血液循环—心肌生物电和生物特性研究

1、血液循环心肌生物电和生物特性研究心主身之血脉，肺主身之皮毛，肝主身之筋膜，脾主身之肌肉，肾主身之骨髓。心脏，血管，血液物质运输内环境稳态调节体温内分泌功能兴奋收缩耦联工作心肌细胞自律心肌细胞窦性节律心脏生物电活动的发生、特点、规律第一节 心肌的分类及电活动特点血管内皮细胞、 成纤维细胞心脏中细胞的组成分类工作心肌细胞发生收缩自律心肌细胞自动节律性（起搏功能）心肌电生理学分类快反应非自律细胞（fast response non-autorhythmic cell）快反应自律细胞（fast response autorhythmic cell）慢反应自律细胞（slow response autor

2、hythmic cell）AP去极化特征：快 or 慢自律性特征：自律 or 非自律工作心肌细胞属于？工作心肌细胞的主要功能发生收缩电活动特点与其功能相适应心室肌细胞动作电位动作电位：5个时期0期：去极化期1期：快速复极化初期2期：平台期3期：快速复极化末期4期：静息期心室肌细胞电位模式图心室肌细胞静息电位静息状态时，细胞膜内外两侧的电位差。形成原因：细胞内外离子分布的不均细胞膜对K+的选择性通透Nernst 方程：钾平衡电位EK = -61log(K+i/K+o) = -96 mV高钾内向整流钾通道，Ik1通道没有门控K+外流是形成内负外正膜极化状态的基础钠背景电流： 钠钾泵：3钠换1钙，方

3、向不定钙出钠入 变正钙入钠出 变负外钠少量内漏（静息电位低于理论值的原因）出的钠多于入的钾超级化方向对正常静息电位贡献不大钠钙交换： 静息期工作心肌细胞其他的电活动 心室肌细胞动作电位0期：去极化期1期：快速复极化初期2期：平台期3期：快速复极化末期4期：静息期心室肌细胞动作电位心室肌细胞动作电位的离子构成刺激MP阈电位（-70mV）快Na+通道激活Na+再生式内流Na+平衡电位phase 0 除极相:短而高钙离子的内流也参与了AP升支末段的形成钠通道(sodium channel)钠离子通道的特征 激活、失活、复活快；对钠离子有高度的选择性；电压和时间依赖性，TP -70mV；阻断剂：河豚毒

4、素（TTX）。钠通道三种状态快钠通道失活+Ito通道激活一过性K+外流 快速复极化心室肌细胞动作电位的离子构成phase 1 早期快速复极相：快速Ito, transient outward current, 4-AP sensitiveL型Ca2+通道激活+IK 通道激活Ca2+缓慢内流 与K+外流处于平衡状态 缓慢复极化心室肌细胞动作电位的离子构成Phase 2 平台相：平稳 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水平心室肌细胞动作电位的离子构成phase 3 末期快速复极化相：快速phase 4 静息期：波动-平稳钠钾泵、钠钙交换体、钙泵恢复膜两侧离子分部心室

5、肌细胞动作电位的离子构成工作细胞动作电位及其离子机制神经元心室肌细胞时程形态离子机制自律细胞生物电现象自律心肌细胞能节律性自动产生动作电位这是心脏节律性搏动的关键因素自律细胞生物电现象自律细胞窦房结细胞房结区起搏细胞结希区起搏细胞浦肯野细胞自律细胞动作电位膜电位不稳定，舒张期自动去极化，达到阈电位时就会产生动作电位。最大舒张期电位（maximal diastolic potential）: 自律细胞复极达到最大极化状态时的电位窦房结细胞动作电位的离子构成离 子 流 的 不 平 衡窦房结细胞（sinoatrial node, SAN）最大复极电位（-70mV）和阈电位(-40mV)的绝对值较低，

6、仅有0、3和4三个时期，4期自动去极化0期：钙内流，缓慢去极化，峰值较小；3期：钙内流停止，钾外流逐渐增加，复极；4期：钾外流衰减，钠（If）、钙内流，自动去极化窦房结细胞动作电位的离子构成第一节 心脏生理-其他心肌细胞电位浦肯野纤维动作电位与工作细胞基本相似；4期自动缓慢去极化（If离子流），引发动作电位。房室结（atrioventricular node）动作电位与SAN类似，时程短其他自律细胞的动作电位心肌细胞动作电位电位窦房结细胞电位特点幅值小，但持久有3相，无平台钾钙主，钠次之无静息，自除极心室肌细胞电位特点幅值大，时程长呈5相，有平台钠钾钙，要分清有静息，不自律快钠通道 激活、失活

7、、复活快； 构成工作细胞AP 0相； 电压和时间依赖性 TP -70mV； 阻断剂：河豚毒素（TTX）慢钙通道 激活、失活慢； 构成SAN AP 0相； 电压和时间依赖性 TP -40mV； 阻断剂：锰、维拉帕米第一节 心脏生理-其他心肌细胞电位快反应细胞心房、心室肌细胞、房室束和浦肯野细胞静息电位绝对值大，0相由快通道（Na+通道）介导动作电位幅度大、去极化和传导速度快慢反应细胞窦房结细胞和房室交界的房结区和结希区细胞膜电位小，0相由慢通道（Ca2+通道）介导动作电位幅度小、去极化和传导速度慢心肌的快、慢反应细胞心肌的四大生理特性兴奋性自律性传导性收缩性兴奋性：细胞具有对刺激产生兴奋的能力或

8、特性。兴奋性：决定心搏能否发生可兴奋组织神经、肌肉和腺体阈值：兴奋性的衡量标准骨骼肌兴奋性的周期变化心室肌兴奋性的周期变化兴奋性心肌细胞兴奋的周期性变化绝对不应期(absolute refractory period, ARP)局部反应期(local response period, LRP)有效不应期(effective refractory period, ERP)相对不应期(relative refractory period, RRP)总不应期(total refractory period, TRP)超常期(supernormal period, SNP)总不应期兴奋性Na+通道的三

9、种状态备用激活失活分期钠通道膜电位兴奋性总不应期绝对不应期开放-关闭-90-55mV零局部反应期少量备用-55-60mV零相对不应期部分备用-60-80mV低超常期备用-80-90mV高心肌细胞兴奋的周期性变化兴奋性心肌快反应细胞兴奋周期变化的特点及其生理意义有效不应期较长历时200300ms，相当于心肌整个收缩期和舒张早期；心肌不发生强直收缩，保证了心脏舒缩的交替进行。心肌慢反应细胞兴奋周期变化的特点总不应期长，包括3个时相兴奋传导速度相对较慢兴奋性期前兴奋(premature excitation)和期前收缩(extrasystole)：心肌在有效不应期之后，在窦房结冲动传来之前受到额外刺

10、激所产生的兴奋，并由此所产生的收缩活动。代偿间歇(compensatroy pause)：一次期前收缩后出现的一段较长时程的舒张期。Question: 代偿间歇产生的机制是什么？兴奋性影响兴奋性的因素1. 静息电位或最大舒张期电位和阈电位之间的差距 二者差距，兴奋性 二者差距，兴奋性2. Na+(Ca2+)通道的活性兴奋性3. 电解质浓度、酸碱度等因素对兴奋性的影响K+细胞外细胞外高钾静息电位接近阈电位，兴奋性增高复极化加速，不应期缩短轻度静息电位太高，Na通道失活，心博停止重度细胞外低钾膜对K+的通透性降低起主要作用外流减少导致去极化，兴奋性升高见尿补钾，严禁推注3. 电解质浓度、酸碱度等因

11、素对兴奋性的影响Ca2+细胞外细胞外高钙对Na通道的屏障作用，使阈电位远离静息电位，兴奋性降低细胞外低钙阈电位与静息电位距离减小，兴奋性升高过度低钙，失去兴奋性兴奋传导的原理局部电流传导性：决定起搏信号向全心传播功能性合胞体的结构基础-缝隙连接传导性房室延搁有序舒缩传导阻滞同步舒缩心脏兴奋的特殊传导系统窦房结-心房肌 -房室结-房室束-左右束支-浦肯野纤维网-心室肌 部 位 速 度（m/s）纤维直径（m）浦肯野2470心房及心室肌.4.515房室结.02.23传导性影响传导性的因素0期除极的速度和幅度：速度和幅度局部电流达到TP的速度兴奋传导速度膜电位水平：膜电位（绝对值 ） 0期除极幅度和速

12、度传导速度阈电位水平： TP RP与TP的差距小兴奋传导 邻近部位膜的兴奋性：邻近部位膜的兴奋性（RP与TP间的差距小）传导速度快传导性影响传导性的因素细胞外钾：细胞外高钾和低钾均导致传导性减低，甚至传导阻滞自主神经的调控：交感神经 ：传导加快迷走神经：传导减慢传导性自动节律性（autorhythmicity） 组织、细胞在没有外来刺激条件下，能够自动的、有节律的发生兴奋的能力。自动性频率性规律性自律性：决定心率快慢部位节律(次/分)作用窦房结60100主导起搏点(pacemaker)房室结4060潜在起搏点(latent pacemaker)房室束 束支浦肯野1540心脏的起搏点自律性部位节

13、律(次/分)作用窦房结60100主导起搏点(pacemaker)房室结4060异位起搏点(ectopic pacemaker)房室束 束支浦肯野1540窦性心律：由窦房结作为起搏点所形成的心脏搏动正常频率：5090次/分心动过速：100次/分 心动过缓：60次/分抢先占领：潜在起搏点被窦房结细胞的兴奋抢先激动超速抑制：SAN兴奋高速驱动使潜在起搏点自律受抑Question:临床人工起搏中断时，应注意什么？逐渐降低起搏器频率，使窦性心律发挥主导作用自律性影响自律性的因素自动去极化的速度最大复极化电位与阈电位之间的差距乙酰胆碱儿茶酚胺自律性影响传导性的因素细胞外钾：细胞外高钾导致普肯耶细胞自律性降低细胞外低钾导致普肯耶细胞自律性增高自主神经的调控：交感神经 ：自律性升高迷走神经：自律性降低传导性心肌的四大