1.心肌细胞的生物电现象

1、2018-1-22心肌细胞的生物电现象主要内容：一、心肌细胞的分类二、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制三、心肌细胞的电生理类型一、心肌细胞的分类心肌细胞根据组织学和生理学特点分为两种类型：普通心肌细胞：主要包括心房肌和心室肌细胞，具有兴奋性、传导性和收缩性（不具有自律性）。自律细胞：主要包括P细胞和浦肯野细胞，具有兴奋性、传导性、自律性，基本没有收缩性。二、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制心肌细胞膜内外的离子浓度不同，安静状态下细胞膜对不同离子的通透性也不同，这是心肌细胞跨膜电位形成的主要离子基础。细胞膜外（细胞膜外（mmol/l） 细胞膜内细胞膜内(mmol/l)扩散方向扩散方向K+5140细胞

2、内向细胞外Na+14210细胞外向细胞内Ca2+2110-4细胞外向细胞内Cl-1034细胞外向细胞内静息电位是指在静息状态下心室肌细胞膜上的内向整流Ik1通道开放，其通透性远大于其他离子通道的通透性，因此，K+顺其浓度梯度由膜内向膜外扩散，造成膜内带负电，膜外带正电，从而形成了膜内外的电位差。这种在静息状态下，心肌细胞膜内外的电位差就称为膜的静息电位。此时，心肌细胞处于极化状态。心肌细胞的静息电位：-90mV动作电位是指当刺激心室肌细胞使其兴奋，膜内外的电位就会发生突然转变，膜内电位由负电位转变为正电位，而膜外则由正电位转变为负电位。这种膜电位的变化称为动作电位。通常将心室肌细胞动作电位分为

3、0期、1期、2期、3期、4期五个时相。动作电位（1）去极化过程（去极化过程（0期）期）：外来刺激作用于心室肌细胞（静息电位-90mV）部分电压门控式Na+通道（INa通道）开放少量Na+内流细胞膜部分去极化到阈电位水平（70mV） 细胞膜上INa通道的开放概率明显增加 Na+快速内流膜内电位迅速上升到正电位（30mV）。这种快INa通道，开放时间约1ms，当细胞膜内电位去极化到0mV左右时，INa通道就开始失活关闭。0期很短暂，历时仅12ms，去极化幅度为120mV（-90mV到+30mV）。此期相当于心电图上的R波上升支。动作电位（2）复极化过程（复极化过程（1-3期）：期）：当心室肌细胞去

4、极化达到顶峰时，由于INa通道的失活与关闭，立即开始复极。但复极过程缓慢，历时200300 ms。包括：动作电位的1期、2期、3期三个阶段。动作电位1期：期：又称快速复极初期。又称快速复极初期。此时，快INa通道已经失活，但同时激活一过性外向电流（Ito） 膜电位从30mV迅速复极到0mV。Ito通道是在膜电位去极化到30mV被激活，Ito的主要离子成分是K+ ， 历时约10ms。此期相当于心电图上的R波下降支，1期之末为J点。 0期和1期膜电位的变化速度都很快，在动作电位图形上形成尖峰状，故把0期和1期合称为峰电位。动作电位2期：期：又称为平台期或缓慢负极期又称为平台期或缓慢负极期。在1期复

5、极膜内电位达到0mV左右后，复极化过程变得相当缓慢，在动作电位图形上形成一平台，历时100150ms，是心室肌细胞动作电位持续时间较长的主要原因。平台期的形成机制：此时外向的延迟整流钾电流（IK）和内向的L型钙电流（ICaL）同时存在，两者处于平衡状态所致。此期相当于心电图S-T段。动作电位3期：期：又称快速复极末期。又称快速复极末期。在2期复极末，膜复极速度逐渐加快，延续为3期复极。3期复极速度加快机制：此时L型钙 通道已经失活关闭 内向离子流减弱，而K+ 通过平台期已经激活的Ik通道外流，同时K+ 外向电流随时间而递增 到3期末，外向的Ik1电流也增大膜内电位由0mV左右较快地下降到90m

6、V，历时约100150ms。此期相当于心电图上的T波。动作电位（3）静息期）静息期：又称动作电位4期。4期是心室肌细胞膜复极化完毕，膜电位恢复至静息电位的时期。动作电位4期形成机制：此期要通过细胞膜上的Na+- K+ 泵的主动转运，将3Na+ 运出细胞外和2K+ 运回细胞内。同时通过Na+- Ca2+ 交换体和Ca2+ 泵，将Ca2+ 主动转运出细胞外，以恢复细胞内外各种离子的正常浓度梯度，维持心肌细胞的正常功能。此期相当于心电图上的T-P（或T-R）段。动作电位从0期去极化开始到3期复极化完毕就是整个动作电位时间。心室肌细胞的动作电位时间约200300ms。相当于心电图上的Q-T间期。动作电位形成过程动作电位形成过程中的各通道通透性的变化窦房结P细胞的除极过程窦房结P细胞舒张期最大复极电位约为70mV，当窦房结P细胞4期自动去极化达到阈电位水平（40mV） 激活细胞膜上的L型Ca2+ 通道 Ca2+ 缓慢的流入细胞内 0期去极化动作电位缓慢上升至0+20mV 开始复极从0期直接进入3期。这是因为窦房结P细胞膜上很少表达Ito通道和缺乏Ik1通道，其复极主要依赖Ik通道来完成窦房结P细胞的动作电位窦房结和心肌收缩细胞的膜内动作电位三、心肌细胞的电生理类型根据动作电位的特征及形成原理，可将心肌细胞分为快反应细胞和慢反应细胞。快反应细胞：心房肌、心室肌、房室束和浦肯