医学专题—窦房结细胞

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1、生理学生理学第四章第四章 血液循环血液循环李建国李建国山西山西(shn x)医科大学生理教研室医科大学生理教研室第一页，共四十七页。血液循环：血液循环： 血液在心血管系统中按一定方向流动的过程。血液在心血管系统中按一定方向流动的过程。 心血管系统由心脏心血管系统由心脏(xnzng)和血管组成和血管组成第二页，共四十七页。循环循环(xnhun)的生理功能的生理功能完成体内的物质运输，使新陈代谢不断进完成体内的物质运输，使新陈代谢不断进行。行。运输内分泌的激素和体液因素，实现体液运输内分泌的激素和体液因素，实现体液调节。调节。参与机体内环境参与机体内环境(hunjng)(hunjng)的稳定，防卫

2、功能。的稳定，防卫功能。有内分泌功能，分泌心房钠尿肽、内皮有内分泌功能，分泌心房钠尿肽、内皮素等。素等。第三页，共四十七页。心肌心肌(xnj)(xnj)的生物电活动的生物电活动心脏的泵血功能心脏的泵血功能血管生理血管生理心血管活动的调节心血管活动的调节器官循环器官循环内容内容(nirng)安排安排第四页，共四十七页。第一节第一节 心肌心肌(xnj)的生物电活动的生物电活动第五页，共四十七页。快反应快反应(fnyng)细细胞胞慢反应慢反应(fnyng)细胞细胞自律细胞自律细胞(xbo)：浦肯野细胞：浦肯野细胞(xbo)非自律细胞：心房肌、心室肌细胞非自律细胞：心房肌、心室肌细胞自律细胞：窦房结细

3、胞、房结区、结自律细胞：窦房结细胞、房结区、结 希区细胞希区细胞非自律细胞：结区细胞非自律细胞：结区细胞按去极化速度按去极化速度第六页，共四十七页。一、心肌一、心肌(xnj)的生物电现象的生物电现象心脏心脏(xnzng)各部分心肌细胞的跨膜电位各部分心肌细胞的跨膜电位第七页，共四十七页。（一）心肌（一）心肌(xnj)细胞膜的离子通细胞膜的离子通道道钠通道：钠通道：快钠通道，快钠通道，I INaNa ： 去极化去极化-70mV-70mV激活激活(j hu)(j hu)， 失活快失活快 阻断剂河豚毒阻断剂河豚毒TTXTTX， 参与快反应细胞去极化。参与快反应细胞去极化。INa第八页，共四十七页。钙

4、通道：钙通道：L L型钙通道，型钙通道，I ICa-LCa-L : : 慢通道，去极化慢通道，去极化-40mV-40mV激活，激活， 阻断剂阻断剂MnMn2 2、维拉帕米，、维拉帕米， 参与慢反应参与慢反应(fnyng)(fnyng)细胞去极化。细胞去极化。T T型钙通道，型钙通道， I ICa-TCa-T: : 去极化去极化- 50mV- 50mV激活，失活快，激活，失活快， 阻断剂阻断剂NiNi2 2， ICa-L第九页，共四十七页。钾通道钾通道(tngdo)：一过性外向电流，一过性外向电流，I Ito to （K KA A）：）：去极化达去极化达-20mV激活激活(j hu)，激活失活快

5、，激活失活快，阻断剂阻断剂4-AP，Ito第十页，共四十七页。内向整流钾通道，内向整流钾通道，I IK1K1： 背景背景(bijng)(bijng)K K电流，内向整流电流，内向整流 阻断剂阻断剂BaBa2 2、CsCs， 窦房结窦房结P P细胞无此通道，细胞无此通道， K K+ + o o影响通道的通透性。影响通道的通透性。 IK1第十一页，共四十七页。延迟整流钾通道，延迟整流钾通道，I IK K： 去极化明显时激活，内向整流去极化明显时激活，内向整流 激活、失活慢，激活、失活慢， 阻断剂阻断剂BaBa2 2 E E40314031 。 AchAch激活钾通道，激活钾通道，I IK K（Ac

6、hAch）： AchAch通过通过(tnggu)(tnggu)M M受体激活，受体激活，K K外流。外流。ATPATP敏感钾通道，敏感钾通道，I IK K（ATPATP） ： ATP ATP缺乏开放，阻断剂格列本脲。缺乏开放，阻断剂格列本脲。IK第十二页，共四十七页。（二）工作细胞（二）工作细胞(xbo)(xbo)的跨膜电位及其形成机制的跨膜电位及其形成机制 1 1静息静息(jn x)(jn x)电位电位 表表4-1 心肌细胞中各种主要离子心肌细胞中各种主要离子(lz)的浓度及平衡电位值的浓度及平衡电位值离离 子子浓度（浓度（mmo1/L） 细胞内液细胞内液 细胞外液细胞外液内内/外比值外比值

7、平衡电位平衡电位（mV） (由由Nernst公式公式计算计算)Na+101401:9.7+70K+140435:1-94Ca2+10-421:20,000+132CI-91041:11.5-65第十三页，共四十七页。2. 2. 动作电位动作电位 神经神经(shnjng)，骨骼肌细胞动作电位，骨骼肌细胞动作电位心室心室(xnsh)肌动作电位肌动作电位第十四页，共四十七页。0 0期，去极化期：期，去极化期： Na Na通道通道(tngdo)(tngdo)激活，大量激活，大量NaNa快速内流（快速内流（I INaNa）第十五页，共四十七页。1 1期，快速复极初期期，快速复极初期(chq)(chq)：

8、 I INaNa失活，失活，K K一过性外流（一过性外流（toto） 第十六页，共四十七页。2 2期，平台期：期，平台期： K K缓慢缓慢(hunmn)(hunmn)外流及缓慢外流及缓慢(hunmn)(hunmn)的的CaCa2 2内流，内流， 早期早期(zoq)二者跨膜电荷基本平衡二者跨膜电荷基本平衡, 随后随后C aL失活，失活，K外流外流（k1，k ）增强，并逐渐延续为）增强，并逐渐延续为3期。期。第十七页，共四十七页。3 3期，快速复极末期期，快速复极末期(mq)(mq)： K K外流（外流（k1k1，k k ），且具正反馈性质，使膜电位越），且具正反馈性质，使膜电位越来越快地接近钾平

9、衡电位。来越快地接近钾平衡电位。动作电位时程：动作电位时程：0期期3期期200ms300ms第十八页，共四十七页。4期，静息期，静息(jn x)期：期： Na a-K-K交换，交换，Na a-Ca-Ca2 2交换交换, Ca, Ca2 2泵泵第十九页，共四十七页。第二十页，共四十七页。（三）自律细胞的跨膜电位及其形成（三）自律细胞的跨膜电位及其形成(xngchng)(xngchng)机制机制 机制机制(jzh)：4期出现净内向电流导致自动去极化期出现净内向电流导致自动去极化最大复极电位最大复极电位(din wi)第二十一页，共四十七页。（三）自律细胞的跨膜电位及其形成（三）自律细胞的跨膜电位及

10、其形成(xngchng)(xngchng)机制机制 机制机制(jzh)：4期自动去极化期自动去极化1.浦肯野细胞：浦肯野细胞： 0-3期机制期机制(jzh)相同相同4期：期： IfIK增强的内向电流（增强的内向电流（IfIf）外向电流（外向电流（IKIK）逐渐减弱）逐渐减弱0.02V/s第二十二页，共四十七页。2 2窦房结细胞窦房结细胞(xbo)(xbo) 窦房结细胞窦房结细胞(xbo)跨膜电位特点：跨膜电位特点： 最大复极电位（最大复极电位（-70mV)和阈和阈电位（电位（-40mV）的绝对值小；）的绝对值小； 0期去极化速度慢，幅度小期去极化速度慢，幅度小 无明显复极无明显复极1、2期；期

11、； 4期自动去极化速度快。期自动去极化速度快。70mv 10V/s110mv 400V/s0.1V/s第二十三页，共四十七页。窦房结细胞跨膜电位形成机制：窦房结细胞跨膜电位形成机制：0期：期：L型钙通道开放，钙离子内流；型钙通道开放，钙离子内流；3期：钙通道失活，期：钙通道失活，K外流，外流，IK；4期：自动去极化期：自动去极化IK进行性减弱：复极化到进行性减弱：复极化到-60mV，IK开始逐渐关闭开始逐渐关闭(gunb)，主要，主要If：次要：次要T型钙通道：型钙通道：4期去极化到期去极化到-50mV时开放，时开放，Ca2+内流。内流。第二十四页，共四十七页。第二十五页，共四十七页。二、心肌

12、的电生理二、心肌的电生理(shngl)特性特性第二十六页，共四十七页。（一）兴奋性：（一）兴奋性： 1、影响兴奋性的因素：、影响兴奋性的因素：静息电位静息电位(din wi)水平：水平：ACh使之下移，兴奋性下降使之下移，兴奋性下降阈电位水平：奎尼丁可使阈电位上移，兴奋性下降。阈电位水平：奎尼丁可使阈电位上移，兴奋性下降。第二十七页，共四十七页。钠通道性状：钠通道性状： 三种功能状态：备用、激活、失活。三种功能状态：备用、激活、失活。 钠通道处在正常备用状态是细胞钠通道处在正常备用状态是细胞(xbo)(xbo)具有兴奋性的前提，钠具有兴奋性的前提，钠通道处于何种状态是电压依赖性和时间依赖性的。

13、通道处于何种状态是电压依赖性和时间依赖性的。第二十八页，共四十七页。2 2兴奋过程兴奋过程(guchng)(guchng)中兴奋性的周期性变化中兴奋性的周期性变化 有效有效(yuxio)不应期不应期绝绝对对不不应应期期：0期期3期期-55mV，兴兴奋奋性性为为0，心心肌肌对对任任何刺激不发生任何反应，何刺激不发生任何反应，Na+通道失活；通道失活；局局部部反反应应期期：3期期-55-60mV，心心肌肌可可产产生生局局部部电电位位，但绝不会产生动作电位但绝不会产生动作电位， 其原因是膜电位其原因是膜电位 太低，太低，N a a通道通道 刚开始复活。刚开始复活。第二十九页，共四十七页。2 2兴奋兴

14、奋(xngfn)(xngfn)过程中兴奋过程中兴奋(xngfn)(xngfn)性的周期性变化性的周期性变化 有效有效(yuxio)不应期不应期相对不应期相对不应期3期期-60mV-80mV，兴奋性低于正常并逐渐升高，兴奋性低于正常并逐渐升高(shn o)，阈上刺激可引起动作电位。原因是，阈上刺激可引起动作电位。原因是Na通道正在逐渐复通道正在逐渐复活，此期产生的动作活，此期产生的动作电位的速度与幅度低电位的速度与幅度低于正常。于正常。第三十页，共四十七页。2 2兴奋兴奋(xngfn)(xngfn)过程中兴奋过程中兴奋(xngfn)(xngfn)性的周期性变化性的周期性变化 有效有效(yuxio

15、)不应期不应期相对不应期相对不应期超常期超常期3期期-80mV-90mV，兴奋性高于正常，兴奋性高于正常(zhngchng)。动作电位的速度。动作电位的速度与幅度仍低于正常与幅度仍低于正常(zhngchng)。第三十一页，共四十七页。第三十二页，共四十七页。3 3兴奋性周期性变化与收缩兴奋性周期性变化与收缩(shu su)(shu su)活动的关系活动的关系 心肌的有效不应期特别长，一直持续到舒张早期之后，在此之前，不会第二个兴奋和收心肌的有效不应期特别长，一直持续到舒张早期之后，在此之前，不会第二个兴奋和收缩，这使得心肌不会象骨骼肌那样缩，这使得心肌不会象骨骼肌那样(nyng)发生强直收缩，

16、而始终作收缩和始终相交替的发生强直收缩，而始终作收缩和始终相交替的运动，心脏有舒张充盈的时间，有利于心脏的泵血功能。运动，心脏有舒张充盈的时间，有利于心脏的泵血功能。第三十三页，共四十七页。 期前收缩期前收缩 代偿代偿(di chn)间歇间歇第三十四页，共四十七页。（二）自动（二）自动(zdng)节律性：节律性：第三十五页，共四十七页。1.1.心脏心脏(xnzng)(xnzng)的起搏的起搏点：点： 正常起搏点：正常起搏点： 潜在起搏点：潜在起搏点： 异位起搏点：异位起搏点：窦房结窦房结窦房结以外的自律组织窦房结以外的自律组织(zzh)正常不表现其自律正常不表现其自律性，为潜在起搏点。性，为潜

17、在起搏点。某些情况下，潜在起搏点自律性表现出来，控制部某些情况下，潜在起搏点自律性表现出来，控制部分心肌的兴奋跳动，称为异位起搏点。分心肌的兴奋跳动，称为异位起搏点。第三十六页，共四十七页。窦房结对于潜在窦房结对于潜在(qinzi)(qinzi)起搏点的控制方式：起搏点的控制方式： 抢先抢先(qing xin)占领占领 超速驱动超速驱动(q dn)压抑压抑 NaK泵活动增强，膜超极化泵活动增强，膜超极化人工起搏器人工起搏器第三十七页，共四十七页。2 2影响影响(yngxing)(yngxing)自律性的因素：自律性的因素： 第三十八页，共四十七页。（三）传导性（三）传导性: :传导原理传导原理

18、局部局部(jb)电流电流缝隙连接缝隙连接第三十九页，共四十七页。1 1心脏内兴奋传播心脏内兴奋传播(chunb)(chunb)的途径和特点：的途径和特点： 第四十页，共四十七页。第四十一页，共四十七页。第四十二页，共四十七页。2 2影响影响(yngxing)(yngxing)传导性的因素传导性的因素 : :结构因素结构因素: : 细胞直径细胞直径, ,直径越大，纵向电阻越小，传导直径越大，纵向电阻越小，传导 速度越快；速度越快；生理因素：生理因素： 0 0期去极化的速度和幅度期去极化的速度和幅度(fd)(fd) 邻近膜的兴奋性邻近膜的兴奋性第四十三页，共四十七页。四、体表四、体表(t bio)

19、心电图心电图肢体肢体(zht)导联导联容积(rngj)导体第四十四页，共四十七页。胸导联胸导联第四十五页，共四十七页。 PR间期：间期： 代表兴奋从心房传到心室所需要的时间代表兴奋从心房传到心室所需要的时间 QT间期：间期：代表心室去极化和复极化的全过程代表心室去极化和复极化的全过程 ST段：段： 两心室都处在去极化状态。异常两心室都处在去极化状态。异常(ychng)升高或下降，代表心肌缺血或损伤。升高或下降，代表心肌缺血或损伤。正常典型正常典型(dinxng)心电图的波形及其生理意义心电图的波形及其生理意义 P P波波 QRSQRS波波 T T波波第四十六页，共四十七页。内容(nirng)总结生理学。自律细胞：窦房结细胞、房结区、结。L型钙通道，ICa-L :。T型钙通道， ICa-T:。阻断剂Ba2、Cs，。Ach激活钾通道，IK（Ach）：。ATP敏感钾通道，IK（ATP） ：。Na通道激活，大量Na快速内流（INa）。K缓慢外流及缓慢的Ca2内流，。阈电位水平：奎尼丁可使阈电位上移，兴奋性下降。三种(sn zhn)功能状态：备用、激活、失活。NaK泵活动增强，膜超极化。T波第四十七页，共四十七页。