血液循環(huán)心肌細胞生理特性

血液循環(huán)心肌細胞生理特性一、自律性

自律性（autorhythmicity

）:

心肌細胞在無任何外來刺激的情況下，能自動地按一定的節(jié)律發(fā)生興奮的能力和特性，稱為自動節(jié)律性，簡稱自律性。1.自律性的概念

單位時間內(nèi)自動產(chǎn)生興奮的次數(shù)是衡量自律性高低的指標。

心肌細胞在一次興奮過程中，其興奮性也發(fā)生一系列的周期性變化。If內(nèi)向起搏電流特點：心肌興奮性周期變化的特點:有效不應(yīng)期長，約200～300ms，相當于心肌整個收縮期和舒張早期(骨骼肌的不應(yīng)期約2～3ms，神經(jīng)僅約1ms)。最大復(fù)極電位約為-90mV，其動作電位的0、1、2、3期的形態(tài)及離子機制與心室肌細胞相似，但有4期自動去極化。自動節(jié)律性興奮的基礎(chǔ):4期自動去極化。(1)心臟特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)有序快捷的傳導(dǎo)產(chǎn)生AP的局部電流傳播的距離4期自動去極化的離子基礎(chǔ):If內(nèi)向起搏電流未興奮區(qū)去極化達到閾電位的時間參與自動去極化后期的形成。③If在復(fù)極至-60mV時開始激活，至-100mV時完全激活。（1）靜息電位與閾電位之間的差值鈉通道效率是指去極化時鈉通道開放的速度和數(shù)量。竇房結(jié)P細胞生物電活動的形成機制(2)心臟內(nèi)的興奮傳導(dǎo)途徑因竇房結(jié)P細胞缺乏Ik1通道，膜對K+的通透性相對較低，PNa相對高，故最大復(fù)極電位小心臟各部位的心肌細胞傳導(dǎo)性能并不相同，興奮在各部位的傳導(dǎo)速度也不相等。房室交界處的房室延擱現(xiàn)象血漿中Ca2+的濃度：一定范圍內(nèi)[Ca2+濃度]升高收縮性增強。這種搶先占領(lǐng)的方式是自律性高的組織控制自律性低的組織的主要方式。竇房結(jié)房室交界房室束浦氏纖維100次/分50次/分40次/分25次/分依次降低不同自律細胞的自律性:異位心律：2.心臟的正常起搏點

正常起搏點：其他自律組織的自律性較低，通常處于竇房結(jié)的控制之下，其本身的自律性并不表現(xiàn)，只起傳導(dǎo)作用。竇性心律：異位起搏點：潛在起搏點：竇房結(jié)在竇房結(jié)控制下的心臟節(jié)律性活動。潛在起搏點控制部分或整個心臟的活動。由竇房結(jié)以外的部位為起搏點的心臟活動。3.竇房結(jié)對潛在起搏點的控制方式

①搶先占領(lǐng)（capture）

②超速驅(qū)動壓抑（overdrivesuppression）

搶先占領(lǐng)：由于竇房結(jié)自律性高于其它潛在起搏點，當潛在起搏點4期限自動去極化尚未達到閾電位水平時，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。這種搶先占領(lǐng)的方式是自律性高的組織控制自律性低的組織的主要方式。

超速驅(qū)動壓抑自律細胞高的組織對自律低的組織的直接抑制作用，稱超速驅(qū)動壓抑。自律細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。當外來超速驅(qū)動刺激停止后，自律細胞不能立即恢復(fù)其固有自律性活動，需經(jīng)一段時間才恢復(fù)其自律性。自律細胞復(fù)極化達最大復(fù)極復(fù)極電位后，立即開始自動去極化，當達閾電位時，則引起又一次動作電位，如此周而復(fù)始，就不斷有節(jié)律性興奮發(fā)放。自動節(jié)律性興奮的基礎(chǔ):4期自動去極化。4.自律性形成的原理（1）浦肯野細胞

最大復(fù)極電位約為-90mV，其動作電位的0、1、2、3期的形態(tài)及離子機制與心室肌細胞相似，但有4期自動去極化。

4期自動去極化的離子基礎(chǔ):

If內(nèi)向起搏電流If內(nèi)向起搏電流特點：①隨時間而逐漸增強的內(nèi)向離子電流。

②

If主要為Na+(也有少量K+),但不同于快Na+通道。

③

If在復(fù)極至-60mV時開始激活，至-100mV時完全激活。

④

If在0期去極化至-50mV時因通道的失活而終止。

⑤

If可被銫(Cs)所阻斷，而對河鲀毒素不敏感。

（2）竇房結(jié)P細胞

Ik激活

Ik失活

IfICa-TICa-LICa-L因竇房結(jié)P細胞缺乏Ik1通道，膜對K+的通透性相對較低，PNa相對高，故最大復(fù)極電位小MRPAP

0期去極:

L型Ca2+通道激活,Ca2+內(nèi)流。由于L型Ca2+通道激活、失活緩慢，故0期去極化緩慢，持續(xù)時間長

3期復(fù)極:

L型Ca2+通道逐漸失活，Ca2+內(nèi)流相應(yīng)減少，及IK通道的開放，K+外流增加。

竇房結(jié)P細胞生物電活動的形成機制

最大復(fù)極電位約為-90mV，其動作電位的0、1、2、3期的形態(tài)及離子機制與心室肌細胞相似，但有4期自動去極化。此外，局部電流通過低電阻的閏盤，引起相鄰細胞的興奮。心室內(nèi)傳導(dǎo)系統(tǒng)的傳導(dǎo)速度最快因此，心肌興奮收縮耦聯(lián)所需的Ca2+除從終末池釋放外，還需由細胞外液的Ca2+通過肌膜和橫管膜內(nèi)流。決定和影響自律性的因素細胞直徑大，橫截面積大，電阻小，興奮傳導(dǎo)快。未興奮區(qū)去極化達到閾電位的時間④If在0期去極化至-50mV時因通道的失活而終止?？霳a+通道已基本復(fù)活到備用狀態(tài)，膜電位的水平比靜息電位更接近閾電位，故興奮性高。最大復(fù)極電位約為-90mV，其動作電位的0、1、2、3期的形態(tài)及離子機制與心室肌細胞相似，但有4期自動去極化。快反應(yīng)細胞，動作電位0期去極化的速度和幅度又取決于鈉通道的效率。局部電流形成速度（relativerefractoryperiod,RRP）(2)心臟內(nèi)的興奮傳導(dǎo)途徑房室交界處的房室延擱現(xiàn)象心肌細胞興奮時有效不應(yīng)期特別長，平均200-300ms，相當于整個收縮期和舒張早期。心肌細胞的收縮對細胞外液的Ca2+有明顯的依賴性。心肌的興奮性和其它可興奮細胞一樣，表現(xiàn)為受刺激后產(chǎn)生動作電位的能力。（2）離子通道的性狀（2）最大復(fù)極電位與閾電位之間的差距:4期自動去極化

IK：逐漸關(guān)閉ICa-T：4期自動去極化到-50mV時激活.參與自動去極化后期的形成。If:If不能充分激活，在P細胞4期自動去極化中作用不大。

5.決定和影響自律性的因素（2）最大復(fù)極電位與閾電位之間的差距:（1）4期自動去極化速度：間差距小，自律性增高。

4期自動去極化速度增快，自律性增高。4期自動去極化的速度快慢到達閾電位所需時間縮短延長單位時間爆發(fā)AP的次數(shù)多少自律性最大復(fù)極化電位水平小與閾電位差距大二、興奮性

心肌的興奮性和其它可興奮細胞一樣，表現(xiàn)為受刺激后產(chǎn)生動作電位的能力。其興奮性高低也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。

1.一次興奮過程中興奮性的周期性變化心肌細胞在一次興奮過程中，其興奮性也發(fā)生一系列的周期性變化。表現(xiàn)為對第二個刺激的反應(yīng)能力而發(fā)生規(guī)律性的改變。這種興奮性的周期變化主要是由于膜電位的變化引起離子通道的狀態(tài)發(fā)生變化的結(jié)果。以心室肌細胞為例，分析其興奮性的變化。

（1）有效不應(yīng)期（2）相對不應(yīng)期（3）超常期（supernormalperiod,SNP

）

絕對不應(yīng)期（ARP）局部反應(yīng)期（effectiverefractoryperiod,ERP）

（relativerefractoryperiod,RRP

）

ERPARP局部反應(yīng)期

分期（1）有效不應(yīng)期（2）相對不應(yīng)期（3）超常期不應(yīng)期的實質(zhì)是由于膜電位過低，Na+通道處于完全失活狀態(tài)或復(fù)活的數(shù)目太少。此期的膜電位已基本恢復(fù)，Na+通道已部分復(fù)活，興奮性有所恢復(fù)，但仍低于正常。

從去極開始到復(fù)極膜電位達-60mV這段時期膜電位-60mV復(fù)極到-80mV這段時間內(nèi)機制膜電位從-80mV到-90mV的時期快Na+通道已基本復(fù)活到備用狀態(tài)，膜電位的水平比靜息電位更接近閾電位，故興奮性高。特點心肌興奮性周期變化的特點:有效不應(yīng)期長，約200～300ms，相當于心肌整個收縮期和舒張早期(骨骼肌的不應(yīng)期約2～3ms，神經(jīng)僅約1ms)。

心肌不會像骨骼肌那樣產(chǎn)生完全強直收縮，始終保持著收縮和舒張交替的節(jié)律活動，這是實現(xiàn)心臟泵血功能的重要前提。

意義特點和意義2.決定和影響心肌興奮性的因素

（1）靜息電位與閾電位之間的差值（2）離子通道的性狀

靜息電位↑→距閾電位遠→需刺激閾值↑→興奮性↓（1）靜息電位與閾電位之間的差值靜息電位↓→距閾電位近→需刺激閾值↓→興奮性↑靜息電位水平閾電位下移→靜息電位距閾電位近→興奮性↑閾電位水平閾電位上移→靜息電位距閾電位遠→興奮性↓(如血鈣升高)（2）Na+通道的狀態(tài)

Na+通道有備用、激活和失活三種狀態(tài)，取決于膜電位和通道狀態(tài)變化的時間過程。細胞膜上大部分鈉通道是否處于備用狀態(tài)，是該心肌是否具有興奮性的前提。3.期前收縮和代償間歇期前收縮：心室肌在有效不應(yīng)之后受到一次額外的（人工或病理）刺激，可產(chǎn)生一次額外的興奮和收縮，由于它發(fā)生在下一次竇房結(jié)興奮所產(chǎn)生的正常收縮之前，所以稱為期前收縮。代償間歇：一次期前收縮之后，往往有一段較長的心室舒張期。三、傳導(dǎo)性由于心肌興奮部位和鄰近安靜部位的膜之間發(fā)生電位差，產(chǎn)生局部電流，從而使安靜部位興奮；此外，局部電流通過低電阻的閏盤，引起相鄰細胞的興奮。1.心肌細胞的傳導(dǎo)性——電傳導(dǎo)2.

心臟內(nèi)興奮傳導(dǎo)的途徑和特點

(1)心臟特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)有序快捷的傳導(dǎo)

竇房結(jié)的興奮經(jīng)過特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)，依次使其它心肌細胞發(fā)生興奮。

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。竇房結(jié)分化較原始的P細胞是心臟起搏細胞。竇房結(jié)

↓

心房肌

↓

房室交界

↓

房室束及左右束支

↓

浦肯野細胞

↓

心室肌(2)心臟內(nèi)的興奮傳導(dǎo)途徑

(3)心臟內(nèi)興奮傳播的特點

心臟各部位的心肌細胞傳導(dǎo)性能并不相同，興奮在各部位的傳導(dǎo)速度也不相等。

竇房結(jié)

心房肌

（優(yōu)勢傳導(dǎo)通路）

房室交界（結(jié)區(qū)）

房室束

左右束支

浦氏纖維網(wǎng)

心室肌

心室內(nèi)傳導(dǎo)系統(tǒng)的傳導(dǎo)速度最快

心室內(nèi)傳導(dǎo)系統(tǒng)的傳導(dǎo)速度比心室肌的傳導(dǎo)速度快得多，且末梢浦肯野纖維呈網(wǎng)狀分布于心室壁，使由房室交界傳入心室的興奮能迅速傳遍左、右心室，保證全部心室肌幾乎完全同步收縮，產(chǎn)生較好的射血效果。

意義房室交界處的房室延擱現(xiàn)象房室延擱:意義

避免了心房和心室收縮的重疊，使心室在收縮前有充分的血液充盈，有利于心室的射血。

興奮在房室交界處的傳導(dǎo)速度極慢，興奮傳導(dǎo)約需秒，延擱時間延長。

3.影響傳導(dǎo)性的因素（1）結(jié)構(gòu)因素：細胞直徑大，橫截面積大，電阻小，興奮傳導(dǎo)快。心肌細胞粗細細胞內(nèi)電阻小大局部電流大小傳導(dǎo)速度快慢0期除極化速度和幅度（2）電生理因素：鄰近部位膜的興奮性0期去極化速度局部電流形成速度未興奮區(qū)去極化達到閾電位的時間縮短傳導(dǎo)速度0期去極化幅度局部電流形成強度產(chǎn)生AP的局部電流傳播的距離傳導(dǎo)速度0期除極化速度和幅度快反應(yīng)細胞，動作電位0期去極化的速度和幅度又取決于鈉通道的效率。鈉通道效率是指去極化時鈉通道開放的速度和數(shù)量。膜電位水平鄰近部位膜的興奮性膜電位和閾電位間差距傳導(dǎo)速度快鄰近部位膜的興奮性

心肌細胞收縮原理是通過粗細肌絲滑行完成的。在發(fā)生興奮時，肌膜產(chǎn)生動作電位，然后通過興奮收縮耦聯(lián)，引起肌絲滑行，從而使整個肌細胞收縮。心肌細胞的收縮與骨骼肌細胞相比有其自身的特點。四、收縮性同步收縮效果好，力量大，有利于心臟射血。

1．同步收縮(全或無式收縮)

心房和心室內(nèi)特殊傳導(dǎo)組織的傳導(dǎo)速度快，心肌細胞之間的閏盤電阻低。（一）心肌收縮的特點2．不發(fā)生強直收縮

心肌細胞興奮時有效不應(yīng)期特別長，平均200-300ms，相當于整個收縮期和舒張早期。

心肌始終保持收縮后必有舒張的節(jié)律性活動，從而保證心臟的射血和充盈的正常進行。3．對細胞外C