心脏电生理

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The Heart
窦房结细胞动作电位特征
无明显的复极1、2期，只有0、3、4期 0期去极幅度低，速度慢，时程长 最大舒张电位和阈电位水平高 4期膜电位不稳定，自动去极化速度快 4期自动除极达阈电位时，激活膜上Ca2+通道， Ca2+内流，引起0期除极。
AVN：结区
BH：希氏区 PF：浦肯野纤维 TPF：末梢浦肯野纤维 VM：心室肌
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传导速度单位m/s zhongfangzhang@stu.edu.cn
The Heart 心室肌动作电位
0期——Na+内流（再生性钠电流） 1期——K+外流(Ito) 2期——K+外流和Ca2+内流处于平衡 3期——K+外流（Ik再生性复极） 4期——离子恢复（Na+-K+泵和Na+-Ca2+交换）
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心肌兴奋性的周期性变化
•a,b: 局部反应 •c,d,e: 可扩布的 动作电位
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心肌兴奋性的周期性变化
概念 ARP ERP 任何刺激不能引 任何刺激不能引 起动作电位 起动作电位（强 刺激产生局部反 应期） 0 0 除极 -55mV 除极 -60 mV (-55~-60 mV) 失活状态 失活状态 到 RRP SP 大于阈值刺激才 小于阈值刺激即 能产生 AP 能产生 AP
心室肌0 期除极的快Na +通道，不能被
TTX阻断，可被铯阻断）。
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心肌兴奋性的影响因素
*静息电位水平：静息电位绝对值大，兴奋性小 *阈电位水平：阈电位上移，兴奋性小 *引起0期去极化的离子通道性状： 静息、激活、失活；具有电压依从性和时间依 从性；
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The Heart
心肌兴奋性的周期性变化
*相对不应期relative refractory period RRP ： 钠通道大部分复活, 膜电位-60mv～-80mv *超常期supernormal period SNP： 钠通道复活，膜电位（-80mv～-90mv）接近 阈电位
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心室肌动作电位及其形成机制
0期：去极化期 1-2ms 1期：快速复极初期 10ms 2期：平台期 100-150ms 3期：快速复极末期 100-150ms 4期：静息期
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1期
1 期：Na 通道失活关闭,同时K 通道(Ito)激活， + K 外流，导致膜快速复极化
+ +
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2期
平台期，是心肌动作电位时程较长的主要原因， 也区别于骨骼肌细胞的主要特征。 + 2+ 这一期的离子：K 外流（Ik1)和 Ca 内流。 2+ + Ca 内流，抵消K 外流。
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4期
膜电位数值已达静息电位水平，但细胞内外 离子分布发生变化，膜内多了Na+、Ca2+, 膜 外多了K+，激活膜上Na+-K+泵，每次泵出3个 Na+，同时摄入2个K+；进入细胞内的Ca2+通过 Na+-Ca2+交换排出胞外，使细胞内外离子分布 恢复到静息状态，保证心肌正常兴奋性。
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跨膜离子流
•内向电流：正离子由膜外向膜内流动或负离子 由膜内向膜外流动。内向电流造成膜去极化。
•外向电流：正离子由膜内向膜外流动或负离子 由膜外向膜内流动。外向电流导致膜复极或超 极化。
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*阻断剂: Mn2+、维拉帕米(Verapamil)
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动作电位

快反应动作电位：去极化速度快，电位 变动幅值大，传导速度快
慢反应动作电位：去极化速度慢，电位 变动幅值小，传导速度慢

TP RP
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浦肯野细胞动作电位特征
最大舒张电位：-90mv 阈电位：-70mv
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浦肯野细胞4期自动除极机制
复极化时外向电流K+逐渐衰减 进行性增强的内向电流 If （内向电流的主要成分为Na +，但不同于
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窦房结细胞4期自动除极机制
Ik通道逐渐失活，K+外流进行性衰减 Na+内流进行性增强（If ） T型Ca2+通道的激活， Ca2+内流增加
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窦房结细胞动作电位特征
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Pacemaker Potentials

Leaky membrane auto-depolarization autorhythmicity the membrane is more permeable to K+ and Ca++ ions
L型钙通道，可被Mn2+、维拉帕米等 钙拮抗药阻断
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3期
Ca2+通道失活，膜对K+通透性增高，K+通过 I k 通道外流，使膜内电位向负的方向转 化，膜内电位越负，K+外流越快，造成再 生性复极。
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心肌兴奋性的周期性变化
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心肌兴奋性的周期性变化 *有效不应期effective refractory period ERP： ①绝对不应期absolute refractory period ARP ： 膜电位-55mv以前，钠通道失活 ②局部反应 local reaction： 膜电位-55mv～-60mv
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离子通道
•★ Na+通道：激活、失活快、开放时间短—— 快(钠)通道，电压依赖性通道 *阻断剂：河豚毒(tetrodotoxin,TTX) ★ Ca2+通道: 激活、失活都慢、开放时间长— —慢(钙)通道；呈电压依赖性，其阈电位高于 Na+通道
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心肌的电生理特性 – 自律性
心肌细胞自律性产生的根本原因是4期自动去极化 心脏的正常起搏点：窦房结 100次/分 心脏的潜在起搏点：房室交界 50次/分 浦肯野细胞 25次/分 窦性心率、异位起搏点、异位节律 决定和影响自律性的因素 *4期自动去极化速度 *最大舒张电位与阈电位之间的差距


钠通道是否处于静息状态，是快反应心肌细胞在该 时刻是否具有兴奋性的前提。 L型钙通道是否处于静息状态，是慢反应心肌细胞 在该时刻是否具有兴奋性的前提
2013-8-11 26 zhongfangzhang@stu.edu.cn
The Heart
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。 *钠通道三种状态的转换具有电压依从性和时间 依从性的.
The Heart
The Heart
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)
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基本概念



极化 polarization 超极化 hyperpolarization 去极化 depolarization 复极化 repolarization 静息电位 resting potential, RP 阈电位 threshold potential, TP 动作电位 action potential, AP
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0期
0 期: 心室肌细胞在窦房结传来的动作电位刺激 + 下,心肌细胞膜上Na 通道部分激活开放 少量 + Na 内流 膜部分去极化 去极化达阈电 + 位 膜上Na 通道大量开 放 出现再生 + 性Na 内流 膜完全去极化、反极化。
快Na+通道，可被TTX 阻断
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期前收缩和和代偿性间歇
期前收缩：心室肌在有效不应期之后受到一次额外的刺 激，可产生一次额外的兴奋和收缩，由于它发生在下一次 窦房结兴奋所产生的正常收缩之前，所以称为期前收缩。 代偿间歇：一次期前收缩之后，往往有一段较长的心室 舒张期
The Heart
课程名称： 生理学
参考教材：《生理学》姚泰 主编
TEXTBOOK OF MEDICAL PHYSIOLOGY
授课内容：心血管系统
授课专业：2006级 本科 学 主 时：16 讲：张忠芳
http://physiol.med.stu.edu.cn/sl
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The Heart
心肌细胞分类
依0期去极速度及其形成机制分类: •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；包括心房肌、心室肌、房室束、 左右束支和浦肯野纤维 •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；包括窦房结细胞和房室交界区 的一些细胞。慢反应细胞都具有自动节律性。
The Heart
心肌细胞分类
心房肌细胞 快反应自律细胞 心室肌细胞
快反应非自律细胞
房室束细胞
浦肯野细胞 窦房结细胞
慢反应自律细胞
房结区细胞
结希区细胞
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慢反应非自律细胞
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结区细胞
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心脏各部分心肌细胞的跨膜电位
SAN：窦房结 AM：心房肌
The Heart
心室肌动作电位及其形成机制
RP：钾平衡电位:-90 mV AP：特点（与骨骼肌和神经纤维比较）： 复极过程复杂，持续时间长，升支和降支不对称 0期：钠离子内流 1期：一过性外向电流（钾离子） 2期：慢钙通道（钙离子内流） 3期：钾离子外流 4期：钠泵
2013-8-11 14 zhongfangzhang@stu.edu.cn
兴奋性 与膜电位关系 Na 通道
正常>兴奋期>0 复极 (-60~-80 mV) 逐渐复活
>正常 复极 (-80~-90 mV) 静息状态
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The Heart
兴奋性的周期性变化与收缩活动的关系 特点：与骨骼肌和神经细胞相比，心肌细胞 的有效不应期特别长（收缩期+舒张期早 期）。 意义：不会产生完全强直收缩，收缩和舒张 交替，从而保证心脏的泵血功能。 期前收缩后出现代偿性间歇
2013-8-11 8 zhongfangzhang@stu.edu.cn
The Heart
心肌细胞分类
自律细胞：兴奋性、自律性、传导性，不具有收缩 性；包括窦房结细胞、浦肯野细胞
非自律细胞：兴奋性、传导性、收缩性，不具有自 律性；包括普通的心肌细胞（心房肌、心室肌细胞）
2013-8-11
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zhongfangzhang@stu.edu.cn