工作细胞跨膜电位及其形成机制
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动作电位时程： 0期－3期 200ms～300ms
2020/11/3
18
➢ 4期，静息期： Na＋-K＋交换，Na＋-Ca2＋交换, Ca2＋泵
2020/11/3
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2020/11/3
20
（三）自律细胞的跨膜电位及其形成机制
最大复极电位 机制：4期出现净内向电流导致自动去极化
2020/11/3
IK
12
（二）工作细胞的跨膜电位及其形成机制
1．静息电位
表4-1 心肌细胞中各种主要离子的浓度及平衡电位值
2020/11/3
13
2. 动作电位
神2经020，/11骨/3 骼肌细胞动作电位
心室肌动作电位
14
➢ 0期，去极化期： Na＋通道激活，大量Na＋快速内流（INa）
2020/11/3
15
➢ 1期，快速复极初期： INa失活，K＋一过性外流（Ｉto）
工作细胞的跨膜电位及其形成机制
血液循环： 血液在心血管系统中按一定方向流动的过程。
心血管系统由心脏和血管组成
2020/11/3
2
循环的生理功能
➢ 完成体内的物质运输，使新陈代谢不断 进行。
➢ 运输内分泌的激素和体液因素，实现体 液调节。
➢ 参与机体内环境的稳定，防卫功能。
➢ 有内分泌功能，分泌心房钠尿肽、内皮 素等。
33
期前收缩 代偿间歇
2020/11/3
34
（二）自动节律性：
2020/11Biblioteka Baidu3
35
1.心脏的起搏点：
正常起搏点：窦房结 潜在起搏点：窦房结以外的自律组织正常不表现其自律
性，为潜在起搏点。
异位起搏点：某些情况下，潜在起搏点自律性表现出来， 控制部分心肌的兴奋跳动，称为异位起搏 点。
2020/11/3
16
➢ 2期，平台期：
K＋缓慢外流及缓慢的Ca2＋内流， 早期二者跨膜电荷基本平衡, 随后ＩC a－L失活，K＋外流 （Ｉk1，Ｉk ）增强，并逐渐延续为3期。
2020/11/3
17
➢ 3期，快速复极末期：
K＋外流（Ｉk1，Ｉk ），且具正反馈性质，使膜电 位越来越快地接近钾平衡电位。
2020/11/3
110mv 400V/s
70mv 10V/s
0.1V/s 23
窦房结细胞跨膜电位形成机制：
▪ 0期：L型钙通道开放，钙离子内流； ▪ 3期：钙通道失活，K＋外流，IK； ▪ 4期：自动去极化
• IK进行性减弱：复极化到-60mV，IK开始逐渐关闭，主要 • If：次要 • T型钙通道：4期去极化到-50mV时开放，Ca2+内流。
T型钙通道， : ICa-T
去极化- 50mV激活，失活快， 阻断剂Ni2＋，
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ICa-L
9
钾通道：
一过性外向电流，Ito （KA）：
去极化达-20mV激活， 激活失活快，
Ito
阻断剂4-AP，
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10
内向整流钾通道，IK1：
背景K＋电流，内向整流 阻断剂Ba2＋、Cs＋， 窦房结P细胞无此通道，
IK1
[K+]o影响通道的通透性。
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11
延迟整流钾通道，IK：
去极化明显时激活，内向整流 激活、失活慢， 阻断剂Ba2＋ E－4031 。
Ach激活钾通道，IK（Ach）： Ach通过M受体激活，K＋外流。
ATP敏感钾通道，IK（ATP） ： ATP缺乏开放，阻断剂格列本
脲。
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28
2．兴奋过程中兴奋性的周期性变化
▪ 有效不应期 • 绝对不应期：0期～3期-55mV，兴奋性为0，心肌对 任何刺激不发生任何反应，Na+通道失活； • 局部反应期：3期-55～-60mV，心肌可产生局部电 位，但绝不会产生动作电位， 其原因是膜电位 太低，N a通道 刚开始复活。
3期-80mV～-90mV，兴奋性高于正常。动作电位的速度 与幅度仍低于正常。
2020/11/3
31
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32
3．兴奋性周期性变化与收缩活动的关系
心肌的有效不应期特别长，一直持续到舒张早期之后，在此之前，不会第二个
兴奋和收缩，这使得心肌不会象骨骼肌那样发生强直收缩，而始终作收缩和始
2终020相/11交/3替的运动，心脏有舒张充盈的时间，有利于心脏的泵血功能。
2020/11/3
3
内容安排
心肌的生物电活动
心脏的泵血功能
血管生理
心血管活动的调节
器官循环
2020/11/3
4
第一节 心肌的生物电活动
2020/11/3
5
快反应细胞
自律细胞：浦肯野细胞 非自律细胞：心房肌、心室肌细胞
慢反应细胞
自律细胞：窦房结细胞、房结区、结 希区细胞
按去极化速度
非自律细胞：结区细胞
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一、心肌的生物电现象
2020/11/3
心脏各部分心肌细胞的跨膜电位
7
（一）心肌细胞膜的离子通道
钠通道： 快钠通道，INa ：
去极化-70mV激活， 失活快 阻断剂河豚毒TTX， 参与快反应细胞去极化。
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INa
8
钙通道： L型钙通道，ICa-L :
慢通道，去极化-40mV激活， 阻断剂Mn2＋、维拉帕米， 参与慢反应细胞去极化。
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24
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25
二、心肌的电生理特性
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26
（一）兴奋性：
1、影响兴奋性的因素：
➢ 静息电位水平：ACh使之下移，兴奋性下降 ➢ 阈电位水平：奎尼丁可使阈电位上移，兴奋性下降。
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27
➢钠通道性状：
三种功能状态：备用、激活、失活。 钠通道处在正常备用状态是细胞具有兴奋性的前提， 钠通道处于何种状态是电压依赖性和时间依赖性的。
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2．兴奋过程中兴奋性的周期性变化
▪ 有效不应期 ▪ 相对不应期
3期-60mV～-80mV，兴奋性低于正常并逐渐升高，阈 上刺激可引起动作电位。原因是Na＋通道正在逐渐复 活，此期产生的动作 电位的速度与幅度低 于正常。
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2．兴奋过程中兴奋性的周期性变化
▪ 有效不应期 ▪ 相对不应期 ▪ 超常期
21
（三）自律细胞的跨膜电位及其形成机制
1.浦肯野细胞：
机制：4期自动去极化
0-3期机制相同 4期：
增强的内向电流（If） 外向电流（IK）逐渐减弱
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0.02V/s
IK
If
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2．窦房结细胞
窦房结细胞跨膜电位特点： 最大复极电位（-70mV)和 阈电位（-40mV）的绝对 值小； 0期去极化速度慢，幅度小 无明显复极1、2期； 4期自动去极化速度快。
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➢ 4期，静息期： Na＋-K＋交换，Na＋-Ca2＋交换, Ca2＋泵
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（三）自律细胞的跨膜电位及其形成机制
最大复极电位 机制：4期出现净内向电流导致自动去极化
2020/11/3
IK
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（二）工作细胞的跨膜电位及其形成机制
1．静息电位
表4-1 心肌细胞中各种主要离子的浓度及平衡电位值
2020/11/3
13
2. 动作电位
神2经020，/11骨/3 骼肌细胞动作电位
心室肌动作电位
14
➢ 0期，去极化期： Na＋通道激活，大量Na＋快速内流（INa）
2020/11/3
15
➢ 1期，快速复极初期： INa失活，K＋一过性外流（Ｉto）
工作细胞的跨膜电位及其形成机制
血液循环： 血液在心血管系统中按一定方向流动的过程。
心血管系统由心脏和血管组成
2020/11/3
2
循环的生理功能
➢ 完成体内的物质运输，使新陈代谢不断 进行。
➢ 运输内分泌的激素和体液因素，实现体 液调节。
➢ 参与机体内环境的稳定，防卫功能。
➢ 有内分泌功能，分泌心房钠尿肽、内皮 素等。
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期前收缩 代偿间歇
2020/11/3
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（二）自动节律性：
2020/11Biblioteka Baidu3
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1.心脏的起搏点：
正常起搏点：窦房结 潜在起搏点：窦房结以外的自律组织正常不表现其自律
性，为潜在起搏点。
异位起搏点：某些情况下，潜在起搏点自律性表现出来， 控制部分心肌的兴奋跳动，称为异位起搏 点。
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➢ 2期，平台期：
K＋缓慢外流及缓慢的Ca2＋内流， 早期二者跨膜电荷基本平衡, 随后ＩC a－L失活，K＋外流 （Ｉk1，Ｉk ）增强，并逐渐延续为3期。
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➢ 3期，快速复极末期：
K＋外流（Ｉk1，Ｉk ），且具正反馈性质，使膜电 位越来越快地接近钾平衡电位。
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110mv 400V/s
70mv 10V/s
0.1V/s 23
窦房结细胞跨膜电位形成机制：
▪ 0期：L型钙通道开放，钙离子内流； ▪ 3期：钙通道失活，K＋外流，IK； ▪ 4期：自动去极化
• IK进行性减弱：复极化到-60mV，IK开始逐渐关闭，主要 • If：次要 • T型钙通道：4期去极化到-50mV时开放，Ca2+内流。
T型钙通道， : ICa-T
去极化- 50mV激活，失活快， 阻断剂Ni2＋，
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ICa-L
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钾通道：
一过性外向电流，Ito （KA）：
去极化达-20mV激活， 激活失活快，
Ito
阻断剂4-AP，
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10
内向整流钾通道，IK1：
背景K＋电流，内向整流 阻断剂Ba2＋、Cs＋， 窦房结P细胞无此通道，
IK1
[K+]o影响通道的通透性。
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11
延迟整流钾通道，IK：
去极化明显时激活，内向整流 激活、失活慢， 阻断剂Ba2＋ E－4031 。
Ach激活钾通道，IK（Ach）： Ach通过M受体激活，K＋外流。
ATP敏感钾通道，IK（ATP） ： ATP缺乏开放，阻断剂格列本
脲。
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2．兴奋过程中兴奋性的周期性变化
▪ 有效不应期 • 绝对不应期：0期～3期-55mV，兴奋性为0，心肌对 任何刺激不发生任何反应，Na+通道失活； • 局部反应期：3期-55～-60mV，心肌可产生局部电 位，但绝不会产生动作电位， 其原因是膜电位 太低，N a通道 刚开始复活。
3期-80mV～-90mV，兴奋性高于正常。动作电位的速度 与幅度仍低于正常。
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32
3．兴奋性周期性变化与收缩活动的关系
心肌的有效不应期特别长，一直持续到舒张早期之后，在此之前，不会第二个
兴奋和收缩，这使得心肌不会象骨骼肌那样发生强直收缩，而始终作收缩和始
2终020相/11交/3替的运动，心脏有舒张充盈的时间，有利于心脏的泵血功能。
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内容安排
心肌的生物电活动
心脏的泵血功能
血管生理
心血管活动的调节
器官循环
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第一节 心肌的生物电活动
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快反应细胞
自律细胞：浦肯野细胞 非自律细胞：心房肌、心室肌细胞
慢反应细胞
自律细胞：窦房结细胞、房结区、结 希区细胞
按去极化速度
非自律细胞：结区细胞
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一、心肌的生物电现象
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心脏各部分心肌细胞的跨膜电位
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（一）心肌细胞膜的离子通道
钠通道： 快钠通道，INa ：
去极化-70mV激活， 失活快 阻断剂河豚毒TTX， 参与快反应细胞去极化。
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INa
8
钙通道： L型钙通道，ICa-L :
慢通道，去极化-40mV激活， 阻断剂Mn2＋、维拉帕米， 参与慢反应细胞去极化。
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二、心肌的电生理特性
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（一）兴奋性：
1、影响兴奋性的因素：
➢ 静息电位水平：ACh使之下移，兴奋性下降 ➢ 阈电位水平：奎尼丁可使阈电位上移，兴奋性下降。
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➢钠通道性状：
三种功能状态：备用、激活、失活。 钠通道处在正常备用状态是细胞具有兴奋性的前提， 钠通道处于何种状态是电压依赖性和时间依赖性的。
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2．兴奋过程中兴奋性的周期性变化
▪ 有效不应期 ▪ 相对不应期
3期-60mV～-80mV，兴奋性低于正常并逐渐升高，阈 上刺激可引起动作电位。原因是Na＋通道正在逐渐复 活，此期产生的动作 电位的速度与幅度低 于正常。
2020/11/3
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2．兴奋过程中兴奋性的周期性变化
▪ 有效不应期 ▪ 相对不应期 ▪ 超常期
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（三）自律细胞的跨膜电位及其形成机制
1.浦肯野细胞：
机制：4期自动去极化
0-3期机制相同 4期：
增强的内向电流（If） 外向电流（IK）逐渐减弱
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0.02V/s
IK
If
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2．窦房结细胞
窦房结细胞跨膜电位特点： 最大复极电位（-70mV)和 阈电位（-40mV）的绝对 值小； 0期去极化速度慢，幅度小 无明显复极1、2期； 4期自动去极化速度快。