心肌生物电特性.ppt

第五章循环系统生理,第一节心的生理,第二节血管生理,第三节心血管活动的调节,第一节心脏生理心肌细胞的生物电现象心肌细胞分类1、根据功能及生理特性不同,分：工作细胞（workingcell）：富含肌原纤维，主要执行收缩功能。如：心室肌细胞、心房肌细胞。有兴奋性、传导性、收缩性，无自律性。自律细胞（rhythmiccell）：含肌原纤维少或缺乏，主要功能是产生和传导兴奋，控制心脏的节律性活动。特殊传导系统(除结区外)，如：窦房结P细胞、浦肯野细胞。有兴奋性、传导性、自律性，无收缩性。,2、根据生物电活动尤其AP的0期除极速度不同分：(1)快反应细胞：快反应非自律细胞:心房肌细胞和心室肌细胞快反应自律细胞:心房传导组织;房室束和浦肯野纤维细胞(2)慢反应细胞：慢反应自律细胞:窦房结细胞;房结区和结希区自律细胞慢反应非自律细胞:结区细胞,心脏各部分心肌细胞的跨膜电位和兴奋传导速度SAN：窦房结AM：心房肌AVN：结区BH：希氏区PF：浦肯野纤维VM：心室肌传导速度单位m/s,神经纤维动作电位的图形,心肌动作电位与心电图的关系,心房AP,心室AP,心肌动作电位与心电图的关系,P波：心房肌的APQRS：心室肌AP的0期S-T段：心室肌AP的2期T波：心室肌AP的复极化过程，因先后不一，故T波较宽。,一、心室肌静息电位（RP）的形成机制1.幅度：-90mV(较骨骼肌细胞、神经细胞大)。2.机制：K+外流的电-化平衡电位。RP的产生条件：(1)静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀Na+iNa+o113K+iK+o281(2)静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性,通透性：K+Cl-Na+A-,二、心室肌细胞AP的形成机制：,0期(去极化过程)：刺激RP阈电位激活快Na+通道Na+再生式内流Na+平衡电位（0期）,快Na+通道：-70mV激活，-55mV失活，持续1-ms，特异性强(只对Na+通透)，阻断剂河豚毒(tetrodotoxin,TTX)，激活剂(苯妥因钠)。,0期,按任意键显示动画2,1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：70年代认为Ito的离子成分为Cl-，现在认为Ito可被K+通道阻断剂（四乙基胺、4-氨基吡啶）阻断，Ito的离子成分为K+。,1期,Na+,K+,按任意键显示动画2,2期(缓慢复极期或平台期)：O期去极达-40mV时已激活慢Ca2+通道+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）,慢Ca2+通道：激活与失活比Na+通道慢，特异性不高：Ca2+（53%）、Na+（27%）、K+（20%）都通透，阻断剂：Mn2+和维拉帕米(verapamil、异搏定）。,2期,Na+,K+,Ca2+,K+,按任意键显示动画2,3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）,4期(静息期):因膜内Na+和Ca2+升高,而膜外K+升高激活钠泵及Na+-Ca2+交换体泵出Na+和Ca2+,泵入K+恢复正常离子分布。,3期,Na+,K+,Ca2+,K+,K+,泵,按任意键显示动画2,泵,3期,心(房)室肌动作电位及其形成机制,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）,心肌细胞的动作电位和兴奋性,二、自律细胞的跨膜电位及形成机制1.窦房结P细胞的动作电位（AP）及形成机制,*0期去极慢(7ms);*AP幅值小(70mV)；*复极简单(无1.2期)；*4期有自动去极。,0,-20,-40,-60,3,0,4,AP全程分0,3,4三个时期,心室肌细胞(A)和窦房结细胞(B)跨膜电位比较,-70mV,-70mV,阈电位,窦房结细胞跨膜电位的形成机制,ICa-T,AP全程分0,3,4三个时期,0期：当4期自动去极化达到阈电位激活慢钙通道（Ica-L型）Ca2+内流。,Ca2+,Ca2+,0期,阈电位,零电位,按任意键显示动画1、2,3期：慢钙通道（Ica-L型）渐失活+激活钾通道（IK）Ca2+内流+K+递增性外流,K+,Ca2+,3期,按任意键显示动画1、2,4期：K+递减性外流(Ik、主要)+Na+递增性内流（If）+Ca2+内流（Ica-T型钙通道激活）缓慢自动去极化,K+,具“自我”启动“自我”发展“自我”终止的离子流现象。,Na+,Ca2+,4期,按任意键显示动画1、2,2.浦肯野细胞的动作电位及其形成机制,（1）形成机制：0、1、2、3期：与心室肌细胞基本相似。4期：进行性增强的内向电流（If）+递减性外向K+电流所引起的自动去极化。（2）特点：0期去极化速度快，幅度大；4期自动去极化速度比窦房结细胞的慢，故自律性低。,浦肯野细胞的动作电位及离子基础,If的离子电导,IK的离子电导,3期末达最大复极电位（-90mV）后，4期电位不稳定，存在自动去极化,-90mV,If递增,IK递减,心室肌细胞(A)和窦房结细胞(B)跨膜电位比较,-70mV,-70mV,阈电位,根据生物电活动尤其AP的0期除极速度不同分：(1)快反应细胞：快反应非自律细胞:心房及心室肌细胞快反应自律细胞:心房传导组织、房室束、浦肯野纤维细胞(2)慢反应细胞：慢反应自律细胞:窦房结细胞、房结区、结希区细胞慢反应非自律细胞:结区细胞,心肌生理特性电生理特性：兴奋性、传导性、自律性。机械特性：收缩性工作细胞（心房肌和心室肌）：收缩性、兴奋性、传导性,无自律性;自律细胞（特殊传导系统除结区外）：兴奋性、传导性、自律性无收缩性。,一、自动节律性（自律性）1.概念：心肌具有自动地产生节律性兴奋的能力称自动节律性，简称自律性。2.形成基础：动作电位4期自动去极化。3.衡量自律性的指标:频率即每分钟自动兴奋的次数(4期自动去极化速度)。窦房结房室交界心室内传导组织。4.正常起搏点：窦房结；潜在（异位）起搏点：房室结等传导系统。5.窦性心律：心脏节律性活动以窦房结为起搏点;异位心律：以窦房结以外的部位为起搏点的心脏活动,如：结性心律、室性心律。,窦房结,心房内传导,房室交界,房室束,浦氏纤维,100次/分,50次/分,50次/分,40次/分,25次/分,依次降低,窦房结对潜在起搏点的控制方式：抢先占领:节律高者能抢先达到阈电位产生AP;超速抑制:压抑节律低者的“被动”节律性兴奋,抢先占领,超速抑制,二、兴奋性,（一）心肌兴奋过程中兴奋性的周期性变化1.有效不应期(ERP):绝对不应期(ARP)和局部反应期2.相对不应期(RRP)3.超常期(SNP),Na+通道状态,备用（关）,激活（开）,失活（关）,复活,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。,局部反应期,相对不应期,超常期,心肌兴奋过程中兴奋性的周期性变化,心肌兴奋性特点及其与收缩的关系特点：有效不应期特别长(平均250ms),相当于心肌整个收缩期和舒张早期。是骨骼肌与神经纤维有效不应期的100倍和200倍。有效不应期的长短主要取决2期（平台期）。意义:(1)不发生(完全)强直收缩(生理意义)；(2)导致期前收缩后发生代偿间歇。,（二）期前收缩与代偿间歇期前收缩：指心室肌在有效不应期之后到下一次窦性兴奋传来之前，受到异位起搏点或人工刺激时，可提前产生一次兴奋而引起收缩，称为期前收缩。代偿间歇：一次期前收缩之后所出现的一段较长的心室舒张期称为代偿间歇。,(三)影响兴奋性因素1.静息电位与阈电位差距RP距阈电位远需刺激阈值兴奋性RP距阈电位近需刺激阈值兴奋性,Na+通道状态,备用（关）,激活（开）,失活（关）,复活,2.Na+通道状态: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。,三、传导性1传导原理：局部电流。闰盘(缝隙连接)为低电阻区,局部电流很容易通过特殊传导系统。2传导特点:左右心房同步收缩，左右心室同步收缩，利射血。房室延搁可避免房室收缩出现重叠,利房排空、室充盈。房室交界是传导必经之路，易出现传导阻滞（房室传导阻滞）。,传导速度:浦氏纤维(4m/s)束支(2m/s)心室肌(1m/s)心房肌(0.4m/s)结区(房室结)(0.02m/s),传导时间心房内-房室交界-心室内(0.06s)(0.1s)(0.06s),4.影响传导性的因素（1）结构因素：细胞直径大，横截面积大，电阻小，兴奋传导（2）生理因素：0期去极化的速度和幅度:膜反应曲线邻近部位膜的兴奋性,四、收缩性1.不发生强直收缩2.对Ca2+o有明显的依赖性3.“全”或“无”式的收缩,离子对心肌生理特性的影响1.K+(3.5-5.5mmol/L)血K+o:心肌的自律性、兴奋性、传导性和收缩性均降低。表现为心率减慢、传导阻滞、心肌收缩力减弱，甚至引起心活动停止在舒张状态；血K+o:心肌的自律性、兴奋性、收缩性增加而传导性降低。表现为心率增快、心肌收缩力增强、出现异位心律。,2.Ca2+(2.25-2.75mmol/L)Ca2+o:心肌收缩力增强，血钙浓度过高，可使心活动停止在收缩状态；兴奋性降低、快反应细胞的传导性和自律性降低,但慢反应细胞的传导性和自律性。Ca2+o:血钙浓度降低则使心肌收缩力减弱。3.Na+(135-150mmol/L)血钠浓度显著增高时，可使心肌的自律性、兴奋性、传导性增加，心肌收缩力减弱，故高血钾所致传导阻滞患者，可输入氯化钠或乳酸钠以改善心的传导功能；低血钠则引起心肌特性发生相反改变。但血钠浓度发生显著变化的情况在临床上很少见。,心电图(ECG),ECG：将引导电极置于身体一定部位，记录整个心动周期中心电变化（各细胞的综合心电向量）的波形图。,一、心电图各导联的连接及正常图形,aVL,aVR,Avf,1.标准导联与加压肢体导联,V1,V2,V3,V4,V5,2.胸导联,3.电极放置方式,左上肢:LA左下肢:RA左下肢:LL或LF右下肢:RL或RFV1:胸骨右缘第4肋间（三尖瓣区）;V2:胸骨左缘第4肋间;V3:V2和V4连线的中点;V4:心尖部;V5:左侧腋前线与V4同一水平;V6:左侧腋中线与V4同一水平。,二、心肌动作电位与心电图的关系,P波：心房肌AP的0期;QRS：心室肌AP的0期;S-T段：心室肌AP的2期;T波：心室肌AP的3期;,心肌动作电位与心电图的关系,三、心电图的基本波形及生理意义,名称时间（S）幅度（mV)意义P波0.080.110.050.25两心房去极化QRS波0.060.100.52.0两心室去极化T波0.050.250.10.8两心室复极化过程P-R间期0.120.20兴奋：房室的时间S-T段0.050.15心室肌的AP处于平台期Q-T间期0.4心室去极化+复极化的时间,复习思考题1与神经纤维相比，心室肌细胞动作电位的主要特征是：A复极缓慢B复极过程分为四期C无峰电位D去极化时间短E0期Na+快速内流2与心室肌细胞动作电位相比较，浦肯野细胞动作电位的特点是：A0期快速去极化B2期平台C3期快速复极化D3期为K+外流E4期自动去极化,A,E,3.心室肌细胞一次兴奋后有效不应期的长短主要决定于动作电位的：A0期除极速度B平台期长短C快速复极初期D快速复极末期E4期的除极速度4窦房结作为心脏起搏点的原因是：A能自动除极B兴奋性最高C自律性最高D复极4期电位不稳定E没有明显的1期,B,C,A.因Na+内流而产生B.因Ca2+内流而产生C.因K+外流而产生D.因CI-内流而产生E.因K+内流而产生5.窦房结细胞动作电位0期去极化6.浦肯野细胞动作电位0期去极化7.心室肌细胞动作电位3期复极化8.心室肌细胞静息电位,B,A,C,C,A.窦房结B.房室结C.心室肌D.心房优势传导通路E.浦肯野纤维9.自律性最高的是10.自律性最低的是11.传导速度最快的是12.传导速度最慢的是13.收缩力量最强的是,A,E,E,B,C,14.心电图上代表兴奋由窦房结传至心室肌兴奋开始所需的时间是：A.P-R（P-Q）间期B.Q-T间期C.S-T段D.P-T间隔E以上全不是15.10%KCI溶液不可作为静脉直接推注的原因是：A.使红细胞皱缩B.可导致心肌兴奋性增高，发生早搏C.使组织液增多，发生水肿D.使心肌发生强直收缩E.可导致心动过缓，传导阻滞，收缩减弱，甚至停搏,A,E,填空题1血中、和三种离子必须保持适当的比例，才能维持正常的心脏活动。2临床上离子对心肌的生理特性影响最重要。3当血钾浓度降低时，心脏的性、_性和性增高，_性降低，容易产生和。,K+,Na+,Ca2+,K+,自律,兴奋,收缩,传导,期前收缩,异位心律,是非题1心室肌细胞动作