心肌

有效不应期和相对不应期
有效不应期(Effecitve refractory period，ERP) 有效不应期 ，
期开始， 的这段时期， 从0期开始，到膜电位复极至 期开始 到膜电位复极至-60mV的这段时期，无论多大的刺激都不能产生可扩布 的这段时期 的动作电位。 的动作电位。 其中从0期到膜电位复极至 这个阶段又称为绝对不应期。 其中从 期到膜电位复极至-55mV这个阶段又称为绝对不应期。 期到膜电位复极至 这个阶段又称为绝对不应期 有效不应期的产生原因是快Na 通道尚未恢复活性。 有效不应期的产生原因是快 +通道尚未恢复活性。
实验讨论和结论
实验1 实验
讨论： 讨论： 在心室刚收缩时、心室收缩顶峰附近、 在心室刚收缩时、心室收缩顶峰附近、心室收缩的下降期给 予单个刺激，前两者的收缩曲线均无变化， 予单个刺激，前两者的收缩曲线均无变化，第三种情况下会出现 期前收缩和代偿间歇，说明前两种情况下心肌细胞的兴奋性极低， 期前收缩和代偿间歇，说明前两种情况下心肌细胞的兴奋性极低， 在第三种情况下有较高的兴奋性。连续刺激也不会产生总和效应， 在第三种情况下有较高的兴奋性。连续刺激也不会产生总和效应， 说明心肌的有效不应期比机械收缩期长， 说明心肌的有效不应期比机械收缩期长，兴奋性恢复时心肌已经 进入舒张状态。 进入舒张状态。
实验对象
离体蛙心
实验原理
心肌工作细胞动作电位的时相及其机制
去极相 0期：去极相，约1～2ms，短暂而迅速。 期 去极相， ～ ，短暂而迅速。 1期复极：又叫快速复极初期，约10ms。 期复极：又叫快速复极初期， 期复极 。 2期复极：又叫平台期，约100～150ms，波形平坦，膜电 期复极：又叫平台期 平台期， 期复极 ～ ，波形平坦， 位基本停留在0mV。（这是心肌细胞动作电位区别于骨 。（这是心肌细胞动作电位区别于骨 位基本停留在 。（ 骼肌和神经纤维的主要特征） 骼肌和神经纤维的主要特征） 3期复极：又叫快速复极末期，约100～150ms。 期复极：又叫快速复极末期， 期复极 ～ 。 4期复极：又叫静息期，膜复极完毕。 期复极：又叫静息期，膜复极完毕。 期复极 合称“峰位” 合称“峰位”
[Na+] ↑
[Na+]↑ →跨膜钠离子浓度增大，0期APA增大，阈电位下移→兴奋性增加。 增大， ↑ 跨膜钠离子浓度增大， 期 增大 阈电位下移→兴奋性增加。 快反应自律细胞： 快反应自律细胞：[Na+]↑ →细胞内外跨膜钠离子浓度增大→跨膜钠离子浓度 ↑ 细胞内外跨膜钠离子浓度增大→ 增大→ 期自动除速度加快→ 增大→ If和INa，b电流增大→4期自动除速度加快→自律性增加。 ， 电流增大→ 期自动除速度加快 自律性增加。
实验步骤
按上机读本的指导逐项进行。 按上机读本的指导逐项进行。 实验报告中写实验1和实验2的结果、讨论和结论。 实验报告中写实验1和实验2的结果、讨论和结论。
实验结果
实验1
实验结果
实验2
相关的机制解释
实验二
心迷走神经→ACh+M受体→负性变时、变力、 心迷走神经→ACh+M受体→负性变时、变力、变传导作用 受体 效应: 心率减慢，心房收缩力减弱， 效应: 心率减慢，心房收缩力减弱，房室传导减慢 机制： 机制： ACh+M受体 受体→ 通透增大，外流加快， 1、ACh+M受体→对K通透增大，外流加快，使最大复极单位增大 与阈电位距离增大→自律性下降。 →与阈电位距离增大→自律性下降。 2、ACh+M受体→抑制4期内向电流→ K通道失活速度减慢→自律性下降。 ACh+M受体→抑制4期内向电流→ 通道失活速度减慢→自律性下降。 受体 增加→ 3、ACh+M受体→腺苷酸环化酶抑制→ cAMP增加→胞浆网释放钙减少 ACh+M受体→腺苷酸环化酶抑制→ cAMP增加 受体 →收缩力减弱
机制
Fra Baidu bibliotek
时被激活）， 内流。 （在膜去极化达到膜电位-40mV时被激活）， Ca2+内流。二者达到电 在膜去极化达到膜电位 时被激活 荷平衡。平台期晚期， 通道逐渐失活, 内流逐渐停止。 荷平衡。平台期晚期， Ca2+通道逐渐失活 Ca2+内流逐渐停止。 3期： Ca2+通道失活；由于膜电位向负电性转化，使膜的钾电导突然显著增 期 通道失活；由于膜电位向负电性转化， 外流迅速增加。 加， K+外流迅速增加。 4期：膜电位基本稳定在静息电位，通过膜上的 +-K+泵的作用，从细胞内 期 膜电位基本稳定在静息电位，通过膜上的Na 的作用， 排出多余的Na 从膜外摄回K 排出多余的 + 、 Ca2+ ，从膜外摄回 + 。转运过程引起跨膜交换的电 荷量基本相等。 荷量基本相等。
离子的影响
[K+]↑ 细胞内外K 浓度差减小→Rp负值变小 与阈电位差距↓ →兴奋性↑ 负值变小→与阈电位差距 兴奋性↑ 细胞内外 +浓度差减小 负值变小 与阈电位差距↓ 兴奋性 达到－ 至 通道失活，兴奋性反而下降） （当Rp达到－55至－60mV时，快Na+通道失活，兴奋性反而下降） 达到 时 窦房结起搏细胞缺乏I 钾通道，对高钾不敏感，高钾时自律性略有减弱。 窦房结起搏细胞缺乏 K1钾通道，对高钾不敏感，高钾时自律性略有减弱。 浦肯野自律细胞：高钾时K+外流增强 外流增强， 复极4期 自动衰减的作用减弱 自动衰减的作用减弱。 浦肯野自律细胞：高钾时 外流增强，在AP复极 期IK自动衰减的作用减弱。 复极 最大复极电位减小，极化起搏电流（ ）通道的激活程度降低，内向If电流减弱 电流减弱。 最大复极电位减小，极化起搏电流（If）通道的激活程度降低，内向 电流减弱。 4期自动除极速度减弱，自律性降低。 期自动除极速度减弱，自律性降低。 期自动除极速度减弱 K+ ↑ →干扰 2+内流（竞争抑制作用） →影响兴奋收缩耦联，收缩性↓ 干扰Ca 内流（竞争抑制作用） 影响兴奋收缩耦联 收缩性↓ 影响兴奋收缩耦联， 干扰 [Ca2+]↑ 内流竞争抑制作用（ 对Na内流竞争抑制作用（膜屏障作用） →阈电位上移，兴奋性↓，自律性↓ 内流竞争抑制作用 膜屏障作用） 阈电位上移，兴奋性↓ 自律性↓ Ap平台期 2+内流加速→平台期缩短→4期进入细胞内 2+↑，收缩力↑ 平台期Ca 内流加速→平台期缩短→ 期进入细胞内 期进入细胞内Ca 收缩力↑ 平台期
机制
心肌相对于骨骼肌的特点
•心肌细胞膜上有慢 2+通道，在兴奋过程中产生缓慢而持续的 心肌细胞膜上有慢Ca 通道， 心肌细胞膜上有慢 Ca2+内流，形成复极电位的平台期，使心肌细胞的动作电位时 内流，形成复极电位的平台期， 程远远长于骨骼肌细胞，心肌细胞能在有效不应期内进入舒张 程远远长于骨骼肌细胞， 状态，不会发生强直收缩。 状态，不会发生强直收缩。 •一些心肌细胞具有自主节律性，能按一定的频率自发的兴奋。 一些心肌细胞具有自主节律性，能按一定的频率自发的兴奋。 一些心肌细胞具有自主节律性 •一个心肌细胞的兴奋可以通过闰盘结构扩布到整个心脏，构成 一个心肌细胞的兴奋可以通过闰盘结构扩布到整个心脏， 一个心肌细胞的兴奋可以通过闰盘结构扩布到整个心脏 功能合胞体，形成心脏整体收缩的“全或无”现象，而一个骨 功能合胞体，形成心脏整体收缩的“全或无”现象， 骼肌细胞的兴奋一般不能引起相邻的其他骨骼肌细胞的兴奋。 骼肌细胞的兴奋一般不能引起相邻的其他骨骼肌细胞的兴奋。
心肌的自律性
窦房结和房室交界部位的心肌细胞具有自动节律性， 窦房结和房室交界部位的心肌细胞具有自动节律性，即细胞的 动作电位在3期复极达到最大复极电位后 期复极达到最大复极电位后， 期又立即开始自 动作电位在 期复极达到最大复极电位后，在4期又立即开始自 动缓慢除极，直到引发新的动作电位。 动缓慢除极，直到引发新的动作电位。 0期去极化：依靠低阈值的Ca2+内流 期去极化：依靠低阈值的 期去极化 窦房结细胞 期自动除极：依靠 外流的进行性衰减， 4期自动除极：依靠K+外流的进行性衰减，和一种进 期自动除极 行性增强的Na 内流。 行性增强的 +内流。 房室交界细胞 4期自动除极：由背景性Na+内流（快Na+通道仍然失 期自动除极：由背景性 内流（ 期自动除极 和低阈值的Ca 内流共同作用形成， 活）和低阈值的 2+内流共同作用形成，并以延迟 外流为条件。 的K+外流为条件。
心血管生理学
徐明江 Tel：82805613
实验目的
掌握自律性、窦房结、 掌握自律性、窦房结、起搏细胞及迷走神经的基本概念和 基本的生理活动。 基本的生理活动。 理解交感、副交感神经对心律的调节。 理解交感、副交感神经对心律的调节。 理解心肌工作细胞动作电位的5个时期及其机制 个时期及其机制。 理解心肌工作细胞动作电位的 个时期及其机制。 列举心肌与骨骼肌的关键不同点（至少两个）。 列举心肌与骨骼肌的关键不同点（至少两个）。 明确心肌细胞兴奋性中的有效不应期和相对不应期。 明确心肌细胞兴奋性中的有效不应期和相对不应期。 理解和解释下列物质对心脏功能的影响：肾上腺素、 理解和解释下列物质对心脏功能的影响：肾上腺素、毛果 芸香碱、阿托品、洋地黄、温度、 芸香碱、阿托品、洋地黄、温度、Na+、Ca2+、K+。
时相
复极相
心肌工作细胞动作电位的时相及其机制
0期：快Na+通道开放， Na+内流导致去极化，并形成正反馈，在膜电位升 期 通道开放， 内流导致去极化，并形成正反馈， 导致去极化 时通道关闭； 通透性随去极化而降低， 外流被抑制。 至0mV时通道关闭；K+通透性随去极化而降低， K+外流被抑制。 时通道关闭 1期： Na+通道失活； K+通道瞬时激活、短暂开放，出现 +负载的一过性 期 通道失活； 通道瞬时激活、短暂开放，出现K 外流。 外流。 2期： K+通透性逐渐恢复， K+外流增加；电压门控的慢Ca2+通道逐渐开放 期 通透性逐渐恢复， 外流增加；电压门控的慢 通道逐渐开放
第二部分
Pilocarpine：拟胆碱药， M型ACh受体激动剂，降低自律性。 ：拟胆碱药， 型 受体激动剂， 受体激动剂 降低自律性。 Atropine：抗胆碱药，M型ACh受体拮抗剂。阻断窦房结起搏点 2受体，解 ：抗胆碱药， 型 受体拮抗剂。 受体拮抗剂 阻断窦房结起搏点M 受体， 除迷走神经对心脏的抑制作用，使心率加速。 除迷走神经对心脏的抑制作用，使心率加速。 Epinephrine：作用于心肌细胞膜β-肾上腺素能受体。 ：作用于心肌细胞膜β 肾上腺素能受体 肾上腺素能受体。 Digitalis：负性频率作用，增加迷走神经传出冲动，降低窦房结自律性，保 ：负性频率作用，增加迷走神经传出冲动，降低窦房结自律性， 护心室免受心房过多冲动的影响，减少心室频率。 护心室免受心房过多冲动的影响，减少心室频率。 温度对心率的影响：高温使细胞膜对离子的通透性增高， 温度对心率的影响：高温使细胞膜对离子的通透性增高，引起自律性兴奋过 程加快，使心率增加。 程加快，使心率增加。
相对不应期(Relative refractory period， 相对不应期 ， RRP) RRP
结束到膜复极化基本完成（ 从ERP结束到膜复极化基本完成（膜电位约 结束到膜复极化基本完成 膜电位约80mV）的这段时期，给予高于心肌细胞正常阈值的刺 ）的这段时期， 可以引起扩布性的兴奋。 激，可以引起扩布性的兴奋。 此期细胞的兴奋性较低， 此期细胞的兴奋性较低，是因为膜电位仍高于静 息电位，且快Na 通道尚未完全恢复活性。 息电位，且快 +通道尚未完全恢复活性。 由于此期处于3期复极， 外流大， 由于此期处于 期复极，K+外流大，故形成的期 期复极 前收缩的时程和不应期都比正常的动作电位短。 前收缩的时程和不应期都比正常的动作电位短。
ERP一直持续到心肌收缩反应的舒张早期，在此之后刺激心肌才有可能产生第二次兴奋和机械收缩。 一直持续到心肌收缩反应的舒张早期，在此之后刺激心肌才有可能产生第二次兴奋和机械收缩。 一直持续到心肌收缩反应的舒张早期
期前收缩和代偿间歇
期前收缩(Premature systole) 期前收缩 心室在有效不应期之后受到异常刺激， 心室在有效不应期之后受到异常刺激，可以产生一次 期前兴奋，引起的收缩叫期前收缩。 期前兴奋，引起的收缩叫期前收缩。 代偿间歇(Compensatory pause) 代偿间歇 期前兴奋之后来自窦房结的一次兴奋常常落在期前兴 奋的有效不应期内，因此不能引起心室兴奋和收缩， 奋的有效不应期内，因此不能引起心室兴奋和收缩，形成收 缩的“脱失” 出现一段较长的心室舒张，叫代偿间歇。 缩的“脱失”，出现一段较长的心室舒张，叫代偿间歇。