心脏的生物电现象及节律性兴奋的产生和传导(精)
心脏的生物电现象
ST段
ST段代表心室缓慢复极过程。 任一导联,ST段下移一般不超过0.05 mV; ST段上抬在V1~V2导联不超过0.3mV,V3不 超过0.5mV,V4~V6导联与肢体导联不超过 0.1mV。
T波
T波:代表心室快速复极时的电位变化。 方向:正常情况下,T波方向大多与QRS波 主波方向一致,且若V1的T波向上,则 V2~V6导联就不应再向下。 振幅:正常情况下,除Ⅲ、 aVL、 aVF、 V1~V3导联外,T波的振幅一般不应低于同导 联 R波的1/10。
P-R间期
P-R间期代表心房开始除极到心室开始除极 的时间。 心率在正常范围时,成人的P-R间期为 0.12~0.20秒,在幼儿及心动过速的情况下, P-R间期相应缩短,在老年人及心动过缓的 情况下, P-R间期可略延长,但不超过0.22 秒。
QRS波群
QRS波群:代表心室肌除极的电位变化。 时间:正常成年人多为0.06~0.10秒,最宽不 超过0.11秒。 波形和振幅:正常人的胸导联R波自V1~V6 逐渐增高,S波逐渐减小,V1的R/S小于1, V5的R/S大于1, aVR导联的QRS主波向下, Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的QRS波群的主波一般向上。
一、心电图测量
1、心电图纸的记录单位
0.1mV
0.04s
2、心电图波的测量方法
心电图
正常心电图
一、心电图测量
3、心率的计算
60 =心率 R-R间期(S)
60 =75次/min 如: 0.80S
正常心电图波形
窦性心律的心电图特点为: P波规律出现, 且P波形态表明激动来自窦房结(P波在Ⅰ、 Ⅱ、aVF、V4~V6直立,在aVR倒置)。 P波: P波代表两心房的去极化过程,正常人 P波时间小于0.12秒, P波振幅在肢体导联小 于0.25mV,胸导联小于0.2mV。
心电生理
抑制
迷走N
+
→Ach→↑K+外流→ 4期自动去极V↓ IK衰减↓
(2)最大舒张电位水平 (3)阈电位的水平
26
27
三、传导性(conductivity)
传导性:兴奋传导的速度。
1.传导原理:“局部电流刺激”
2. 心肌细胞间的兴奋传导:
“闰盘”---心房或心室成为功能合胞体。
“全或无式收缩”
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3.兴奋在心脏内的传播
1、静息电位水平 2、阈电位水平。
3、离子通道的性状
1)备用状态,兴奋性正常 2)激活或失活状态,兴奋性↓或消失
11
4、兴奋性的周期性变化与收缩的关系 (1) 兴奋性的变化
1、有效不应期(effective refractory period, ERP) : 指AP从0期除极至复极-60 mV, 强刺激也不能再产 生AP的时期。包 含: 1)绝对不应期:AP 0期复极-55 mV 强S→无任何反应; 原因:INa处于失活状态 2)局部反应期:AP复极-55 -60 mV . 强S→局部去极化,不能产生AP; 原因:少量INa通道复活,其开放不足 以引起AP
(1)途径:
左、右心房
窦房结
“优势传导通路”
房室交界
房室束 左、右束支
29
左、右心室
浦肯野纤维网
(2)特点:
1)各部分传播速度不同
①优势传导通路 ②浦氏纤维速度最快 ③ 心室肌 ④房室交界区最慢 S 1.0 ~ 1.2m/S 2 ~ 4m/S 0.4 ~ 0.5m/S 0.02 ~ 0.05m/
约需0.1秒。
2、相对不应期(RRP):AP复极-60 ~ -80 mV
阈上S→AP,兴奋性在恢复,仍<正常。
第2节心脏生物电活动
2.窦房结P细胞的动作电位及离子基础 (1)与快反应细胞相比,窦房结细胞AP特点
阈电位
-70mV
-70mV
心室肌细胞(A)和窦第2房节心结脏生细物电胞活动(B)跨膜电位比较
窦房结:P细胞是窦房结的起搏细胞,为慢 反应自律细胞,跨膜电位特点如下:
①最大复极电位(-70mV)和阈电位(-40mV)小 于浦氏细胞(分别为-90mV和-60mV);
胞,AP波形及0、1、2、3期离子基础与心
室肌细胞相似。 ②4期自动去极化离子基础:是随时间递增的
内向电流If(Na+)和递减的外向IK电流(K+) 所致。自动去极速率较窦房结为慢。当自 动去极至阈电位(-60mV)时爆发新的AP。 ③Ik通道0期去极时开放,复极至-60mV开始关 闭,故对4期自动去极化作用较小。 ④If通道复极至- 60mV时激活,-100 mV完全 激活, 并随时间推移渐强,膜去极化-50mV 左右关闭。If电流是自动去极主要成分,为 起搏电流,可被C第2s节心2+脏(生铯物电活)动阻断。
2.动作电位 Action potential (1) 去极化过程:
0期:由-90→+30mV左右,持续1~2ms,
Na+内流引起,该钠通道为电压门控快通 道,阈电位约为-70mV,其开放与失活均 快(阈电位开放,持续1ms,0mV开始失活)
此类细胞称快反应细胞。
此类电位称快反应电位。 第2节心脏生物电活动
①去极化过程:
0期:当4期自动去极到阈电位时,L-型
Ca2+通道激活,Ca2+内流(Ica-L)。 ②复极化过程: 激、失活均慢,为慢Ca2+通道
3期:0期去极到0mV时,L-型Ca2+通道失
《生理学》心脏的生物电活动和生理特性
Ions and Cells
Extracellular fluid
Intracellular fluid
Na+ K+ Ca+2 Mg+2 ClHCO3SO4-2
Phosphates
pH
140 mM 4 mM 2.4 mM 1.2 mM
103 mM 28 mM 1 mM 4 mM
收缩性(contractility)
机械特性
(一)兴奋性
1、兴奋性的周期性变化 心肌细胞每次兴奋,其膜通道存在备用状态、激
活、失活和复活过程;其兴奋性也随之发生相应 的周期性改变。
(1)有效不应期(ERP)
绝对不应期(ARP) 局部反应期:
(2)相对不应期(RRP)
(3)超常期(SNP)
局部反应期
电位变化: +30→0mV 持续时间: 10ms (与0期合称为锋电位) 形成机制: K+外流(一过性外向电流 Ito )
一过性外向电流 Ito通道: K+等
-30mv开放 5—10ms
1期
按任意键显示动画 2
②2期(平台期)
电位变化: 0mV
持续时间: 100~150ms
形成机制:外向离子流(IK)≈内向离子流(ICa-L )
(一)工作细胞的跨膜电位及其产生机制
(以心室肌细胞为例)
1.心室肌细胞RP形成机制
(1)幅度:-90mV(较骨骼肌细胞、神经细胞大)。
(2)机制:=K+平衡电位
条件: ① 膜两侧存在浓度差:
[K+]i > [K+]o=28∶1
[Na+]i <[Na+]o= 1∶13
心脏的生物电现象及节律性兴奋的产生与传导护理课件
预防措施
保持健康的生活方式
01
合理饮食、适量运动、戒烟限酒,保持心理健康,避免过度疲
劳和精神压力。
控制慢性疾病
02
积极治疗和控制高血压、糖尿病、高血脂等慢性疾病,降低心
脏负担。
定期体检
03
定期进行心电图、心脏超声等检查,及早发现心脏问题,采取
相应措施。
康复训练
有氧运动
如散步、慢跑、游泳等, 有助于增强心肺功能,提 高心脏耐受力。
肌肉收缩
心脏生物电的变化引起心 肌细胞的收缩,推动血液 流动,维持血液循环。
节律控制
心脏的生物电变化参与心 脏节律的控制,使得心脏 能够按照一定的频率进行 跳动。
02
节律性兴奋的产生
窦房结P细胞的自律性
窦房结P细胞是心脏的起搏点,具有 自律性,能够自动产生节律性兴奋。
窦房结P细胞的自律性受到多种因素 的影响,如神经调节、体液调节和自 身调节等。
齐。
窦性心律失常通常不会引起明显 的症状,但长期存在可能会影响
心脏功能。
护理措施包括定期监测心电图, 保持良好的生活习惯,避免过度
疲劳和情绪波动。
房性心律失常
房性心律失常是指心房肌细胞 电信号传导异常导致的心律不 齐。
房性心律失常可能导致心悸、 胸闷、头晕等症状,严重时可 能引发心绞痛或心力衰竭。
缩和舒张。
心肌细胞的兴奋-收缩耦联受到多种因素的影响,如钙离子浓度、肌质网 的功能以及肌肉的机械特性等。
03
节律性兴奋的传导
电信号的传导机制
电信号的产生
心肌细胞在受到刺激时,细胞膜 的通透性发生变化,导致钠离子 、钙离子等阳离子内流,形成电
信号。
电信号的传导
心肌的生物电现象和生理功能
正常心电图为标准
结合临床症状,必要时作运动试验
异常: 各种房/室早搏 房室传导阻滞
房室分离
右束支阻滞
心室高血压
停搏/脱落
低血压
T波倒置
S-T段抬高
-----
心电轴与心电向量图
心肌的生物电现象和生理功能
25
• 快反应细胞--平台期可缩短 / Ca离子内流 • 慢反应细胞 --动作电位时程/幅度
传导性,心率,收缩减弱
心肌的生物电现象和生理功能
20
2.心交感神经和儿茶酚胺的作用
交感神经兴奋/释放去甲肾上腺素/儿茶酚胺
作用心肌细胞膜上-Adr受体/通过cAMP环节
增加Ca2+通透性
增强兴奋/收缩
•增强 If 作用 -- 加快4相的自我去极化进程 心率,收缩期/舒张期 缩短
8
2.浦肯野细胞
0,1,2,3相
和工作细胞基本相同
4相/舒张期去极化
3相复极到较大负值 / 最大舒张期膜电位 If / 起搏离子流/ Ifunny 超极化激活打开Na通道 电压门控 / 随时间增大 If 持续存在 使膜电位向正的方向发展, 达阈值膜电位水平If失活
第四章 第二节 心脏的电活动
2. 动作电位: (1) 除极过程:0 期 (2) 复极化过程:1,2,3期 (200300 ms) • Phase 1 (快速复极初期): • Phase 2 (平台期): • Phase 3 (快速复极末期) 跨膜电位: 0mV-90mV 开放时间:100 ~ 150ms
2. 动作电位: (1) 除极过程:0 期(phase 0)
静息电位:正常心室肌细胞的RP为-90mv,其形成 机制与骨骼肌和神经纤维相似。
动作电位:心室肌细胞的AP与骨骼肌和神经纤维 明显不同,其复极过程复杂,持续时间长,AP的升支 与降支不对称,整个过程分为0、1、2、3、4五个时相。
Myocardial cell
(一)心室肌的静息电位和动作电位 1.静息电位:-90mv 2. 动作电位:
窦房结细胞的AP及其离子机制—0期
窦房结细胞的AP及其离子机制—3期
窦房结细胞的AP及其离子机制—4期
Ca2+内流↑
Pacemaker cell
Ca2+内流↑
Pacemaker cell
2、浦肯野细胞的动作电位 属快反应自律细胞,其动作电位形态及离子基础 与心室肌细胞相似。
4 期自动除极的离子基础: (1)内向电流If逐渐增强,形成4期进行性净内向离子
钙通道阻断:Mn2+, verapamil
➢ 心室肌细胞动作电位的形成 (1) 0期: Na+通道 (2) 1期: K+通道 (Ito) (3) 2期: Ca2+ , Na+和 K+通道 (4) 3期: 0mV-90mV。快速复极末期。 通过Ik通道K+外流 (5) 4期:活跃的离子转运:Na+-K+泵
(2) 复极化过程:1,2,3期 (200300 ms) • Phase 1 (快速复极初期): • Phase 2 (平台期): • Phase 3 (快速复极末期)
心肌生理特性包括.
心肌生理特性包括:自律性、兴奋性、传导性和收缩性。
一、心肌的生物电现象(跨膜电位)心肌细胞可分为两类:一类是普通心肌,即构成心房壁和心室壁的心肌细胞,故又称为工作细胞。
另一类是特化心肌,组成心内特殊传导系统,故又称为自律细胞。
图1 各部分心肌细胞的跨膜电位(一)、工作心肌的跨膜电位:以心室肌为例说明之。
图2 心室肌细胞的跨膜电位及形成机制心肌细胞的跨膜电位包括静息电位和动作电位。
其产生的前提条件是跨膜离子浓度差和细胞膜的选择通透性。
(1)、静息电位:心室肌细胞的静息电位约—90mV,其形成机制与神经纤维、骨骼肌细胞相似。
细胞内K+浓度高于细胞外;安静状态下心肌细胞膜对K+有较大的通透性。
因此,K顺浓度差由膜内向膜外扩散,达到K的电一化学平衡电位。
(2)、动作电位:心室肌细胞的动作电位分为0、1、2、3、4五个时期1、去极化:又称为0期。
在适宜刺激作用下,心肌发生兴奋时,膜内电位由原来的一90 mV上升到+30 mV左右,形成动作电位的上升支。
0期历时1~2 ms。
其产生机制:刺激使膜去极化达到阈电位(一70mV)时,大量Na+通道开放,Na 快速内流,使膜内电位急剧上升,达到Na的电一化学平衡电位。
2、复极化:包括l期、2期、3期、4期。
1期:膜内电位由原来的+30 mV迅速下降到O mV左右,此期历时1 O ms 此期形成的原因主要是K+外流。
2期: 1期结束膜内电位达O mV左右后,膜电位基本停滞在此水平达1 00~1 50 ms。
记录的动作电位曲线呈平台状,故此期称为平台期。
2期的形成主要是由Ca 内流与K外流同时存在,二者对膜电位的影响相互抵消。
3期:膜内电位由0MV 左右下降到-90 ,3期是Ca内流停止,K外流逐渐增强所致。
4期:此期膜电位稳定于静息电位,所以也称静息期。
4期跨膜离子流较活跃,主要通过离子泵的活动,以恢复兴奋前细胞内外离子分布状态,保证心肌细胞的兴奋性。
2++2++++++(二)、自律细胞的跨膜电位及其产生机制:以窦房结细胞为例说明之。
第二节 心脏的生物电现象
三、传导性
心 (二)影响心肌传导性的因素 脏 1、结构因素 的 (1)细胞的直径 生 (2)细胞间缝隙连接的数量 物 2、生理因素 电 (1)AP 0期去极化的速度和幅度 快反应细胞 现 慢反应细胞 (2)邻近未兴奋部位的兴奋性 象
(四)收缩性
心肌收缩特点 (1)同步收缩 (2)不发生强直 (3)对细胞外钙离子的依赖
心 (二)影响兴奋性的因素 脏 衡量兴奋性高低的标准 —— 阈强度 的 1、RP的水平:去极化、超极化 生 2、阈电位的水平:上移、下移 物 -70 3、钠通道的状态 -90 电 激活 现 Rp 备用 电压依从性 复极 时间依从性 象 失活
心 (三)兴奋性的周期性变化与收缩的关系 脏 1、一次兴奋过程中兴奋性的周期性变化 的 (1)有效不应期(ERP) 绝对不应期(ARP):0期 → -55mv 生 局部反应期: -55 → -60mv 物 (2)相对不应期(RRP): -60 → -80mv 电 -80 → -90mv 现 (3)超常期(SNP): 象
(3)钙内流,在4期的后半期(-55mv →-60mv) 被激活
心 2、浦肯野细胞的AP: 脏 AP的特点 的 ① 0、1、2、3期与心室肌相似,但时程长(约400ms) ②最大复极(舒张)电位-90mv,阈电位-70mv 生 ③ 4期不稳定,可自动除极化,达阈电位后自动兴奋(AP) 物 ——快反应自律细胞 电 4期形成机制 现 ①逐渐衰减的钾离子外流 ②逐渐增强的钙离子内流(强,为主) 象
心 脏 的 生 物 电 现 象
(二)起搏点(pacemaker)
窦房结(90~100次/分) 正常起搏点
(窦性心律)
房室交界(40~60次/分) 潜在起搏点 浦肯野纤维(15~40次/分) (异位心律)
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*意义:
(1)(生理意义)不发生(完全)强直收缩: 使心肌不会发生强直收缩, 而能保持
收缩与舒张交替的节律活动,以实现心脏 的泵血功能。 (2)导致期前收缩后发生代偿间隙
二、心肌的自动节律性
自动节律性——细胞能自动地、按一定节 律发生兴奋的能力。(自律细胞)
*心脏的自律细胞: 特殊传导系统的细胞(除结区外)。
有:窦房结细胞、房室结细胞。
*综合分类:
1.快反应非自律细胞: 心室肌细胞、心房肌 细胞
2.快反应自律细胞: 浦肯野细胞; 3.慢反应细胞自律细胞:窦房结细胞、房结
区细胞、结希区细胞; 4.慢反应细胞非自律细胞: 结区细胞。
跨膜离子流及其对膜电位的作用 (1)内向电流: 正离子内流或负离子外
流,使膜除极化 (2)外向电流: 正离子外流或负离子内
第二节 心脏的生物电现象及节 律性兴奋的产生和传导
心肌组织的生理特性
兴奋性(所有心肌细胞) 电生理特性 自律性(自律细胞)
传导性(所有心肌细胞) 机械特性 收缩性(工作细胞)
心肌细胞的类型:
*依工作性质及有无自律性分类: 1.普通心肌细胞(工作细胞):心房肌、心室肌 有兴奋性、收缩性、传导性,无自律性; 2.特殊传导系统的心肌细胞:
★特点2: 在心室内浦肯野系统传导速度快,可几
乎同时(0.03s内)到达心室内壁各处.
*生理意义: 使心室肌能同步收缩 (功能合 胞体), 产生较大力量.
四、体表心电图 (electrocardiogram,ECG)
(一)体表心电图的概念及意义 概念:如果将测量电极放置在人体表面的
一 定部位,可以记录到心脏兴奋过 程中发生的电变化,所记录到的图 形。 意义:反映心脏兴奋的产生、传导和恢 复过程中的生物电变化。 注意:与心脏的机械收缩活动无直接关系
0 -20
(正相关)
-40
(2)最大复极(舒张)
-60
电位水平(负相关)
-80
(3)阈电位水平
0
(负相关)
-20
-40 -60
-80
三、心肌的传导性和兴奋在心脏的传导
(一)心肌细胞的传导性及其影响因素
*影响心肌兴奋传导速度的因素: (1)结构因素: ①心肌直径(正相关) ②缝隙连接数(正相关) (2)生理因素: 1)AP0期除极速度和幅度(正相关): 如快反应C比慢反应C的传导速度快; 2)邻近部位膜的兴奋性(正相关).
3.心脏各部兴奋传播的速度: (快慢不一)
心房肌细胞:
0.3m/s
心房内由心房肌组成的
“优势传导通路”(结间束) : 1m/s
房室结(房室交界): 0.02 0.05m/s(最慢)
浦肯野系统:
1.5 4m/s (最快)
心室肌细胞:
0.5m/s
(二)兴奋在心脏内的传导过程和特点
1.心脏内兴奋的传导途径 窦房结
(1)有效不应期(effective refractory period,ERP) 包括绝对不应期和可引起局部兴奋的时期
(2)相对不应期(relative refractory period,RRP) (3)超常期 (supranormal period,SNP)
(1)ERP: 兴奋性丧失或极低, 无论多强的刺 激都不能引起心肌兴奋.
①正常起搏点:窦房结. 通过抢先占领和超速驱动压抑实现对潜 在起搏点的控制。 (两点自律性差别愈大,压抑效应愈强) *窦性心律:由窦房结的自律兴奋所形成的心脏 节律。 ②潜在起搏点:正常情况下不表现出自身的自 律性,只起传导兴奋的作用。 ③异位起搏点及异位心律
2.影响自律性的因素
mV
+20
(1)4期自动除极速度
(一)心室肌的静息电位和动作电位
+30
膜电位
0
(mv)
-90
0 100 200 300 400 (ms)
膜电位(mV)
1 2
0
0
3
-90
Ca2+
Na+ Ca2+ Ca2+ Na+
4
Na+ Na+
钠泵
Ca2+
(三)影响兴奋性的因素
1.RP水平: 与RP绝对值反比 2.TP水平:反比; 3.钠通道的状态: 细胞膜上大部分钠通道处于备用状态,是 该心肌细胞具有兴奋性的前提.
(二)正常心电图的波形及生理意义
P波:两心房去极化过程 PR间期:去极化从窦房 结到达心室所需的时间. QRS综合波:两心室去 极化过程 S-T段:都去极化 T波:两心室复极过程 Q-T间期:心室从去极化 到复极化的时间。
钠通道的状态:
(1)激活状态:开放; (2)失活状态:关闭并不能被再次激活; (3)备用状态:关闭但可被激活. *复活过程:随膜内电位的负值增大,已
恢复活性的钠通道数增多。 *钠通道三状态的转换是电压依从性和 时间依从性的.
(四)兴奋性的周期性变化与收缩的关系:
1.一次兴奋过程中兴奋性的周期性变化
(一)自律细胞的跨膜电位及形成机制
自律细胞跨膜电位的主要特点: ——4期自动除极。
1.窦房结细胞的AP及其形成机制 (慢反应自律细胞)
*0期除极慢(7ms);
0
-20
0 3 *AP幅值小(70mV)
-40
-60
4
*复极简单(无1.2期)
*4期有自动除极.
窦房结细胞跨膜电位的形成机制
0期:Ca2+内流(ICa-L)
心房肌 结间束
房室结
浦肯野系统 (房室束及其分支)
心室肌
2.心脏内传导的特点及生理意义:
特点:各部传导速度不等。
心房:中速 房室结:慢速 浦肯野系统:高速 心室肌:中速
心脏内传导的特点及生理意义:
★特点1: 房-室延搁:兴奋在房室交界处的传 导速度极慢,延搁0.1s.
*生理意义:避免房室收缩重叠, 利于房 室有序收缩, 使心房收缩有 意义,利于心室充盈
流,使膜复极化或超极化
★ Na+通道:激活、失活快、开放时间短 ——快(钠)通道,
*快反应细胞及快反应动作电位 ★ Ca2+通道: 激活、失活都慢、再复活所
需的时间长——慢(钙)通道 *慢反应细胞及慢反应动作电位 *阻断剂: Mn2+、维拉帕米(verapamil)
一、心肌细胞的动作电位和兴奋性
(二)心脏传导系统各部位的自律性 及影响自律性的因素
1.心肌的自律性及各部自律细胞的关系 (1)各部自律细胞的自律性水平:
窦房结:90 100次/ 分(最高); 房室结(除结区外):40 60次/ 分; 普肯野纤维: 15 40次/ 分(最低)。
(2)心脏起搏点(pacemaker) -----控制整个心脏活动的部位.
IK激活 ICa-T
IK失活 If
3期:K+外流(IK) 4期:(主要3种离子流) (1)★渐减的K+外流; (2)渐强的If(Na+内流)
(3)Ca2+内流(ICa-T) (4)背景内向(Na+)电流
2.浦肯野细胞的AP(快反应自律细胞) *4期自动除极(渐强的If和渐减的K+外流)
*其余同心室肌细胞.
相当于从0期去极化至复极化-60mV;
(2) RRP: 兴奋性恢复但仍低于正常.
相当于从复极化-60mV至-80mV;
(3) SNP: 兴奋性略高于正常。
相当于从复极化-80mV至-90mV(RP).
★2.心肌兴奋性特点及其与收缩的关系
*特点:有效不应期很长(数百毫秒), 相当于整个收缩期加舒张早期。
窦房结P 细胞、浦肯野细胞 有兴奋性、传导性、自律性(自律细胞), 无收缩能力.
*依0期去极速度及其形成机制分类:
1.快反应细胞: 由Na+通道(快通道)开放 导致0期快速去极的心肌细胞. 有:心室肌细胞、心房肌细胞、浦肯
野细胞;
2.慢反应细胞: 由Ca2+通道(慢通道)开放
导致0期缓慢去极的心肌细胞.