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1、2第三节第三节 心脏生理心脏生理泵(pump)心肌电周期心动周期3工作细胞（收缩细胞）(workingcells)心房肌细胞心室肌细胞特殊分化细胞（特殊传导组织）产生和传导兴奋P细胞、浦肯野细胞自律细胞(autorhythmiccells)结区细胞非自律细胞一、心肌的电活动一、心肌的电活动BioelectricalActivitiesoftheBioelectricalActivitiesoftheMyocardialCellsMyocardialCells4普通心肌细胞（工作细胞）普通心肌细胞（工作细胞）心房肌心房肌心室肌心室肌具兴奋性、传导性、收缩性，无自律性。具兴奋性、传导性、收缩性，无
2、自律性。特殊心肌细胞（自律细胞）特殊心肌细胞（自律细胞）窦房结窦房结P P细胞细胞浦肯野细胞浦肯野细胞具兴奋性、传导性、自律性，具兴奋性、传导性、自律性，收缩性基本丧失。收缩性基本丧失。有兴奋性，传导性差，有兴奋性，传导性差，无自律性无自律性和收缩性。和收缩性。结区细胞结区细胞快反应细胞慢反应细胞56（一）工作细胞的生物电现象（一）工作细胞的生物电现象静息电位(RestingPotential)人和哺乳类动物心室肌RP:-90mV静息电位产生的离子机制：K+平衡电位71.心肌细胞静息状态下亦呈内负外正的极化状态。不同心肌细胞的静息电位的稳定性不同。2.机制：与骨骼肌、神经细胞的静息电位形成机制
3、相似。非自律性细胞：静息电位稳定自律性细胞：静息电位不稳定，称为舒张期电位。8动作电位(ActionPotential)9心脏各部分心肌细胞的跨膜电位心脏各部分心肌细胞的跨膜电位心肌细胞的AP升支与降支不对称，复极过程复杂，持续时间长。且各部分心肌细胞AP的形态、波幅都不同。10以心室肌细胞为例 0期：去极化期期：去极化期 1期：快速复极初期期：快速复极初期 2期：平台期期：平台期 阈电位阈电位 3期：快速复极末期期：快速复极末期 RP 4期：静息期期：静息期11动作电位产生的离子机制0期去极：阈电位ThresholdPotential(约为-70mV)Na+内流，形成快钠内向电流INa，再生
4、性循环附：Na+通道特征激活、失活、复活快，故又称快Na+通道快反应细胞（FastResponseCells）快反应电位（FastResponsePotential）对Na+具高度选择性电位依从性，TP-70mV可被Tetrodotoxin(TTX)阻断0期：刺激静息电位阈电位激活快Na+通道再生式Na+电流Na+平衡电位（0期）1213 复极化过程（复极化过程（1 1、2 2、3 3期）期）电位变化：电位变化：+300mV+300mV期（快速复极初期）期（快速复极初期） 持续时间：持续时间：10ms10ms（与期合称为锋电位）与期合称为锋电位）形成机制：形成机制：K K+外流（一过性外向电流
5、：外流（一过性外向电流：I Itoto）期（平台期）期（平台期） 电位变化：电位变化：0mV0mV左右左右持续时间：持续时间：100100150ms150ms形成机制：外向离子流形成机制：外向离子流(I (IK K)内向离子流内向离子流( (I ICaCa-L-L) )(K(K+)(Ca(Ca2+2+、NaNa+) )14K K+外流外流膜内电位变负膜内电位变负膜对膜对K K+通透性增大通透性增大3期复极(快速复极末期)3期：慢慢CaCa2+2+通道失活通道失活+ +I IKK通道通透性通道通透性 再生式再生式K K+外流外流 快速复极化快速复极化至静息电位水平至静息电位水平电位变化：电位变化
6、：0-90mV0-90mV持续时间：持续时间：100100150ms150ms形成机制：形成机制：K K+外流（外流（I IKK, ,后期有后期有I IK1K1参与）参与） 再生性复极：随着膜复极的进行，膜内电位愈负,IK1的内向整流愈弱，K+外流愈快（正反馈）。15动作电位时程动作电位时程（actionpotentialdurationactionpotentialduration）00期去极化开始至期去极化开始至3 3期复极化结束的时间。期复极化结束的时间。心室肌细胞：心室肌细胞：200200300ms300ms心房肌细胞：心房肌细胞：150150200ms200ms16NaNaNaNa+
7、 + + +-K-K-K-K+ + + +泵泵泵泵 NaNaNaNa+ + + +-Ca-Ca-Ca-Ca2+2+2+2+交换体交换体交换体交换体 CaCaCaCa2+2+2+2+泵泵泵泵 3 3 3 32 32 32 32 31 1 1 1 少量少量少量少量CaCaCaCa2+2+2+2+出胞出胞出胞出胞电位变化：电位变化：电位变化：电位变化：稳定在稳定在稳定在稳定在-80-80-80-80-90mV-90mV-90mV-90mV持续时间：持续时间：持续时间：持续时间：与心率有关与心率有关与心率有关与心率有关存在活跃的离子跨膜转运机制存在活跃的离子跨膜转运机制存在活跃的离子跨膜转运机制存在活
8、跃的离子跨膜转运机制4期复极(静息期或舒张期)钠-钾泵(Na+-K+Pump)钠-钙交换(Na+-Ca2+Exchange)钙泵(Ca2+Pump)17（二）自律细胞的生物电现象（二）自律细胞的生物电现象自律细胞的特点：自律细胞的特点： A A的的4 4期不稳定期不稳定。在动作电位在动作电位3 3期复极化末达到最大复极电位后，可发期复极化末达到最大复极电位后，可发生缓慢的、随时间递增的生缓慢的、随时间递增的4 4期自动去极化期自动去极化，当去极化达，当去极化达阈电位水平时，爆发新的动作电位。阈电位水平时，爆发新的动作电位。 工作细胞工作细胞自律细胞自律细胞 安静时膜电位稳定安静时膜电位稳定 4
9、 4期自动去极化期自动去极化 Phase4SpontaneousDepolarizationPhase4SpontaneousDepolarization 静息电位静息电位最大复极电位最大复极电位 MMaximalaximalRepolarizationRepolarizationPotentialPotential18K K+ 外流外流( ( I IK K ) ) APAP的形成机制的形成机制 （1 1）去极化过程（）去极化过程（0 0期）期）CaCa2+2+内流内流( (I ICaCa-L-L ) )，膜去极达，膜去极达40mV40mV时开放时开放（2 2）复极化过程（）复极化过程（3 3
10、期）期） 慢反应动作电位（慢反应动作电位（slowresponseactionpotentialslowresponseactionpotential）0 0期去极化过程由慢钙通道介导的动作电位。期去极化过程由慢钙通道介导的动作电位。慢反应细胞（慢反应细胞（slowresponsecellslowresponsecell）由慢钙通道开放引起缓慢去极化的心肌细胞。由慢钙通道开放引起缓慢去极化的心肌细胞。19IK逐渐衰减的K+外流（基础离子流）最重要，3期达-50mV开始关闭，有时间依赖性If进行性增强的Na+内流在3期复极达60mV时激活、缓慢开放，作用较弱（最大激活电位为100mV）ICa-T
11、4期后期激活的Ca2+内流在4期去极化达50mV时激活主要有三种离子流（一种外向、两种内向）（3）自动去极化过程（4期）20浦肯野细胞浦肯野细胞 (Purkinje Cells)(Purkinje Cells)MRP： -90 mVTP： -70 mV动作电位形状与心室肌类似（除4期外）快反应自律细胞21浦肯野细胞浦肯野细胞动作电位及舒张期自动去极化的原理动作电位及舒张期自动去极化的原理4期：期：衰减性钾外流衰减性钾外流 慢钠内流慢钠内流(为主为主) 22窦房结自律细胞窦房结自律细胞 ( (AutorhythmicAutorhythmic Cells in SA Node) Cells in
12、SA Node)MRP ：-70 mVTP ：-40 mV与浦肯野细胞明显不同，无1、2期慢反应自律细胞23心室肌细胞与窦房结细胞动作电位的比较心室肌细胞与窦房结细胞动作电位的比较a. 没有明显的复极没有明显的复极1期和期和2期期b. 0期去极速度慢（期去极速度慢（7毫秒）毫秒）c. 最大舒张电位、阈电位水最大舒张电位、阈电位水平高平高d. 4期自动去极化速度快期自动去极化速度快（0.1v/s）e. 动作电位幅度低：动作电位幅度低：70mv，没有明显的超射，没有明显的超射24二、心肌的生理特性二、心肌的生理特性 P Physiological Properties of Myocardiumh
13、ysiological Properties of Myocardium兴奋性Excitability自律性Autorhythmicity传导性Conductivity电生理特性电生理特性ElectrophysiologicalPropertiesElectrophysiologicalProperties收缩性Contractility机械特性机械特性MechanicalPropertyMechanicalProperty25（一）（一） 兴奋性兴奋性 ExcitabilityExcitability概念：心肌具有在受到刺激时产生兴奋的能力。衡量指标：阈值Threshold1）决定和影响心肌
14、兴奋性的因素FactorsAffectingExcitability静息电位水平阈电位水平Na+通道的状态262）心肌兴奋性的周期性变化PeriodicChangesinExcitability有效不应期EffectiveRefractoryPeriod：绝对不应期AbsoluteRefractoryPeriod：0期去极复极-55mV局部反应期LocalResponsePeriod：复极-55mV-60mV绝对不应期+局部反应期=有效不应期相对不应期RelativeRefractoryPeriod：复极-60mV-80mV，Na+通道开放能力尚未恢复正常。超常期SupernormalPeri
15、od：复极-80mV-90mV，Na+通道基本复活，RP与TP接近。27特点有效不应期特别长不会发生强直收缩ARPLRP28（二）自动节律性（二）自动节律性AutomaticAutomaticRhythmicityRhythmicityororAutorhythmicityAutorhythmicity定义：组织、细胞在没有外来刺激的条件下，自动地发生节律性兴奋的特性，称为自动节律性，简称自律性。衡量指标：频率Frequency，规律性Regularity1）自律组织和自律细胞特殊传导系统：窦房结100次/min；房室交界50次/min；浦肯野纤维25次/min正常起搏点NormalPacem
16、aker：窦房结潜在起搏点LatentPacemaker异位起搏点EctopicPacemakerorAbnormalPacemaker292）自律细胞的跨膜电位快反应自律细胞浦肯野细胞0期去极化速度较快快反应细胞4期自动去极化速度慢自律性低慢反应自律细胞窦房结细胞0期去极化速度较慢慢反应细胞4期自动去极化速度快自律性最高303）窦房结对潜在起搏点的控制机制(1)抢先占领Capture(2)超速驱动抑制OverdriveSuppression4）决定和影响心肌自律性的因素FactorsAffectingAutorhythmicity最大复极电位与阈电位之间的差距阈电位水平4期自动去极化速度31
17、（三）（三） 传导性传导性 ConductivityConductivity定义：不同组织间（特殊传导组织）心肌细胞间（缝隙连接）衡量指标：传导速度Velocity1）心脏内兴奋的传播窦房结0.05m/s心房肌0.41m/s房室交界0.020.05m/s房室束及其左右束支1.22.0m/s浦肯野纤维网2.04.0m/s心室肌1.0m/s32 1m/s 1m/s 4m/s 4m/s 1.5 1.52m/s2m/s0.02m/s0.02m/s 0.4m/s0.4m/s0.05m/s 0.05m/s 房房房房- - - -室延搁室延搁室延搁室延搁0.1s0.1s0.1s0.1s耗时耗时耗时耗时0.0
18、6s0.06s0.06s0.06s耗时耗时耗时耗时0.06s0.06s0.06s0.06s1.01.01.2m/s1.2m/s332）房室延搁Atrio-ventricularDelay窦性节律兴奋通过房室交界区时，传导速度显著减慢，使兴奋在此延搁一段时间，称为房室延搁生理意义：使心室在心房收缩完毕才开始收缩，不致于产生房室收缩重叠的现象34功能性合胞体Syncytium闰盘intercalateddiscs心房合胞体心室合胞体353）决定和影响传导性的因素FactorsAffectingConductivity(1)结构因素：心肌细胞的直径(2)生理因素：动作电位0期去极化的速度和幅度邻近未
19、兴奋部位膜的兴奋性364.收缩性收缩的全或无AllorNonePhenomena不能产生强直收缩对外源性Ca2+的依赖可以出现期前收缩和代偿间歇37功能性合胞体Syncytium闰盘intercalateddiscs心房合胞体心室合胞体38期前收缩与代偿间歇心肌在相对不应期或超常期中受到先于窦房结正常冲动传来之前发生的额外刺激产生的兴奋叫期前兴奋PrematureExcitation，所引起的收缩称为期前收缩PrematureContraction或期外收缩Extrasystole一次期前收缩之后出现的一段较长时程的舒张期，称为代偿间歇CompensatoryPause39期前收缩（期外收缩）
20、心室在有效不应期之后受到人工的或病理性刺激时，所产生的一次比窦房结正常节律性收缩提前出现的收缩。代偿间歇期前收缩之后出现的较长的心室舒张期。产生原因：由于窦房结的节律性兴奋传到心室时，正好落在期前兴奋的有效不应期内而失效，心室不能产生兴奋和收缩，而保持较长时间的舒张直到下次窦房结的兴奋传来时才再次收缩。4041心率过快或过慢时，是否会出现期前收缩和代偿间歇？心率过快或过慢时，是否会出现期前收缩和代偿间歇？思考：42三、理化因素对心肌生理特性的影响三、理化因素对心肌生理特性的影响K K+CaCa2+2+NaNa+ 低氧低氧 等因素等因素43四、心脏的泵血功能四、心脏的泵血功能（一）心动周期(ca
21、rdiaccycle)心房或心室每收缩和舒张一次,即一次心跳。是心脏机械活动的基本单元。0.8s心房收缩期:0.1s舒张期:0.7s心室收缩期:0.3s舒张期:0.5s全心舒张期0.4s心率（heartrate，HR）:每分钟心跳的次数。60100次/分（75次/分）443.特点：1）左右一致，上下不同步2）舒张期收缩期当心率增快时，心动周期缩短，舒张期缩短比收缩期缩短更明显。故此时心肌的工作时间相对延长，而休息时间相对缩短，对心脏的持久活动不利。 舒舒张期期长于收于收缩期期 全心舒全心舒张期期0.4s0.4s，这有利心肌休息和心室充盈有利心肌休息和心室充盈 心率快慢主要影响舒心率快慢主要影响
22、舒张期：期：心率减慢：心舒期心率减慢：心舒期充盈充盈心率加快：心舒期心率加快：心舒期充盈充盈心心缩( (舒舒) )期期习惯以心室的活以心室的活动作作为心心脏活活动的指的指标。45（二）心脏泵血过程4647等容收缩期快速射血期减慢射血期2.心室舒张期包括等容舒张期心室充盈期快速充盈期减慢充盈期心房收缩充盈1.心室收缩期包括48 1 1. .心房心房收缩期收缩期心房收心房收缩 心房容心房容积 房内房内压 ( (右房右房4-6mmHg) 4-6mmHg) ( (左房左房6-7mmHg)6-7mmHg) 房室瓣开放房室瓣开放 （动脉瓣脉瓣处关关闭状状态） 挤血入心室血入心室 （占心室充盈量（占心室充盈
23、量25%25%） 心房舒心房舒张 （75%75%由由V V经心房流入心室）心房流入心室）1)房缩期（.1s）：心动周期的起点心房收缩前:房室瓣开启全心舒张期心室充盈半月瓣关闭心房收缩:心室充盈量进一步增加492.心室收缩期(1)等容收缩期：心室开始收缩室内压急剧（左室内压近80mmHg）房室瓣关闭(动脉瓣仍处于关闭状态)（容积不变、血液不流）继续收缩快速射血期50（2）快速射血期：心室继续收缩室内压动脉压（左室80mmHg）（右室8mmHg）动脉瓣开放（房室瓣仍处于关闭状态）迅速射血入动脉（占射血量70%）心室容积迅速缓慢射血期51(3)缓慢射血期：迅速射血入动脉后心室容积继续室内压略动脉压射
24、血能=血液的动能继续射血入动脉（占射血量30%）心室容积继续心室舒张前期523.心室舒张期(1)等容舒张期：心室开始舒张室内压迅速（室内压=动脉压）动脉瓣关闭心室继续舒张室内压急剧迅速(室内压房内压，房室瓣仍处于关闭状态)（容积不变、血液不流）快速充盈期53(2)快速充盈期：等容舒张期末室内压（室内压房内压）房室瓣开放心室继续舒张室内压(室内压房内压=负压)心房和大V内的血液快速入室（占总充盈量2/3）心室容积迅速54(3)缓慢充盈期：随着心室内血液的充盈，心室与心房、大静脉间的压力差减小，血液流入心室的速度减慢。其前半期为大静脉的血液经心房流入心室；后半期为心房收缩期的挤血入心室。551.心
25、房收缩和舒张初级泵血：心室回流量的25%；压力升高（幅度小）；房室瓣开放；第四心音。2.心室收缩期等容收缩期IsovolumicSystole压力急剧增加房室瓣关闭第一心音；半月瓣未开；0.02-0.03s快速射血期RapidEjectionPhase半月瓣开放，血液入动脉；0.1s，70%血量；压力升高，末期到达顶点。减慢射血期ReducedEjectionPhase室内压略低于动脉压，射血减慢；0.14s，30%血量；余血40%563.心室舒张期等容舒张期IsovolumicDiastole射血终止，半月瓣关闭第二心音；室内压急剧下降，房室瓣未开；0.03-0.06s快速充盈期RapidF
26、illingPhase室内压低于房内压，房室瓣开放；容积迅速增大；室内压继续下降；0.11s，期末，第三心音减慢充盈期ReducedFillingPhase容积增大，压力变化不大；0.2s；至充盈总量的75%57心动周期分期压力变化瓣膜开闭心室容积心内血流方向备注房内压室内压动脉压房室瓣半月瓣心室收缩期等容收缩期PaPvPA关 关不变存于心室Pv上升速度最快，开始产生第一心音快速射血期PaPA关 开快速减小由心室到动脉此期末Pv达峰值缓慢射血期PaPvPA关 开继续减小此期末室内容积减至最小心室舒张期等容舒张期PaPvPvPvPv100mV) 幅度小(数mV)69填空题：1.心室肌细胞动作电位2期形成的机制是由于_内向离子流和_外向离子流接近于平衡状态的结果。Ca2+K+2.根据各类心肌细胞的生物电特征，可以将普肯野细胞划为_反应_细胞。快反应自律3.窦房结P细胞动作电位4期自动去极化最主要的原因是_内流超过_外流。Ca2+、Na+K+70选择题：1 心室肌细胞0期的主要机理是 ANa+内流 BCa2+内流 CCl-内流 DK+外流 E离子泵活动A712. 心肌细胞兴奋传导最快的部位是 A窦房结 B房室交界 C房室束 D左右束支 E浦肯野纤维E723. 心室肌细胞复极化3期的形成机制是 AK+缓慢外流 BCl-迅速内流 CK+迅速内流 DK+迅速外流 ENa+迅速内流D73
