(生理学PPT)心脏的电生理学及生理特性
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条件：①膜两侧存在浓度差： [K+]i ＞ [K+]o＝35∶1 [Na+]i＜ [Na+]o＝1∶14.5
②膜通透性具选择性：K+
b.钠背景电流
2.心室肌细胞的动作电位
窦房结细胞
心室肌细胞
★
12
0
3
4
1.心室肌细胞AP
0期：
刺激 ↓
去极化 ↓
阈电位 ↓
激活快Na+通道 ↓
Na+再生式内流 ↓
Na+平衡电位 （0期）
(去极化0+复极化1、2、3+恢复4期) 0期
不被河豚毒（TTX）阻断
1期：快速复极初期
快Na+通道失活 +
激活Ito通道
↓ K+一过性外流
↓ 快速复极化
（1期）
Ito通道的特点:
1期
按任意键显示动画2
1.电压K门+ 控通道: 膜电位到-40mv时被激活 2.可N被a+ 四乙基铵和4-氨基吡啶等阻断
‖
‖
‖
‖
‖
产生AP 绝对不应期 局部反应期 相对不应期 超常期
‖
‖
‖
‖
兴奋性正常 兴奋性无
兴奋性低 兴奋性高
LRP ARP
心室肌兴奋性的周期性变化
周期变化 对应位置 机制
新AP产生能力
有效不应期 去极化→复极化-60mV43;通道处于
-55mV 完全失活状态
局部反应期： ↓
代偿间歇compensatory pause：一次期前收缩 之后所出现的一段较长的舒张期称为代偿性间歇。
（1）不发生完全强直收缩
主要特点是
有效不应期特别长
相当于心肌
整个收缩期 和舒张早期
有效不应期的长短 主要取决 2期（平台期）
收缩
舒张
（3）兴奋性的周期性变化与收缩活动的关系
期前收缩premature systole：在心室肌的不应 期之后和下一次窦性兴奋到达之前,心室受到一次人 工刺激或者来自异位起搏点的兴奋刺激，可以出现 一次提前的收缩，称为期前收缩。
无1期和2期。
（2）电位形成机制
0期
零电位
阈电位
Ca2+
Ca2+
0期：当4期自动去极化达到阈电位 →激活慢钙通道（ICa-L）→Ca2+内流
3期
按任意键显示动画1、2
K+
Ca2+
3期：慢钙通道（ICa-L）渐失活 + 激活钾通道（IK） → Ca2+内流↓+ K+递减性外流
（因钾通道的失活K+呈递减性外流）
④慢反应非自律细胞：O期去极速率慢, 其4期无自动去极化。如结区
二、心肌的生理特性
（一）兴奋性 （二）自律性 （三）传导性 （四）收缩性
1、兴奋性的周期性变化
离子通道的性状： INa 、 ICa-L
p107
Na+通道的性状 备用（静息）、激活、失活
完全备用 → 失 活 → 刚复活 → 渐复活 → 基本备用
2期：O期去极达-40mV时
已激活慢Ca2+通道
2期
（L型钙通道ICa-L） +
激活IK 通道 ↓
Ca2+缓慢内流 与K+外流
处于平衡状态
↓
缓慢复极化
（2期=平台期）
K+ K+ Na+ Ca2+
3期：快速复极末期
慢Ca2+通道失活 +
IK 通道通透性↑
↓ K+再生式外流
↓ 快速复极化
至RP水平 （3期）
比
去极化(0期) 复极化 4期
较
两
种 细 胞 的
心室肌 钠离子内流 细胞 快钠通道
快反应细胞
钾外流 钙内流
恢复 钠钾钙离子 分布
Fast response cell
AP
机 制
窦房结 钙离子内流 钾外流 自动
细胞 慢钙通道
去极化
慢反应细胞
Slow response cell
2.浦肯野细胞(快反应自律细胞)的电位
Na+通道
-60mV 刚开始复活
相对不应期 ↓
Na+通道 能产生(但0期幅度、
-80mV 大部复活 传导、时程等较正常小)
超常期
↓ Na+通道基本
-90mV 恢复到备用状态 同相对不应期
2. 影响心肌细胞兴奋性的因素
（1）静息电位（最大舒张电位）水平 （2）阈电位水平
3、兴奋性的周期变化和心肌收缩的关系
INa ICa-L If
外向电流Outward Current 正离子外流或负离子内流，使膜复极 Repolarization或
超极化 Hyperpolarization IK1 Ito IK
(一)工作细胞跨膜电位及形成机制
1.心室肌细胞RP
（1）幅度：-80～-90mV
（2）机制：a.K+平衡电位（Ik1）主要
心肌细胞分类
• 工作细胞：心室，心房普通心肌细胞 兴奋性、传导性、收缩性
• 自律细胞：具自动节律性的心肌细胞 心脏的特殊传导系统 自律性、兴奋性、传导性、 收缩性弱(或称无收缩性)
工作细胞
安静时膜电位稳定 静息电位
自律细胞
自动去极化 最大舒张电位
在电生理学中，电流的方向以正离子在 膜 两侧 的流动方向来命名： 内向电流Inward Current 正离子内流或负离子外流，使膜去极化 Depolarization
1.形成机制：
0、1、2、3期： 心室肌细胞基本相似
4期： 递增性Na+为主的 内向离子流（If）+ 递减性外向K+电流(Ik) 所引起的自动去极化
2.特点： （1）0期去极化
速度快，幅度大
（2）4期自动去极化
速度比窦房结 细胞慢， 故自律性低。
比较三种细胞的电位变化
窦房结细胞
心室肌细胞
浦肯野细胞
心脏的电生理学及生理特性
心脏中细胞的组成 心肌细胞 内皮细胞 纤维细胞
自律细胞 非自律细胞
第一节 心肌细胞的跨膜电位及其形成机制
心脏的主要功能是泵血，心脏不断地有秩序的、 协调的收缩与舒张，是实现泵血功能的必要条件。
而心脏的这种功能是依赖于心肌细胞的生理特性：
兴奋性、传导性、自律性（电生理特性） 收缩性(机械特性) 。
心肌细胞的分类 根据各类心肌细胞AP的O期去极化速率
和4期有无自动去极化,将心肌分为:
①快反应自律细胞：0期去极速率快（钠通道）， 4期有自动去极化。如房室束，浦肯野细胞。
②快反应非自律细胞：0期去极速率快， 4期无自动去极化。如心房肌、心室肌细胞
③慢反应自律细胞：O期去极速率慢（钙通道）, 4期有自动去极化。如窦房结细胞
K+ K+ Na+ Ca2+
K+
○泵
3期3期
○泵
4期：
– 钠－钾泵Na+-K+ Pump – 钠－钙交换Na+-Ca2+ Exchange – 钙泵Ca2+ Pump
★ ○泵
（二）自律细胞的跨膜电位及其形成机制
窦房结细胞
心室肌细胞
浦肯野细胞
1.窦房结细胞(慢反应自律细胞)的电位 电位特征：
RP：不稳定，能自动去极化，=最大舒张电位 AP：分0,3,4三个时期，
②膜通透性具选择性：K+
b.钠背景电流
2.心室肌细胞的动作电位
窦房结细胞
心室肌细胞
★
12
0
3
4
1.心室肌细胞AP
0期：
刺激 ↓
去极化 ↓
阈电位 ↓
激活快Na+通道 ↓
Na+再生式内流 ↓
Na+平衡电位 （0期）
(去极化0+复极化1、2、3+恢复4期) 0期
不被河豚毒（TTX）阻断
1期：快速复极初期
快Na+通道失活 +
激活Ito通道
↓ K+一过性外流
↓ 快速复极化
（1期）
Ito通道的特点:
1期
按任意键显示动画2
1.电压K门+ 控通道: 膜电位到-40mv时被激活 2.可N被a+ 四乙基铵和4-氨基吡啶等阻断
‖
‖
‖
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‖
产生AP 绝对不应期 局部反应期 相对不应期 超常期
‖
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‖
兴奋性正常 兴奋性无
兴奋性低 兴奋性高
LRP ARP
心室肌兴奋性的周期性变化
周期变化 对应位置 机制
新AP产生能力
有效不应期 去极化→复极化-60mV43;通道处于
-55mV 完全失活状态
局部反应期： ↓
代偿间歇compensatory pause：一次期前收缩 之后所出现的一段较长的舒张期称为代偿性间歇。
（1）不发生完全强直收缩
主要特点是
有效不应期特别长
相当于心肌
整个收缩期 和舒张早期
有效不应期的长短 主要取决 2期（平台期）
收缩
舒张
（3）兴奋性的周期性变化与收缩活动的关系
期前收缩premature systole：在心室肌的不应 期之后和下一次窦性兴奋到达之前,心室受到一次人 工刺激或者来自异位起搏点的兴奋刺激，可以出现 一次提前的收缩，称为期前收缩。
无1期和2期。
（2）电位形成机制
0期
零电位
阈电位
Ca2+
Ca2+
0期：当4期自动去极化达到阈电位 →激活慢钙通道（ICa-L）→Ca2+内流
3期
按任意键显示动画1、2
K+
Ca2+
3期：慢钙通道（ICa-L）渐失活 + 激活钾通道（IK） → Ca2+内流↓+ K+递减性外流
（因钾通道的失活K+呈递减性外流）
④慢反应非自律细胞：O期去极速率慢, 其4期无自动去极化。如结区
二、心肌的生理特性
（一）兴奋性 （二）自律性 （三）传导性 （四）收缩性
1、兴奋性的周期性变化
离子通道的性状： INa 、 ICa-L
p107
Na+通道的性状 备用（静息）、激活、失活
完全备用 → 失 活 → 刚复活 → 渐复活 → 基本备用
2期：O期去极达-40mV时
已激活慢Ca2+通道
2期
（L型钙通道ICa-L） +
激活IK 通道 ↓
Ca2+缓慢内流 与K+外流
处于平衡状态
↓
缓慢复极化
（2期=平台期）
K+ K+ Na+ Ca2+
3期：快速复极末期
慢Ca2+通道失活 +
IK 通道通透性↑
↓ K+再生式外流
↓ 快速复极化
至RP水平 （3期）
比
去极化(0期) 复极化 4期
较
两
种 细 胞 的
心室肌 钠离子内流 细胞 快钠通道
快反应细胞
钾外流 钙内流
恢复 钠钾钙离子 分布
Fast response cell
AP
机 制
窦房结 钙离子内流 钾外流 自动
细胞 慢钙通道
去极化
慢反应细胞
Slow response cell
2.浦肯野细胞(快反应自律细胞)的电位
Na+通道
-60mV 刚开始复活
相对不应期 ↓
Na+通道 能产生(但0期幅度、
-80mV 大部复活 传导、时程等较正常小)
超常期
↓ Na+通道基本
-90mV 恢复到备用状态 同相对不应期
2. 影响心肌细胞兴奋性的因素
（1）静息电位（最大舒张电位）水平 （2）阈电位水平
3、兴奋性的周期变化和心肌收缩的关系
INa ICa-L If
外向电流Outward Current 正离子外流或负离子内流，使膜复极 Repolarization或
超极化 Hyperpolarization IK1 Ito IK
(一)工作细胞跨膜电位及形成机制
1.心室肌细胞RP
（1）幅度：-80～-90mV
（2）机制：a.K+平衡电位（Ik1）主要
心肌细胞分类
• 工作细胞：心室，心房普通心肌细胞 兴奋性、传导性、收缩性
• 自律细胞：具自动节律性的心肌细胞 心脏的特殊传导系统 自律性、兴奋性、传导性、 收缩性弱(或称无收缩性)
工作细胞
安静时膜电位稳定 静息电位
自律细胞
自动去极化 最大舒张电位
在电生理学中，电流的方向以正离子在 膜 两侧 的流动方向来命名： 内向电流Inward Current 正离子内流或负离子外流，使膜去极化 Depolarization
1.形成机制：
0、1、2、3期： 心室肌细胞基本相似
4期： 递增性Na+为主的 内向离子流（If）+ 递减性外向K+电流(Ik) 所引起的自动去极化
2.特点： （1）0期去极化
速度快，幅度大
（2）4期自动去极化
速度比窦房结 细胞慢， 故自律性低。
比较三种细胞的电位变化
窦房结细胞
心室肌细胞
浦肯野细胞
心脏的电生理学及生理特性
心脏中细胞的组成 心肌细胞 内皮细胞 纤维细胞
自律细胞 非自律细胞
第一节 心肌细胞的跨膜电位及其形成机制
心脏的主要功能是泵血，心脏不断地有秩序的、 协调的收缩与舒张，是实现泵血功能的必要条件。
而心脏的这种功能是依赖于心肌细胞的生理特性：
兴奋性、传导性、自律性（电生理特性） 收缩性(机械特性) 。
心肌细胞的分类 根据各类心肌细胞AP的O期去极化速率
和4期有无自动去极化,将心肌分为:
①快反应自律细胞：0期去极速率快（钠通道）， 4期有自动去极化。如房室束，浦肯野细胞。
②快反应非自律细胞：0期去极速率快， 4期无自动去极化。如心房肌、心室肌细胞
③慢反应自律细胞：O期去极速率慢（钙通道）, 4期有自动去极化。如窦房结细胞
K+ K+ Na+ Ca2+
K+
○泵
3期3期
○泵
4期：
– 钠－钾泵Na+-K+ Pump – 钠－钙交换Na+-Ca2+ Exchange – 钙泵Ca2+ Pump
★ ○泵
（二）自律细胞的跨膜电位及其形成机制
窦房结细胞
心室肌细胞
浦肯野细胞
1.窦房结细胞(慢反应自律细胞)的电位 电位特征：
RP：不稳定，能自动去极化，=最大舒张电位 AP：分0,3,4三个时期，