心肌的生物電現(xiàn)象

1、關于心肌的生物電現(xiàn)象第1頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三第二節(jié) 心臟生物電活動和生理特性 第2頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三心肌細胞跨膜電位第3頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三心肌細胞的類型1.根據(jù)結構和功能分類工作細胞 ：有興奮性，傳導性和收縮性，無自律性，如心房肌和心室肌自律細胞（構成心臟特殊傳導系統(tǒng)的細胞）：有興奮性，傳導性和自律性，無收縮性，如竇房結細胞和浦肯野細胞，（結區(qū)細胞無自律性）第4頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三2.根據(jù)電生理特性分類自律細胞：蒲肯野細胞自律細胞：竇房結細

2、胞、房結區(qū)、結希區(qū)細胞非自律細胞：結區(qū)細胞按0期去極化速度慢反應細胞快反應細胞非自律細胞：心房肌、心室肌細胞第5頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三一、心肌細胞的跨膜電位及其形成機制靜息電位(resting potential, RP) 動作電位(action potential, AP)第6頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三（一）工作心肌細胞的的跨膜電位及其形成機制第7頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三 (1)幅度：-80-90mV (2)機制： a.內(nèi)向整流鉀通道(inward rectifier K+ channel)

3、 Ik1通道(非門控性通道，但受膜電位的影響） b.鈉背景電流(Na+ background current) c.泵電流(pump current) (3)結果：接近EK，但比EK略小 1.心室肌細胞RP的形成機制 第8頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三 2.心室肌細胞AP 的形成機制： 0期0期12ms，120mV， Vmax200400V/sINa(快通道）-70mV激活，0mV開始失活。心肌對TTX的敏感性是N/M的1/100第9頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三快Na+通道失活+激活（-30mV）Ito通道一過性外向電流流（K+） 1期

4、（快速復極初期）理早早早早早早第10頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三去極達-40mV時已激活慢Ca2+通道+Ik 通道激活Ca2+緩慢內(nèi)流與K+外流處于平衡狀態(tài) 2期（平臺期）慢Ca2+通道：激活與失活比Na+通道慢，特異性不高，阻斷劑：Mn2+和多種Ca2+阻斷劑第11頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三早期二者負載的跨膜電荷基本平衡，相互抵消，隨后L型Ca2通道失活，k 增強，并逐漸延續(xù)為3期是心肌動作電位的主要特點第12頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三慢Ca2+通道失活+Ik 通道通透性增加K+再生式外流快速復極化

5、至RP水平3期（快速復極末期）第13頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三因膜內(nèi)Na+和Ca2+ 升高,而膜外K+升高激活離子泵排出Na+和Ca2+,泵入K+恢復正常離子分布。4期（靜息期）第14頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三小結：心室肌RP和AP的形成機制第15頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三工作細胞自律細胞工作細胞和自律細胞跨膜電位第16頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三(二)竇房結細胞(慢反應自律細胞)的RP和AP的形成機制第17頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三 0

6、期：當4期自動去極化達到閾電位激活L型Ca2+通道（慢鈣通道） Ca2+內(nèi)流(ICa-L) 0期去極化。0期第18頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三慢反應動作電位慢反應細胞 第19頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三3期：慢鈣通道(ICa- L型)逐漸失活 + 激活鉀通道（IK） Ca2+內(nèi)流+ K+外流的逐漸增加3期膜電位逐漸復極化。第20頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三4期：K+遞減性外流(IK) + Na+遞增性內(nèi)流（If）+ Ca2+內(nèi)流（ICa-T型鈣通道激活）緩慢自動去極化第21頁，共68頁，2022年，5月2

7、0日，18點46分，星期三小結：慢反應自律細胞的電位形成機制復極化至-60mV時If 通道遞增性激活3期末Ik通道去激活關閉自動去極后1/3期Ca2+通道（T型）開放K+遞減性外流Na+遞增性內(nèi)流Ca2+內(nèi)流自 動 去 極 達 閾 電 位（-40mV）慢 Ca2+ 通 道（L型）開 放Ca2+ 內(nèi) 流 產(chǎn) 生 AP 的 0 期第22頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三(三)浦肯野細胞(快反應自律細胞)的電位1.機制： 0、1、2、3期：與心室肌細胞基本相似。 4期：遞增性Na+為主的內(nèi)向離子流(If)+ 遞減性外向K+電流所引起的自動去極化2.特點：(1) 0期去極化速快

8、，幅度大(快反應)(2) 4期自動去極化速度比竇房結細胞的慢， 故自律性低。第23頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三小結：快反應自律細胞的電位形成機制斷3 期 末 K+ 通 道的 遞 增 性 失 活電 位 復 極 至 -60mV 時If 通 道 的 遞 增 性 激 活 K+ 遞 減 性 外 流Na+ 遞 增 性 內(nèi) 流自 動 去 極 達 閾 電 位快 N+ 通 道 開 放Na+ 再 生 式 內(nèi) 流去 極 化產(chǎn) 生 AP 的 0 期膜去極化達50mV時自動關閉終止第24頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三 快反應自律細胞:0期去極速率快，4期有自動去

9、極化。 快反應非自律細胞:0期去極速率快，4期無自動去極化。 慢反應自律細胞:O期去極速率慢, 4期有自動去極化。 第25頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三鉀通道Ito 一過性K外流，去極化達-30mV時開放，開放5-10ms關閉，參與快反應細胞1期復極化，阻斷劑4氨基吡啶內(nèi)向整流鉀通道:IK1 參與快反應細胞靜息電位及3期復極化，阻斷劑Ba2、Cs延遲整流鉀通道IK 去極化-40mV開放，阻斷劑Ba2，參與快反應細胞2、3期復極化，自律細胞4期自動去極化心肌細胞膜的離子通道第26頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三鈣通道L型鈣通道: 慢通道，閾電

10、位-40mV，參與快反應細胞平臺期、慢反應自律細胞0期去極化，阻斷劑Mn2、維拉帕米T型鈣通道: 瞬時鈣通道，去極化達-50mV激活，阻斷劑Ni2，參與慢反應自律細胞4期自動去極化第27頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三鈉通道INa 快通道 閾電位-70mV，失活電位0mV ，參與快反應細胞0期去極化，阻斷劑河豚毒(TTX) If Na+為主的電流,復極化達60mV激活，逐漸增強至100mV最大，阻斷劑Cs，參與自律細胞4期自動去極化第28頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三電生理特性興奮性 excitability傳導性 conductivity

11、自律性 autorhythmicity二、心肌細胞的生理特性第29頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三 （一）興奮性 Excitability1.影響興奮性因素 Factors Affecting Excitability靜息電位或最大復極電位水平RP距閾電位近需刺激閾值興奮性RP距閾電位遠需刺激閾值興奮性第30頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三 （一）興奮性 Excitability1.影響興奮性因素 Factors Affecting Excitability靜息電位水平RP距閾電位近需刺激閾值興奮性RP距閾電位遠需刺激閾值興奮性閾電位水平上移

12、RP距閾電位遠需刺激閾值興奮性下移RP距閾電位近需刺激閾值興奮性第31頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三 （一）興奮性 Excitability1.影響興奮性因素 Factors Affecting Excitability靜息電位水平RP距閾電位近需刺激閾值興奮性RP距閾電位遠需刺激閾值興奮性閾電位水平上移RP距閾電位遠需刺激閾值興奮性下移RP距閾電位近需刺激閾值興奮性第32頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三 引起0期去極化的離子通道的狀態(tài) 快Na+通道有激活、失活、和靜息三種狀態(tài) 。這些通道處于那一種狀態(tài)，取決于當時的膜電位水平和有關的時間進

13、程.靜息（備用）（關）激活（開）失活（關）復活復活：通道從失活狀態(tài)恢復到靜息狀態(tài)的過程第33頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三 周期變化 對應位置 機 制 (Na+通道) 新AP產(chǎn)生能力 有效不應期 去極復極-60mV 絕對不應期 -55mV 完全失活狀態(tài) 不能產(chǎn)生 局部反應期 -60mV 剛開始復活 相對不應期 能產(chǎn)生(但0期 -80mV 大部復活 幅度、傳導、時程 超 常 期 等較正常小) -90mV 基本恢復備用狀態(tài) 同相對不應期 2.興奮性的周期性變化第34頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三局部反應期第35頁，共68頁，2022年，5月2

14、0日，18點46分，星期三不發(fā)生強直收縮期前收縮與代償間歇3.興奮性周期性變化與收縮的關系第36頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三 期前收縮 premature systole：在心室肌的有效不應期之后，下一次竇房結興奮到達之前，心室受到一次外來刺激，產(chǎn)生一次提前的收縮，稱作期前收縮。代償間歇 compensatory pause：在一次期前收縮之后往往會出現(xiàn)一段比較長的心室舒張期，稱為代償性間歇。第37頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三在實驗中觀察期前收縮與代償間歇的模擬圖落在不同時期的刺激對心臟收縮的影響第38頁，共68頁，2022年，5月2

15、0日，18點46分，星期三心肌細胞有效不應期特別長(平均250ms)，一直延續(xù)到心肌細胞的舒張期開始之后，不會象骨骼肌那樣發(fā)生強直收縮，而始終作收縮和舒張的交替活動，從而保證了心臟的泵血功能。 心肌細胞有效不應期長的臨床意義第39頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三 （二）自動節(jié)律性 Autorhythmicity 概念：是指心肌組織能夠在沒有外來刺激的情況下，仍能自動地產(chǎn)生節(jié)律性興奮的特性。起源：心內(nèi)特殊傳導系統(tǒng)（房室結的結區(qū)除外）第40頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三 1.心臟的起博點 正常起搏點：竇房結潛在起搏點：房室束等傳導系統(tǒng)異位起博點

16、：竇性心律：異位心律：竇房結房室交界房室束浦氏纖維100次/分50次/分40次/分25次/分第41頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三竇房結對潛在起搏點的控制:搶先占領第42頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三竇房結對潛在起搏點的控制:高于固有頻率的刺激時，自律細胞就按外加刺激的頻率發(fā)生興奮，稱為超速驅動。外加刺激停止后，自律細胞需經(jīng)一段靜止期后才逐漸恢復期自律性，這種現(xiàn)象稱為超速驅動壓抑。第43頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三4期自動去極化速度 2.影響自律性的因素threshold potentialab第44頁，共68

17、頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三最大復極電位水平 threshold potentialba第45頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三threshold potentialab閾電位水平第46頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三 （三）傳導性（Conductivity） 1.心臟內(nèi)興奮傳播的途徑和特點第47頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三(1)傳導途徑竇房節(jié)結間束 房間束（優(yōu)勢傳導通路）房室交界心房肌房室束左、右束支浦肯野纖維心室肌第48頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三01234傳導

18、速度(m/s)心房肌優(yōu)勢傳導通路結區(qū)房室束心室肌左右束支浦肯野纖維0.41.31.50.02341最慢第49頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三心臟內(nèi)興奮傳播的特點：有快有慢 1.房室交界傳導最慢(房室延擱) 需時0.13s。 意義：保證心房和心室順序活動和心室的足夠充盈2.心室內(nèi)傳導快，同步收縮，利于射血。第50頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三2.影響傳導的因素結構因素細胞直徑細胞縫隙連接第51頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三生理因素膜反應曲線0期去極化的速度和幅度鄰近部位膜的興奮性第52頁，共68頁，2022年，5月

19、20日，18點46分，星期三一、心肌收縮的特點 1.對細胞外Ca2的依賴性鈣觸發(fā)鈣釋放：由少量Ca2內(nèi)流引起細胞內(nèi)鈣庫釋放大量Ca2+的過程。Ca2+oCa2+內(nèi)流肌縮力Ca2+oCa2+內(nèi)流肌縮力Ca2+o=0 Ca2+內(nèi)流無興奮收縮脫耦聯(lián)在離體蛙心灌流實驗中，當Ca2+o過高時 鈣僵第53頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三2.“全或無”式收縮 心肌細胞之間存在縫隙連接，興奮可在細胞間迅速傳播，使所有心肌細胞幾乎同步發(fā)生收縮。3.不發(fā)生強直收縮： 心肌細胞的有效不應期特別長。第54頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三 三、體表心電圖 Electr

20、ocardiogram ECG：將引導電極置于身體一定部位，記錄整個心動周期中心電變化（細胞的綜合電變化）的波形圖。第55頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三正常心電圖的波形及臨床意義第56頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三1.P波：左右兩心房的去極化2.QRS波群：左右兩心室去極化3.T波：是心室復極化4.QT間期：心室去極至復極5.ST段：心室肌細胞平臺期6.PR間期：興奮由心房傳到心室第57頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三心肌細胞動作電位與心電圖的關系動作電位 心電圖 細胞內(nèi) 細胞外 單個細胞 整個心臟的心肌細胞 細胞膜內(nèi)外電位差 體表兩電極間電位差 電位幅度大(可100mV) 幅度小(數(shù)mV)第58頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三心肌細胞的電生理特性興奮性excitability自律性autorhythmicity傳導性conductivity體表心電圖Electrocardiogram 小 結收縮性contractivity第59頁，共68頁，2022年，5月20日，18點46分，星期三 excitability 興奮性 autorhythmicity 自律性 conductivity 傳導性 effective