動(dòng)物生理學(xué)課件：血液循環(huán)-心肌的生物電現(xiàn)象和生理特性

4.2 心肌的生物電現(xiàn)象和生理特性心肌細(xì)胞的類型及特征普通心肌細(xì)胞或工作細(xì)胞（Workingcell)——

心房和心室細(xì)胞特殊分化的心肌細(xì)胞或自律細(xì)胞（Rhythmiccell)——P細(xì)胞和浦肯野細(xì)胞4.2.1生物電現(xiàn)象*靜息電位：心肌細(xì)胞膜和神經(jīng)纖維膜一樣，膜兩側(cè)存在電位差，表現(xiàn)為外正內(nèi)負(fù)的極化狀態(tài)。膜內(nèi)為-90mv,也是由于K+外流所達(dá)到的平衡電位。*動(dòng)作電位：心肌細(xì)胞受到刺激產(chǎn)生興奮時(shí)，膜電位發(fā)生變化，產(chǎn)生動(dòng)作電位，共有０、１、２、３、和４五個(gè)時(shí)相組成了去極化和復(fù)極化過(guò)程?！窆ぷ骷?xì)胞動(dòng)作電位(Action

potential)心室肌的靜息電位和動(dòng)作電位0期按任意鍵顯示動(dòng)畫(huà)2快Na+通道：-70mV激活，持續(xù)1-２ms，特異性強(qiáng)(只對(duì)Na+通透)，阻斷劑(TTX)，激活劑(苯妥因鈉)0期：刺激↓RP↓↓閾電位↓激活快Na+通道↓Na+再生式內(nèi)流↓Na+平衡電位（0期）1期按任意鍵顯示動(dòng)畫(huà)2K+Na+K+通道：膜內(nèi)K+快速外流，形成瞬時(shí)的K+外向電流，膜內(nèi)電位迅速降低。1期：快Na+通道失活+激活K+通道↓外流↓快速?gòu)?fù)極化（1期）2期按任意鍵顯示動(dòng)畫(huà)2K+K+NaCa2++慢Ca2+通道：激活與失活比Na+通道慢，特異性不高：Ca2+

(53%)、Na+(27%)、K+(20%)都通透，阻斷劑：Mn2+和多種Ca2+阻斷劑(異搏定)2期：0期去極達(dá)-40mV時(shí)已激活慢Ca2+通道+激活I(lǐng)K通道↓Ca2+緩慢內(nèi)流與K+外流處于平衡狀態(tài)

↓緩慢復(fù)極化（2期=平臺(tái)期）3期○泵按任意鍵顯示動(dòng)畫(huà)2升高，K+K+K+○泵NaCa2++4期：因膜內(nèi)[Na+]和[Ca2+]而膜外[K+]升高→激活離子泵→泵出Na+和Ca2+，泵入K+→恢復(fù)正常離子分布3期：慢Ca2+通道失活+IK通道通透性↑↓K+再生式外流↓快速?gòu)?fù)極化至RP水平（3期）小結(jié)離子通道開(kāi)閉時(shí)間/效應(yīng)電位變化(mV)Na+0期/去極化-90~+30K+1-3期/復(fù)極化+30~-90Ca2+2期/去極化0Na+

-K+泵4期/離子平衡-90Ca2+-Na+泵4期/離子平衡-90Question?為什么心肌細(xì)胞動(dòng)作電位會(huì)出現(xiàn)骨骼肌和神經(jīng)動(dòng)作電位所沒(méi)有的“平臺(tái)期”呢？自律細(xì)胞的跨膜電位及其形成機(jī)制●快反應(yīng)自律性細(xì)胞（蒲肯野氏纖維）動(dòng)作電位：Action

potential

of

rapid

response

autorhythmiccell1）機(jī)制(mechanism)0、1、2、3期：心室肌細(xì)胞基本相似4期：為遞增性Na+為主的內(nèi)向離子流（If）+K+電流(Ik)所引起的自動(dòng)去極化遞減性外向2）特點(diǎn)(Characteristic)（1）0期去極化速度快，幅度大（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?！衤磻?yīng)自律性細(xì)胞（竇房結(jié)的P細(xì)胞）的動(dòng)作電位Action

potential

of

slow

responseautorhythmiccell1）去極化：

-70毫伏上升到

0毫伏機(jī)理：鈣離子緩慢內(nèi)流而去極化特點(diǎn)：是鈣離子內(nèi)流引起去極化，除極慢；幅度小Mechanism:0期零電位按任意鍵顯示動(dòng)畫(huà)1、2閾電位Ca2+Ca2+0期：當(dāng)4期自動(dòng)去極化達(dá)到閾電位→激活慢鈣通道（Ica-L型）→Ca2+內(nèi)流3期按任意鍵顯示動(dòng)畫(huà)1、2K+Ca2+）3期：鈣通道（Ica-L型）漸失活

+激活鉀通道（IK→Ca2+內(nèi)流↓+K+遞減性外流（因鉀通道的失活K+呈遞減性外流）4期按任意鍵顯示動(dòng)畫(huà)1、2K+Na+

Ca2+具“自我”啟動(dòng)→“自我”發(fā)展→“自我”終止的離子流現(xiàn)象4期：K+遞減性外流

+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4.2.2

心肌的電生理特性心肌組織具有興奮性、自律性、傳導(dǎo)性和收縮性4.2.2.1

興奮性（1）決定和影響興奮性的因素?靜息電位水平（靜息電位絕對(duì)值增大時(shí)，興奮性降低）?閾電位水平（閾電位水平上移，興奮性降低）?Na+通道的性狀（可表現(xiàn)為激活、失活和備用三種功能狀態(tài)。靜息電位水平（靜息電位絕對(duì)值增大時(shí)，引起興奮所需的刺激值增大，表現(xiàn)為心肌的興奮性降低）閾電位水平（閾電位水平上移，引起興奮所需的刺激值增大，興奮性降低）（2）心肌細(xì)胞興奮性的周期性變化①絕對(duì)不應(yīng)期和有效不應(yīng)期：絕對(duì)不應(yīng)期：指從動(dòng)作電位去極化（0期）開(kāi)始到復(fù)極化約達(dá)-55mv期間，由于膜電位過(guò)低，Na+通道失活。因此不論給予多大的刺激也不會(huì)使膜去極化而產(chǎn)生興奮，稱絕對(duì)不應(yīng)期。有效不應(yīng)期：-55mv─

-60mv期間，給心肌以非常強(qiáng)的刺激可使膜發(fā)生部分去極化而產(chǎn)生局部興奮但不會(huì)發(fā)生全面去極化而產(chǎn)生動(dòng)作電位。因此，從去極化的0期開(kāi)始到復(fù)極化至-60mv這一期間稱為有效不應(yīng)期，這段時(shí)間不能產(chǎn)生動(dòng)作電位②相對(duì)不應(yīng)期：從有效不應(yīng)期完畢

(約

-60mv)到復(fù)極化大部分完成

(約

-80mv)的這段時(shí)間稱相對(duì)不應(yīng)期。這一期內(nèi)，用超過(guò)閾強(qiáng)度的刺激可以引起膜發(fā)生去極化而產(chǎn)生動(dòng)作電位。③超常期：在相對(duì)不應(yīng)期之后

，到復(fù)極化完畢前一段時(shí)間內(nèi)

，大約從-80mv至-90mv稱為超常期，這一時(shí)期的膜電位比復(fù)極化完畢后更接近閾電位（-70mv)，且Na+通道已恢復(fù)到可被激活的狀態(tài)。單收縮肌肉單收縮曲線ab潛伏期bc收縮期cd舒張期潛伏期從施加單刺激到肌肉開(kāi)始收縮收縮期從肌肉收縮開(kāi)始到收縮到收縮的最高點(diǎn)舒張期從收縮的最高點(diǎn)到肌肉恢復(fù)靜息狀態(tài)刺激強(qiáng)度、刺激頻率與肌肉收縮的關(guān)系肌肉收縮反應(yīng)的大小取決于刺激的強(qiáng)度和刺激的頻率；增加刺激強(qiáng)度則參與收縮的運(yùn)動(dòng)單位增多；增加刺激頻率則形成收縮的總和（summation

ofcontraction）即收縮幅度加大。刺激頻率與肌肉的收縮①刺激頻率較低時(shí)，則產(chǎn)生一連串單收縮，即下一次刺激落在前一刺激引起的收縮結(jié)束后。②刺激頻率較高時(shí)，則產(chǎn)生不完全強(qiáng)直收縮，即下一個(gè)刺激落在前一刺激引起的收縮的舒張期，這時(shí)肌肉尚處于一定程度縮短或張力的基礎(chǔ)上進(jìn)行新的收縮，可描記出鋸齒形的收縮曲線，即不完全強(qiáng)直收縮。③刺激頻率再增加時(shí)，下一個(gè)刺激落在前一刺激引起收縮的收縮期，于是每次收縮的張力變化或長(zhǎng)度縮短完全融合或疊加起來(lái)，描記出的是平滑的收縮曲線，形成完全強(qiáng)直收縮。（3）心肌興奮性周期變化與收縮活動(dòng)的關(guān)系①心肌細(xì)胞由于興奮后有效不應(yīng)期特別長(zhǎng)，不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)直收縮，而骨骼肌會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)直收縮。②具有期前收縮和代償間歇4.2.2

心肌的生理特性

（續(xù)）心肌的自動(dòng)節(jié)律性：4.2.2.2１、普通心肌細(xì)胞：具有收縮性無(wú)自律性，主要執(zhí)行收縮功能。２、特殊分化心肌細(xì)胞（自律細(xì)胞）：具有自動(dòng)產(chǎn)生節(jié)律性的能力，組成心臟的特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)。4.2.2.3心臟的傳導(dǎo)性：心肌細(xì)胞本身具有傳導(dǎo)興奮的能力，同時(shí)心肌的機(jī)能合體性和心臟具有特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)是加速興奮傳導(dǎo)的基礎(chǔ)。4.2.2.4

心肌的收縮性：心肌的興奮性的變化情況與骨骼肌相比最大的特點(diǎn)是有效不應(yīng)期特別長(zhǎng)；收縮具有“全或無(wú)”方式和不發(fā)生強(qiáng)直收縮等特性。心肌的收縮性特點(diǎn)－－－－－與骨骼性比較－1*從整塊肌肉的收縮活動(dòng)來(lái)看：骨骼肌收縮強(qiáng)度的大小是由參加收縮的運(yùn)動(dòng)單位的多少來(lái)決定的。刺激強(qiáng)度大時(shí)，參與收縮運(yùn)動(dòng)單位數(shù)多，收縮的強(qiáng)度大；反之，參與收縮的運(yùn)動(dòng)單位少，收縮的強(qiáng)度就小。心肌則是一種功能性合胞體，只要刺激達(dá)到閾值引起某處興奮，或起搏點(diǎn)自動(dòng)發(fā)放興奮，此興奮就會(huì)迅速傳導(dǎo)整個(gè)心臟，引發(fā)一次近乎同步的收縮，故心肌的收縮具有“全或無(wú)”現(xiàn)象?！叭驘o(wú)”式收縮心肌的收縮性特點(diǎn)－－－－－與骨骼性比較－2不會(huì)產(chǎn)生完全強(qiáng)直收縮心肌的收縮性特點(diǎn)－－－－－與骨骼性比較－3骨骼肌心肌發(fā)生興奮后，通過(guò)興奮－收縮耦聯(lián)引起細(xì)胞內(nèi)粗、細(xì)肌絲相互滑行，使心肌纖維縮短，心肌收縮，即興奮－收縮耦聯(lián)和收縮機(jī)理這兩方面與骨骼肌基本相似。但Ca2+的來(lái)源有所不同，心肌細(xì)胞的肌質(zhì)網(wǎng)、終末池很不發(fā)達(dá)，容積小。因此貯存的Ca2+少，所以興奮－收縮耦聯(lián)過(guò)程中進(jìn)入肌漿的Ca2+僅一部分來(lái)自終末池，另一部分由細(xì)胞外液透過(guò)肌膜和橫管膜進(jìn)入肌漿。Ca2心肌收縮依賴外源性＋4.2.2.5心電圖概念：由于心肌的機(jī)能合體性，心臟搏動(dòng)時(shí)，數(shù)目