生理學(xué) 第二節(jié)心肌的生物電現(xiàn)象和生理特性(本科)

第二節(jié)

心肌的生物電現(xiàn)象和生理特性心肌細(xì)胞的類型（1）工作細(xì)胞(cardiacworkingcell)

分布：心房肌、心室肌細(xì)胞特點：有收縮性，無自律性（2）自律細(xì)胞(autorhythmiccell)

分布：竇房結(jié)、房室交界內(nèi)房結(jié)區(qū)和結(jié)希區(qū)、房室束及其分支和浦肯野細(xì)胞

特點：有自律性，無收縮性1.根據(jù)電生理學(xué)特性分為：心肌細(xì)胞的類型普通心?。汗ぷ骷?xì)胞特殊心?。鹤月杉?xì)胞、傳導(dǎo)系統(tǒng)中的非自律細(xì)胞2.根據(jù)功能分為：3.根據(jù)有否自律性分為：自律細(xì)胞非自律細(xì)胞4.根據(jù)ＡＰ.Ｏ期去極化速率分為：快反應(yīng)細(xì)胞慢反應(yīng)細(xì)胞一、心肌細(xì)胞的生物電現(xiàn)象（一）工作細(xì)胞的跨膜電位及其形成機(jī)制（一）工作細(xì)胞的跨膜電位及其形成機(jī)制（1）RP幅度：—90mV（2）機(jī)制：

K+外流引起的平衡電位1.靜息電位：*內(nèi)向整流鉀通道開放，內(nèi)向整流鉀電流（IK1）引起的平衡電位*存在鈉背景電流和鈉泵活動導(dǎo)致的泵電流。2.心室肌細(xì)胞的動作電位0膜電位(mV)-90043211期：快速復(fù)極初期)0期：快速去極化期2期：平臺期：心室肌AP持續(xù)時間較長的主要原因，區(qū)別于神經(jīng)或骨骼肌細(xì)胞AP的主要特征。3期：快速復(fù)極末期4期：靜息期

(穩(wěn)定于RP水平)

心室肌AP分期0期（1）0期：

膜電位由-90mV迅速上升到+30mV，歷時1-2ms。機(jī)制：膜去極化到TP水平，快鈉通道被激活，Na+內(nèi)向電流（INa），膜電位急劇上升到Na+平衡電位。TP心室肌細(xì)胞的快INa通道也可被河豚毒(tetrodotoxin，TTX)選擇性阻斷，但心肌細(xì)胞的INa通道對TTX的敏感性僅為神經(jīng)細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞的1／100～1／1000。鈉通道阻滯劑是臨床上常用的抗心律失常藥物，而TTX卻不能用作抗心律失常藥物。這是因為在全身使用TTX時，心肌細(xì)胞的INa通道尚未被阻滯，而神經(jīng)細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞的INa通道卻早已被阻滯；因而可危及生命。機(jī)制：是以K+為主要離子的瞬時外向電流（Ito）。1期（2）1期：

AP達(dá)到峰值后，膜內(nèi)電位迅速降到0mV左右，歷時l0ms。

TP（3）2期（平臺期）

膜內(nèi)電位降到0mV時，復(fù)極化過程基本停滯于0mV左右，歷時100-150ms。2期機(jī)制：

Ca2+緩慢而持久內(nèi)流和少量K+外流處于平衡狀態(tài)所致。TP3期機(jī)制：鈣通道已失活，K+大量外流，使復(fù)極化過程快速完成。

AP全過程歷時為250-300ms。（4）3期：

平臺期后，膜內(nèi)側(cè)電位迅速下降到-90mV，歷時100-150ms。TP（5）4期：

激活鈉鉀泵，泵出Na+泵入K+?！鸨?期Ca2+是由Na+-Ca2+交換體和鈣泵排出至胞外。心室肌細(xì)胞(快反應(yīng))AP離子機(jī)制小結(jié)0期：Na+內(nèi)流(快Na+通道)1期：K+一過性外向電流2期：Ca2+內(nèi)流，少量流鉀外流3期：K+外流4期：Na+-K+交換(Na+-K+泵);Na-Ca2+交換（二）自律細(xì)胞的電位自律細(xì)胞與非自律細(xì)胞跨膜電位的最大區(qū)別在于4期。工作細(xì)胞4期的膜電位是基本穩(wěn)定的；而自律細(xì)胞動作電位3期復(fù)極化末在達(dá)到最大復(fù)極電位后，4期的膜電位并不穩(wěn)定，而是立即開始自動去極化，當(dāng)去極化達(dá)閾電位水平時，即爆發(fā)一次新的AP。4期自動去極化是自律細(xì)胞產(chǎn)生自動節(jié)律性興奮的基礎(chǔ)。1.竇房結(jié)細(xì)胞的動作電位竇房結(jié)細(xì)胞AP特征：0期去極幅度小、速率慢；無明顯的復(fù)極1,2期；3期最大復(fù)極電位和TP絕對值??；4期自動去極速度快。（二）自律細(xì)胞的電位1.竇房結(jié)細(xì)胞AP形成機(jī)制：（1）去極化過程——0期：0期0期去極化過程由慢鈣通道介導(dǎo)的動作電位稱為慢反應(yīng)動作電位，因而竇房結(jié)P細(xì)胞屬于慢反應(yīng)細(xì)胞。當(dāng)4期自動去極化達(dá)到閾電位，激活慢鈣通道，引起Ca2+內(nèi)流。（2）復(fù)極化過程——3期：3期1.竇房結(jié)細(xì)胞AP形成機(jī)制：慢鈣通道逐漸失活，Ca2+內(nèi)流↓；鉀通道被激活，K+外流逐漸增加，形成了復(fù)極化。（3）自動去極化過程——4期：

-65mvICa-TIK激活I(lǐng)f04ICa-T0mvIK失活31.竇房結(jié)細(xì)胞AP形成機(jī)制：①K+遞減性外流

②Na+遞增性內(nèi)流；③Ca2+內(nèi)流2.浦肯野細(xì)胞的動作電位波形：快反應(yīng)自律細(xì)胞，AP波形及0,1,2,3期離子基礎(chǔ)與心室肌細(xì)胞相似。特點：4期電位不穩(wěn)定，存在自動去極化。機(jī)制：遞增性內(nèi)向電流If(Na+)及遞減性外向IK電流(K+)所致?？旆磻?yīng)細(xì)胞和慢反應(yīng)細(xì)胞⑴快反應(yīng)細(xì)胞：心房肌細(xì)胞、心室肌細(xì)胞、房室束和浦肯野細(xì)胞等。⑵慢反應(yīng)細(xì)胞：竇房結(jié)和房室交界的細(xì)胞

興奮性(excitability)傳導(dǎo)性(conductivity)自律性(autorhythmicity)

收縮性(contractility)電生理特性心肌細(xì)胞生理特性二、心肌的生理特性（一）興奮性1.心肌興奮性的周期性變化有效相對超常AP收縮絕對局部時間興奮性原因有效不應(yīng)期絕對不應(yīng)期局部反應(yīng)期

0期～復(fù)極至-60mv0期～-55mv-55mv～-60mv

0Na+通道失活少數(shù)Na+通道恢復(fù)相對不應(yīng)期-60～-80mv低部分Na+通道恢復(fù)超常期-80～-90mv高大部分Na+通道恢復(fù)一次興奮過程中興奮性的周期性變化（1）靜息電位或最大復(fù)極電位水平（2）閾電位水平2.影響興奮性的因素RPTP（3）0期去極的離子通道的性狀去極化復(fù)極化時間靜息態(tài)激活態(tài)失活態(tài)3.興奮周期性變化與心肌收縮關(guān)系（1）關(guān)系：心肌細(xì)胞有效不應(yīng)期長，延續(xù)到心肌舒張早期。決定了心室肌不會發(fā)生強(qiáng)直收縮。機(jī)械收縮AP（2）期前收縮與代償間歇竇性節(jié)律額外刺激3.興奮周期性變化與心肌收縮關(guān)系①期前收縮：心室肌在有效不應(yīng)期終結(jié)之后，受到人工的或潛在起搏點的異常刺激，可產(chǎn)生一次期前興奮，引起期前收縮。②代償間歇：由于期前興奮有自己的不應(yīng)期，因此

期前收縮后出現(xiàn)較長的心室舒張期，

這稱為代償間隙(二)自動節(jié)律性

概念：心肌細(xì)胞在沒有外來刺激的條件下，能夠自動地有節(jié)律性地發(fā)生興奮的特性。自動興奮頻率的高低是衡量自律性的指標(biāo)。特點：竇房結(jié)細(xì)胞為100次/min，自律性最高房室交界為50次/min，普肯耶纖維為25次/min，自律性最低。(一)自動節(jié)律性

1.心臟的起搏點

⑴正常起搏點：竇房結(jié)概念：竇房結(jié)以外部位的自律細(xì)胞受來自竇房結(jié)沖動的控制，本身的自律性表現(xiàn)不出來，稱為潛在起搏點在某些異常情況下,其他自律組織自律性升高可成為異位起搏點

，取代竇房結(jié)引發(fā)心房或心室的興奮和收縮。⑵潛在起搏點

(一)自動節(jié)律性

1.心臟的起搏點

⑴正常起搏點：竇房結(jié)2.竇性心律、異位心律竇性心律：由竇房結(jié)作為起搏點所形成的心臟搏動叫竇性心律。正常值：50~90次/min異位心律：交界性心律室性心律搶先占領(lǐng)：潛在起搏點4期自動去極化尚未達(dá)到閾電位水平時，已被竇房結(jié)傳來的沖動所激動而產(chǎn)生動作電位，其自身的自律性無法表現(xiàn)出來。3.竇房結(jié)細(xì)胞的起搏機(jī)制：超速驅(qū)動壓抑：當(dāng)自律細(xì)胞受到高于它的固有自律頻率的刺激時，按外加刺激的頻率發(fā)生興奮，稱為超速驅(qū)動。

3.竇房結(jié)細(xì)胞的起搏機(jī)制：4.影響自動節(jié)律性的因素（1）4期自動除極速度（2）最大復(fù)極電位與閾電位的差距（最重要的影響因素）(3)閾電位水平的變化：

當(dāng)TP下移，與最大復(fù)極電位之間差距縮小時，自律性增高。反之，則自律性降低。（三）傳導(dǎo)性

1.心臟內(nèi)特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)竇房結(jié)心房肌

房室結(jié)希氏束浦肯野纖維心室肌（三）傳導(dǎo)性

2.心臟內(nèi)興奮傳導(dǎo)的途徑和傳導(dǎo)速度

心房肌(0.4m/s)竇房結(jié)

0.05m/s

房室交界房室束浦肯野纖維心室肌

0.02~0.05m/s

1.5m/s

4.0m/s1m/s

特點：房室延擱：房室交界傳導(dǎo)速度慢。保證心房先收縮，心室后收縮，有利于心室充盈；心室內(nèi)傳導(dǎo)快（利于兩室的同步收縮和舒張——機(jī)能合胞體）傳導(dǎo)速度的比較部位速度纖維直徑房室束、束支浦氏纖維(最快)2-4m/S70微米心房及心室肌0.4-1m/S15微米房室交界（最慢）0.02-0.2m/S3微米3.決定和影響傳導(dǎo)性的因素（1）結(jié)構(gòu)因素：

細(xì)胞直徑大—傳導(dǎo)快（2）生理因素：

0期去極化的速度和幅度鄰近膜的興奮性

（四）收縮性——心肌收縮的特點有效不應(yīng)期特別長。1.同步收縮同步收縮力大，泵血效果好。2.不發(fā)生強(qiáng)直收縮3.依賴細(xì)胞外的Ca2+

在一定范內(nèi)[Ca2+]o↑→Ca2+內(nèi)流↑→肌縮力↑，否則反之。三、體表心電圖概念：

將引導(dǎo)電極置于身體一定部位，記錄整個心動周期中心電變化的波形圖。人體ECG記錄的方法（一）正常心電圖的波形及生理意義（一）正常心電圖的波形及生理意義心電圖各主要波段的意義P波——左右兩心房的去極化。P波小而圓鈍，0.08~0.11s，波幅0.22~0.25mV。QRS——左右兩心室的去極化。心電圖各主要波段的意義T波——兩心室復(fù)極化。

心電圖各主要波段的意義PR間期——房室傳導(dǎo)時間。QT間期——從QRS波開始到T波結(jié)束，反映心室肌除極和復(fù)極的總時間。與心率成反比。ST段——從QRS波結(jié)束到T波開始，反映心室各部分都處于去極化狀態(tài)。心電圖各主要波段的意義動作電位記錄的是單細(xì)胞細(xì)胞膜內(nèi)外的電位差心電圖記錄的整個心臟的生物電變化，是心肌細(xì)胞膜外電位在體表的綜合反映。心房：心房去極化對應(yīng)于P波；心房復(fù)極化對應(yīng)于PR段,并部分重疊于QRS波;心