心肌的生物电现象和生理特性培训课件

1、心肌的生物电现象和生理特性心肌的生物电现象和生理特性 期中考试1.简述动作电位的形成机制。2.简述感受器的一般生理特性。3.简述生理性止血的基本过程。4.简述呼吸节律的调控机制。5.简述学习记忆的基本机制。心肌的生物电现象和生理特性2 期中考试1.简述动作电位的形成心肌的生物电现象和生理特性3心肌的生物电现象和生理特性3李勃兴基础医学院 神经生物学教研室lihuangQQ:53815986第六章 血 液 循 环心肌的生物电现象和生理特性4李勃兴第六章 血 液 循 环心肌的生物电现象和生理特性4第六章 血 液 循 环第一节 心肌的生物电现象和生理特性第三节 心脏的射血与充盈第四节 血 管 生 理

2、第二节 心 电 图第五节 心血管功能的调节第六节 微循环、组织液与淋巴循环第七节 重要器官循环的特点心肌的生物电现象和生理特性5第六章 血 液 循 环第一节 心肌的生物电现象和生理特性第一节 心肌的生物电现象和生理特性 一、 心肌细胞的分类 根据心肌细胞的组织学、功能和电生理特性，可将心肌细胞分为两类：（一）工作细胞与特殊分化的心肌细胞工作细胞（非自律细胞）： 心房肌、心室肌 有收缩性，兴奋性、传导性，无自律性特殊传导系统（自律细胞） 窦房结、 房室交界（房结区、结区、结希区）、 房室束（希氏束） 左右束支、浦肯野纤维组成。 有自律性（结区除外）、兴奋性、 传导性、无收缩性心肌的生物电现象和生

3、理特性6第一节 心肌的生物电现象和生理特性 心肌的生物电现象和生理心肌细胞的分类 心肌的生物电现象和生理特性7心肌细胞的分类 心肌的生物电现象和生理特性7（一）工作细胞的跨膜电位及其离子基础 1.心室肌细胞静息电位（Resting Potential，RP） 其RP约为-80mV -90mV 离子基础：同神经和骨骼肌一样，接近+的平衡电位。K电流Na、Cl、Ca背景电流泵电流（3Na+出，2K+入）心肌的生物电现象和生理特性8（一）工作细胞的跨膜电位及其离子基础 K电流心肌的生物电现象2.心室肌细胞的动作电位（Action Potential，AP） 心室肌细胞动作电位的幅度、波形、持续时间与

4、神经、骨骼肌明显不同。有平台，升降支不对称持续时间长，复极缓慢（250-400ms） 有慢通道，多种离子参与复极心肌的生物电现象和生理特性92.心室肌细胞的动作电位（Action Potential，分期和形成机制去极化到阈电位（-70mV）快Na+通道开放，出现再生性Na+内流 Na+顺电-化学梯度进入细胞内去极化从-90mV+30mV，约1ms快通道（fast channel）快反应细胞（fast response cell）快反应动作电位（fast response action potential） 去极化过程 0期（phase 0） 心肌的生物电现象和生理特性10分期和形成机制去极化

5、到阈电位（-70mV）快Na+通道开放复极化过程 1、2、3期（phase 1，2，3） Phase 1 快速复极初期 +30mV 0mV 10ms 外向 Ito （钾电流 transient outward current）Phase 2 平台期 0mV左右 100-150ms 内向ICa-L 外向IK Phase 3 快速复极末期 0mv -90mV 100-150ms 外向IK心肌的生物电现象和生理特性11复极化过程 1、2、3期（phase 1，2，3） Pha静息期 4期（phase 4） 恢复细胞内外各种离子的正常浓度Na+泵Na+-Ca2+交换体 3Na+入 1Ca2+出钙泵心肌

6、的生物电现象和生理特性12静息期 4期（phase 4）Na+泵心肌的生物电现象和生小结： 0期（去极化期）：占时12mS 形成机制：Na+快速内流 （快Na+通道，可被TTX 阻断） 1期（快速复极初期）：占时10ms 形成机制：Na+内流迅速停止，+外流 （+通道可被TEA、4-AP 阻断） 2期（缓慢复极期、平台期）：占时100150mS 平台期是区别于神经和骨骼肌细胞动作电位的主要特征。心肌的生物电现象和生理特性13小结：心肌的生物电现象和生理特性13 2期的形成机制：Ca2+缓慢内流、+缓慢外流 （L型钙通道，可被Mn2+、维拉帕米等钙拮 抗药阻断） 3期（快速复极末期）：占时100

7、150mS 形成机制： Ca2+内流停止，+外流加快 4期（静息期） 形成机制： Na+泵 、 Na+ Ca2+交换体， 3 ：2 3 ： 使离子分布恢复原态心肌的生物电现象和生理特性14 2期的形成机制：Ca2+缓慢内流、+缓慢外流心肌的生物动作电位小结恢复Na+、K+、Ca2+的分布心肌的生物电现象和生理特性15动作电位小结恢复Na+、K+、Ca2+的分布心肌的生物电现象（二）自律细胞的跨膜电位及其离子基础最大复极电位（Maximal diastolic potential，MDP）：自律细胞复极化达最大值的电位。4期自动去极化：是心肌自律细胞自动产生节律性兴奋的基础，是能够自动产生兴奋的

8、原因。不同类型的自律细胞， 4期自动去极化的离子本质并不完全相同。心肌的生物电现象和生理特性16心肌的生物电现象和生理特性16 1.窦房结P细胞 P细胞是窦房结的起搏细胞，与心室肌细胞相比，其动作电位的特点： 分期为0、3、4期，无明显的1、2期。 最大舒张电位 -70mV，阈电位 - 40mV 0期去极化速度慢、幅度小、时程较长 4期自动去极化速度快心肌的生物电现象和生理特性17 1.窦房结P细胞心肌的生物电现象和生理特性17形成机制：0期去极化： Ca2+内流，（ L型钙通道）3期复极化： Ca2+内流停止，k+外流4期自动去极化：机制较复杂，是多种离子流 共同作用的结果。目前认为主要有两

9、种离子流：1.k+外流进行性衰减，形成背景内向电流2.T型钙通道激活， Ca2+内流，激活L型钙通道，又产生一次动作电位。心肌的生物电现象和生理特性18形成机制：心肌的生物电现象和生理特性182.浦肯野细胞： 其动作电位的形态和各期形成的离子基础与工作细胞基本相同。所不同的是浦肯野细胞4期膜电位不稳定，能自动去极化，产生另一个动作电位。故属于自律细胞。形成机制：形成4期的自动去极化是随时间而逐渐 增加的内向离子流，称为If内向离子流， 又称起搏电流。 If通道也是Na+通道。心肌的生物电现象和生理特性192.浦肯野细胞：心肌的生物电现象和生理特性19If通道与膜电位的关系： 3期：膜电位达-6

10、0mV， If通道被激活而开放， 达-100mV， If通道超极化激活 4期：自动去极化 0期：膜电位达-50mV（阈电位）产生一次 动作电位的同时 If通道失活而关闭。心肌的生物电现象和生理特性20If通道与膜电位的关系：心肌的生物电现象和生理特性20心肌的生物电现象和生理特性21心肌的生物电现象和生理特性21心肌的生物电现象和生理特性22心肌的生物电现象和生理特性22心肌的生物电现象和生理特性23心肌的生物电现象和生理特性23二、 心肌细胞的生理特性 生理特性自律性 兴奋性 传导性 电生理特性机械特性 收缩性 心肌的生物电现象和生理特性24二、 心肌细胞的生理特性 （一）自动节律性，简称自

11、律性定义：心肌细胞在无外来刺激的情况下，能自动发 生节律性兴奋的特性。衡量自律性高低的指标：频率（次/分）1.心脏的起搏点 窦房结 房室交界 房室束及左右束支 浦肯野纤维 100次/分 50次/分 40次/分 25次/分 窦房结是心脏的正常起搏点，称窦性心律（50-90次/分 ）。心肌的生物电现象和生理特性25（一）自动节律性，简称自律性心肌的生物电现象和生理特性25潜在起搏点：安全因素（备用）危险因素（异常节律）异位起搏点：交界性节律（ 4060次/分）为次级起搏点。 室性节律（ 1540次/分） 为三级起搏点。2.窦房结对潜在起搏点的控制方式抢先占领（capture）超速抑制（overdr

12、ive suppression） 被动兴奋固有兴奋 具有频率依从性心肌的生物电现象和生理特性26潜在起搏点：安全因素（备用）心肌的生物电现象和生理特性26抢先占领超速抑制心肌的生物电现象和生理特性27抢先占领超速抑制心肌的生物电现象和生理特性273.决定和影响自律性的因素 4期自动去极化速度 儿茶酚胺(NE、E)加速窦房结细胞4期自动 去极化速度，提高自律性，使心率加快。最大舒张（复极）电位与阈电位之间的差距 迷走神经兴奋时释放Ach可使窦房结自律降低 细胞K外流增加，最大舒张电位绝对值增 大，故自律性降低，心率减慢。 心肌的生物电现象和生理特性283.决定和影响自律性的因素心肌的生物电现象和

13、生理特性28心肌的生物电现象和生理特性29心肌的生物电现象和生理特性29NA可促进窦房结细胞If通道和Ca2+通道的开放，使If和ICa增大，4期自动去极化速度和自律性增高 Ach提高膜对K+的通透性，使4期膜对K+的通透性，K+外流衰减；Ach抑制If和L型Ca2+通道的开放，使4期自动去极化速度，自律性 心肌的生物电现象和生理特性30NA可促进窦房结细胞If通道和Ca2+通道的开放，使If和I （二）兴奋性 （excitability） 心肌的兴奋性 是指心肌细胞对适宜刺激能够产生兴奋的能力或特性。 其兴奋性高低用刺激的阈值来衡量，阈值大表示兴奋性低；阈值小表示兴奋性高。心肌兴奋时兴奋性的

14、周期变化心肌的生物电现象和生理特性31 （二）兴奋性 （excitability）心肌兴奋时兴奋性心肌细胞动作电位与兴奋性的变化心肌的生物电现象和生理特性32心肌细胞动作电位与兴奋性的变化心肌的生物电现象和生理特性321.决定和影响兴奋性的因素心肌细胞的兴奋包括两个过程： 即从静息电位去极化达到阈电位， 激活Na+通道或Ca2+通道从而产生产生 动作电位 凡能影响这两个过程的因素，都可影响心肌的兴奋性。 心肌的生物电现象和生理特性331.决定和影响兴奋性的因素心肌的生物电现象和生理特性33（1）静息电位（最大舒张电位）与阈电位之间的差值 RP 绝对值距阈电位远需刺激阈值兴奋性 RP 绝对值距阈

15、电位近需刺激阈值兴奋性心肌的生物电现象和生理特性34（1）静息电位（最大舒张电位）与阈电位之间的差值心肌的生物电阈电位水平上移RP距阈电位远需刺激阈值兴奋性阈电位水平下移RP距阈电位近需刺激阈值兴奋性心肌的生物电现象和生理特性35阈电位水平上移RP距阈电位远需刺激阈值兴奋性心肌的 （2）Na+通道的性状 Na+通道所处的机能状态,是决定兴奋性正常、低下和丧失的主要因素。以快反应细胞为例，Na+通道具有备用(或静息，resting)、激活（activation）和失活（inactivation）三种状态。 备用激活 失 活 刚复活 渐复活 基本备用 产生AP 绝对不应期 局部反应期 相对不应期

16、超常期 兴奋性正常 兴奋性无 兴奋性低 兴奋性高心肌的生物电现象和生理特性36 （2）Na+通道的性状备用激活 失 活 刚复心肌兴奋性变化的主要特点： 有效不应期长(平均200250ms),相当于心肌整个收缩期和舒张早期。 是骨骼肌与神经纤维的100倍和200倍。 心肌有效不应期的长短主要取决于2期（平台期）。生理意义： 不发生强直收缩，实现心脏泵血功能。心肌的生物电现象和生理特性37心肌兴奋性变化的主要特点：心肌的生物电现象和生理特性37 （3）期前收缩与代偿间歇代偿间歇：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。在下一次窦房结传来的兴奋到达之前，受到一次人工的刺激或异位节律点

17、发放的冲动的作用, 则心房肌和心室肌而可产生一次期前兴奋，引起一次提前出现的收缩，称期前收缩或早搏心肌的生物电现象和生理特性38 （3）期前收缩与代偿间歇代偿间歇：一次期前收缩之后所出现的期前收缩：指心肌比正常情况时提前发生的收缩，也称早搏，为心律不齐的表现。产生原因：足够大的额外阈上刺激恰好落于心室 兴奋的有效不应期之后。代偿间歇：因期前收缩而紧随出现的一个较长的 心室舒张期。产生原因：正常传来的窦房结冲动又恰好落于期 前收缩的有效不应期之内。生理意义：防止心脏发生强直收缩，维持正常节律。心肌的生物电现象和生理特性39期前收缩：指心肌比正常情况时提前发生的收缩，也称早搏，为心（三）传导性 心

18、肌具有传导兴奋的能力，称传导性。 心肌的兴奋(动作电位)沿着心肌细胞膜向外扩布的特性。 传导方式：局部电流。 传导特点： 闰盘(缝隙连接) 心脏特殊传导系统 心脏特殊传导系统具有起搏和传导兴奋的功能。兴奋在心脏内的传播是通过心脏特殊传导系统完成的。心肌的生物电现象和生理特性40（三）传导性心肌的生物电现象和生理特性401.心脏内兴奋传播的途径和特点1.心脏内兴奋传播的途径心肌的生物电现象和生理特性411.心脏内兴奋传播的途径和特点1.心脏内兴奋传播的途径心肌的（2）心脏内兴奋传导的特点及生理意义 传导时间 心房内-房室交界-心室内(0.06s) (0.10s) (0.06s) 特点：房-室延搁

19、：利于心室的充盈和射血。心肌的生物电现象和生理特性42（2）心脏内兴奋传导的特点及生理意义 传导时间特点：心肌的 （3）决定和影响心肌传导性的因素 不同心肌细胞之间比较，兴奋传导的速度与细胞直径的粗细有关： 直径粗大胞内电阻小传导速度快 直径细小胞内电阻大传导速度慢 在同一心肌细胞,兴奋传导快慢主要受局部电流形成和邻近部位膜兴奋性的影响。 1. 动作电位0期去极化的速度和幅度 0期速度 与邻旁间 产生局 传导 新AP 0期幅度的电位差部电流速度产生 快 高 大 大 快 易 慢 低 小 小 慢 不易心肌的生物电现象和生理特性43 （3）决定和影响心肌传导性的因素心肌的生物电现象和生理特性 2.邻

20、近未兴奋部位膜的兴奋性 心肌细胞的兴奋传导是沿着细胞膜的兴奋扩散的过程,只有邻近未兴奋部位膜的兴奋性正常,兴奋才能正常地传导通过。 （0期慢、小） 减慢处于相对不应期 部分失活状态处于绝对不应期 失活状态 阻滞邻近部位膜兴奋性Na+通道状态 传导性心肌的生物电现象和生理特性44 2.邻近未兴奋部位膜的兴奋性（0期慢、小） 减心肌的生物电现象和生理特性培训课件心肌收缩的特点（一）同步收缩（全或无式收缩）同步收缩，力量大，有利于心脏射血。（二）不发生强直收缩 保持收缩后必有舒张的节律性活动，保 证心脏射血和充盈过程的正常进行。（三）对细胞外Ca2+的依赖性细胞外液Ca2+浓度高，内流增多，收缩 力

21、增强，反之Ca2+浓度若过低，则出现兴 奋收缩脱耦联。心肌的生物电现象和生理特性46心肌收缩的特点心肌的生物电现象和生理特性46影响心肌收缩性的因素1.血浆中的钙浓度2.神经和体液因素3.低氧和酸中毒心肌的生物电现象和生理特性47影响心肌收缩性的因素1.血浆中的钙浓度心肌的生物电现象和生理体表心电图 每个心动周期中，由窦房结产生的兴奋依次向心房和心室传布。这种兴奋的产生和传布所出现的生物电变化，其传播方向、途径、顺序和时间均有一定规律，是反映心脏各部分电生理活动的良好指标，可作为临床诊断心脏某些疾病的依据。 这种电位变化可传播到全身各处，用仪器把这种电位变化曲线记录在图纸上，就称为心电图(EC

22、G)。心肌的生物电现象和生理特性48体表心电图心肌的生物电现象和生理特性48（一）心电图的导联 描记心电图时，在肢体或躯干一定部位安放电极（称为引导电极），并用导线与心电图机联成电路，其导线的连接方法称为导联（ lead ）。目前，国际上通用导联有标准导联、，单极胸导联V1、V2、V3、V4、V5、V6和加压单极肢体导联aVR、aVL、aVF共12个导联。 1. 标准导联（双极导联） 导联 右臂 左臂标准导联 导联 右臂 左足 导联 左臂 左足 2.加压单极肢体导联 aVR、aVL、aVF 心肌的生物电现象和生理特性49（一）心电图的导联 1. 标准导V1V2V3V4V5心肌的生物电现象和生理

23、特性50V1V2V3V4V5心肌的生物电现象和生理特性50心肌的生物电现象和生理特性51心肌的生物电现象和生理特性51（二）正常典型体表心电图的波形及其意义 心肌的生物电现象和生理特性52（二）正常典型体表心电图的波形及其意义 心肌 名 称 时间（S） 幅度（mV) 意 义 P波 0.11 0.25 两心房去极过程 QRS波 0.060.11 0.52.0 两心室去极过程 T波 0.050.25 同导联主波1/10 两心室复极化过程P-R间期 0.120.20 兴奋由心房心室的时间S-T段 0.050.15 心室全部去极化Q-T间期 0.320.44 心室去极化+复极化的时间正常心电图小结心肌的生物电现象和生理特性53 名 称 时间（S） 幅度（mV) 1938年1月生，于2007年3月