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1、第三节第三节 细胞的电活动细胞的电活动Electrocardiogram Electroencephalogram Electromyogram 一、细胞膜的被动电学特性一、细胞膜的被动电学特性（一）膜电容和膜电阻（一）膜电容和膜电阻 膜电容：膜电容：细胞膜脂质双层类似于一个平板电容器，细胞膜脂质双层类似于一个平板电容器，相对地视作绝缘体，因此细胞膜具有显著的电容、特相对地视作绝缘体，因此细胞膜具有显著的电容、特性。性。 跨膜电位：跨膜电位：当膜上的当膜上的离子通道开放离子通道开放而引起带电离而引起带电离子的跨膜流动时，就相当于在子的跨膜流动时，就相当于在电容器上充电或放电电容器上充电或放电而
2、而产生的电位差，称为跨膜电位或简称为膜电位。产生的电位差，称为跨膜电位或简称为膜电位。 膜电阻：膜电阻：通常用它的倒数膜电导通常用它的倒数膜电导G G来表示。对带电来表示。对带电离子而言，离子而言，膜电导就是膜对离子的通透性。膜电导就是膜对离子的通透性。细胞膜相当于一条电缆一点细胞膜相当于一条电缆一点给予膜一个突然的电流，从另一给予膜一个突然的电流，从另一点记录膜电位变化：点记录膜电位变化：在电源附近电位上升快，达在电源附近电位上升快，达 到的最高电位也较大；到的最高电位也较大；离开电源越远，则不但电位离开电源越远，则不但电位 上升的慢，而且最终的最高上升的慢，而且最终的最高 电位也较低。电位
3、也较低。电位改变变慢，是膜电容引电位改变变慢，是膜电容引 起的后果；电位依距离变起的后果；电位依距离变 小，是膜外电阻、膜电阻及小，是膜外电阻、膜电阻及 膜内电阻引起的后果。膜内电阻引起的后果。 （二）电紧张电位（二）电紧张电位 概念：概念：细胞膜的电学特性相当于并联的阻容耦合电路，跨膜电流随着距原点距离的增加而逐渐衰减，膜电位也逐渐衰减，形成一个规律的膜电位分布，这种由膜的被动电学特性决定其空间分布的膜电位称为电紧张电位。二、二、Resting potential（静息电位）（静息电位） 安静时安静时 静息电位（静息电位（RPRP） 受刺激时受刺激时 动作电位（动作电位（APAP）（一）（一
4、）RPRP的记录和数值的记录和数值 1.1.细胞内记录：微电极细胞内记录：微电极细胞内记录：微电极细胞内记录：微电极2. 2. 膜片钳实验技术膜片钳实验技术 是一种能够记录膜结构中是一种能够记录膜结构中是一种能够记录膜结构中是一种能够记录膜结构中单一的离子通道蛋白质单一的离子通道蛋白质单一的离子通道蛋白质单一的离子通道蛋白质分子的开放和关闭分子的开放和关闭分子的开放和关闭分子的开放和关闭，亦即测量单通道离子电流和，亦即测量单通道离子电流和，亦即测量单通道离子电流和，亦即测量单通道离子电流和电导的技术。电导的技术。电导的技术。电导的技术。 细胞膜的状态 静息电位时膜两侧所保持的外正内负状态静息电
5、位时膜两侧所保持的外正内负状态称为膜的称为膜的极化极化(polarization)(polarization)； 膜内外电位差向膜内负值加大的方向变膜内外电位差向膜内负值加大的方向变化时，称为膜的化时，称为膜的超极化超极化( (hyperpolarizationhyperpolarization) ) 膜内电位向负值减小的方向变化，称为膜内电位向负值减小的方向变化，称为去极化去极化或或除极化除极化(depolarization)(depolarization)； 去极化至零电位后膜电位进一步变为去极化至零电位后膜电位进一步变为正值正值称为反极化反极化，膜电位高于零电位的部膜电位高于零电位的部位
6、称为位称为超射（超射（overshootovershoot）。 细胞先发生去极化，然后再向正常安细胞先发生去极化，然后再向正常安静时膜内所处的负值恢复，则称作静时膜内所处的负值恢复，则称作复极化复极化( (repolarizationrepolarization) ) 研究方法研究方法1902年年-Bernstein膜学说膜学说 安静状态下膜只对安静状态下膜只对K K+ +有通透性，静息电位相当于有通透性，静息电位相当于K K+ +平衡电位平衡电位。1936年年-Young 发现直径发现直径1mm1mm头足类软体动物枪乌贼的巨大神经轴突头足类软体动物枪乌贼的巨大神经轴突1939年英国生理学家年
7、英国生理学家Hodgkin 、Huxley 将直径将直径0.1mV0.1mV充满海水的毛细玻璃管纵向插入乌贼大神经轴充满海水的毛细玻璃管纵向插入乌贼大神经轴 突的断端。突的断端。 细胞外电极细胞外电极: : 置于浸泡细胞的海水中置于浸泡细胞的海水中. .实测膜内电位约实测膜内电位约-60-60mVmV( (二二) )静息电位的产生机制静息电位的产生机制 1 1、离子跨膜扩散的驱动力和平衡电位、离子跨膜扩散的驱动力和平衡电位 ( (ENa和和EK） 2 2、膜对离子的通透性和静息电位的形成、膜对离子的通透性和静息电位的形成 CytosolOuter side of cellNa+Na+Na+Na
8、+K+K+K+K+K+K+K+K+F1：K+浓度差浓度差F2：电场力电场力+-F1=F2Na+K+CytosolOuter side of cellNa+K+- - - - K+Na+K+Na+K+Na+Na+K+Na+Na+F1：K+浓度差浓度差Na+F2：电场力电场力F1：K+浓度差浓度差1.K1.K+ +驱动力驱动力： K K+ +浓度、电位势能。浓度、电位势能。2.2.基础条件：基础条件：安静状态下膜对安静状态下膜对K K+ +有通透性，有通透性，K K+ +外外流流 钾外流，带负电的蛋白不能外流，使膜外带正电荷钾外流，带负电的蛋白不能外流，使膜外带正电荷 ，膜内带负电荷。，膜内带负电
9、荷。 当促使钾外流的浓度势能差同阻碍钾外流的电势能差当促使钾外流的浓度势能差同阻碍钾外流的电势能差相等时，钾跨膜净移动量为零，相当于相等时，钾跨膜净移动量为零，相当于EkEk。膜两侧的电。膜两侧的电位差也稳定于某一数值不变，这个电位差称为位差也稳定于某一数值不变，这个电位差称为K K+ +平衡电平衡电位。位。 3.3.少量的少量的NaNa+ +和和ClCl- -内流内流 NaNa+ +和和ClCl- -内流抵消部分由内流抵消部分由K K+ +外流引起的膜内电位外流引起的膜内电位 。4.Na4.Na+ +-K-K+ +泵泵 外流外流K K+ +和漏入的和漏入的NaNa+ +可激活钠泵，生电作用。
10、可激活钠泵，生电作用。问题： 某人临床诊断高钾血症，请问此人神经元静息电位将如何改变？ 1、Nernst公式计算 2、根据平衡电位形成机制推理 静息电位状态下，细胞内的钾离子是否向细胞外流动？ 钾离子平衡电位状态下，细胞内的钾离子是否向细胞外流动？三、三、Action potential（动作电位）（动作电位） （一）细胞的动作电位（一）细胞的动作电位 概念：概念：在静息电位的基础上，在静息电位的基础上， 可兴奋组织或细胞受到一个适可兴奋组织或细胞受到一个适 当刺激时，其膜电位发生迅速当刺激时，其膜电位发生迅速 的一过性的波动，这种短暂可的一过性的波动，这种短暂可 逆的、扩布性电变化称为动作逆
11、的、扩布性电变化称为动作 电位电位(action potential)(action potential)。 上升支上升支 去极化去极化 （-70 到到0 mV） 峰电位峰电位 超射超射 （0到到+30 mV ） 动作电位动作电位 下降支下降支 复极化复极化 （+30到到-70 mV ） 负后电位负后电位-后去极化后去极化 后电位后电位 正后电位正后电位-后超极化后超极化 （负值大于（负值大于-70 mV） 特征：特征：“全或无全或无”性质性质。当刺激未达阈值时，动作电位。当刺激未达阈值时，动作电位不会出现，一旦达到阈电位水平不会出现，一旦达到阈电位水平 ，动作电位便迅，动作电位便迅速产生，并
12、达到最大值，其幅度和波形不随刺激速产生，并达到最大值，其幅度和波形不随刺激的强度增强而增大。的强度增强而增大。动作电位能沿细胞膜向周围动作电位能沿细胞膜向周围不衰减性传导不衰减性传导，其幅，其幅度和波形始终保持不变。度和波形始终保持不变。具有不应期具有不应期，峰电位不可融合叠加。，峰电位不可融合叠加。（二）（二）AP的产生机制：的产生机制：内向电流内向电流(inward current)：正电荷流向细胞内或负电正电荷流向细胞内或负电 荷流向细胞外荷流向细胞外外向电流外向电流(outward current)：正电荷流向细胞外或负电正电荷流向细胞外或负电 荷流向细胞内荷流向细胞内影响因素：膜两侧
13、对离子的影响因素：膜两侧对离子的电化学驱动力电化学驱动力 膜对离子的膜对离子的通透性通透性1 1、电化学驱动力：、电化学驱动力：影响影响离子流动的方向和速度。离子流动的方向和速度。动力：电动力：电/ /化学梯度化学梯度; ;基础条件：基础条件： 膜对离子的通透性增大，当膜电位等于某离膜对离子的通透性增大，当膜电位等于某离子的平衡电位时，该离子的电化学驱动力为零，子的平衡电位时，该离子的电化学驱动力为零，因此，因此，某离子的电化学驱动力等于某离子的电化学驱动力等于膜电位膜电位与与该该离子的平衡电位离子的平衡电位之差之差。假定静息膜电位为：假定静息膜电位为：-70mV-70mV， 平衡电位：平衡电
14、位：E ENaNa为为+60mV+60mV，E EK K为为-90mV-90mV： NaNa+ +驱动力驱动力: :E Em m-E-ENaNa=-70mV-(+60mV)=-130mV=-70mV-(+60mV)=-130mV K K+ +驱动力驱动力: :E Em m-E-EK K =-70mV-(-90mV)=+20mV=-70mV-(-90mV)=+20mV假定动作电位峰值为：假定动作电位峰值为：+30mV+30mV， 平衡电位：平衡电位：E ENaNa为为+60mV+60mV，E EK K为为-90mV-90mV： NaNa+ +驱动力驱动力: :E Em m-E-ENaNa= +3
15、0mV-(+60mV)=-30mV= +30mV-(+60mV)=-30mV K K+ +驱动力驱动力: :E Em m-E-EK K = +30mV-(-90mV)=+120mV= +30mV-(-90mV)=+120mV膜片钳实验技术膜片钳实验技术 是一种能够记录膜结构中是一种能够记录膜结构中是一种能够记录膜结构中是一种能够记录膜结构中单一的离子通道蛋白质单一的离子通道蛋白质单一的离子通道蛋白质单一的离子通道蛋白质分子的开放和关闭分子的开放和关闭分子的开放和关闭分子的开放和关闭，亦即测量单通道离子电流和，亦即测量单通道离子电流和，亦即测量单通道离子电流和，亦即测量单通道离子电流和电导的技术
16、。电导的技术。电导的技术。电导的技术。2 2、动作电位期间膜电导的变化、动作电位期间膜电导的变化电压钳（电压钳（voltage clamp）技术）技术 直接测定动作电位期间膜对离子通透性动态变化。直接测定动作电位期间膜对离子通透性动态变化。原理：原理： 根据通道膜电流的大小和时间，可精确测定细胞根据通道膜电流的大小和时间，可精确测定细胞 生物电过生物电过程中，各种离子流的大小、方向和时程、方向和时程利用程中，各种离子流的大小、方向和时程、方向和时程利用欧姆定律来计算膜电导。欧姆定律来计算膜电导。优缺点：优缺点： 适用于各种直径较大的细胞，只能观察膜电流的方向和幅适用于各种直径较大的细胞，只能观
17、察膜电流的方向和幅度，不能区分那种离子电流。度，不能区分那种离子电流。电压钳技术装置方法：方法： 负反馈电路使膜负反馈电路使膜电位钳制在一个设电位钳制在一个设定的水平定的水平. 记录记录膜电流膜电流变化变化作为作为膜电导膜电导的观察的观察指标。指标。 膜片钳记录方法和单通道电流膜片钳记录方法和单通道电流利用药理学分析膜电流利用药理学分析膜电流的实验结果的实验结果应用应用Na+通道阻断剂通道阻断剂TTXTTX（河（河豚毒）豚毒）, ,内向电流消失。内向电流消失。 应用应用K+通道阻断剂通道阻断剂TEATEA（四乙（四乙胺），外向电流消失。胺），外向电流消失。膜电流的记录和分析膜电流的记录和分析
18、钠钠 电电 流流 电导及动作电位电导及动作电位GNa和和GK变化曲线的特点：变化曲线的特点：电压依从性，由电压依从性，由去极化激活，去极化激活， GNaGNa激活早，是激活早，是动作电动作电位位上升支基础；上升支基础；GKGK激活晚，是激活晚，是动作电动作电位位下降支基础。下降支基础。 G GNaNa有失活状态而有失活状态而G GK K没有此特性没有此特性3 3、动作电位的产生过程、动作电位的产生过程 （1）动作电位上升支：）动作电位上升支： A.A.细胞受细胞受剌激剌激时，迅速增加时，迅速增加NaNa+ +电导电导， B.B.动力：动力：NaNa+ +在很强的电化学驱动力作用下，形成在很强的
19、电化学驱动力作用下，形成NaNa+ +内向电流，膜内负电位的迅速消失；内向电流，膜内负电位的迅速消失； C.C.超射超射: :膜外膜外NaNa+ +较高的浓度势能，较高的浓度势能，NaNa+ +在膜内负电在膜内负电位减小到零时仍可继续内移，出现超射。位减小到零时仍可继续内移，出现超射。 D.D.阻力阻力: :内移的内移的NaNa+ +在膜内形成的正电位足以阻止在膜内形成的正电位足以阻止的的NaNa+ +静移动为止；静移动为止； 这时膜内所具有的电位值，理论上应相当于这时膜内所具有的电位值，理论上应相当于根据膜内、外根据膜内、外NaNa+ +浓度差代入浓度差代入NernstNernst公式时所得
20、出公式时所得出的的NaNa+ +平衡电位值平衡电位值。 (2)(2)动作电位降支：动作电位降支： NaNa+ +通道失活，通道失活，NaNa+ +电导减小形成峰电位降支，同电导减小形成峰电位降支，同时时K K+ +电压门控性通道的开放。在膜内电电压门控性通道的开放。在膜内电- -化学梯度化学梯度的作用下的作用下, ,出现了出现了K K+ +外向电流，使膜内电位变负，外向电流，使膜内电位变负，加速了膜的复极，参与峰电位降支的形成。加速了膜的复极，参与峰电位降支的形成。 后电位后电位：正后电位一般认为是生电性钠泵作用的：正后电位一般认为是生电性钠泵作用的结果。结果。（三）（三）AP的传播的传播 无
21、髓鞘神经纤维无髓鞘神经纤维 上的传导方式上的传导方式 影响因素：直径影响因素：直径 有髓鞘神经纤维上的传导方式有髓鞘神经纤维上的传导方式 跳跃式传导（跳跃式传导（saltatorysaltatory conduction conduction）（四）缝隙连接（四）缝隙连接（gap junction） 四、四、Local potential（局部电位）（局部电位） 1.1.不表现不表现“全或无全或无”特征特征； 2.2.不能向远处传播不能向远处传播, ,只能以只能以电紧张电紧张的方式的方式, , 使邻近的膜也产生使邻近的膜也产生类似的去极化。电紧张扩布随扩布距离增加而类似的去极化。电紧张扩布随扩
22、布距离增加而衰减衰减； 3.3.电紧张电位电紧张电位( (局部兴奋局部兴奋) )没有不应期没有不应期, ,一次阈下剌激引起一个一次阈下剌激引起一个局部反应虽然不能引发动作电位局部反应虽然不能引发动作电位, ,可叠加或总和后导致膜去极可叠加或总和后导致膜去极化到阈电位化到阈电位, ,从而爆发动作电位。从而爆发动作电位。 空间总和：空间总和： 多个阈下刺激在相邻部位同时多个阈下刺激在相邻部位同时发生，发生，叠加起来。叠加起来。 时间总和：时间总和： 阈下剌激在同一部位连续发生，后一次反应可在前一次反应阈下剌激在同一部位连续发生，后一次反应可在前一次反应 尚未完全消失的基础上发生，多个局部反应在时间
23、上叠加。尚未完全消失的基础上发生，多个局部反应在时间上叠加。 局部兴奋与动作电位的区别局部兴奋与动作电位的区别: :不衰减扩布不衰减扩布电紧张扩布电紧张扩布传播特点传播特点无无有有总和现象总和现象有有无无全或无全或无特点特点大大小小膜电位变化幅度膜电位变化幅度多多少少钠通道开放数钠通道开放数阈或阈上刺激阈或阈上刺激阈下刺激阈下刺激刺激强度刺激强度动作电位动作电位局部兴奋局部兴奋区别区别五、可兴奋细胞及其兴奋性五、可兴奋细胞及其兴奋性 （一）兴奋（一）兴奋（excitation）和可兴奋细胞）和可兴奋细胞 （二）组织的兴奋性和阈刺激（二）组织的兴奋性和阈刺激 兴奋性（兴奋性（excitabili
24、tyexcitability）：产生）：产生APAP的能力的能力 刺激（刺激（stimulationstimulation）：细胞所处环境的变化）：细胞所处环境的变化 1 1、强度、强度 2 2、时间、时间 3 3、强度、强度- -时间变化率时间变化率 ( (阈刺激、阈强度的概念）阈刺激、阈强度的概念） 0 0.1 0.2 (ms)1(v)（三）细胞兴奋后兴奋性的变化（三）细胞兴奋后兴奋性的变化 1、Absolute refractory period-ARP（绝对不应期）（绝对不应期） 在兴奋发生的当时在兴奋发生的当时以及兴奋后最初的一段以及兴奋后最初的一段时间内，无论施加多强时间内，无论施
25、加多强的刺激也不能使细胞再的刺激也不能使细胞再次兴奋，这段时间称为次兴奋，这段时间称为绝对不应期。绝对不应期。 处于此期，阈刺激处于此期，阈刺激无限大，无兴奋性。无限大，无兴奋性。2、Relative refractory period（相对不应期）（相对不应期） 在绝对不应期之后，在绝对不应期之后，细胞的兴奋性逐渐恢复，细胞的兴奋性逐渐恢复，受刺激后可发生兴奋，受刺激后可发生兴奋，但所需刺激的强度必须但所需刺激的强度必须大于阈强度，这段时间大于阈强度，这段时间称为相对不应期。称为相对不应期。 Superanormal period（超常期）：超常期）：相对不应期之后，阈下剌激就相对不应期之后
26、，阈下剌激就可引起细胞再兴奋，表明此时可引起细胞再兴奋，表明此时的兴奋性轻度的高于正常。膜的兴奋性轻度的高于正常。膜电位接近静息电位，相当于动电位接近静息电位，相当于动作电位的负后电位后期。作电位的负后电位后期。Subnormal period（低常期）：（低常期）： 需用阈上剌激才能引起细胞产需用阈上剌激才能引起细胞产生动作电位，细胞的兴奋性轻生动作电位，细胞的兴奋性轻度的低于正常。膜电位处于超度的低于正常。膜电位处于超极化状态，与阈电位距离加大。极化状态，与阈电位距离加大。Superanormal periodSubnormal period 分 期 兴 奋 性 原 因 时 间 绝对不应期
27、绝对不应期 钠通道均失活钠通道均失活 0 -60 mV 相对不应期相对不应期 正常正常 少数钠通道复活少数钠通道复活 -60 -80 mV 超常期超常期 正常正常 多数钠通道复活多数钠通道复活 -80 -90 mV 低常期低常期 正常正常 超极化超极化 -90 mV 兴奋性变化分期：兴奋性变化分期：绝对不应期的意义：使动作电位不会重合绝对不应期的意义：使动作电位不会重合 其长短决定细胞兴奋的最高频率其长短决定细胞兴奋的最高频率例：绝对不应期例：绝对不应期 2 ms 兴奋的最高频率兴奋的最高频率?1000/2 =500 Hz第二节第二节 心脏的生物电活动心脏的生物电活动一、心肌细胞的跨膜电位及其
28、形成机制一、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制二、心肌的电生理特性二、心肌的电生理特性三、心电图三、心电图心肌细胞分类：心肌细胞分类：（1 1）工作细胞）工作细胞: :心房肌、心室肌心房肌、心室肌 特点：特点：有兴奋性有兴奋性, , 传导性传导性, , 收缩性收缩性, , 无自律性无自律性（2 2）自律细胞：窦房结细胞、浦肯野细胞）自律细胞：窦房结细胞、浦肯野细胞 特点：特点：有兴奋性有兴奋性, , 传导性传导性, , 自律性自律性, , 无收缩性无收缩性 一、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制一、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制（一）心室肌细胞（一）心室肌细胞心室肌心室肌 细胞细胞 APAP浦肯野浦肯
29、野 细胞细胞 APAP 神经神经 骨骼肌骨骼肌 APAP几种细胞动作电位的比较几种细胞动作电位的比较窦房结窦房结 细胞细胞 APAP-90mV-90mVK K+ + NaNa+ + K K+ + K K+ + K K+ + K K+ + CaCa2+2+ CaCa2+2+ 3Na3Na+ + 2K2K+ + 3Na3Na+ + CaCa2+2+ 细胞外细胞外细胞外细胞外细胞内细胞内细胞内细胞内0 01 12 23 34 44 40mV0mV产生机制：产生机制：K K+ +动作电位及其形成机制动作电位及其形成机制0期期Na+内流（再生性钠电流）内流（再生性钠电流）1期期K+外流外流(Ito)2期
30、期K+外流和外流和Ca2+内流处于平衡内流处于平衡3期期K+外流（外流（Ik1再生性复极）再生性复极）4期期离子恢复（离子恢复（ Na+- K+泵泵 Na+-Ca2+ 交换交换 Ca2+泵）泵）去极化过程：去极化过程： 0期：期：快速去极期，快速去极期，Na+快速内流快速内流 （快反应细胞，快反应动作电位）（快反应细胞，快反应动作电位）复极化过程：复极化过程： 1期：期：快速复极初期，快速复极初期， 钠通道失活，钠通道失活，K+（Ito）的一过性外流）的一过性外流3期：期：快速复极末期快速复极末期,K+(Ik ,Ik1)外流。外流。4期：期：静息期，静息期，Na+-K+泵、泵、Na+-Ca2+
31、交换，交换， Ca2+泵，恢复膜内外离子正常分布。泵，恢复膜内外离子正常分布。2期：期：平台期平台期(plateau)，约，约100200ms， Ca2+(LCa)内流和内流和K+(Ik1, Ik)外流。外流。（二）自律细胞的跨膜电位及其形成机制（二）自律细胞的跨膜电位及其形成机制 1.浦肯野细胞浦肯野细胞 浦肯野细胞浦肯野细胞AP波形分期和形成波形分期和形成机制与心室肌细胞基本相同，其不同机制与心室肌细胞基本相同，其不同点在于点在于4期静息电位不稳定期静息电位不稳定，自动地缓自动地缓慢去极化慢去极化，当去极化达阈电位水平则，当去极化达阈电位水平则引发下一个动作电位。引发下一个动作电位。 4
32、期自动去极化是自律细胞产生期自动去极化是自律细胞产生自动节律性兴奋的基础。自动节律性兴奋的基础。4期自动去极机制：期自动去极机制： Ik随时间递减（初期去极）随时间递减（初期去极） If随时间递增（主，激活缓慢，并具时间随时间递增（主，激活缓慢，并具时间依从性）依从性） 比较比较If通道与通道与0期的快期的快Na+通道通道If 通道通道快快Na+通道通道激活电位激活电位 复极至复极至-60mV时开始激时开始激活，活，-100mV时完全激时完全激活活除极至除极至-70mV时时激活激活失活电位失活电位 除极至除极至-50mV时失活时失活除极至除极至0mV时时失活失活阻断剂阻断剂铯（铯（Cs）注：注
33、：If奇异（奇异（funny）通道，超极化激活膜通道）通道，超极化激活膜通道2.窦房结细胞窦房结细胞窦房结（慢反应自律细胞）的窦房结（慢反应自律细胞）的AP 特点：特点： 0期：期：Ca2+内流（速度慢、幅度小）内流（速度慢、幅度小）3期：期：K+外流外流 4期：期：缓慢自动去极期缓慢自动去极期Ik随时间递减（主）随时间递减（主）ICa-T通道电流通道电流If随时间递增随时间递增 小结小结：快、慢反应细胞看快、慢反应细胞看0期：陡、高者为快期：陡、高者为快（Na+）；）；斜、矮者为慢（斜、矮者为慢（Ca2+）自律、非自律细胞看自律、非自律细胞看4期：稳定者为非期：稳定者为非自律；不稳者为自律自
34、律；不稳者为自律快反应非自律细胞快反应非自律细胞快反应自律细胞快反应自律细胞慢反应自律细胞慢反应自律细胞二、心肌的电生理特性二、心肌的电生理特性兴奋性兴奋性自律性自律性传导性传导性 收缩性收缩性心肌电心肌电生理特性生理特性心肌生心肌生理特性理特性 心肌的心肌的 机械特性机械特性 （一）兴奋性（一）兴奋性 excitability 1、影响兴奋性的因素、影响兴奋性的因素 （1）静息电位或最大复极电位水平）静息电位或最大复极电位水平 （2）阈电位水平）阈电位水平 （3）Na+通道的状态通道的状态RPRPRPRPTPTPTPTP Na+通道状态：通道状态： 备用状态备用状态 激活状态激活状态 失活状
35、态失活状态 （关）（关） （开）（开） （关）（关） 复活复活 Na+通道处于何种状态，取决于通道处于何种状态，取决于当时当时膜电位水平和时间进程膜电位水平和时间进程，即，即Na+通道的激活、失活和复活具有电压依通道的激活、失活和复活具有电压依从性和时间依从性。从性和时间依从性。 膜上大部分膜上大部分Na+通道是否处于备通道是否处于备用状态用状态，是该心肌细胞具有兴奋性的，是该心肌细胞具有兴奋性的前提。前提。2、兴奋性的周期性变化、兴奋性的周期性变化局部反应期局部反应期从去极化从去极化0期开始期开始复极化复极化 -55mv复极化复极化 -60mv复极化复极化-80mv静息电位静息电位-90mv
36、ARPRRPSNPERP兴奋性兴奋性对对S反应反应机理机理0对任何刺对任何刺激无反应激无反应Na+通道通道 失活失活 0阈上刺激，阈上刺激，局部反应局部反应Na+通道通道少量复活少量复活低于正常低于正常阈上刺激，阈上刺激，低幅度低幅度Ap相当数量相当数量Na+通道复活通道复活高于正常高于正常阈下刺激，幅阈下刺激，幅度稍低的度稍低的ApNa+通道通道基本复活基本复活3、兴奋性周期变化与心肌收缩活动的关系、兴奋性周期变化与心肌收缩活动的关系 （1）不发生强直收缩）不发生强直收缩 有效不应期特别长，相当于心肌收缩活动的有效不应期特别长，相当于心肌收缩活动的整个收缩期及舒张期早期。整个收缩期及舒张期早
37、期。 意义：意义：保持心脏收缩与舒张交替的节律活动，保持心脏收缩与舒张交替的节律活动，使心脏泵血功能得以完成。使心脏泵血功能得以完成。（2）期前收缩与代偿间歇）期前收缩与代偿间歇 期前缩（期前缩（premature systole）：）： 心室在有效不应期之后受到人工的或窦房心室在有效不应期之后受到人工的或窦房结之外的病理性异常刺激，产生一次正常结之外的病理性异常刺激，产生一次正常节律以外的收缩。节律以外的收缩。 代偿间歇（代偿间歇（compensatory pause）：）： 期前收缩后出现的一段较长的心室舒张期期前收缩后出现的一段较长的心室舒张期期前收缩期前收缩代偿代偿 间歇间歇心肌收缩曲
38、线心肌收缩曲线窦性节律窦性节律额外刺激额外刺激图图5-6 5-6 期前收缩和代偿间歇期前收缩和代偿间歇 （二）传导性（二）传导性 conductivity 心房肌心房肌心房肌心房肌(0.3m/s) (0.3m/s) 窦房结窦房结窦房结窦房结 0.05m/s0.05m/s 房室交界房室交界房室交界房室交界 房室束房室束房室束房室束 浦肯野纤维浦肯野纤维浦肯野纤维浦肯野纤维 心室肌心室肌心室肌心室肌 0.020.05m/s0.020.05m/s 1.5m/s1.5m/s 4.0m/s 0.5m/s4.0m/s 0.5m/s 房房-室延搁：室延搁：定义：定义： 兴奋在房室交界区传导速度缓慢，因此兴奋
39、在房室交界区传导速度缓慢，因此兴奋由心房传至心室要经过一段延搁，这兴奋由心房传至心室要经过一段延搁，这个现象称为房个现象称为房-室延搁。室延搁。意义：意义： 不会出现房室收缩重叠的现象，利于不会出现房室收缩重叠的现象，利于 心心室充盈和射血。室充盈和射血。 影响传导性的因素影响传导性的因素 （1）结构因素：细胞直径和缝隙连接的多少）结构因素：细胞直径和缝隙连接的多少 （2）生理因素）生理因素0期去极化的速度和幅度期去极化的速度和幅度 速度快速度快 局部电流形成快局部电流形成快 幅度大幅度大与未兴奋部与未兴奋部局部电流强局部电流强 位间电位差大位间电位差大邻近膜的兴奋性邻近膜的兴奋性 兴奋性高兴
40、奋性高 容易产生容易产生AP 传导快传导快 传导速度传导速度（三）自律性（三）自律性 autorhythmicity 1.几个概念：几个概念： （1）自动节律性自动节律性：在没有外来刺激的在没有外来刺激的条件下，心肌能自动地、按一定节律发生条件下，心肌能自动地、按一定节律发生兴奋的能力，称为自动节律性。兴奋的能力，称为自动节律性。 (2)心脏的起搏点：心脏的起搏点： 正常起搏点：正常起搏点：窦房结窦房结 由窦房结为起搏点的心脏节律性活动，由窦房结为起搏点的心脏节律性活动，称为称为窦性心律窦性心律。 潜在起搏点潜在起搏点：窦房结以外的其他自律细胞：窦房结以外的其他自律细胞 以窦房结以外的部位为起
41、搏点的心脏活以窦房结以外的部位为起搏点的心脏活动，称为动，称为异位心律异位心律。抢抢先先占占领领超超速速抑抑制制2.2.影响自动节律性的因素影响自动节律性的因素 （1 1）最大复极电位与阈电位差距）最大复极电位与阈电位差距: :小小自律性自律性（2 2）4 4期自动除极速度：快期自动除极速度：快自律性自律性（四）收缩性（四）收缩性1、对细胞外内流钙离子的依赖性、对细胞外内流钙离子的依赖性2、全或无式收缩、全或无式收缩3、不发生强直收缩、不发生强直收缩四、体表心电图四、体表心电图 记录整个心脏的生物电变化曲线记录整个心脏的生物电变化曲线 ，反映心脏兴奋的产生、传导和恢复过，反映心脏兴奋的产生、传导和恢复过程中的电变化，与心脏的机械收缩活动程中的电变化，与心脏的机械收缩活动无直接关系。无直接关系。
