生理学心脏电生理

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
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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.
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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，
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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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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）
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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
*阻断剂: Mn2+、维拉帕米(Verapamil)
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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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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
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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。 这一期的离子：K+外流（Ik1)和 Ca2+内流。
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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
permeable to K+ and Ca++ ions
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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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课程名称： 生理学 参考教材：《生理学》
TEXTBOOK OF MEDICAL பைடு நூலகம்HYSIOLOGY
授课内容：心血管系统
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心肌组织的生理特性
电生理特性 机械特性
兴奋性(所有心肌细胞) 自律性(自律细胞) 传导性(所有心肌细胞) 收缩性(工作细胞)
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SAN：窦房结
AM：心房肌
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
传导速度单位m/s 11
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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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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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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
兴奋性 与膜电位关系 Na 通道
Ca2+内流，抵消K+外流。
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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心肌细胞分类
快反应自律细胞
心房肌细胞 心室肌细胞
快反应非自律细胞 慢反应自律细胞
房室束细胞 浦肯野细胞 窦房结细胞 房结区细胞
慢反应非自律细胞
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结希区细胞
结区细胞
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心脏各部分心肌细胞的跨膜电位
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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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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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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。
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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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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
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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
Ca2+内流，引起0期除极。
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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
ARP
ERP
RRP
SP
任何刺激不能引 任何刺激不能引 大于阈值刺激才 小于阈值刺激即
起动作电位
起动作电位（强 能产生 AP 刺激产生局部反
能产生 AP
应期）
0
0
正常>兴奋期>0 >正常
除极 -55mV 除极 -60 mV 复极
复极
失活状态
(-55~-60 mV) 失活状态 到
(-60~-80 mV) (-80~-90 mV) 逐渐复活 静息状态
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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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*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.
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心肌兴奋性的周期性变化
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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
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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
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RP
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TP
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