2023/11/4zhongfangzhang@1課程名稱：生理學參考教材：《生理學》

TEXTBOOKOFMEDICALPHYSIOLOGY授課內(nèi)容：心血管系統(tǒng)心臟的電生理特性TheHeart2023/11/4zhongfangzhang@3

興奮性(所有心肌細胞)電生理特性自律性(自律細胞)

傳導性(所有心肌細胞)機械特性收縮性(工作細胞)心肌組織的生理特性2023/11/4zhongfangzhang@4極化polarization超極化hyperpolarization去極化depolarization復極化repolarization靜息電位restingpotential,RP閾電位thresholdpotential,TP動作電位actionpotential,AP基本概念2023/11/4zhongfangzhang@5內(nèi)向電流：正離子由膜外向膜內(nèi)流動或負離子由膜內(nèi)向膜外流動。內(nèi)向電流造成膜去極化。外向電流：正離子由膜內(nèi)向膜外流動或負離子由膜外向膜內(nèi)流動。外向電流導致膜復極或超極化。

跨膜離子流2023/11/4zhongfangzhang@6★Na+通道：激活、失活快、開放時間短——快(鈉)通道，電壓依賴性通道

*阻斷劑：河豚毒(tetrodotoxin,TTX)★Ca2+通道:激活、失活都慢、開放時間長——慢(鈣)通道；呈電壓依賴性，其閾電位高于Na+通道*阻斷劑:Mn2+、維拉帕米(Verapamil)離子通道2023/11/4zhongfangzhang@7快反應動作電位：去極化速度快，電位變動幅值大，傳導速度快慢反應動作電位：去極化速度慢，電位變動幅值小，傳導速度慢RPTP動作電位2023/11/4zhongfangzhang@8心肌細胞分類快反應細胞：由Na+通道(快通道)開放導致0期快速去極的心肌細胞；包括心房肌、心室肌、房室束、左右束支和浦肯野纖維慢反應細胞：由Ca2+通道(慢通道)開放導致0期緩慢去極的心肌細胞；包括竇房結(jié)細胞和房室交界區(qū)的一些細胞。慢反應細胞都具有自動節(jié)律性。依0期去極速度及其形成機制分類:2023/11/4zhongfangzhang@9心肌細胞分類自律細胞：興奮性、自律性、傳導性，不具有收縮性；包括竇房結(jié)細胞、浦肯野細胞非自律細胞：興奮性、傳導性、收縮性，不具有自律性；包括普通的心肌細胞（心房肌、心室肌細胞）2023/11/4zhongfangzhang@10心肌細胞分類心房肌細胞心室肌細胞房室束細胞浦肯野細胞竇房結(jié)細胞房結(jié)區(qū)細胞結(jié)希區(qū)細胞結(jié)區(qū)細胞快反應自律細胞快反應非自律細胞慢反應自律細胞慢反應非自律細胞2023/11/4zhongfangzhang@11心臟各部分心肌細胞的跨膜電位SAN：竇房結(jié)AM：心房肌AVN：結(jié)區(qū)BH：希氏區(qū)PF：浦肯野纖維TPF：末梢浦肯野纖維VM：心室肌傳導速度單位m/s2023/11/4zhongfangzhang@12心室肌動作電位0期——Na+內(nèi)流（再生性鈉電流）1期——K+外流(Ito)2期——K+外流和Ca2+內(nèi)流處于平衡3期——K+外流（Ik再生性復極）4期——離子恢復（Na+-K+泵和Na+-Ca2+交換）2023/11/4zhongfangzhang@130期：去極化期1-2ms1期：快速復極初期10ms2期：平臺期100-150ms3期：快速復極末期

100-150ms4期：靜息期心室肌動作電位及其形成機制2023/11/4zhongfangzhang@14RP：鉀平衡電位:-90mVAP：特點（與骨骼肌和神經(jīng)纖維比較）：復極過程復雜，持續(xù)時間長，升支和降支不對稱

0期：鈉離子內(nèi)流

1期：一過性外向電流（鉀離子）

2期：慢鈣通道（鈣離子內(nèi)流）

3期：鉀離子外流

4期：鈉泵心室肌動作電位及其形成機制2023/11/4zhongfangzhang@150期:

心室肌細胞在竇房結(jié)傳來的動作電位刺激下,心肌細胞膜上Na+通道部分激活開放少量Na+內(nèi)流膜部分去極化去極化達閾電位膜上Na+通道大量開放出現(xiàn)再生性Na+內(nèi)流膜完全去極化、反極化?？霳a+通道，可被TTX阻斷0期2023/11/4zhongfangzhang@161期：Na+

通道失活關(guān)閉,同時K+通道(Ito)激活，K+外流，導致膜快速復極化

1期2023/11/4zhongfangzhang@17平臺期，是心肌動作電位時程較長的主要原因，也區(qū)別于骨骼肌細胞的主要特征。這一期的離子：K+外流（Ik1)和

Ca2+內(nèi)流。

Ca2+內(nèi)流，抵消K+外流。L型鈣通道，可被Mn2+、維拉帕米等鈣拮抗藥阻斷2期2023/11/4zhongfangzhang@18Ca2+通道失活，膜對K+通透性增高，K+通過Ik通道外流，使膜內(nèi)電位向負的方向轉(zhuǎn)化，膜內(nèi)電位越負，K+外流越快，造成再生性復極。3期2023/11/4zhongfangzhang@19膜電位數(shù)值已達靜息電位水平，但細胞內(nèi)外離子分布發(fā)生變化，膜內(nèi)多了Na+、Ca2+,膜外多了K+，激活膜上Na+-K+泵，每次泵出3個Na+，同時攝入2個K+；進入細胞內(nèi)的Ca2+通過Na+-Ca2+交換排出胞外，使細胞內(nèi)外離子分布恢復到靜息狀態(tài)，保證心肌正常興奮性。4期2023/11/4zhongfangzhang@20無明顯的復極1、2期，只有0、3、4期0期去極幅度低，速度慢，時程長最大舒張電位和閾電位水平高4期膜電位不穩(wěn)定，自動去極化速度快4期自動除極達閾電位時，激活膜上Ca2+通道，Ca2+內(nèi)流，引起0期除極。竇房結(jié)細胞動作電位特征2023/11/4zhongfangzhang@21竇房結(jié)細胞動作電位特征2023/11/4zhongfangzhang@22PacemakerPotentialsLeakymembraneauto-depolarizationautorhythmicitythemembraneismorepermeabletoK+andCa++ions2023/11/4zhongfangzhang@23竇房結(jié)細胞4期自動除極機制Ik通道逐漸失活，K+外流進行性衰減Na+內(nèi)流進行性增強（If）T型Ca2+通道的激活，Ca2+內(nèi)流增加2023/11/4zhongfangzhang@24最大舒張電位：-90mv閾電位：-70mv浦肯野細胞動作電位特征2023/11/4zhongfangzhang@25浦肯野細胞4期自動除極機制復極化時外向電流K+逐漸衰減進行性增強的內(nèi)向電流If（內(nèi)向電流的主要成分為Na+，但不同于心室肌0期除極的快Na+通道，不能被TTX阻斷，可被銫阻斷）。2023/11/4zhongfangzhang@26*靜息電位水平：靜息電位絕對值大，興奮性小*閾電位水平：閾電位上移，興奮性小*引起0期去極化的離子通道性狀：靜息、激活、失活；具有電壓依從性和時間依從性；鈉通道是否處于靜息狀態(tài)，是快反應心肌細胞在該時刻是否具有興奮性的前提。L型鈣通道是否處于靜息狀態(tài)，是慢反應心肌細胞在該時刻是否具有興奮性的前提心肌興奮性的影響因素2023/11/4zhongfangzhang@27(1)激活狀態(tài):開放;(2)失活狀態(tài):關(guān)閉并不能被再次激活;(3)備用狀態(tài):關(guān)閉但可被激活.*復活過程：隨膜內(nèi)電位的負值增大，已恢復活性的鈉通道數(shù)增多。

*鈉通道三種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換具有電壓依從性和時間依從性的.鈉通道的狀態(tài)2023/11/4zhongfangzhang@28心肌興奮性的周期性變化2023/11/4zhongfangzhang@29*有效不應期effectiverefractoryperiodERP：①絕對不應期absoluterefractoryperiodARP：膜電位-55mv以前，鈉通道失活②局部反應localreaction：膜電位-55mv～-60mv心肌興奮性的周期性變化2023/11/4zhongfangzhang@30*相對不應期relativerefractoryperiodRRP：鈉通道大部分復活,膜電位-60mv～-80mv*超常期supernormalperiodSNP：鈉通道復活，膜電位（-80mv～-90mv）接近閾電位心肌興奮性的周期性變化2023/11/4zhongfangzhang@31a,b:局部反應c,d,e:可擴布的動作電位心肌興奮性的周期性變化2023/11/4zhongfangzhang@32心肌興奮性的周期性變化2023/11/4zhongfangzhang@33特點：與骨骼肌和神經(jīng)細胞相比，心肌細胞的有效不應期特別長（收縮期+舒張期早期）。意義：不會產(chǎn)生完全強直收縮，收縮和舒張交替，從而保證心臟的泵血功能。期前收縮后出現(xiàn)代償性間歇

興奮性的周期性變化與收縮活動的關(guān)系2023/11/4zhongfangzhang@34期前收縮和和代償性間歇期前收縮：心室肌在有效不應期之后受到一次額外的刺激，可產(chǎn)生一次額外的興奮和收縮，由于它發(fā)生在下一次竇房結(jié)興奮所產(chǎn)生的正常收縮之前，所以稱為期前收縮。代償間歇：一次期前收縮之后，往往有一段較長的心室舒張期2023/11/4zhongfangzhang@35心肌細胞自律性產(chǎn)生的根本原因是4期自動去極化心臟的正常起搏點：竇房結(jié)100次/分心臟的潛在起搏點：房室交界50次/分浦肯野細胞25次/分竇性心率、異位起搏點、異位節(jié)律決定和影響自律性的因素*4期自動去極化速度*最大舒張電位與閾電位之間的差距心肌的電生理特性–

自律性2023/11/4zhongfangzhang@36心肌的電生理特性–

傳導性傳導性是心肌細胞興奮產(chǎn)生的動作電位能夠沿著細胞膜傳播的特性。用傳導速度衡量傳導性的高低心臟內(nèi)興奮傳導途徑及特點（1）細胞間的直接電傳導：細胞間有閏盤（2）興奮通過特殊傳導系統(tǒng)的有序傳播（3）興奮的傳導速度不一快：浦氏F（4m/s)：心室肌同步收縮，有利于射血慢：結(jié)區(qū)（0.02m/s)：保證心房收縮后心室再收縮，有利于心室充盈和射血2023/11/4zhongfangzhang@37

傳導性Conductivity:心肌細胞興奮產(chǎn)生的動作電位能夠沿著細胞膜傳播的特性。用傳導速度衡量傳導性的高低1.心臟內(nèi)興奮傳導途徑及特點（1）細胞間的直接電傳導：細胞間有閏盤（2）興奮通過特殊傳導系統(tǒng)的有序傳播

（3）興奮的傳導速度不一快：浦氏F（4m/s)：心室肌同步收縮，有利于射血慢：結(jié)區(qū)（0.02m/s)：

★房室延擱atrioventriculardelay：耗時0.1s。保證心房收縮后心室再收縮，有利于心室充盈和射血心房竇房結(jié)優(yōu)勢傳導通路房室交界房室束左右束支浦氏F

心室肌2023/11/4zhongfangzhang@38ConductionSystemandPacemakersAutorhythmiccellscardiaccellsrepeatedlyfirespontaneousactionpotentialsAutorhythmiccells:theconductionsystempacemakersSAnodeoriginofcardiacexcitationfires60-100/minAVnodeconductionsystemAVbundle(BundleofHis)RandLbundlebranchesPurkinjefibersIt’sasifthehearthadonlytwomotorunits:theatriaandtheventricles!2023/11/4zhongfangzhang@39ConductionSystemandPacemakersArrhythmiasirregularrhythms:slow(brady-)&fast(tachycardia)abnormalatrialandventricularcontractionsFibrillationrapid,fluttering,outofphasecontractions–nopumpingheartresemblesasquirmingbagofwormsEctopicpacemakers(ectopicfocus)abnormalpacemakercontrollingtheheartSAnodedamage,caffeine,nicotine,electrolyteimbalances,hypoxia,toxicreactionstodrugs,etc.HeartblockAVnodedamage-severitydeterminesoutcomemayslowconductionorblockit2023/11/4zhongfangzhang@40ConductionSystemandPacemakersSAnodedamage(e.g.,fromanMI)AVnodecanrunthings(40-50beats/min)iftheAVnodeisout,theAVbundle,bundlebranchandconductionfibersfireat20-40beats/minArtificialpacemakers-canbeactivitydependent2023/11/4zhongfangzhang@41決定和影響傳導性的因素結(jié)構(gòu)因素細胞直徑大傳導速度快心房肌、心室肌和浦肯野細胞的直徑都大于竇房結(jié)和房室交界。生理因素動作電位0期去極化速度和幅度：速度快，幅度大傳導速度快鄰近未興奮部位膜的興奮性：通過局部電流的再刺激傳導RP與TP差距大興奮性達到TP的時間傳導慢鄰近膜的Na+通道的狀態(tài)：