生理血液循環(huán)心肌的生物電現(xiàn)象和生理特性

生理血液循環(huán)心肌的生物電現(xiàn)象和生理特性第1頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一

期中考試1.簡述動作電位的形成機制。2.簡述感受器的一般生理特性。3.簡述生理性止血的基本過程。4.簡述呼吸節(jié)律的調(diào)控機制。5.簡述學(xué)習(xí)記憶的基本機制。第2頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一第3頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一李勃興基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)教研室lihuang@QQ:53815986第六章血液循環(huán)第4頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一第六章血液循環(huán)第一節(jié)心肌的生物電現(xiàn)象和生理特性第三節(jié)心臟的射血與充盈第四節(jié)血管生理第二節(jié)心電圖第五節(jié)心血管功能的調(diào)節(jié)第六節(jié)微循環(huán)、組織液與淋巴循環(huán)第七節(jié)重要器官循環(huán)的特點第5頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)心肌的生物電現(xiàn)象和生理特性

一、心肌細(xì)胞的分類

根據(jù)心肌細(xì)胞的組織學(xué)、功能和電生理特性，可將心肌細(xì)胞分為兩類：（一）工作細(xì)胞與特殊分化的心肌細(xì)胞①工作細(xì)胞（非自律細(xì)胞）：心房肌、心室肌

有收縮性，興奮性、傳導(dǎo)性，無自律性②特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)（自律細(xì)胞）竇房結(jié)、房室交界（房結(jié)區(qū)、結(jié)區(qū)、結(jié)希區(qū)）、房室束（希氏束）左右束支、浦肯野纖維組成。

有自律性（結(jié)區(qū)除外）、興奮性、傳導(dǎo)性、無收縮性第6頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一心肌細(xì)胞的分類第7頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一（一）工作細(xì)胞的跨膜電位及其離子基礎(chǔ)

1.心室肌細(xì)胞靜息電位（RestingPotential，RP）

其RP約為-80mV～

-90mV

離子基礎(chǔ)：同神經(jīng)和骨骼肌一樣，接近Ｋ+的平衡電位。K電流Na、Cl、Ca背景電流泵電流（3Na+出，2K+入）第8頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一2.心室肌細(xì)胞的動作電位（ActionPotential，AP）心室肌細(xì)胞動作電位的幅度、波形、持續(xù)時間與神經(jīng)、骨骼肌明顯不同。①有平臺，升降支不對稱②持續(xù)時間長，復(fù)極緩慢（250-400ms）③有慢通道，多種離子參與復(fù)極第9頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一分期和形成機制去極化到閾電位（-70mV）→快Na+通道開放，出現(xiàn)再生性Na+內(nèi)流→

Na+順電-化學(xué)梯度進入細(xì)胞內(nèi)→去極化從-90mV→+30mV，約1ms快通道（fastchannel）快反應(yīng)細(xì)胞（fastresponsecell）快反應(yīng)動作電位（fastresponseactionpotential）去極化過程0期（phase0）

第10頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一復(fù)極化過程1、2、3期（phase1，2，3）

Phase1

快速復(fù)極初期

+30mV→0mV10ms

外向Ito（鉀電流transientoutwardcurrent）Phase2

平臺期

0mV左右100-150ms

內(nèi)向ICa-L外向IKPhase3

快速復(fù)極末期

0mv→-90mV100-150ms

外向IK第11頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一靜息期4期（phase4）恢復(fù)細(xì)胞內(nèi)外各種離子的正常濃度Na+泵Na+-Ca2+交換體3Na+入

1Ca2+出鈣泵第12頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一小結(jié)：?

0期（去極化期）：占時1~2mS

形成機制：Na+快速內(nèi)流（快Na+通道，可被TTX阻斷）?

1期（快速復(fù)極初期）：占時10ms

形成機制：Na+內(nèi)流迅速停止，Ｋ+外流（Ｋ+通道可被TEA、4-AP阻斷）?

2期（緩慢復(fù)極期、平臺期）：占時100~150mS

平臺期是區(qū)別于神經(jīng)和骨骼肌細(xì)胞動作電位的主要特征。第13頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一?2期的形成機制：Ca2+緩慢內(nèi)流、Ｋ+緩慢外流（L型鈣通道，可被Mn2+、維拉帕米等鈣拮抗藥阻斷）?

3期（快速復(fù)極末期）：占時100~150mS

形成機制：Ca2+內(nèi)流停止，Ｋ+外流加快?

4期（靜息期）形成機制：Na+—Ｋ+泵、Na+—Ca2+交換體，

3：23：１使離子分布恢復(fù)原態(tài)第14頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一動作電位小結(jié)恢復(fù)Na+、K+、Ca2+的分布第15頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一（二）自律細(xì)胞的跨膜電位及其離子基礎(chǔ)最大復(fù)極電位（Maximaldiastolicpotential，MDP）：自律細(xì)胞復(fù)極化達最大值的電位。4期自動去極化：是心肌自律細(xì)胞自動產(chǎn)生節(jié)律性興奮的基礎(chǔ)，是能夠自動產(chǎn)生興奮的原因。不同類型的自律細(xì)胞，4期自動去極化的離子本質(zhì)并不完全相同。第16頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一1.竇房結(jié)P細(xì)胞

P細(xì)胞是竇房結(jié)的起搏細(xì)胞，與心室肌細(xì)胞相比，其動作電位的特點：?分期為0、3、4期，無明顯的1、2期。?最大舒張電位-70mV，閾電位-40mV?0期去極化速度慢、幅度小、時程較長?

4期自動去極化速度快第17頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一形成機制：0期去極化：Ca2+內(nèi)流，（L型鈣通道）3期復(fù)極化：Ca2+內(nèi)流停止，k+外流4期自動去極化：機制較復(fù)雜，是多種離子流

共同作用的結(jié)果。目前認(rèn)為主要有兩種離子流：1.k+外流進行性衰減，形成背景內(nèi)向電流2.T型鈣通道激活，Ca2+內(nèi)流，激活L型鈣通道，又產(chǎn)生一次動作電位。第18頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一2.浦肯野細(xì)胞：其動作電位的形態(tài)和各期形成的離子基礎(chǔ)與工作細(xì)胞基本相同。所不同的是浦肯野細(xì)胞4期膜電位不穩(wěn)定，能自動去極化，產(chǎn)生另一個動作電位。故屬于自律細(xì)胞。形成機制：形成4期的自動去極化是隨時間而逐漸增加的內(nèi)向離子流，稱為If內(nèi)向離子流，又稱起搏電流。If通道也是Na+通道。第19頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一If通道與膜電位的關(guān)系：?

3期：膜電位達-60mV，If通道被激活而開放，達-100mV，If通道超極化激活?

4期：自動去極化?

0期：膜電位達-50mV（閾電位）產(chǎn)生一次動作電位的同時If通道失活而關(guān)閉。第20頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一第21頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一第22頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一第23頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一二、心肌細(xì)胞的生理特性

生理特性自律性興奮性傳導(dǎo)性電生理特性機械特性——收縮性第24頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一（一）自動節(jié)律性，簡稱自律性定義：心肌細(xì)胞在無外來刺激的情況下，能自動發(fā)生節(jié)律性興奮的特性。衡量自律性高低的指標(biāo)：頻率（次/分）1.心臟的起搏點竇房結(jié)＞房室交界＞房室束及左右束支＞浦肯野纖維

100次/分50次/分40次/分25次/分

竇房結(jié)是心臟的正常起搏點，稱竇性心律（50-90次/分）。第25頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一潛在起搏點：安全因素（備用）危險因素（異常節(jié)律）異位起搏點：交界性節(jié)律（40~60次/分）為次級起搏點。室性節(jié)律（15~40次/分）為三級起搏點。2.竇房結(jié)對潛在起搏點的控制方式◆搶先占領(lǐng)（capture）◆超速抑制（overdrivesuppression）

被動興奮＞固有興奮具有頻率依從性第26頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一搶先占領(lǐng)超速抑制第27頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一3.決定和影響自律性的因素◆

4期自動去極化速度兒茶酚胺(NE、E)加速竇房結(jié)細(xì)胞4期自動去極化速度，提高自律性，使心率加快。◆最大舒張（復(fù)極）電位與閾電位之間的差距迷走神經(jīng)興奮時釋放Ach可使竇房結(jié)自律降低細(xì)胞K＋外流增加，最大舒張電位絕對值增大，故自律性降低，心率減慢。第28頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一第29頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一NA可促進竇房結(jié)細(xì)胞If通道和Ca2+通道的開放，使If和ICa增大，4期自動去極化速度和自律性增高

Ach提高膜對K+的通透性，使4期膜對K+的通透性↑，K+外流衰減↓；Ach抑制If和L型Ca2+通道的開放，使4期自動去極化速度↓，自律性↓

第30頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一

（二）興奮性

（excitability）

心肌的興奮性是指心肌細(xì)胞對適宜刺激能夠產(chǎn)生興奮的能力或特性。

其興奮性高低用刺激的閾值來衡量，閾值大表示興奮性低；閾值小表示興奮性高。心肌興奮時興奮性的周期變化第31頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一心肌細(xì)胞動作電位與興奮性的變化第32頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一1.決定和影響興奮性的因素心肌細(xì)胞的興奮包括兩個過程：◆即從靜息電位去極化達到閾電位，◆激活Na+通道或Ca2+通道從而產(chǎn)生產(chǎn)生動作電位凡能影響這兩個過程的因素，都可影響心肌的興奮性。第33頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一（1）靜息電位（最大舒張電位）與閾電位之間的差值

RP絕對值↑→距閾電位遠(yuǎn)→需刺激閾值↑→興奮性↓

RP絕對值↓→距閾電位近→需刺激閾值↓→興奮性↑第34頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一閾電位水平上移→RP距閾電位遠(yuǎn)→需刺激閾值↑→興奮性↓閾電位水平下移→RP距閾電位近→需刺激閾值↓→興奮性↑第35頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一

（2）Na+通道的性狀

Na+通道所處的機能狀態(tài),是決定興奮性正常、低下和喪失的主要因素。以快反應(yīng)細(xì)胞為例，Na+通道具有備用(或靜息，resting)、激活（activation）和失活（inactivation）三種狀態(tài)。

備用激活→

失活→剛復(fù)活→漸復(fù)活→基本備用

‖‖‖‖‖

產(chǎn)生AP

絕對不應(yīng)期局部反應(yīng)期

相對不應(yīng)期

超常期

‖‖‖‖興奮性正常興奮性無興奮性低

興奮性高第36頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一心肌興奮性變化的主要特點：

◆有效不應(yīng)期長(平均200～250ms),相當(dāng)于心肌整個收縮期和舒張早期。是骨骼肌與神經(jīng)纖維的100倍和200倍。心肌有效不應(yīng)期的長短主要取決于2期（平臺期）。生理意義：

不發(fā)生強直收縮，實現(xiàn)心臟泵血功能。第37頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一

（3）期前收縮與代償間歇代償間歇：一次期前收縮之后所出現(xiàn)的一段較長的舒張期稱為代償性間歇。在下一次竇房結(jié)傳來的興奮到達之前，受到一次人工的刺激或異位節(jié)律點發(fā)放的沖動的作用,則心房肌和心室肌而可產(chǎn)生一次期前興奮，引起一次提前出現(xiàn)的收縮，稱期前收縮或早搏第38頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一◆期前收縮：指心肌比正常情況時提前發(fā)生的收縮，也稱早搏，為心律不齊的表現(xiàn)。產(chǎn)生原因：足夠大的額外閾上刺激恰好落于心室興奮的有效不應(yīng)期之后。◆代償間歇：因期前收縮而緊隨出現(xiàn)的一個較長的心室舒張期。產(chǎn)生原因：正常傳來的竇房結(jié)沖動又恰好落于期前收縮的有效不應(yīng)期之內(nèi)?！羯硪饬x：防止心臟發(fā)生強直收縮，維持正常節(jié)律。第39頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一（三）傳導(dǎo)性心肌具有傳導(dǎo)興奮的能力，稱傳導(dǎo)性。

心肌的興奮(動作電位)沿著心肌細(xì)胞膜向外擴布的特性。

傳導(dǎo)方式：局部電流。

傳導(dǎo)特點：①閏盤(縫隙連接)

②心臟特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)

心臟特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)具有起搏和傳導(dǎo)興奮的功能。興奮在心臟內(nèi)的傳播是通過心臟特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)完成的。第40頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一1.心臟內(nèi)興奮傳播的途徑和特點1.心臟內(nèi)興奮傳播的途徑第41頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一（2）心臟內(nèi)興奮傳導(dǎo)的特點及生理意義

傳導(dǎo)時間

心房內(nèi)---房室交界---心室內(nèi)(0.06s)(0.10s)(0.06s)特點：房-室延擱：利于心室的充盈和射血。第42頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一

（3）決定和影響心肌傳導(dǎo)性的因素不同心肌細(xì)胞之間比較，興奮傳導(dǎo)的速度與細(xì)胞直徑的粗細(xì)有關(guān)：直徑粗大→胞內(nèi)電阻小→傳導(dǎo)速度快直徑細(xì)小→胞內(nèi)電阻大→傳導(dǎo)速度慢在同一心肌細(xì)胞,興奮傳導(dǎo)快慢主要受局部電流形成和鄰近部位膜興奮性的影響。

1.動作電位0期去極化的速度和幅度

0期速度與鄰旁間產(chǎn)生局傳導(dǎo)新AP0期幅度→的電位差→部電流→速度→產(chǎn)生快高大大快易慢低小小慢不易第43頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一

2.鄰近未興奮部位膜的興奮性心肌細(xì)胞的興奮傳導(dǎo)是沿著細(xì)胞膜的興奮擴散的過程,只有鄰近未興奮部位膜的興奮性正常,興奮才能正常地傳導(dǎo)通過。（0期慢、小）減慢處于相對不應(yīng)期部分失活狀態(tài)處于絕對不應(yīng)期 失活狀態(tài) 阻滯鄰近部位膜興奮性 Na+通道狀態(tài) 傳導(dǎo)性第44頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一

二、心肌細(xì)胞的機械特性——收縮性

心肌工作細(xì)胞興奮時首先產(chǎn)生動作電位，然后再由電變化引起機械性收縮，這一特性，稱為收縮性。由心肌細(xì)胞的電變化誘發(fā)機械收縮的過程稱為興奮—收縮耦聯(lián)。這一過程包括下列三個步驟：①心肌細(xì)胞興奮產(chǎn)生的動作電位沿肌膜由橫管擴布到細(xì)胞內(nèi)部。②動作電位引起復(fù)極2期Ca2＋內(nèi)流以及細(xì)胞內(nèi)肌漿網(wǎng)Ca2＋的釋放。③胞漿內(nèi)增多的Ca2＋與心肌收縮蛋白的Ca2＋受體結(jié)合引起收縮反應(yīng)。第45頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一心肌收縮的特點（一）同步收縮（全或無式收縮）同步收縮，力量大，有利于心臟射血。（二）不發(fā)生強直收縮保持收縮后必有舒張的節(jié)律性活動，保證心臟射血和充盈過程的正常進行。（三）對細(xì)胞外Ca2+的依賴性細(xì)胞外液Ca2+濃度高，內(nèi)流增多，收縮力增強，反之Ca2+濃度若過低，則出現(xiàn)興奮－收縮脫耦聯(lián)。第46頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一影響心肌收縮性的因素1.血漿中的鈣濃度2.神經(jīng)和體液因素3.低氧和酸中毒第47頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一體表心電圖

每個心動周期中，由竇房結(jié)產(chǎn)生的興奮依次向心房和心室傳布。這種興奮的產(chǎn)生和傳布所出現(xiàn)的生物電變化，其傳播方向、途徑、順序和時間均有一定規(guī)律，是反映心臟各部分電生理活動的良好指標(biāo)，可作為臨床診斷心臟某些疾病的依據(jù)。這種電位變化可傳播到全身各處，用儀器把這種電位變化曲線記錄在圖紙上，就稱為心電圖(ECG)。第48頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一（一）心電圖的導(dǎo)聯(lián)描記心電圖時，在肢體或軀干一定部位安放電極（稱為引導(dǎo)電極），并用導(dǎo)線與心電圖機聯(lián)成電路，其導(dǎo)線的連接方法稱為導(dǎo)聯(lián)（lead）。目前，國際上通用導(dǎo)聯(lián)有標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，單極胸導(dǎo)聯(lián)V1、V2、V3、V4、V5、V6和加壓單極肢體導(dǎo)聯(lián)aVR、aVL、aVF共12個導(dǎo)聯(lián)。1.標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)（雙極導(dǎo)聯(lián)）

Ⅰ導(dǎo)聯(lián)右臂左臂標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)Ⅱ?qū)?lián)右臂左足

Ⅲ導(dǎo)聯(lián)左臂左足

2.加壓單極肢體導(dǎo)聯(lián)

aVR、aVL、aVF第49頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一V1V2V3V4V5第50頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一第51頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一（二）正常典型體表心電圖的波形及其意義

第52頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一

名稱時間（S）幅度（mV)意義

P波＜0.11

＜0.25