心臟的興奮功能1課件

1、第一章 心臟的興奮功能 心臟的興奮功能包括以跨膜離子活動(dòng)為基礎(chǔ)的電位變化,以及興奮所表現(xiàn)出的特性和產(chǎn)生的效應(yīng)。心臟興奮功能異?？尚纬尚穆墒С?。心臟電生理的研究主要在于闡明心臟興奮功能的基本概念，并探討心律失常的發(fā)生機(jī)制及防治原理。第一節(jié) 心臟電生理研究方法1、整體水平研究 在完整機(jī)體的表面或從特殊部位對(duì)心臟進(jìn)行觀察，所描記的電位變化稱為電圖，如：心電圖、希氏束電圖、竇房結(jié)電圖等。2、細(xì)胞水平研究 在原位心臟、離體心肌組織或單個(gè)心肌細(xì)胞的膜內(nèi)外進(jìn)行觀察，所描記的電位 變化稱為跨膜電位。常用的方法有： 1） 細(xì)胞內(nèi)微電極技術(shù)：用毛細(xì)玻璃管拉制微電極，尖端外徑可達(dá)0.5m以下，內(nèi)充以導(dǎo)電溶液，通過(guò)金

2、屬絲與示波器連接，應(yīng)用此技術(shù)可以描記和測(cè)量心肌細(xì)胞的跨膜電位，稱為細(xì)胞內(nèi)微電極技術(shù)。也稱為標(biāo)準(zhǔn)微電極技術(shù)?？捎糜谠隗w和離體的心肌細(xì)胞跨膜電位研究。2）電壓鉗制技術(shù) 在一小段心肌組織中，應(yīng)用細(xì)胞內(nèi)微電極，一方面通入外加電流使跨膜電位固定在一定水平，同時(shí)觀察跨膜電流的變化。該離子電流隨膜電位水平和時(shí)間進(jìn)程而改變，至于離子的性質(zhì)，可通過(guò)細(xì)胞外液中離子成分的變化或用同位素標(biāo)記離子加以判斷，該技術(shù)可以測(cè)量離子電流的性質(zhì)、程度和動(dòng)態(tài)變化。第二節(jié) 心肌細(xì)胞的跨膜電位和電生理特性 心肌細(xì)胞的跨膜電位包括安靜時(shí)的靜息電位和興奮時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)作電位。 心肌細(xì)胞的電生理特性：興奮性、傳導(dǎo)性、自律性。心肌細(xì)胞的分類： 工

3、作細(xì)胞：普通心房、心室肌細(xì)胞 功能：產(chǎn)生收縮活動(dòng)，維持心臟射血 自律細(xì)胞：位于心臟特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)的細(xì)胞 功能：產(chǎn)生興奮節(jié)律，維持心臟的節(jié)律性活動(dòng)。心室肌的RP和AP(二)心室肌RP和AP的形成機(jī)制1心室肌細(xì)胞RP形成機(jī)制（1）幅度：-90mV。 （2）機(jī)制：=K+平衡電位 條件：膜兩側(cè)存在濃度差： 膜通透性具選擇性：K+/Na+100/1 結(jié)果：K+順濃度梯度由膜內(nèi)向膜外擴(kuò)散，達(dá) 到K+平衡電位。 K+i K+o351Na+i Na+o114.5 2.心室肌細(xì)胞AP的形成機(jī)制： 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）快Na+通道：-70mV激活，持續(xù)1-ms

4、，特異性強(qiáng)(只對(duì)Na+通透)?？旆磻?yīng)細(xì)胞、快反應(yīng)電位。0期按任意鍵顯示動(dòng)畫22期：O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）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+阻斷劑如異搏定。2期Na+K+Ca2+K+按任意鍵顯示動(dòng)畫23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） 4期:因膜內(nèi)Na+和Ca2+ 升高,而膜外K+升高激活離子泵泵出Na+,泵入K+恢復(fù)正常離子分布。

5、3期Na+K+Ca2+K+K+泵按任意鍵顯示動(dòng)畫2泵3期 2.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 3.Na+通道的狀態(tài) Na+通道所處的機(jī)能狀態(tài),是決定興奮性正常、低下和喪失的主要因素,而通道處于何種狀態(tài)則取決于當(dāng)時(shí)的膜電位水平以及有關(guān)的時(shí)間進(jìn)程。有備有、激活和失活三種狀態(tài)。完全備用 失 活 剛復(fù)活 漸復(fù)活 基本備用 產(chǎn)生AP 絕對(duì)不應(yīng)期 局部反應(yīng)期 相對(duì)不應(yīng)期 超常期 興奮性正常 興奮性無(wú) 興奮性低 興奮性高(四)興奮性的周期性變化與收縮的關(guān)系 1.一次興奮過(guò)程中興奮性的周期性變化： 心肌細(xì)胞每次興奮后,其膜通道存在備用、激活、失活狀態(tài)和復(fù)活過(guò)程；

6、其興奮性也隨之發(fā)生相應(yīng)的周期性改變。心室肌興奮性的周期性變化程 因 周期變化 對(duì)應(yīng)位置 機(jī) 制 新AP產(chǎn)生能力有效不應(yīng)期 去極相復(fù)極相-60mV 不能產(chǎn)生 絕對(duì)不應(yīng)期： Na+通道處于 -55mV 完全失活狀態(tài) 局部反應(yīng)期： Na+通道 -60mV 剛開始復(fù)活 相對(duì)不應(yīng)期 Na+通道 能產(chǎn)生(但0期 -80mV 大部復(fù)活 幅度、傳導(dǎo)、時(shí)程超 常 期 Na+通道基本 等較正常小) -90mV 恢復(fù)到備用狀態(tài) 同相對(duì)不應(yīng)期 局部反應(yīng)期相對(duì)不應(yīng)期 心肌興奮時(shí)興奮性變化的主要特點(diǎn)是有效不應(yīng)期特別長(zhǎng)(平均250ms),相當(dāng)于心肌整個(gè)收縮期和舒張?jiān)缙?。它是骨骼肌與神經(jīng)纖維有效不應(yīng)期的100倍和200倍。這

7、一特性是保證心肌能收縮和舒張交替進(jìn)行,不出現(xiàn)強(qiáng)直收縮的生理學(xué)基礎(chǔ)。 有效不應(yīng)期的長(zhǎng)短主要取決于2期（平臺(tái)期）的長(zhǎng)短。 2.興奮性周期性變化與收縮的關(guān)系 心肌收縮是在肌膜AP觸發(fā)下,發(fā)生興奮-收縮耦聯(lián),引起肌絲滑行實(shí)現(xiàn)的。（1）不發(fā)生強(qiáng)直收縮 心肌的有效不應(yīng)期特別長(zhǎng),相當(dāng)于整個(gè)收縮期加舒張?jiān)缙?，任何刺激落在此期?nèi)，心肌都不會(huì)發(fā)生興奮反應(yīng)。 當(dāng)刺激頻率多數(shù)刺激落在有效不應(yīng)期內(nèi)，如落在相對(duì)不應(yīng)期內(nèi)，最多引起期前收縮，不會(huì)發(fā)生強(qiáng)直收縮。 二、心肌的自動(dòng)節(jié)律性 概念：心臟在離體和脫離神經(jīng)支配下，仍能自動(dòng)地產(chǎn)生節(jié)律性興奮和收縮的特性。 起源：心內(nèi)特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)（房室結(jié)的結(jié)區(qū)除外），其自律性竇房結(jié)房室交界心室

8、內(nèi)傳導(dǎo)組織。竇房結(jié)為正常起搏點(diǎn)，其它組織為潛在起搏點(diǎn)（搶先占領(lǐng)、超速抑制）。(一)自律細(xì)胞的跨膜電位及形成機(jī)制 1.竇房結(jié)細(xì)胞(慢反應(yīng)自律細(xì)胞)的電位 (1)電位特征： RP：不穩(wěn)定，能自動(dòng)去極 化，最大舒張電位。 AP：分0,3,4三個(gè)時(shí)期， 無(wú)1期和2期。（2）電位形成機(jī)制 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Ca2+Ca2+0期閾電位零電位按任意鍵顯示動(dòng)畫1、23期：慢鈣通道（Ica-L型）漸失活 + 激活鉀 通道（IK） Ca2+內(nèi)流+ K+外流 。K+Ca2+3期按任意鍵顯示動(dòng)畫1、24期：K+遞減性外流 + Na+遞增性內(nèi)流（If）+ Ca2+內(nèi)

9、流（Ica-T型鈣通道激活）緩慢自動(dòng)去極化K+Na+Ca2+4期按任意鍵顯示動(dòng)畫1、2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通道遞增性失活自動(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Ik 失活I(lǐng)f 激活61，故4期自動(dòng)去極If作用不大； 但若在超極化時(shí)，4期自動(dòng)去極If的作用為主要離子流成分。自我啟動(dòng)自我發(fā)展自我終止2.浦肯野細(xì)胞(快反應(yīng)自律細(xì)胞)的電位1.形成機(jī)制： 0、1、2、3期：與心

10、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）+ 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。（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。If通道：復(fù)極化的3期-60mV開始激活、-100mV充分激活，去極化的0期-50mV失活。是超極化激活、具有時(shí)間依從性的非特異性通道，不是快Na+通道，TTX不能阻斷?？?、慢反應(yīng)心肌細(xì)胞AP的特征比較 快反應(yīng)AP 慢反應(yīng)APAP波形分5個(gè)期： AP波形分3個(gè)期： 0、1、2、3、4期 0、3、4期電位幅度高 電位幅度低0期去極速度快 0期去極速度慢0期主要與Na+內(nèi)流有關(guān) 0期主要與Ca2+內(nèi)

11、流有關(guān)具有快、慢通道 只有慢通道（以快通道為主）RP大：-85mv-90mv RP?。?65mv-70mvRp穩(wěn)定（普通心肌細(xì)胞）Rp不穩(wěn)定（自律細(xì)胞） 不穩(wěn)定（自律細(xì)胞）（二）心肌的自動(dòng)節(jié)律性 因?yàn)樽月杉?xì)胞4期的自動(dòng)去極速率的不同，所以各部位的自律細(xì)胞的自律性高低不一： 竇房結(jié)-房室結(jié)-浦氏纖維（100次/分） （50次/分） （25次/分） 心肌自律性與心律的關(guān)系是：節(jié)律高者控制節(jié)律低者：節(jié)律高者具有1.搶先占領(lǐng)（搶先達(dá)到閾電位產(chǎn)生AP)和2.超速驅(qū)動(dòng)壓抑（搶先占領(lǐng)壓抑節(jié)律低者的“被動(dòng)”節(jié)律性興奮 ）的機(jī)制。 竇房結(jié)為正常起搏點(diǎn),其它自律組織為潛在起搏點(diǎn)或異位起搏點(diǎn)。 以竇房結(jié)為起搏點(diǎn)的心

12、律為竇性節(jié)律，以竇房結(jié)外為起搏點(diǎn)的心律為異位節(jié)律（結(jié)性心律、室性心律）。1.4期自動(dòng)去極化速度 （三）影響自律性的因素2.最大舒張電位水平 a.最大舒張電位水平低距閾電位近自動(dòng)去極化達(dá)到閾電位的時(shí)間短自律性高。b.最大舒張電位水平高距閾電位遠(yuǎn)自動(dòng)去極化達(dá)到閾電位的時(shí)間長(zhǎng)自律性低。a.自動(dòng)去極化速度快達(dá)到閾電位時(shí)間短自律性高。b.自動(dòng)去極化速慢達(dá)到閾電位的時(shí)間長(zhǎng)自律性低。3.閾電位水平在上述因素不變的前提下：閾電位水平 下移 上移 最大舒張電位閾電位 距離近 距離遠(yuǎn) 自動(dòng)去極化達(dá)到閾電位 時(shí)間短 時(shí)間長(zhǎng) 自律性高 自律性低 三、心肌的傳導(dǎo)性及興奮的傳導(dǎo)(一)心肌細(xì)胞的傳導(dǎo)性 1傳導(dǎo)原理：局部電流

13、。 閏盤(縫隙連接)為低電阻區(qū),局部電流很容易通過(guò)特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)。 2傳導(dǎo)特點(diǎn): 浦氏纖維最快室內(nèi)快同步收縮，利射血。 房室交界最慢房室延擱利于心房排空、心室充盈。 房室交界是傳導(dǎo)必經(jīng)之路，易出現(xiàn)傳導(dǎo)阻滯（房室阻滯）。3.傳導(dǎo)過(guò)程 竇 房 結(jié) 結(jié)間束 房間束（優(yōu)勢(shì)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4.傳導(dǎo)速度浦氏纖維(4m/s) 束支(2m/s) 心室肌(1m/s) 心房肌(0.4m/s) 結(jié)區(qū)(0.02m/s)傳導(dǎo)時(shí)間 心房?jī)?nèi)-房室交界-心室內(nèi)(0.06s) (0.1s) (0.06s) （二）影響傳導(dǎo)的因素1.細(xì)胞的直徑直徑粗大胞內(nèi)電阻小傳導(dǎo)速度快直徑細(xì)小胞

14、內(nèi)電阻大傳導(dǎo)速度慢（但在同一心肌細(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）2.0期去極化的速度和幅度 0期速度 與鄰旁間 產(chǎn)生局 RP距 新AP 傳導(dǎo) 0期幅度的電位差部電流閾電位產(chǎn)生速 快 高 大 大 近 易 快 慢 低 小 小 遠(yuǎn) 不易 慢 3.鄰旁部位細(xì)胞膜的興奮性 心肌細(xì)胞的興奮傳導(dǎo)是沿著細(xì)胞膜的興奮擴(kuò)散的過(guò)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(guò)。 （0期慢、?。?減慢處相對(duì)不應(yīng)期 部分失活狀態(tài)處絕對(duì)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4.靜息電位或最大舒張電位的水平 在一定范圍內(nèi)：RP絕對(duì)值大0期去極的速快、幅高傳導(dǎo)快RP絕對(duì)值小0期去極的速慢、幅低傳導(dǎo)慢5.閾電位水平 鄰旁部位 RP與 鄰旁部位 傳導(dǎo)閾電位水平 閾電位差 興奮性 速度 下移 小 易產(chǎn)生AP 快 上移 大 難產(chǎn)生AP 慢四、體表心電圖 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（