使慢和平台期延长，都使APD延长。延长。 2.兴奋性：兴奋性： Ca2+o钠屏障作用钠屏障作用阈电位下阈电位下移移兴奋性兴奋性 复极化时间延长，有效不应期延长。复极化时间延长，有效不应期延长。 3.传导性：慢反应细胞传导性降低，快反应细胞传导性：慢反应细胞传导性降低，快反应细胞传导性加快。

119、传导性加快。 4.自律性：自律性： （1）慢反应自律性降低：）慢反应自律性降低： （2）快反应自律性增高：）快反应自律性增高： 5.ECG：心室肌心室肌0期增高，期增高，QRS波群轻度缩短；波群轻度缩短； 平台期延长，平台期延长，S-T段延长；段延长； 3期延长，期延长，T波压低波压低和增宽；和增宽；APD延长，延长，Q-T间期延长，主要是间期延长，主要是S-T段延长。段延长。 6.心律失常：低血钙使传导加快和心律失常：低血钙使传导加快和ERP延长，延长，可阻断兴奋折返而抑制折返型心律失常。如早期用可阻断兴奋折返而抑制折返型心律失常。如早期用EDTA降低血钙来治疗心律失常，特别对洋地黄中降低血

120、钙来治疗心律失常，特别对洋地黄中毒而伴有传导阻滞的心律失常更有效。现有钙通道毒而伴有传导阻滞的心律失常更有效。现有钙通道阻断药，效果更胜阻断药，效果更胜EDTA。 （二）收缩功能（二）收缩功能 由于心肌对胞外由于心肌对胞外Ca2+依赖性强，低依赖性强，低Ca2+时钙时钙电流减小，电流减小，Ca2+激活的兴奋激活的兴奋-收缩耦联减弱，心肌收缩耦联减弱，心肌收缩性降低。心肌在无收缩性降低。心肌在无Ca2+环境中出现兴奋环境中出现兴奋-收缩收缩脱耦联（即有脱耦联（即有ECG但无收缩）。但无收缩）。 骨骼肌则不同，因其兴奋骨骼肌则不同，因其兴奋-收缩耦联的收缩耦联的Ca2+来来自肌质网，不依赖外源性自

121、肌质网，不依赖外源性Ca2+ ，低血，低血Ca2+时兴奋时兴奋性增高，可引起收缩或痉挛。如甲状旁腺切除。性增高，可引起收缩或痉挛。如甲状旁腺切除。第三节第三节 钠钠 正常血正常血Na+浓度约为浓度约为140mEq/L，只有浓度，只有浓度发生很大变化时才能影响心脏功能，临床上一发生很大变化时才能影响心脏功能，临床上一般不易出现。般不易出现。第四节第四节 镁镁 镁在海洋里含量丰富，陆地上植物叶绿素的光镁在海洋里含量丰富，陆地上植物叶绿素的光合作用、动物能量物质合作用、动物能量物质ATP的产生及释放，均有赖的产生及释放，均有赖Mg2+。人体内，镁与钙密切相关，在调节能量代谢、。人体内，镁与钙密切相关

122、，在调节能量代谢、稳定骨骼结构、调节肌肉活动等方面产生多种生理稳定骨骼结构、调节肌肉活动等方面产生多种生理功能。功能。 心肌细胞内，心肌细胞内， Mg2+是较多的阳离子（仅次于是较多的阳离子（仅次于K+）。通过激活酶和阻断钙影响心脏功能。）。通过激活酶和阻断钙影响心脏功能。 1.激活酶：激活酶： Mg2+是多种酶的金属辅基，是多种酶的金属辅基， Mg2+激活心肌的酶有：激活心肌的酶有：Mg2+ -依从性依从性Na.K激活激活 的的ATP酶，促进酶，促进Na-K泵转运；泵转运； 细胞膜和肌质网膜细胞膜和肌质网膜上的上的Mg2+ -依从性依从性Ca激活的激活的ATP酶，促进酶，促进Ca-泵转泵转运

123、。运。 2.阻断钙：阻断钙： Mg2+是是“自然的生理性钙阻断剂自然的生理性钙阻断剂”，细胞外，细胞外，Mg2+阻断阻断Ca2+内流；细胞内，内流；细胞内， Mg2+阻断阻断Ca2+与与TnC的结合，抑制兴奋的结合，抑制兴奋-收缩耦联。正常人收缩耦联。正常人Mg2+血为血为1.7mEq/L。一、高一、高 镁镁 （一）兴奋功能（一）兴奋功能 1.膜电位：膜电位： Mg2+血血Na-K泵转运泵转运胞内胞内 K+钾外向背景电流钾外向背景电流RP INa 0期的期的幅度和速度幅度和速度。 Mg2+阻断阻断Ca2+ 钙电流钙电流 胞内胞内Ca2+钙钙-激活性钾电流激活性钾电流 Ik和和Ik12期和期和3

124、期减慢并延期减慢并延长长 APD延长。延长。 2.兴奋性：兴奋性：RP增大，与阈电位的差距增大，兴增大，与阈电位的差距增大，兴奋性降低。奋性降低。APD延长使不应期延长，而且有效不应期延长使不应期延长，而且有效不应期（ERP）的延长大于）的延长大于APD的延长。的延长。 3.传导性：传导性： （1）慢反应传导性降低：）慢反应传导性降低： （2）快反应传导性增高：）快反应传导性增高： 4.自律性：对慢反应自律细胞（窦房结），因自律性：对慢反应自律细胞（窦房结），因 Mg2+阻断钙通道，阻断钙通道，4期自动去极化减慢，自律性降低，期自动去极化减慢，自律性降低，心率减慢并可产生心脏停搏。心率减慢并可

125、产生心脏停搏。 5.心律失常：镁盐可抗心律失常，在洋地黄中心律失常：镁盐可抗心律失常，在洋地黄中毒时更具针对性。毒时更具针对性。 Mg2+可对抗洋地黄抑制可对抗洋地黄抑制Mg-依依从性从性Na-K泵。泵。 Perticone等（等（1986）报告，对）报告，对6例扭转型室性例扭转型室性心动过速病人用硫酸镁缓慢静滴（心动过速病人用硫酸镁缓慢静滴（50mg/min），），2030min即可好转，并无不良反应。即可好转，并无不良反应。 6.心脏麻痹：心脏外科手术时常用钾盐作心脏心脏麻痹：心脏外科手术时常用钾盐作心脏麻痹，若加上镁盐阻断多余的麻痹，若加上镁盐阻断多余的Ca2+，效果更好，因，效果更好，

126、因在心脏停搏，在心脏停搏，Mg2+可保存能量可保存能量ATP，以维持收缩功，以维持收缩功能。能。 （二）收缩功能（二）收缩功能 高镁对钙通道阻断作用强，钙电流减小，胞内高镁对钙通道阻断作用强，钙电流减小，胞内Ca2+，细胞的兴奋，细胞的兴奋-收缩耦联降低，收缩力减弱。收缩耦联降低，收缩力减弱。 二、低二、低 镁镁 （一）兴奋功能（一）兴奋功能 1.膜电位：膜电位：Mg-依从性依从性Na-K泵活动降低，膜泵活动降低，膜内内Na+升高，膜外升高，膜外K+升高，升高，RP减小，减小，AP 0期降低。期降低。低镁对钙通道阻断减弱，低镁对钙通道阻断减弱，ICa增大，钙增大，钙-激活钾电流激活钾电流增大（

127、增大（Ik、Ik1），复极化加快，），复极化加快，APD缩短。缩短。 2.兴奋性：兴奋性： RP减小，兴奋性增高，减小，兴奋性增高， APD缩缩短则不应期缩短。短则不应期缩短。 3.传导性：传导性：0期幅度减小，传导性降低。期幅度减小，传导性降低。 4.自律性：在慢反应自律组织（窦房结），由自律性：在慢反应自律组织（窦房结），由于钙电流增大，自律性增高而心率加快。于钙电流增大，自律性增高而心率加快。 5.心律失常：低镁时，由于传导性降低和不应心律失常：低镁时，由于传导性降低和不应期缩短，易于产生兴奋折返。胞内期缩短，易于产生兴奋折返。胞内Ca2+增高，时增高，时相性波动产生的振荡性后电位（摆动

128、的之后相性波动产生的振荡性后电位（摆动的之后潜在的，潜在的， OAP），如迟后去极化（爸爸），可形），如迟后去极化（爸爸），可形成自律型心律失常。洋地黄抑制成自律型心律失常。洋地黄抑制Na-K泵的作用与泵的作用与低镁相似，故低镁可使洋地黄中毒引起的心律失常低镁相似，故低镁可使洋地黄中毒引起的心律失常加重。加重。 此外，低镁时心肌内此外，低镁时心肌内Ca2+增高，可引起细胞增高，可引起细胞损伤、萎缩、线立体破坏而形成多种心肌病。对冠损伤、萎缩、线立体破坏而形成多种心肌病。对冠脉，低镁使平滑肌内脉，低镁使平滑肌内Ca2+增高，产生冠脉收缩或增高，产生冠脉收缩或痉挛而致心肌缺血或坏死。在缺血性心肌坏

129、死病人痉挛而致心肌缺血或坏死。在缺血性心肌坏死病人的尸检发现，其心肌损伤类似缺镁。的尸检发现，其心肌损伤类似缺镁。 （二）收缩功能（二）收缩功能 低镁时，镁对钙通道阻断减弱，钙电流增大，低镁时，镁对钙通道阻断减弱，钙电流增大，细胞内细胞内Ca2+增高，兴奋增高，兴奋-收缩耦联增强，收缩性增收缩耦联增强，收缩性增 强。强。第三章第三章 心律失常的基本原理心律失常的基本原理 心律失常（心律不齐）是心脏病学中的一个心律失常（心律不齐）是心脏病学中的一个重要部分，不但见于心脏病患者，正常人也时有发重要部分，不但见于心脏病患者，正常人也时有发生。心律失常是一种功能性而非器质性疾病，属于生。心律失常是一种

130、功能性而非器质性疾病，属于兴奋功能异常或电异常，其检查不易，变化难测，兴奋功能异常或电异常，其检查不易，变化难测，危险性很大，以心性猝死对人的生命威胁最大，可危险性很大，以心性猝死对人的生命威胁最大，可在数分钟内死亡，抢救极为困难。因此，对心律失在数分钟内死亡，抢救极为困难。因此，对心律失常形成原理的研究具有重要的临床意义，可为合理常形成原理的研究具有重要的临床意义，可为合理治疗奠定基础。治疗奠定基础。第一节第一节 自律性异常的心律失常自律性异常的心律失常 自律性异常是指自律性异常是指4期自动去极化异常所致兴奋期自动去极化异常所致兴奋产生异常，其机制为膜电位显著减小，这不仅使有产生异常，其机制

131、为膜电位显著减小，这不仅使有自律性的潜在起搏组织的自律性增高，非自律组织自律性的潜在起搏组织的自律性增高，非自律组织（如心房肌、心室肌）亦可出现自律活动。（如心房肌、心室肌）亦可出现自律活动。根据其机制，心律失常可分为三大类。根据其机制，心律失常可分为三大类。 一、引起自律性改变的因素一、引起自律性改变的因素 （一）植物神经递质及激素（一）植物神经递质及激素 1.心迷走神经末梢释放心迷走神经末梢释放Ach，与心肌，与心肌M2受体受体结合，激活依赖结合，激活依赖Ach的钾通道，促进的钾通道，促进K+外流，使膜外流，使膜超极化，自律性降低。超极化，自律性降低。 2.心交感神经末梢释放心交感神经末梢

132、释放NE，与心肌，与心肌1受体结受体结合，激活钙通道，促进合，激活钙通道，促进Ca2+内流，内流，4期除极加速，期除极加速，自律性增高。自律性增高。 3.甲亢时交感紧张性增强，迷走紧张性减弱。甲亢时交感紧张性增强，迷走紧张性减弱。此外，甲状腺激素能抑制此外，甲状腺激素能抑制Na-K泵活动，使泵活动，使RP和和MDP减小，自律性升高，易于发生颤动。减小，自律性升高，易于发生颤动。 （二）电解质（二）电解质 轻度高血钾，钾背景电流增大，可部分抵消轻度高血钾，钾背景电流增大，可部分抵消如果，如果，4期减慢。期减慢。 血钾浓度过高，膜电位过小，快血钾浓度过高，膜电位过小，快钠通道失活，快反应电位变为慢

133、反应电位，自律钠通道失活，快反应电位变为慢反应电位，自律性升高而传导性降低，易引起严重心律失常。低性升高而传导性降低，易引起严重心律失常。低钾使浦氏纤维钾使浦氏纤维4期加速，易引起室性早搏。期加速，易引起室性早搏。 （三）缺（三）缺O2与与carbon dioxide 二氧化碳分压增高二氧化碳分压增高 缺缺O2使细胞内使细胞内ATP减少，减少，Ik-ATP通道被激活，通道被激活，AP的的2期和期和3期期K+外流增多，复极时间缩短，外流增多，复极时间缩短，APD缩短，不应期缩短，易产生心律失常。缩短，不应期缩短，易产生心律失常。 carbon dioxide 二氧化碳分压增二氧化碳分压增高、乳酸

134、增多，可使自律性增加。此外，缺高、乳酸增多，可使自律性增加。此外，缺O2与与carbon dioxide 二氧化碳分压增高是肺源性心脏病发二氧化碳分压增高是肺源性心脏病发生心律失常的重要生心律失常的重要因素。因素。 二、正常自律性改变引起的心律失常二、正常自律性改变引起的心律失常 根据自律性激动起源不同分为两种根据自律性激动起源不同分为两种 （一）窦性心律失常（一）窦性心律失常 各种因素通过影响窦房结各种因素通过影响窦房结P细胞细胞4期除极速度、期除极速度、最大舒张电位水平、阈电位水平，使窦房结自律性最大舒张电位水平、阈电位水平，使窦房结自律性过高、过低或不规则，分别产生窦性心动过速、窦过高、

135、过低或不规则，分别产生窦性心动过速、窦性心动过缓、窦性心律不齐，或病态窦房结综合征。性心动过缓、窦性心律不齐，或病态窦房结综合征。 （二）异位性心律失常（二）异位性心律失常 异位心律失常可分为：异位心律失常可分为： 被动性异位节律：潜在起搏点的自律性超被动性异位节律：潜在起搏点的自律性超过窦房结，可抢先发出冲动，形成异位起搏点，称过窦房结，可抢先发出冲动，形成异位起搏点，称为早搏。为早搏。 主动性异位节律：如果潜在起搏点取代了主动性异位节律：如果潜在起搏点取代了窦房结，成为主导起搏，称为逸搏。窦房结，成为主导起搏，称为逸搏。 三、异常自律性引起的心律失常三、异常自律性引起的心律失常 病理情况下

136、，心脏的自律组织和非自律组织可病理情况下，心脏的自律组织和非自律组织可产生特殊的异位节律，此与产生特殊的异位节律，此与4期自动除极无直接关系。期自动除极无直接关系。异常自律性引起的心律失常最关键的问题，是快反异常自律性引起的心律失常最关键的问题，是快反应自律性转变为慢反应自律性，即膜电位的改变。应自律性转变为慢反应自律性，即膜电位的改变。 在心肌梗塞、缺血、缺氧及洋地黄中毒等，由在心肌梗塞、缺血、缺氧及洋地黄中毒等，由于心肌能量代谢障碍，于心肌能量代谢障碍，Na-K泵活动降低，使膜内外泵活动降低，使膜内外的的K+浓度差减小，膜电位减小，当浓度差减小，膜电位减小，当?-60mV时，快钠时，快钠通

137、道失活，而钙通道仍可激活，心肌的快反应电位通道失活，而钙通道仍可激活，心肌的快反应电位转变为慢反应电位，并有自律活动，转变为慢反应电位，并有自律活动， 异常自律活动的特点是膜电位减小，异常自律活动的特点是膜电位减小，4期自动期自动除极由钙电流激活和钾电流衰退所形成，因此，除极由钙电流激活和钾电流衰退所形成，因此，膜外膜外Ca2+浓度增加或浓度增加或Ca2+电流增大，均可促进异电流增大，均可促进异常自律活动。相反，降低膜外常自律活动。相反，降低膜外Ca2+浓度或用钙通浓度或用钙通道阻断药（异搏定、道阻断药（异搏定、Mn2+），则可抑制异常自律），则可抑制异常自律活动。活动。 抗心律失常药如奎尼丁

138、（奎尼丁）、利多抗心律失常药如奎尼丁（奎尼丁）、利多卡因（卡因（lidocaine）等，主要作用于钠通道，对正）等，主要作用于钠通道，对正常自律活动有抑制作用，但对异常自律活动无作常自律活动有抑制作用，但对异常自律活动无作用。用。 四、触发性活动引起的心律失常四、触发性活动引起的心律失常 触发活动（引发活跃）即触发性起搏触发活动（引发活跃）即触发性起搏活动，是一种由先前的兴奋触发所引起的自律活动，活动，是一种由先前的兴奋触发所引起的自律活动，并非由本身的自动除极所产生。因此，触发性活动并非由本身的自动除极所产生。因此，触发性活动与异常自律性有很大区别。与异常自律性有很大区别。 触发性活动可形成

139、触发性心律失常，在兴奋产触发性活动可形成触发性心律失常，在兴奋产生异常的心律失常中，触发性活动比异常自律性更生异常的心律失常中，触发性活动比异常自律性更为重要。为重要。 某些情况下，先前兴奋的某些情况下，先前兴奋的AP在复极化过程中在复极化过程中或复极化完毕后，可出现一种振荡性后电位，称或复极化完毕后，可出现一种振荡性后电位，称为后去极化（之后去极，广告）。这是为后去极化（之后去极，广告）。这是一种短暂去极化，是由短暂内向电流（一种短暂去极化，是由短暂内向电流（Iti）所形）所形成，若广告能达到阈电位，即可产生成，若广告能达到阈电位，即可产生AP，并可引，并可引起心肌收缩。起心肌收缩。 按发生

140、的时期不同，广告可分为早后去极化和按发生的时期不同，广告可分为早后去极化和迟后去极化两种。迟后去极化两种。 （一）早后去极化（一）早后去极化 早后去极化（早的之后去极，早后去极化（早的之后去极，EAD）最常见于平台期范围内，复极电位约最常见于平台期范围内，复极电位约-20-30mV，亦，亦可见于可见于3期，因振荡性除极发生在平台，即期，因振荡性除极发生在平台，即0期之后，期之后，故称后除极，又因是在故称后除极，又因是在AP完全复极之前，故称早后完全复极之前，故称早后除极。除极。 当当EAD达到阈电位时，即可产生单个或一连串达到阈电位时，即可产生单个或一连串快速动作电位，从而形成自律型快速心律失

141、常。快速动作电位，从而形成自律型快速心律失常。 狗狗 浦浦 氏氏 纤纤 维维 EAD 示示 意意 图图ABC1：驱动性：驱动性AP2：第一个：第一个EADA：EAD的复极的复极B：第一个：第一个DADC：未达阈电位的：未达阈电位的 DAD21 在动物心室肌和浦氏纤维中，在动物心室肌和浦氏纤维中，EAD可出现在可出现在高浓度儿茶酚胺、高血钾、酸中毒、心肌缺血、高浓度儿茶酚胺、高血钾、酸中毒、心肌缺血、缺氧、洋地黄类中毒和乌头碱作用下。在人体，缺氧、洋地黄类中毒和乌头碱作用下。在人体，某些抗心律失常药由于延长复极化时间，亦可产某些抗心律失常药由于延长复极化时间，亦可产生生EAD而具有致心律失常作用

142、。在而具有致心律失常作用。在Q-T延长症候群延长症候群中，由于复极化延长，常可出现中，由于复极化延长，常可出现EAD。 EAD的产生机制可能是由于的产生机制可能是由于K+外向电流降低、外向电流降低、钠泵活动减弱、钠泵活动减弱、Ca2+内向电流加大所致。内向电流加大所致。 EAD是复极化期间的一种短暂去极化，属是复极化期间的一种短暂去极化，属于复激化障碍现象。于复激化障碍现象。1月（月（1990）的实验研）的实验研究显示，究显示，EAD是由于是由于L型或型或T型型Ca2+电流提供诱电流提供诱发电荷，并认为，任何延缓复极和延长发电荷，并认为，任何延缓复极和延长APD的因的因素均可导致素均可导致EA

143、D的产生。如用铯的产生。如用铯+阻断钾电流使阻断钾电流使复极化延缓，便可产生复极化延缓，便可产生EAD；若用抑制内向电流；若用抑制内向电流或加速外向电流的药物则有防止或加速外向电流的药物则有防止EAD的作用。的作用。 （二）迟后去极化（二）迟后去极化 迟后去极化（耽搁之后去极，迟后去极化（耽搁之后去极，爸爸）是在爸爸）是在AP复极化完毕后（复极化完毕后（4期内）的一种短暂期内）的一种短暂去极化或振荡电位（去极化或振荡电位（510mV）。当爸爸达到阈电）。当爸爸达到阈电位时，亦可产生单个或一连串快速动作电位，从而位时，亦可产生单个或一连串快速动作电位，从而形成自律型快速心律失常。因振荡除极发生在

144、形成自律型快速心律失常。因振荡除极发生在AP完全复极化之后，故称迟后去极化。完全复极化之后，故称迟后去极化。 在动物（犬、猴）心肌中，当在动物（犬、猴）心肌中，当Ca2+o、 K+o、胞内注入、胞内注入Ca2+ 、缺血缺氧、儿茶酚胺、双、缺血缺氧、儿茶酚胺、双丁酰露营地、洋地黄等药物作用时，可出现爸爸。丁酰露营地、洋地黄等药物作用时，可出现爸爸。反之，反之， Ca2+o 、TTX、EGTA、异搏定、异搏定、Mg2+、Mn2+、奎尼丁、利多卡因等药物对爸爸有抑制作用。、奎尼丁、利多卡因等药物对爸爸有抑制作用。爸爸产爸爸产 生生 示示 意意 图图0-90膜膜电电位位（mV）-70DAD阈下阈下DA

145、D正常正常AP 爸爸出现在复极化完毕、钠通道可被激活的爸爸出现在复极化完毕、钠通道可被激活的时期，现认为是时期，现认为是Ca2+i的时相性波动所致的一种的时相性波动所致的一种短暂内向电流。短暂内向电流。 研究表明，正常时，细胞内的研究表明，正常时，细胞内的Ca2+浓度有轻浓度有轻度波动，但不引起爸爸，当升高时，波动增大。度波动，但不引起爸爸，当升高时，波动增大。 产生短暂内向电流的机制为：产生短暂内向电流的机制为： Ca- 激活非选激活非选择性阳离子通道，由择性阳离子通道，由Na+、K+内流形成内流形成Iti； 促进促进Na-Ca交换（交换（3:1），形成），形成Na-Ca交换电流。交换电流。

146、 Iti是是形成振荡电位和爸爸的基础。形成振荡电位和爸爸的基础。第二节第二节 传导性异常的心律失常传导性异常的心律失常 传导性异常是产生心律失常的主要原因，关键传导性异常是产生心律失常的主要原因，关键是传导性降低，可因传导阻滞或兴奋折返而致心律是传导性降低，可因传导阻滞或兴奋折返而致心律失常。失常。 一、传导阻滞一、传导阻滞 （一）传导阻滞的类型（一）传导阻滞的类型 传导阻滞（传导木块）按其程度分为传导阻滞（传导木块）按其程度分为传导减慢和传导中断，可发生在心脏各种组织中，传导减慢和传导中断，可发生在心脏各种组织中，特别是结构散漫、内阻较大、传导性较低的部位，特别是结构散漫、内阻较大、传导性较

147、低的部位，如房室交界结区、希氏束等。如房室交界结区、希氏束等。 房房-室传导阻滞可按程度不同分为室传导阻滞可按程度不同分为、度。度。 （二）传导阻滞的原理（二）传导阻滞的原理 可由不同原理形成，除传导性的决定性因素外，可由不同原理形成，除传导性的决定性因素外，尚有下列机制。尚有下列机制。 1.不应期传导：有效不应期内不能产生兴奋不应期传导：有效不应期内不能产生兴奋和传导，相对不应期内传导减慢。因此，当兴奋和传导，相对不应期内传导减慢。因此，当兴奋到达的部位正处相对不应期时，即可产生不同程到达的部位正处相对不应期时，即可产生不同程度的传导阻滞。度的传导阻滞。 2.递减性传导：膜电位减小（递减性传

148、导：膜电位减小（?-60mV）时，）时，快反应电位变为慢反应电位，传导性降低，而且快反应电位变为慢反应电位，传导性降低，而且AP从从“全或无全或无”性转变为性转变为“分级分级”性，随着膜电位性，随着膜电位的继续减小传导性不断下降，形成递减性传导的继续减小传导性不断下降，形成递减性传导（decremental传导）。传导）。 在缺血或药物选择性作用的某局部，由于膜电在缺血或药物选择性作用的某局部，由于膜电位减小，心肌可出现递减性传导而形成传导阻滞，位减小，心肌可出现递减性传导而形成传导阻滞，但这只限于局部，一旦膜电位恢复正常，递减性传但这只限于局部，一旦膜电位恢复正常，递减性传导会消失而恢复正常

149、传导。导会消失而恢复正常传导。 3.不均匀传导：在某一传导组织的细胞间存在不均匀传导：在某一传导组织的细胞间存在传导差异时，可使兴奋的传导不均匀而失同步性，传导差异时，可使兴奋的传导不均匀而失同步性，称为不均匀传导（不均一的传导）。称为不均匀传导（不均一的传导）。 不均匀传导所形成的失同步性兴奋，对前方不均匀传导所形成的失同步性兴奋，对前方组织的刺激减弱，可形成传导阻滞。此现象在房组织的刺激减弱，可形成传导阻滞。此现象在房-室交界的结区较多见，因结区的纤维分支散漫、室交界的结区较多见，因结区的纤维分支散漫、粗细不均，且多有吻合支，故为传导阻滞的好发粗细不均，且多有吻合支，故为传导阻滞的好发部位

150、。部位。 4.隐匿性传导：兴奋传到某一部位时，本身隐匿性传导：兴奋传到某一部位时，本身虽未通过，但虽未通过，但AP的不应期可对下一个兴奋产生抑的不应期可对下一个兴奋产生抑制，形成传导阻滞，称为隐匿性传导（隐藏制，形成传导阻滞，称为隐匿性传导（隐藏传导）。如结区的不均匀传导。传导）。如结区的不均匀传导。房颤时，房房颤时，房-室交界内的隐匿性传导可影响心房下室交界内的隐匿性传导可影响心房下传的兴奋，使心室的节律更不规则。传的兴奋，使心室的节律更不规则。 二、兴奋折返二、兴奋折返 兴奋折返（刺激的再入）是指兴奋兴奋折返（刺激的再入）是指兴奋在心脏内一定部位产生后，由于传导异常，可通在心脏内一定部位产

151、生后，由于传导异常，可通过不同路径返回到原先产生兴奋的部位而再次引过不同路径返回到原先产生兴奋的部位而再次引起兴奋。起兴奋。 可能（可能（1906）首次在墨鱼标本上证实了兴）首次在墨鱼标本上证实了兴奋折返现象的存在，即将墨鱼的伞状组织切成环奋折返现象的存在，即将墨鱼的伞状组织切成环状，人工刺激环状组织，观察到兴奋折返现象。状，人工刺激环状组织，观察到兴奋折返现象。 在心脏，折返性兴奋可形成各种快速心律失在心脏，折返性兴奋可形成各种快速心律失常，如期前兴奋、心动过速、扑动和颤动。现认常，如期前兴奋、心动过速、扑动和颤动。现认为，兴奋折返是形成心律失常的主要原因。为，兴奋折返是形成心律失常的主要原

152、因。墨墨 鱼鱼 伞伞 状状 组组 织织 兴兴 奋奋 折折 返返 示示 意意 图图 （一）兴奋折返形成的条件（一）兴奋折返形成的条件 形成兴奋折返有三个条件：形成兴奋折返有三个条件： 1.一个有效、完整的折返环路：如浦肯野纤维一个有效、完整的折返环路：如浦肯野纤维末梢分支与心室肌的连接结构；房结区上部纤维分末梢分支与心室肌的连接结构；房结区上部纤维分为两条通路，即为两条通路，即区和区和区。区。2.单向传导阻滞：浦氏纤维单向传导阻滞：浦氏纤维兴奋兴奋心室肌心室肌（顺向）是从一支纤维分布到多支心肌细胞，即（顺向）是从一支纤维分布到多支心肌细胞，即兴奋从小面积膜到大面积膜，电流密度趋于分散兴奋从小面积

153、膜到大面积膜，电流密度趋于分散而减弱，易发生传导阻滞。而减弱，易发生传导阻滞。 相反，从心室肌到浦氏纤维（逆向），是从相反，从心室肌到浦氏纤维（逆向），是从大面积膜到小面积膜，电流密度趋于集中而增强，大面积膜到小面积膜，电流密度趋于集中而增强，不易发生传导阻滞。不易发生传导阻滞。 在折返环路中，两支通路的不应期不同，亦在折返环路中，两支通路的不应期不同，亦可形成单向阻滞。当兴奋传来时，一支通路已脱可形成单向阻滞。当兴奋传来时，一支通路已脱离不应期，而另一支尚处不应期，故兴奋只能沿离不应期，而另一支尚处不应期，故兴奋只能沿已脱离不应期的一支传导，形成单向阻滞，如房已脱离不应期的一支传导，形成单向

154、阻滞，如房-室交界区。室交界区。 3.传导速度足够缓慢：折返环路的长度必须大传导速度足够缓慢：折返环路的长度必须大于传速与不应期的乘积，当兴奋沿此环路返回单向于传速与不应期的乘积，当兴奋沿此环路返回单向阻滞区时，该区才能脱离不应期兴奋才能折返。如阻滞区时，该区才能脱离不应期兴奋才能折返。如浦氏纤维与心室肌环路，传速平均为浦氏纤维与心室肌环路，传速平均为3m/s，不应期，不应期约为约为300ms，其乘积为，其乘积为90cm，动物心脏不可能有，动物心脏不可能有90cm的环路结构，应不可能传速兴奋折。的环路结构，应不可能传速兴奋折。 但在病理情况下，由于膜电位减小，快反应变但在病理情况下，由于膜电位

155、减小，快反应变为慢反应，使传速减慢，若为为慢反应，使传速减慢，若为0.02m/s，不应期仍为，不应期仍为300ms，则只需，则只需6mm即可。即可。图图33 浦氏纤维浦氏纤维-心室肌环路兴奋折返示意图心室肌环路兴奋折返示意图AB主主 干干心心 室室 肌肌主支主支A支支B支支动动 作作 电电 位位心心 电电 图图1211A.正常正常B.传导缓慢传导缓慢C.单向阻滞单向阻滞D.传导缓慢传导缓慢+ 单向阻滞单向阻滞单单向向阻阻滞滞区区1.原始兴奋原始兴奋2.折返兴奋折返兴奋房房 室室 交交 界界 兴兴 奋奋 折折 返返 示示 意意 图图HBANNNHHB期前兴奋期前兴奋心房心房AB折返兴奋折返兴奋区

156、传导慢、不应期短区传导慢、不应期短区传导快、不应期长区传导快、不应期长（二）兴奋折返的类型（二）兴奋折返的类型按本质分按本质分解剖性折返解剖性折返功能性折返功能性折返按区域分按区域分大折返大折返微折返微折返按数量分按数量分单折返单折返复折返复折返按性状分按性状分规律性折返规律性折返散乱性折返散乱性折返 三、传导途径异常三、传导途径异常预激症候群预激症候群 预激指部分心室肌由旁路传导的冲动提前激动。预激指部分心室肌由旁路传导的冲动提前激动。旁路束是心房与心室间存在的、与正常传导系统不旁路束是心房与心室间存在的、与正常传导系统不同的肌性通路，一端传导组织内，另一端与心室肌同的肌性通路，一端传导组织

157、内，另一端与心室肌细胞相连，这是先天性异常。已知的旁路束有细胞相连，这是先天性异常。已知的旁路束有3条：条： 房房-室旁路束（室旁路束（kent束）：连接心房和心室的肌束。束）：连接心房和心室的肌束。 房室结旁路束（詹姆士束）：连接房室结和希氏房室结旁路束（詹姆士束）：连接房室结和希氏束束的肌束。的肌束。 希希-室束（室束（mahain纤维）：）：连接希氏束和心室肌接希氏束和心室肌的肌束。的肌束。 这些束大多是心房肌的延伸，与房室结的电生这些束大多是心房肌的延伸，与房室结的电生理特性和理特性和ECG不同，传速快，可引起心室预激，还不同，传速快，可引起心室预激，还可引起兴奋折返。可引起兴奋折返。

158、 对预激症候群的治疗，临床研究较多，如手术对预激症候群的治疗，临床研究较多，如手术或电消融根治法，效果不错。重要的问题不是显性或电消融根治法，效果不错。重要的问题不是显性预激，而是隐性预激，即旁路束只有逆传功能、而预激，而是隐性预激，即旁路束只有逆传功能、而无顺传功能时，与正常传导通路构成折返环路，形无顺传功能时，与正常传导通路构成折返环路，形成折返型心律失常。常规成折返型心律失常。常规ECG不易发现，只有作电不易发现，只有作电生理检查。生理检查。 一、并行心律一、并行心律 并行心律指在主导心律之外同时存在一个或多并行心律指在主导心律之外同时存在一个或多个异位起搏点，凭借个异位起搏点，凭借“保

159、护性机理保护性机理”维持其独立性，维持其独立性，不受主导心律侵犯的固定频率，激动心房或心室。不受主导心律侵犯的固定频率，激动心房或心室。 第三节第三节 自律性异常合并传导性异常自律性异常合并传导性异常 的心律失常的心律失常 产生机理：产生机理： 心脏某部位形成异位起搏点，有节律地发心脏某部位形成异位起搏点，有节律地发放冲动，称为并行心律中心。放冲动，称为并行心律中心。 由于传导异常，在异位起搏点周围存在单由于传导异常，在异位起搏点周围存在单向阻滞带，凭借传入阻滞带的保护，使并行心律向阻滞带，凭借传入阻滞带的保护，使并行心律中心的活动不受抑制。中心的活动不受抑制。 二、反复心律二、反复心律 指一

160、个异位冲动激动心房或心室后，又重新指一个异位冲动激动心房或心室后，又重新返回再次激动心房或心室。返回再次激动心房或心室。 产生机理：产生机理： 异位起搏点的形成；异位起搏点的形成； 传导异常。传导异常。 异位激动可因单向阻滞而绕道折返，当折返兴异位激动可因单向阻滞而绕道折返，当折返兴奋回到阻滞区时，该区已脱离了不应期，折返的兴奋回到阻滞区时，该区已脱离了不应期，折返的兴奋可以通过，并再度诱发异位起搏点兴奋，形成反奋可以通过，并再度诱发异位起搏点兴奋，形成反复心律。复心律。 三、人工起搏时引起的心律失常三、人工起搏时引起的心律失常 人工起搏时引起的心律失常简称起搏心律失人工起搏时引起的心律失常简

161、称起搏心律失常，发生在安装了心脏起搏器的病人。此时，人常，发生在安装了心脏起搏器的病人。此时，人工起搏器亦是一个异位起搏点，主导心脏的节律工起搏器亦是一个异位起搏点，主导心脏的节律活动，窦性或异位起搏点都受到抑制。一旦这些活动，窦性或异位起搏点都受到抑制。一旦这些部位的自律活动异常增高，将与人工起搏活动产部位的自律活动异常增高，将与人工起搏活动产生竞争，发生心律失常。生竞争，发生心律失常。第四节第四节 心律失常的诊断心律失常的诊断 一、体表心电图一、体表心电图 ECG对诊断心律失常是一种对诊断心律失常是一种比较准确而又简便的方法，但尚有不足之处，如：比较准确而又简便的方法，但尚有不足之处，如：

162、 （1）不能探测窦房结的点活动；）不能探测窦房结的点活动； （2）不能准确反映心房的电活动时，使一些心）不能准确反映心房的电活动时，使一些心律失常得不到明确诊断；律失常得不到明确诊断； （3）不能确定房）不能确定房-室传导阻滞的精确部位；室传导阻滞的精确部位； （4）不能直接探测一些隐匿性传导的存在。）不能直接探测一些隐匿性传导的存在。 因此，需要增加新的诊断技术来弥补其不足。因此，需要增加新的诊断技术来弥补其不足。 二、长程心电图二、长程心电图小林监测小林监测 小林监测可小林监测可以以“捕获捕获”和分析心律失常发作时的情况。和分析心律失常发作时的情况。 三、增幅心电图和食管内导联心电图三、增

163、幅心电图和食管内导联心电图 这两种这两种心电图均可明显增大心房的去极化波形，便于分析心电图均可明显增大心房的去极化波形，便于分析心房电活动。心房电活动。 四、超声心动图四、超声心动图 对预激症候群有一定的诊断对预激症候群有一定的诊断价值，但并非所有的预激都能发现，特别是隐性预价值，但并非所有的预激都能发现，特别是隐性预激。激。 五、多普勒超声图五、多普勒超声图 能协助诊断某些房性能协助诊断某些房性心律失常和房心律失常和房-室传导阻滞。室传导阻滞。 六、其它六、其它 如窦房结电图、右心房腔内电如窦房结电图、右心房腔内电图、希氏束电图、程序刺激和心房调搏等也是图、希氏束电图、程序刺激和心房调搏等也

164、是临床应用较多的检查方法，弥补了传统心电图临床应用较多的检查方法，弥补了传统心电图的不足。的不足。第五节第五节 心律失常的治疗心律失常的治疗 一、抗心律失常药物的作用机制一、抗心律失常药物的作用机制 （一）电生理特性作用（一）电生理特性作用 此为抗心律失常的作用基础，其原理有：此为抗心律失常的作用基础，其原理有： 延长有效不应期：可以阻断兴奋折返，阻断延长有效不应期：可以阻断兴奋折返，阻断期前兴奋和提高电稳定性。期前兴奋和提高电稳定性。 降低传导性：大多数抗心律失常药有降降低传导性：大多数抗心律失常药有降低传导性，这可使单向阻滞变为双向阻滞，从而低传导性，这可使单向阻滞变为双向阻滞，从而兴奋折

165、返。兴奋折返。 降低自律性：由于抗心律失常药可阻断降低自律性：由于抗心律失常药可阻断钠通道或钙通道，对正常自律机制或异常自律机钠通道或钙通道，对正常自律机制或异常自律机制所形成的心律失常均有抑制作用。制所形成的心律失常均有抑制作用。 抗抗 心心 律律 失失 常常 药药 对对 ERP 和和 APD 的的 影影 响响ERPAPDERPRRP对照对照奎奎.普普苯苯.利利奎尼丁奎尼丁普鲁卡因酰胺普鲁卡因酰胺苯妥英钠苯妥英钠利多卡因利多卡因 （二）离子通道阻断作用（二）离子通道阻断作用 抗心律失常药对心脏电生理特性的作用是以影抗心律失常药对心脏电生理特性的作用是以影响离子通道活动为基础的。响离子通道活动

166、为基础的。 1.钠通道阻断：可分为钠通道阻断：可分为 通道激活过程的阻断通道激活过程的阻断（即阻断通道开放和钠内流）；（即阻断通道开放和钠内流）； 通道失活过程通道失活过程的阻断（即阻断通道关闭和晚期钠电流的阻断（即阻断通道关闭和晚期钠电流 的持续）；的持续）； 通道恢复通道恢复过程的阻断（即通道再激活程的阻断（即通道再激活时间延延长和和不应期延长）。不应期延长）。 2.钙通道阻断：使钙电流减小，慢反应细胞钙通道阻断：使钙电流减小，慢反应细胞0期期的速度、幅度减小，的速度、幅度减小，4期速度降低，自律性、传导性期速度降低，自律性、传导性降低。降低。 二、抗心律失常药的作用特性二、抗心律失常药的

167、作用特性 （一）作用部位（一）作用部位 作用于离子通道内侧，与麻醉药类似。如钠通作用于离子通道内侧，与麻醉药类似。如钠通道是在选择性滤器与道是在选择性滤器与h门之间。药并非沿通道进入，门之间。药并非沿通道进入，而是穿过脂质双分子层进入胞内，在而是穿过脂质双分子层进入胞内，在h门开放时到达门开放时到达并产生作用。故药的脂溶性与其强度有密切关系。并产生作用。故药的脂溶性与其强度有密切关系。该药对通道的亲和性是：该药对通道的亲和性是：失活状态失活状态 ? 静息状态静息状态 ? 激活状态激活状态 （二）作用的强度和时间（二）作用的强度和时间 强度和时间决定于与部位的结合和分离速率，强度和时间决定于与部

168、位的结合和分离速率，其速率又取决于药物的分子量，分子量大的结合其速率又取决于药物的分子量，分子量大的结合与分离慢，反之快。如奎尼丁分子量大，结合和与分离慢，反之快。如奎尼丁分子量大，结合和分离慢，其作用的产生和恢复慢，称为分离慢，其作用的产生和恢复慢，称为“慢进慢进-慢慢出阻断药出阻断药”（慢的在（慢的在-慢的外面的封锁，慢的外面的封锁，SISO）；）；而利多卡因的分子量小，结合和分离快，并在而利多卡因的分子量小，结合和分离快，并在AP过程保持结合状态，然后迅速分离，称为过程保持结合状态，然后迅速分离，称为“快进快进-快快出阻断药出阻断药”（紧的在（紧的在-紧的外面的封锁，紧的外面的封锁，FI

169、FO）。）。 （三）作用的电位（三）作用的电位-依从性依从性 多种抗心律失常药的作用随膜电位变化，膜电多种抗心律失常药的作用随膜电位变化，膜电位减小时增大，如利多卡因在正常膜电位时作用小，位减小时增大，如利多卡因在正常膜电位时作用小，而在心肌缺血、高血钾、洋地黄类中毒时，使膜电而在心肌缺血、高血钾、洋地黄类中毒时，使膜电位减小（膜部分去极化），此时的作用增大，对传位减小（膜部分去极化），此时的作用增大，对传导性和自律性的抑制作用更强。导性和自律性的抑制作用更强。 （四）作用的频率（四）作用的频率-依从性依从性 药物的离子通道阻断作用随兴奋频率增高而药物的离子通道阻断作用随兴奋频率增高而加强，因

170、该药物作用于关阀（加强，因该药物作用于关阀（h或或f），频率高时），频率高时不易从结合部位分离下来，通道不易恢复，故阻不易从结合部位分离下来，通道不易恢复，故阻断的通道多且作用强。因此，对快速心律失常的断的通道多且作用强。因此，对快速心律失常的抑制更显著，是选择性作用原因之一。抑制更显著，是选择性作用原因之一。 三、抗心律失常药的分类三、抗心律失常药的分类 （一）作用部位分类（一）作用部位分类 1.房室结作用药：异搏定、硫氮卓酮、房室结作用药：异搏定、硫氮卓酮、受受体阻断药。体阻断药。 2.心室作用药：利多卡因、苯妥英钠、慢心心室作用药：利多卡因、苯妥英钠、慢心利。利。 3.心房作用药：奎尼丁

171、、普鲁卡因酰胺、双心房作用药：奎尼丁、普鲁卡因酰胺、双异丙吡胺、哌氟酰胺、乙胺碘呋酮。异丙吡胺、哌氟酰胺、乙胺碘呋酮。联想 VKGX FHXQ XBCF XFVK 9XFT JT3H 金山快译 055100-110000-680285-297900联想编号 RC7RF RY8FM MMFQ7 RCBWX V3DB6电脑超级密码 z（空格）jUUCall号码：33806894 100%zhoujie zj15946959715电脑锁：7980中行：6013826509001081545 756* 7389660010200119362 756* 6222021511000208558 密码箱：1

172、18手机密码：13579 卡790816农信社：6224120037492041 545679QQ：332125584 694351921 1071878141 100%zhoujie飞信：792852027 zj07147612756邮箱： zj07147612756 zj07147612756UUCall号码：33806894 100%zhoujie zj15946959715电脑锁：7980中行：6013826509001081545 756*zj 6013826509001081644 570*yl中行公务员：6283880071560833 756*建行公积金: 622700209

173、0140127830 790*农信社：6224 1200 3749 2041 545*九江：7770110126200494734 6223077777300474841 756*工行：1511201101204117037 6222 0215 1100 0208 558中行：73896 60010 20011 9362 756*zj 73896 60010 20011 9605 60138 26509 00108 1644 60138 26509 00108 1545 QQ：332125584 694351921 1071878141 100%zhoujie飞信：792852027 zj07

174、147612756邮箱： zj07147612756 zj07147612756 zj07147612756毕业证：104861200802002404 65422330982000327 学历报告编号1151221学位证：1048632008002528 1092740300620Af266011 123456 （二）电生理学分类（二）电生理学分类 1.类药：钠甬道阻断药类药：钠甬道阻断药 A 类：钠通道激活阻断药（奎尼丁、普鲁卡因胺、双异类：钠通道激活阻断药（奎尼丁、普鲁卡因胺、双异丙丙 吡胺）吡胺） B 类：钠通道失活阻断药（利多卡因、苯妥英钠、慢心类：钠通道失活阻断药（利多卡因、苯

175、妥英钠、慢心利）利） C 类：钠通道激活阻断药（茚满丙二胺、哌茴苯胺、哌类：钠通道激活阻断药（茚满丙二胺、哌茴苯胺、哌氟氟 酰胺）酰胺） 2.类药：受体阻断药（心得安、吲哚心安、氨酰心安）类药：受体阻断药（心得安、吲哚心安、氨酰心安） 3.类药：复极化延长药（溴苄胺、乙胺碘呋酮、甲磺胺类药：复极化延长药（溴苄胺、乙胺碘呋酮、甲磺胺心定）心定） 4.类药：钙通道阻断药（异搏定、甲氧戊脉安、硫氮卓类药：钙通道阻断药（异搏定、甲氧戊脉安、硫氮卓酮）酮）心脏电生理学常用英心脏电生理学常用英-中对照表中对照表缩缩 写写 全全 称称 中中 文文APD动作潜在的持续时间动作电位时程动作潜在的持续时间动作电位

176、时程 ERP有效的抗拒的时期有效不应期有效的抗拒的时期有效不应期ARP完全的抗拒的时期绝对不应期完全的抗拒的时期绝对不应期RRP亲戚抗拒的时期相对不应期亲戚抗拒的时期相对不应期TRP总数抗拒的时期总不应期总数抗拒的时期总不应期MDP最大的心脏舒张的潜在的最大舒张电位最大的心脏舒张的潜在的最大舒张电位如果有趣的当前的奇异电流如果有趣的当前的奇异电流EAD早的之后去极早后去极化早的之后去极早后去极化爸爸耽搁之后去极迟后去极化爸爸耽搁之后去极迟后去极化 SISO慢的在慢的在-慢的外面的封锁慢进慢的外面的封锁慢进-慢出阻断药慢出阻断药FIFO紧的在紧的在-紧的外面的封锁快进紧的外面的封锁快进-快出阻断药快出阻断药 OAP摆动的之后潜在的后振荡电位摆动的之后潜在的后振荡电位 结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！220