心臟的電生理學(xué)及生理特性

1、關(guān)于心臟的電生理學(xué)及生理特性第1頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三（一）根據(jù)組織學(xué)與電生理學(xué)的特點(diǎn)分為：工作細(xì)胞（執(zhí)行收縮功能）心房肌細(xì)胞心室肌細(xì)胞 自律細(xì)胞（產(chǎn)生和傳導(dǎo)興奮）竇房結(jié)細(xì)胞 浦肯野纖維細(xì)胞（二）根據(jù)心肌細(xì)胞動(dòng)作電位去極化的快慢分為：快反應(yīng)細(xì)胞（去極化速度和幅度大）心房、心室肌、浦肯野細(xì)胞慢反應(yīng)細(xì)胞（去極化速度和幅度?。└]房結(jié)和房室結(jié)細(xì)胞一、心肌細(xì)胞的分類第2頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三第3頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三第4頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三二、心肌電活動(dòng)的離子

2、基礎(chǔ)（一）工作細(xì)胞的跨膜電位及離子機(jī)制靜息電位動(dòng)作電位（二）自律細(xì)胞的跨膜電位及離子機(jī)制第5頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三靜息電位：即K+平衡電位。心機(jī)工作細(xì)胞（心房、心室肌細(xì)胞）的靜息電位穩(wěn)定，為-80-90mV靜息電位產(chǎn)生的離子機(jī)制：由K外流引起K平衡電位而產(chǎn)生。（一）工作細(xì)胞的跨膜電位及其離子機(jī)制（以心室肌細(xì)胞為例）第6頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三與神經(jīng)細(xì)胞動(dòng)作電位比較神經(jīng)細(xì)胞動(dòng)作電位心室肌細(xì)胞動(dòng)作電位心室肌動(dòng)作電位有一個(gè)平臺(tái)期第7頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三心肌細(xì)胞動(dòng)作電位分期0期：去極化期1期：快

3、速?gòu)?fù)極初期2期：平臺(tái)期3期：快速?gòu)?fù)極末期4期：靜息期心室肌細(xì)胞動(dòng)作電位第8頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三1）去極化期：-90mV +30mV2）閾電位：-70mV3）時(shí)間：約1ms4）產(chǎn)生機(jī)制：Na+內(nèi)流，形成快鈉內(nèi)向電流 1、 0期第9頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三 0期產(chǎn)生機(jī)制刺激靜息電位（RP）閾電位足夠的快Na+通道開放Na+正反饋性內(nèi)流Na+平衡電位第10頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三1）快速?gòu)?fù)極初期:+30mV 0mV2）時(shí)間：約10ms3）形成機(jī)制：心肌細(xì)胞膜對(duì)鈉離子的通透性迅速下降，加上快鈉通道

4、關(guān)閉，鈉離子停止內(nèi)流。同時(shí)膜外鉀離子快速外流，造成膜內(nèi)外電位差，與0期構(gòu)成鋒電位。2、 1期第11頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三1期產(chǎn)生機(jī)制快Na+通道失活激活I(lǐng)to通道K+快速外流快速?gòu)?fù)極初期第12頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三1）平臺(tái)期：0mv左右2）時(shí)間：約100-150ms3）Ca2+通道、K+通道開放；Ca2+緩慢內(nèi)流與K+外流處 于平衡狀態(tài)。3、 2期第13頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三2期產(chǎn)生機(jī)制Ca2+通道、K+通道開放；Ca2+緩慢內(nèi)流與K+外流處 于平衡狀態(tài)。第14頁，共35頁，2022年，

5、5月20日，15點(diǎn)50分，星期三1）快速?gòu)?fù)極末期:0mV -90mV2）產(chǎn)生機(jī)制：鈣離子通道失活，鈣離子停止內(nèi)流，此時(shí)心肌細(xì)胞膜對(duì)鉀離子的通透性恢復(fù)并增高，鉀離子迅速外流，膜電位恢復(fù)到靜息電位（內(nèi)負(fù)外正）完成復(fù)極化過程。4、 3期第15頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三1）靜息期：膜電位基本穩(wěn)定在靜息電位。2）形成機(jī)制：通過鈉-鉀泵和鈣-鈉離子交換作用，將內(nèi)流的鈉離子和鈣離子排出膜外，將外流的鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)入膜內(nèi)，使細(xì)胞內(nèi)外離子分布恢復(fù)到靜息狀態(tài)水平，從而保持心肌細(xì)胞正常的興奮性 Na+- K+泵（3:2） 5、4期第16頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，

6、星期三（二）自律細(xì)胞的跨膜電位及離子機(jī)制竇房結(jié)P細(xì)胞跨膜電位及產(chǎn)生機(jī)制第17頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三心室肌細(xì)胞動(dòng)作電位竇房結(jié)P細(xì)胞動(dòng)作電位-70mV-40mV心室肌細(xì)胞與竇房結(jié)細(xì)胞動(dòng)作電位比較最大區(qū)別： 竇房結(jié)細(xì)胞動(dòng)作電位4期發(fā)生了自動(dòng)去極，在自動(dòng)去極基礎(chǔ)上產(chǎn)生新的動(dòng)作電位！第18頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三0期：Ca2+內(nèi)流，速度慢、時(shí)程長(zhǎng)、幅度小3期：Ca2+內(nèi)流停止，K+外流增強(qiáng)4期：a. K+外流進(jìn)行性衰減 b. Na+內(nèi)流進(jìn)行性加強(qiáng) c. Ca2+內(nèi)流增強(qiáng)P細(xì)胞動(dòng)作電位形成的離子基礎(chǔ)第19頁，共35頁，2022年，5月2

7、0日，15點(diǎn)50分，星期三三、心肌的生理特性興奮性Excitability傳導(dǎo)性Autorhythmicity自動(dòng)節(jié)律性Conductivity收縮性Contractility第20頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三(1)心肌細(xì)胞興奮性的周期變化心肌細(xì)胞在一次興奮過程中，興奮性發(fā)生周期性變化，該周期性變化包括有效不應(yīng)期、相對(duì)不應(yīng)期、超常期。與神經(jīng)纖維、骨骼肌細(xì)胞相比，心肌興奮性變化的特點(diǎn) 是：有效不應(yīng)期特別長(zhǎng)，相當(dāng)于收縮期加舒張?jiān)缙?。有效不?yīng)期特別長(zhǎng)的原因是心肌細(xì)胞的動(dòng)作電位有2期平臺(tái)期，復(fù)極緩慢。其意義是：心肌不會(huì)像骨骼肌那樣產(chǎn) 生完全強(qiáng)直收縮。1、興奮性（心肌具有在

8、受到刺激時(shí)產(chǎn)生興奮的能力）第21頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三（心肌細(xì)胞興奮性的周期變化（有效不應(yīng)期、相對(duì)不應(yīng)期和超常期)興奮性閾值有效不應(yīng)期0無窮大相對(duì)不應(yīng)期低于正常高于正常超常期高于正常低于正常衡量指標(biāo)：閾值Threshold第22頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三期前收縮與代償間歇在心房或心室的有效不應(yīng)期之后，下一次竇性節(jié)律興奮到達(dá)之前，受到竇房結(jié)以外的刺激，則心房或心室可產(chǎn)生一次提前出現(xiàn)的收縮，稱為期前收縮。期前收縮也有自 己的有效不應(yīng)期，在期前收縮之后的竇房結(jié)興奮傳到心房或心室時(shí)，常常落在此期前收縮的有效不應(yīng)期之內(nèi)，結(jié)果不能引起心房

9、或心室興奮和收縮。必須等到下一次 竇房結(jié)興奮傳來時(shí)，才能引起心房和心室興奮和收縮。所以在一次期前收縮之后，往往有一段較長(zhǎng)的舒張期，稱為代償間歇。第23頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三（2）影響心肌細(xì)胞興奮性的因素靜息電位與閾電位之間的差距：靜息電位下移或閾電位水平上移，均使二者間的差距加大，引起興奮所需刺激強(qiáng)度增大，興奮性下降；反之，興奮性升高。 鈉通道的狀態(tài)：Na+通道具有三種機(jī)能狀態(tài)，即備用、激活和失活。Na+通道處于何種狀態(tài)，取決于當(dāng)時(shí)膜電位的水平以及時(shí)間進(jìn)程。當(dāng)膜電位處于正常靜息水平時(shí)，Na+通道處于備用狀態(tài)，此時(shí)興奮性正常。當(dāng)膜電位從靜息電位去極化達(dá)閾電 位

10、時(shí)，大量Na+通道處于激活狀態(tài)，Na+大量?jī)?nèi)流，產(chǎn)生興奮。Na+通道激活后，迅速失活，此時(shí)興奮性為零。只有在膜電位恢復(fù)到原來的靜息電位時(shí)，Na +通道才完全恢復(fù)到備用狀態(tài)，其興奮性也恢復(fù)到正常。因此，Na+通道是否處于備用狀態(tài)，是細(xì)胞是否具有興奮性的前提。第24頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三2、傳導(dǎo)性（心肌細(xì)胞具有傳導(dǎo)興奮的能力，稱為傳導(dǎo)性）（1）心內(nèi)興奮傳導(dǎo)的途徑與特點(diǎn)：不同心肌細(xì)胞的傳導(dǎo)性是不同的，即興奮傳導(dǎo)速度不同。普通心房肌傳導(dǎo)速度較慢，優(yōu)勢(shì)傳導(dǎo)通路傳導(dǎo)速度較快，普肯耶纖維傳導(dǎo)速度最快，而房室交界的結(jié)區(qū)傳導(dǎo)速 度最慢。心房肌與心室肌之間有結(jié)締組織形成的纖維環(huán)

11、相隔，房室之間無直接的電聯(lián)系，心房的興奮不能直接傳給心室。房室交界是興奮傳人心室的唯一通路，而此 處侍導(dǎo)速度最慢，造成興奮傳導(dǎo)的房室延擱。由于房室延擱使得心房收縮結(jié)束后，心室才開始收縮，心室和心房不可能同時(shí)收縮。這對(duì)于心室的克盈和射血是十分 重要的。第25頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三（2）影響傳導(dǎo)性的因素1) 結(jié)構(gòu)因素：心肌細(xì)胞的直徑。心肌細(xì)胞的直徑房室交界結(jié)區(qū)的細(xì)胞直徑最小，傳導(dǎo)速度最慢；普肯耶纖維的直徑最大，傳導(dǎo)速度最快2) 生理因素：動(dòng)作電位0期去極化的速度和幅度： 0期去極化的幅度愈大，興奮部位與未興奮部位間的電位差也愈大形成的局部電流也越愈強(qiáng)，對(duì)未興奮部

12、位的影響也愈強(qiáng)，傳導(dǎo)也愈快。0期去極化的速度愈快，局部電流的形成也愈快，對(duì)未興奮部位的影響也愈快，傳導(dǎo)也愈快。鄰近未興奮部位膜的興奮：鄰近膜的靜息電位與閾電位之間的差距增大去極化達(dá)閾電位所需時(shí)間延長(zhǎng)，則興奮性降低興奮傳導(dǎo)速度減慢第26頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三3、自動(dòng)節(jié)律性（心肌細(xì)胞在沒有外來刺激的條件下，自動(dòng)地產(chǎn)生節(jié)律性興奮的特性）1）心臟的起搏點(diǎn)心 內(nèi)特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)中的自律細(xì)胞均具有自律性。其中竇房結(jié)細(xì)胞的自律性最高(100次/min)，房室交界次之(50次/min)，普肯耶纖維最低(25次/min)。正常起搏點(diǎn)：竇房結(jié)控制著整個(gè)心臟興奮和收縮。以竇房結(jié)為起搏

13、點(diǎn)的心臟節(jié)律性活動(dòng)稱為竇性節(jié)律。竇房結(jié)以外的自律細(xì) 胞在正常情況下，其自律性得不到表現(xiàn)，因此稱為潛在起搏點(diǎn)。潛在起搏點(diǎn)的自律性升高或竇房結(jié)的興奮傳導(dǎo)阻滯時(shí)，潛在起搏點(diǎn)可取代竇房結(jié)成為異位起搏點(diǎn)，控 制心臟的活動(dòng)。由異位起搏點(diǎn)引起的心臟節(jié)律稱為異位節(jié)律2）竇房結(jié)對(duì)潛在起搏點(diǎn)的控制機(jī)制(1) 搶先占領(lǐng) Capture(2) 超速抑制 Overdrive Suppression第27頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三3）影響自律性的因素4期自動(dòng)去極化速度：4期自動(dòng)去極化速度快，從最大復(fù)極電位到閾電位所需時(shí)間短，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生興奮次數(shù)多自律性高；反之，自律性低。最大復(fù)極電位與閾

14、電位之間的差距：最大復(fù)極電位上移或閾電位下移，均使二者間的差距減小，自動(dòng)去極化達(dá)閾電位所需時(shí)間縮短，自律性升高；反之，自律性降低。說明：（1）去極化速度(a，b)對(duì)自律性的影響（2）閾電位水平(TP1，TP2)和最大復(fù)極電位(c，d)對(duì)自律性的影響第28頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三4、收縮性（心肌能夠在肌膜電位觸發(fā)下產(chǎn)生收縮反應(yīng)）特點(diǎn)：1）心肌細(xì)胞收縮性明顯依賴于細(xì)胞外Ca2+。因?yàn)樾募〖?xì)胞肌質(zhì)網(wǎng)不發(fā)達(dá)，Ca2+儲(chǔ)存少，故血Ca2+濃度降低，影響心肌收縮。2）心肌收縮有“全或無”的特點(diǎn)。原因是心肌細(xì)胞間的閏盤區(qū)電阻小，興奮易通過。3）心肌不會(huì)發(fā)生強(qiáng)直收縮。原因是心

15、肌有效不應(yīng)期長(zhǎng)。第29頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三四、體表心電圖將測(cè)量電極放置在人體表面的一定部位記錄出來的心臟電變化曲線，就是臨床上記錄的心電圖第30頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三（1）心電圖的基本形成原理心肌細(xì)胞在靜息狀態(tài)時(shí)，膜外排列陽離子帶正電荷，膜內(nèi)排列同等比例陰離子帶負(fù)電荷，保持平衡的極化狀態(tài)，不產(chǎn)生電位變化。當(dāng)細(xì)胞一端的細(xì)胞膜受到刺激（閾刺激），其通透性發(fā)生改變，使細(xì)胞內(nèi)外正、負(fù)離子的分布發(fā)生逆轉(zhuǎn)，受刺激部位的細(xì)胞膜出現(xiàn)除極化，使該處細(xì)胞膜外正電荷消失而其前面尚未除極的細(xì)胞膜外仍帶正電荷，從而形成一對(duì)電偶（dipole）。電

16、源（正電荷）在前，電穴（負(fù)電荷）在后，電流自電深流入電穴，并沿著一定的方向迅速擴(kuò)展，直到整個(gè)心肌細(xì)胞除極完畢。此時(shí)心肌細(xì)胞膜內(nèi)帶正電荷，膜外帶負(fù)電荷，稱為除極（depolarization ）狀態(tài)。此后，由于細(xì)胞的代謝作用，使細(xì)胞膜又逐漸復(fù)原到極化狀態(tài)，這種恢復(fù)過程稱為復(fù)極（repolarization）過程，復(fù)極與除極先后程序一致，但復(fù)極化的電偶是電穴在前，電源在后，并較緩慢向前推進(jìn)，直至整個(gè)細(xì)胞全部復(fù)極為止（圖4-1-l）。第31頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三（2）. 正常典型體表心電圖波形的生理意義P波、QRS波群、T波、U波、PR間期、ST段、QT間期P波：在一個(gè)心動(dòng)周期中，首先出現(xiàn)的一個(gè)小而圓頓的波，它反映左、右兩心房的去極化過程。QRS波：繼P波之后，出現(xiàn)的一個(gè)短時(shí)程、較高幅度及波形尖銳的波群，反映的是左、右兩心室的去極化過程。T波：繼QRS波群后一個(gè)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)、波幅較低的向上的波。反映的是心室復(fù)極化過程。U波：在T波后0.020.04秒可能出現(xiàn)的一個(gè)低而寬的波，U波可能與浦肯野纖維網(wǎng)的復(fù)極化有關(guān)。PR間期：是從P波起點(diǎn)到QRS波起點(diǎn)之間的時(shí)程，反映興奮通過心房后在向心室傳導(dǎo)過程中的電位變化。第32頁，共35頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三PRsegmentQT期：QRS波起點(diǎn)到