心血管生理學

1、掌握自律性、竇房結、起搏細胞及迷走神經(jīng)的基本概念和掌握自律性、竇房結、起搏細胞及迷走神經(jīng)的基本概念和基本的生理活動?；镜纳砘顒印＠斫饨桓?、副交感神經(jīng)對心律的調節(jié)。理解交感、副交感神經(jīng)對心律的調節(jié)。理解心肌工作細胞動作電位的理解心肌工作細胞動作電位的5個時期及其機制。個時期及其機制。列舉心肌與骨骼肌的關鍵不同點（至少兩個）。列舉心肌與骨骼肌的關鍵不同點（至少兩個）。明確心肌細胞興奮性中的有效不應期和相對不應期。明確心肌細胞興奮性中的有效不應期和相對不應期。理解和解釋下列物質對心臟功能的影響：腎上腺素、毛果理解和解釋下列物質對心臟功能的影響：腎上腺素、毛果蕓香堿、阿托品、洋地黃、溫度、蕓香堿、

2、阿托品、洋地黃、溫度、Na+、Ca2+、K+。實驗目的實驗目的實驗對象實驗對象 離體蛙心離體蛙心實驗原理實驗原理 心肌工作細胞動作電位的時相及其機制心肌工作細胞動作電位的時相及其機制時相時相0期：去極相，約期：去極相，約12ms，短暫而迅速。，短暫而迅速。1期復極：又叫快速復極初期，約期復極：又叫快速復極初期，約10ms。2期復極：又叫期復極：又叫平臺期平臺期，約，約100150ms，波形平坦，膜電，波形平坦，膜電位基本停留在位基本停留在0mV。（這是心肌細胞動作電位區(qū)別于骨。（這是心肌細胞動作電位區(qū)別于骨骼肌和神經(jīng)纖維的主要特征）骼肌和神經(jīng)纖維的主要特征）3期復極：又叫快速復極末期，約期復極

3、：又叫快速復極末期，約100150ms。4期復極：又叫靜息期，膜復極完畢。期復極：又叫靜息期，膜復極完畢。去極相去極相復極相復極相合稱合稱“峰位峰位”心肌工作細胞動作電位的時相及其機制心肌工作細胞動作電位的時相及其機制機制機制0期：快期：快Na+通道開放，通道開放， Na+內流內流導致去極化，并形成正反饋，在膜電位升導致去極化，并形成正反饋，在膜電位升 至至0mV時通道關閉；時通道關閉；K+通透性隨去極化而降低，通透性隨去極化而降低， K+外流被抑制。外流被抑制。1期：期： Na+通道失活；通道失活； K+通道瞬時激活、短暫開放通道瞬時激活、短暫開放，出現(xiàn)，出現(xiàn)K+負載的一過性負載的一過性 外

4、流。外流。2期：期： K+通透性逐漸恢復，通透性逐漸恢復， K+外流增加；電壓門控的外流增加；電壓門控的慢慢Ca2+通道通道逐漸開放逐漸開放 （在膜去極化達到膜電位（在膜去極化達到膜電位-40mV時被激活），時被激活）， Ca2+內流。二者達到電內流。二者達到電 荷平衡。平臺期晚期，荷平衡。平臺期晚期， Ca2+通道逐漸失活通道逐漸失活, Ca2+內流逐漸停止。內流逐漸停止。3期：期： Ca2+通道失活；由于膜電位向負電性轉化，使膜的鉀電導突然顯著增通道失活；由于膜電位向負電性轉化，使膜的鉀電導突然顯著增 加，加， K+外流迅速增加外流迅速增加。4期：膜電位基本穩(wěn)定在靜息電位，通過膜上的期：膜

5、電位基本穩(wěn)定在靜息電位，通過膜上的Na+-K+泵泵的作用，從細胞內的作用，從細胞內 排出多余的排出多余的Na+ 、 Ca2+ ，從膜外攝回，從膜外攝回K+ 。轉運過程引起跨膜交換的電。轉運過程引起跨膜交換的電 荷量基本相等。荷量基本相等。有效不應期和相對不應期有效不應期和相對不應期有效不應期有效不應期(Effecitve refractory period，ERP) 從從0期開始，到膜電位復極至期開始，到膜電位復極至-60mV的這段時期，無論多大的刺激都不能產(chǎn)生可擴布的這段時期，無論多大的刺激都不能產(chǎn)生可擴布的動作電位。的動作電位。 其中從其中從0期到膜電位復極至期到膜電位復極至-55mV這個

6、階段又稱為絕對不應期。這個階段又稱為絕對不應期。 有效不應期的產(chǎn)生原因是快有效不應期的產(chǎn)生原因是快Na+通道尚未恢復活性。通道尚未恢復活性。相對不應期相對不應期(Relative refractory period，RRP) 從從ERP結束到膜復極化基本完成（膜電位約結束到膜復極化基本完成（膜電位約-80mV）的這段時期，給予高于心肌細胞正常閾值的刺）的這段時期，給予高于心肌細胞正常閾值的刺激，可以引起擴布性的興奮激，可以引起擴布性的興奮。 此期細胞的興奮性較低，是因為膜電位仍高于靜此期細胞的興奮性較低，是因為膜電位仍高于靜息電位，且快息電位，且快Na+通道尚未完全恢復活性。通道尚未完全恢復活

7、性。 由于此期處于由于此期處于3期復極，期復極，K+外流大，故形成的期外流大，故形成的期前收縮的時程和不應期都比正常的動作電位短前收縮的時程和不應期都比正常的動作電位短。ERP一直持續(xù)到心肌收縮反應的舒張早期，在此之后刺激心肌才有可能產(chǎn)生第二次興奮和機械收縮。一直持續(xù)到心肌收縮反應的舒張早期，在此之后刺激心肌才有可能產(chǎn)生第二次興奮和機械收縮。期前收縮和代償間歇期前收縮和代償間歇期前收縮期前收縮(Premature systole) 心室在有效不應期之后受到異常刺激，可以產(chǎn)生一次心室在有效不應期之后受到異常刺激，可以產(chǎn)生一次期前興奮，引起的收縮叫期前收縮。期前興奮，引起的收縮叫期前收縮。代償間歇

8、代償間歇(Compensatory pause) 期前興奮之后來自竇房結的一次興奮常常落在期前興期前興奮之后來自竇房結的一次興奮常常落在期前興奮的有效不應期內，因此不能引起心室興奮和收縮，形成收奮的有效不應期內，因此不能引起心室興奮和收縮，形成收縮的縮的“脫失脫失”，出現(xiàn)一段較長的心室舒張，叫代償間歇。，出現(xiàn)一段較長的心室舒張，叫代償間歇。 心肌的自律性心肌的自律性竇房結和房室交界部位的心肌細胞具有自動節(jié)律性，即細胞的竇房結和房室交界部位的心肌細胞具有自動節(jié)律性，即細胞的動作電位在動作電位在3期復極達到最大復極電位后，在期復極達到最大復極電位后，在4期又立即開始自期又立即開始自動緩慢除極，直到

9、引發(fā)新的動作電位動緩慢除極，直到引發(fā)新的動作電位。機制機制竇房結細胞竇房結細胞0期去極化：依靠低閾值的期去極化：依靠低閾值的Ca2+內流內流4期自動除極：依靠期自動除極：依靠K+外流的進行性衰減，和一種進外流的進行性衰減，和一種進行性增強的行性增強的Na+內流。內流。房室交界細胞房室交界細胞4期自動除極：由背景性期自動除極：由背景性Na+內流（快內流（快Na+通道仍然失通道仍然失活）和低閾值的活）和低閾值的Ca2+內流共同作用形成，并以延遲內流共同作用形成，并以延遲的的K+外流為條件。外流為條件。心肌相對于骨骼肌的特點心肌相對于骨骼肌的特點心肌細胞膜上有慢心肌細胞膜上有慢Ca2+通道，在興奮過

10、程中產(chǎn)生緩慢而持續(xù)的通道，在興奮過程中產(chǎn)生緩慢而持續(xù)的Ca2+內流，形成復極電位的平臺期，使心肌細胞的動作電位時內流，形成復極電位的平臺期，使心肌細胞的動作電位時程遠遠長于骨骼肌細胞，心肌細胞能在有效不應期內進入舒張程遠遠長于骨骼肌細胞，心肌細胞能在有效不應期內進入舒張狀態(tài)，不會發(fā)生強直收縮。狀態(tài)，不會發(fā)生強直收縮。一些心肌細胞具有自主節(jié)律性，能按一定的頻率自發(fā)的興奮。一些心肌細胞具有自主節(jié)律性，能按一定的頻率自發(fā)的興奮。一個心肌細胞的興奮可以通過閏盤結構擴布到整個心臟，構成一個心肌細胞的興奮可以通過閏盤結構擴布到整個心臟，構成功能合胞體，形成心臟整體收縮的功能合胞體，形成心臟整體收縮的“全或

11、無全或無”現(xiàn)象，而一個骨現(xiàn)象，而一個骨骼肌細胞的興奮一般不能引起相鄰的其他骨骼肌細胞的興奮。骼肌細胞的興奮一般不能引起相鄰的其他骨骼肌細胞的興奮。實驗步驟實驗步驟 按上機讀本的指導逐項進行。按上機讀本的指導逐項進行。實驗報告中寫實驗實驗報告中寫實驗1 1和實驗和實驗2 2的結果、討論和結論。的結果、討論和結論。實驗結果實驗結果 實驗1 實驗結果實驗結果 實驗2 心迷走神經(jīng)心迷走神經(jīng)ACh+MACh+M受體受體負性變時、變力、變傳導作用負性變時、變力、變傳導作用 效應效應: : 心率減慢，心房收縮力減弱，房室傳導減慢心率減慢，心房收縮力減弱，房室傳導減慢 機制：機制： 1 1、ACh+MACh+

12、M受體受體對對K K通透增大，外流加快，使最大復極單位增大通透增大，外流加快，使最大復極單位增大 與閾電位距離增大與閾電位距離增大自律性下降。自律性下降。 2 2、ACh+MACh+M受體受體抑制抑制4 4期內向電流期內向電流 K K通道失活速度減慢通道失活速度減慢自律性下降。自律性下降。 3 3、ACh+MACh+M受體受體腺苷酸環(huán)化酶抑制腺苷酸環(huán)化酶抑制 cAMP cAMP增加增加胞漿網(wǎng)釋放鈣減少胞漿網(wǎng)釋放鈣減少 收縮力減弱收縮力減弱 相關的機制解釋相關的機制解釋實驗二實驗二nPilocarpine：擬膽堿藥，：擬膽堿藥， M型型ACh受體激動劑，降低自律性。受體激動劑，降低自律性。nAt

13、ropine：抗膽堿藥，抗膽堿藥，M型型ACh受體拮抗劑。阻斷竇房結起搏點受體拮抗劑。阻斷竇房結起搏點M2受體，解受體，解除迷走神經(jīng)對心臟的抑制作用，使心率加速。除迷走神經(jīng)對心臟的抑制作用，使心率加速。nEpinephrine：作用于心肌細胞膜作用于心肌細胞膜 -腎上腺素能受體。腎上腺素能受體。nDigitalis：負性頻率作用，增加迷走神經(jīng)傳出沖動，降低竇房結自律性，保負性頻率作用，增加迷走神經(jīng)傳出沖動，降低竇房結自律性，保護心室免受心房過多沖動的影響，減少心室頻率。護心室免受心房過多沖動的影響，減少心室頻率。n溫度對心率的影響：高溫使細胞膜對離子的通透性增高，引起自律性興奮過溫度對心率的影

14、響：高溫使細胞膜對離子的通透性增高，引起自律性興奮過程加快，使心率增加。程加快，使心率增加。第二部分第二部分細胞內外細胞內外K+濃度差減小濃度差減小Rp負值變小負值變小與閾電位差距與閾電位差距 興奮性興奮性 （當（當Rp達到達到55至至60mV時，快時，快Na+通道失活，興奮性反而下降）通道失活，興奮性反而下降）竇房結起搏細胞缺乏竇房結起搏細胞缺乏IK1鉀通道，對高鉀不敏感，高鉀時自律性略有減弱。鉀通道，對高鉀不敏感，高鉀時自律性略有減弱。浦肯野自律細胞：高鉀時浦肯野自律細胞：高鉀時K+外流增強，在外流增強，在AP復極復極4期期IK自動衰減的作用減弱。自動衰減的作用減弱。最大復極電位減小，極化

15、起搏電流（最大復極電位減小，極化起搏電流（If）通道的激活程度降低，內向）通道的激活程度降低，內向If電流減弱。電流減弱。4期自動除極速度減弱，自律性降低。期自動除極速度減弱，自律性降低。K+ 干擾干擾Ca2+內流（競爭抑制作用）內流（競爭抑制作用） 影響興奮收縮耦聯(lián)，收縮性影響興奮收縮耦聯(lián)，收縮性 離子的影響離子的影響對對Na內流競爭抑制作用（膜屏障作用）內流競爭抑制作用（膜屏障作用） 閾電位上移，興奮性閾電位上移，興奮性 ，自律性，自律性 Ap平臺期平臺期Ca2+內流加速內流加速平臺期縮短平臺期縮短4期進入細胞內期進入細胞內Ca2+ ，收縮力，收縮力 Na+ Na+ 跨膜鈉離子濃度增大，跨

16、膜鈉離子濃度增大，0期期APA增大，閾電位下移增大，閾電位下移興奮性增加。興奮性增加。快反應自律細胞：快反應自律細胞：Na+ 細胞內外跨膜鈉離子濃度增大細胞內外跨膜鈉離子濃度增大跨膜鈉離子濃度跨膜鈉離子濃度增大增大 If和和INa，b電流增大電流增大4期自動除速度加快期自動除速度加快自律性增加。自律性增加。實驗討論和結論實驗討論和結論實驗實驗1討論：討論： 在心室剛收縮時、心室收縮頂峰附近、心室收縮的下降期給在心室剛收縮時、心室收縮頂峰附近、心室收縮的下降期給予單個刺激，前兩者的收縮曲線均無變化，第三種情況下會出現(xiàn)予單個刺激，前兩者的收縮曲線均無變化，第三種情況下會出現(xiàn)期前收縮和代償間歇，說明

17、前兩種情況下心肌細胞的興奮性極低，期前收縮和代償間歇，說明前兩種情況下心肌細胞的興奮性極低，在第三種情況下有較高的興奮性。連續(xù)刺激也不會產(chǎn)生總和效應，在第三種情況下有較高的興奮性。連續(xù)刺激也不會產(chǎn)生總和效應，說明心肌的有效不應期比機械收縮期長，興奮性恢復時心肌已經(jīng)說明心肌的有效不應期比機械收縮期長，興奮性恢復時心肌已經(jīng)進入舒張狀態(tài)。進入舒張狀態(tài)。結論：結論： 在心室肌收縮期和舒張早期，額外刺激不會改變心室節(jié)律；在心室肌收縮期和舒張早期，額外刺激不會改變心室節(jié)律；在心室肌舒張中晚期，額外刺激可引起期前收縮和代償間歇在心室肌舒張中晚期，額外刺激可引起期前收縮和代償間歇; ;心心肌細胞有效不應期持續(xù)到肌細胞進入舒張狀態(tài)，保證了心臟做功肌細胞有效不應期持續(xù)到肌細胞進入舒張狀態(tài)，保證了心臟做功時的充盈時的充盈。實驗實驗2討論：討論： 刺激迷走神經(jīng)似的心率變慢，心肌收縮幅度減小，甚至出現(xiàn)刺激迷走神經(jīng)似的心率變慢，