心肌的生物電現(xiàn)象

關(guān)于心肌的生物電現(xiàn)象第1頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)心臟生物電活動(dòng)和生理特性

第2頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四心肌細(xì)胞跨膜電位第3頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四心肌細(xì)胞的類型1.根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能分類工作細(xì)胞：有興奮性，傳導(dǎo)性和收縮性，無自律性，如心房肌和心室肌自律細(xì)胞（構(gòu)成心臟特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)的細(xì)胞）：有興奮性，傳導(dǎo)性和自律性，無收縮性，如竇房結(jié)細(xì)胞和浦肯野細(xì)胞，（結(jié)區(qū)細(xì)胞無自律性）第4頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四2.根據(jù)電生理特性分類自律細(xì)胞：蒲肯野細(xì)胞自律細(xì)胞：竇房結(jié)細(xì)胞、房結(jié)區(qū)、結(jié)希區(qū)細(xì)胞非自律細(xì)胞：結(jié)區(qū)細(xì)胞按0期去極化速度慢反應(yīng)細(xì)胞快反應(yīng)細(xì)胞非自律細(xì)胞：心房肌、心室肌細(xì)胞第5頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四一、心肌細(xì)胞的跨膜電位及其形成機(jī)制靜息電位(restingpotential,RP)

動(dòng)作電位(actionpotential,AP)第6頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四（一）工作心肌細(xì)胞的的跨膜電位及其形成機(jī)制第7頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

(1)幅度：-80～-90mV(2)機(jī)制：

a.內(nèi)向整流鉀通道(inwardrectifierK+channel)Ik1通道(非門控性通道，但受膜電位的影響）

b.鈉背景電流(Na+backgroundcurrent)

c.泵電流(pumpcurrent)

(3)結(jié)果：接近EK，但比EK略小

1.心室肌細(xì)胞RP的形成機(jī)制

第8頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

2.心室肌細(xì)胞AP的形成機(jī)制：

0期0期1～2ms，120mV，Vmax200～400V/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，2023年，2月20日，星期四快Na+通道失活+激活（-30mV）Ito通道一過性外向電流流（K+）

1期（快速復(fù)極初期）理早早早早早早第10頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四去極達(dá)-40mV時(shí)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，2023年，2月20日，星期四早期二者負(fù)載的跨膜電荷基本平衡，相互抵消，隨后L型Ca2＋通道失活，Ｉk

增強(qiáng)，并逐漸延續(xù)為3期是心肌動(dòng)作電位的主要特點(diǎn)第12頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四慢Ca2+通道失活+Ik

通道通透性增加↓K+再生式外流↓快速復(fù)極化至RP水平3期（快速復(fù)極末期）第13頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四因膜內(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(fù)正常離子分布。4期（靜息期）第14頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四小結(jié)：心室肌RP和AP的形成機(jī)制第15頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四工作細(xì)胞自律細(xì)胞工作細(xì)胞和自律細(xì)胞跨膜電位第16頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四(二)竇房結(jié)細(xì)胞(慢反應(yīng)自律細(xì)胞)的RP和AP的形成機(jī)制第17頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

0期：當(dāng)4期自動(dòng)去極化達(dá)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，2023年，2月20日，星期四慢反應(yīng)動(dòng)作電位慢反應(yīng)細(xì)胞

第19頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四3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(fù)極化。第20頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四4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(dòng)去極化第21頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四小結(jié)：慢反應(yīng)自律細(xì)胞的電位形成機(jī)制復(fù)極化至-60mV時(shí)If通道遞增性激活3期末Ik通道去激活關(guān)閉自動(dòng)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(dòng)去極達(dá)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，2023年，2月20日，星期四(三)浦肯野細(xì)胞(快反應(yīng)自律細(xì)胞)的電位1.機(jī)制：

0、1、2、3期：與心室肌細(xì)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(dòng)去極化2.特點(diǎn)：(1)0期去極化速快，幅度大(快反應(yīng))(2)4期自動(dòng)去極化速度比竇房結(jié)細(xì)胞的慢，故自律性低。第23頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四小結(jié)：快反應(yīng)自律細(xì)胞的電位形成機(jī)制

斷3期末K+通道的遞增性失活電位復(fù)極至-60mV時(shí)If通道的遞增性激活K+遞減性外流Na+遞增性內(nèi)流自動(dòng)去極達(dá)閾電位快Nａ+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(dá)－50mV時(shí)自動(dòng)關(guān)閉終止第24頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

快反應(yīng)自律細(xì)胞:0期去極速率快，4期有自動(dòng)去極化?？旆磻?yīng)非自律細(xì)胞:0期去極速率快，4期無自動(dòng)去極化。慢反應(yīng)自律細(xì)胞:O期去極速率慢,4期有自動(dòng)去極化。

第25頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四鉀通道Ito

一過性K＋外流，去極化達(dá)-30mV時(shí)開放，開放5-10ms關(guān)閉，參與快反應(yīng)細(xì)胞1期復(fù)極化，阻斷劑4－氨基吡啶內(nèi)向整流鉀通道:IK1

參與快反應(yīng)細(xì)胞靜息電位及3期復(fù)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(yīng)細(xì)胞2、3期復(fù)極化，自律細(xì)胞4期自動(dòng)去極化心肌細(xì)胞膜的離子通道第26頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四鈣通道L型鈣通道:

慢通道，閾電位-40mV，參與快反應(yīng)細(xì)胞平臺期、慢反應(yīng)自律細(xì)胞0期去極化，阻斷劑Mn2＋、維拉帕米T型鈣通道:

瞬時(shí)鈣通道，去極化達(dá)-50mV激活，阻斷劑Ni2＋，參與慢反應(yīng)自律細(xì)胞4期自動(dòng)去極化第27頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四鈉通道INa快通道閾電位-70mV，失活電位0mV，參與快反應(yīng)細(xì)胞0期去極化，阻斷劑河豚毒(TTX)

IfNa+為主的電流,復(fù)極化達(dá)－60mV激活，逐漸增強(qiáng)至－100mV最大，阻斷劑Cs＋，參與自律細(xì)胞4期自動(dòng)去極化第28頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

電生理特性興奮性excitability傳導(dǎo)性conductivity自律性autorhythmicity二、心肌細(xì)胞的生理特性第29頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

（一）興奮性Excitability1.影響興奮性因素

FactorsAffectingExcitability⑴靜息電位或最大復(fù)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(yuǎn)→需刺激閾值↑→興奮性↓第30頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

（一）興奮性Excitability1.影響興奮性因素

FactorsAffectingExcitability⑴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(yuǎn)→需刺激閾值↑→興奮性↓⑵閾電位水平上移→RP距閾電位遠(yuǎn)→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，2023年，2月20日，星期四

（一）興奮性Excitability1.影響興奮性因素

FactorsAffectingExcitability⑴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(yuǎn)→需刺激閾值↑→興奮性↓⑵閾電位水平上移→RP距閾電位遠(yuǎn)→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，2023年，2月20日，星期四

⑶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(dāng)時(shí)的膜電位水平和有關(guān)的時(shí)間進(jìn)程.靜息（備用）（關(guān)）激活（開）失活（關(guān)）復(fù)活復(fù)活：通道從失活狀態(tài)恢復(fù)到靜息狀態(tài)的過程第33頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四周期變化對應(yīng)位置機(jī)制(Na+通道)新AP產(chǎn)生能力有效不應(yīng)期去極→復(fù)極-60mV

絕對不應(yīng)期↓

-55mV完全失活狀態(tài)不能產(chǎn)生局部反應(yīng)期↓

-60mV剛開始復(fù)活相對不應(yīng)期↓能產(chǎn)生(但0期

-80mV大部復(fù)活幅度、傳導(dǎo)、時(shí)程超常期↓等較正常小)

-90mV基本恢復(fù)備用狀態(tài)同相對不應(yīng)期

2.興奮性的周期性變化第34頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四局部反應(yīng)期第35頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四①不發(fā)生強(qiáng)直收縮②期前收縮與代償間歇3.興奮性周期性變化與收縮的關(guān)系第36頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

期前收縮

prematuresystole：在心室肌的有效不應(yīng)期之后，下一次竇房結(jié)興奮到達(dá)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

compensatorypause：在一次期前收縮之后往往會(huì)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，2023年，2月20日，星期四在實(shí)驗(yàn)中觀察期前收縮與代償間歇的模擬圖落在不同時(shí)期的刺激對心臟收縮的影響第38頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四心肌細(xì)胞有效不應(yīng)期特別長(平均250ms)，一直延續(xù)到心肌細(xì)胞的舒張期開始之后，不會(huì)象骨骼肌那樣發(fā)生強(qiáng)直收縮，而始終作收縮和舒張的交替活動(dòng)，從而保證了心臟的泵血功能。心肌細(xì)胞有效不應(yīng)期長的臨床意義第39頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

（二）自動(dòng)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(dòng)地產(chǎn)生節(jié)律性興奮的特性。起源：心內(nèi)特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)（房室結(jié)的結(jié)區(qū)除外）第40頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

1.心臟的起博點(diǎn)

正常起搏點(diǎn)：竇房結(jié)潛在起搏點(diǎn)：房室束等傳導(dǎo)系統(tǒng)異位起博點(diǎn)：竇性心律：異位心律：竇房結(jié)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，2023年，2月20日，星期四竇房結(jié)對潛在起搏點(diǎn)的控制:搶先占領(lǐng)第42頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四竇房結(jié)對潛在起搏點(diǎn)的控制:高于固有頻率的刺激時(shí)，自律細(xì)胞就按外加刺激的頻率發(fā)生興奮，稱為超速驅(qū)動(dòng)。外加刺激停止后，自律細(xì)胞需經(jīng)一段靜止期后才逐漸恢復(fù)期自律性，這種現(xiàn)象稱為超速驅(qū)動(dòng)壓抑。第43頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四⑴4期自動(dòng)去極化速度

2.影響自律性的因素thresholdpotentialab第44頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四⑵最大復(fù)極電位水平

thresholdpotentialba第45頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四thresholdpotentialab⑶閾電位水平第46頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

（三）傳導(dǎo)性（Conductivity）

1.心臟內(nèi)興奮傳播的途徑和特點(diǎn)第47頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四(1)傳導(dǎo)途徑↓↓↓↓↓↓↓↓竇房節(jié)結(jié)間束房間束（優(yōu)勢傳導(dǎo)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，2023年，2月20日，星期四01234⑶傳導(dǎo)速度(m/s)心房肌優(yōu)勢傳導(dǎo)通路結(jié)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，2023年，2月20日，星期四心臟內(nèi)興奮傳播的特點(diǎn)：有快有慢

1.房室交界傳導(dǎo)最慢(房室延擱)

需時(shí)0.13s。

意義：保證心房和心室順序活動(dòng)和心室的足夠充盈2.心室內(nèi)傳導(dǎo)快，同步收縮，利于射血。第50頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四2.影響傳導(dǎo)的因素⑴結(jié)構(gòu)因素細(xì)胞直徑細(xì)胞縫隙連接第51頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四⑵生理因素膜反應(yīng)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，2023年，2月20日，星期四一、心肌收縮的特點(diǎn)

1.對細(xì)胞外Ca2＋的依賴性鈣觸發(fā)鈣釋放：由少量Ca2＋內(nèi)流引起細(xì)胞內(nèi)鈣庫釋放大量Ca2+的過程。[Ca2+]o↑→Ca2+內(nèi)流↑→肌縮力↑[Ca2+]o↓→Ca2+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(shí)驗(yàn)中，當(dāng)[Ca2+]o過高時(shí)→鈣僵第53頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四2.“全或無”式收縮心肌細(xì)胞之間存在縫隙連接，興奮可在細(xì)胞間迅速傳播，使所有心肌細(xì)胞幾乎同步發(fā)生收縮。3.不發(fā)生強(qiáng)直收縮：心肌細(xì)胞的有效不應(yīng)期特別長。第54頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

三、體表心電圖

Electrocardiogram

ECG：將引導(dǎo)電極置于身體一定部位，記錄整個(gè)心動(dòng)周期中心電變化（細(xì)胞的綜合電變化）的波形圖。第55頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四正常心電圖的波形及臨床意義第56頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四1.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(fù)極化4.QT間期：心室去極至復(fù)極5.ST段：心室肌細(xì)胞平臺期6.PR間期：興奮由心房傳到心室第57頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四心肌細(xì)胞動(dòng)作電位與心電圖的關(guān)系動(dòng)作電位 心電圖細(xì)胞內(nèi) 細(xì)胞外單個(gè)細(xì)胞 整個(gè)心臟的心肌細(xì)胞細(xì)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，2023年，2月20日，星期四心肌細(xì)胞的電生理特性興奮性excitability自律性autorhythmicity傳導(dǎo)性conductivity體表心電圖Electrocardiogram

小結(jié)收縮性contractivity第59頁，共68頁，2023年，2月20日，星期四

excitability興奮性

autorhythmicity自律性

conductivity傳導(dǎo)性

effectiverefractoryperiod有效不應(yīng)期

relativerefractoryperiod相對不應(yīng)期

supranormalperiod超常期

prematuresystole期前收縮

compensatorypause代償性間歇

pacemaker