心肌細胞動作電位2

1、2021/5/71心肌細胞動作電位心肌細胞動作電位Action Potential of Cardiac Muscle Cell2021/5/72心肌細胞動作電位是心肌細胞興奮的標志，記錄心肌細胞動作電位對研究心肌細胞電生理特征和活動規(guī)律以及各種內(nèi)外環(huán)境變化及藥物對心臟活動的影響具有重要意義。 2021/5/73細胞內(nèi)記錄準確記錄到單個心肌細胞動作電位細胞外記錄是多個心肌細胞電活動的復合反映2021/5/74一、細胞內(nèi)記錄一、細胞內(nèi)記錄 將一根微電極插入細胞內(nèi)，另一根電極放在細胞外，記錄單個心肌細胞膜內(nèi)外間的電位差變化，心肌細胞在安靜時可記錄到靜息電位，興奮時可觀察到動作電位。2021/5/7

2、5（一）蟾蜍心室肌細胞動作電位（一）蟾蜍心室肌細胞動作電位 1. 1. 制備微電極：制備微電極：固定玻璃微電極浮置微電極2021/5/76(1)(1)固定玻璃微電極固定玻璃微電極微電極尖端外徑小于1 m，電極內(nèi)充滿3 M KCl溶液，阻值5-50M使用時將微電極固定在微電極推進器上，微電極玻管內(nèi)插入鉑金絲或銀氯化銀絲以引導細胞內(nèi)電位。2021/5/77固定玻璃微電極的優(yōu)缺點固定玻璃微電極的優(yōu)缺點優(yōu)點：使用方便，易插入心肌細胞，定位較準確。缺點：心肌收縮時電極尖端易產(chǎn)生位移，不易獲得穩(wěn)定重復的動作電位。2021/5/78在已充灌3 M KCl溶液的玻璃微電極距尖端1 cm處，用小細銼刀輕輕銼一下

3、，仔細將其折一下，將一直徑約30 m長約20 cm的細銀絲插入微電極，使電極尖牢固附著在銀絲上。這種電極在插入心肌細胞后可以隨心肌的收縮而移動，不易脫離心肌纖維，易于記錄到穩(wěn)定重復的動作電位，對記錄在體跳動的心肌細胞動作電位尤其適用。(2)(2)浮置微電極：浮置微電極：2021/5/79 2. 制備標本制備標本：用探針破壞蟾蜍腦和脊髓后，仰臥位固定在蛙板上，打開胸腔和心包膜，取出心臟放入任氏液中，剪開心室腔，把心室肌平整鋪開，并用三根小鋼針將心室肌固定在標本槽的硅膠橡皮小板上，標本槽內(nèi)的任氏液液面要略高于標本。 3. 刺激標本刺激標本：將一對刺激電極輕輕接觸標本，選用單脈沖刺激，波寬1 ms，

4、刺激強度固定在略大于閾刺激，以每給一次刺激引起心室肌發(fā)生一次收縮為宜。 2021/5/7104.4.連接儀器連接儀器：將微電極經(jīng)微電極放大器與示波器或生理數(shù)據(jù)記錄分析系統(tǒng)相連，選擇適當?shù)膮?shù)。 2021/5/7119、 人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2022-3-192022-3-19Saturday, March 19, 202210、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2022-3-192022-3-192022-3-193/19/2022 11:34:11 PM11、人總是珍惜為得到。2022-3-192022-3-192022-3-19Mar-2219-Mar-2212、人亂于心，不寬余

5、請。2022-3-192022-3-192022-3-19Saturday, March 19, 202213、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。2022-3-192022-3-192022-3-192022-3-193/19/202214、抱最大的希望，作最大的努力。2022年3月19日星期六2022-3-192022-3-192022-3-1915、一個人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。2022年3月2022-3-192022-3-192022-3-193/19/202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022-3-192022-3-19March 19, 202217、一個人即使已登上頂峰

6、，也仍要自強不息。2022-3-192022-3-192022-3-192022-3-192021/5/7125. 引導電位引導電位：在解剖顯微鏡下，調節(jié)微電極操縱器使微電極緩緩插入心肌細胞，一旦微電極的尖端插入心肌細胞內(nèi)，可見基線水平突然下降，穩(wěn)定于8090 mV水平，即靜息電位。給予心肌細胞一次閾上刺激，即可觀察到心肌細胞動作電位，持續(xù)時間約為500-600 ms，分為0、1、2、3和4期。記錄到理想的動作電位后，測量動作電位的各個參數(shù)以及動作電位不應期等。 上圖：心室肌動作電位下圖：竇房結動作電位2021/5/713心肌細胞跨膜電位的測量指標心肌細胞跨膜電位的測量指標： 靜息電位(RP)

7、或最大舒張電位(MDP)、動作電位振幅(APA)、動作電位0期最大上升速率(Vmax)、動作電位時程(APD10、APD50、APD90、APD100)、動作電位傳導時限(CT)、有效不應期(ERP) 。動作電位0期去極速率可用0期 從 去 極10至去極90所需 的 時 間來表示。2021/5/714 實驗過程中盡量減少震動和碰撞實驗裝置，以免微電極穿透心肌細胞或脫落； 安裝微電極和引導動作電位時，要特別注意避免折斷微電極尖端，如尖端折斷應更換微電極； 插入微電極的部位應選用心肌收縮時波動幅度較小的區(qū)域。 注意事項注意事項2021/5/715（二）豚鼠心室肌細胞動作電位（二）豚鼠心室肌細胞動作

8、電位 將豚鼠用木錘重擊枕部，擊昏后開胸迅速取出搏動的心臟，立即放入充氧的臺氏液中，維持溫度于20左右。沿大動脈剪開心室，從室間隔取下帶有乳頭肌的肌條，將標本固定于灌流槽內(nèi)，標本槽內(nèi)用蠕動泵推動臺氏液灌流，臺氏液充以95O2和5% C02的混合氣體，pH值保持在7.27.4，溫度保持在37。其它操作與記錄蟾蜍心室肌細胞動作電位相似。2021/5/7162021/5/717二、二、 心肌細胞外單相動作電位記錄心肌細胞外單相動作電位記錄 Hoffman等(1959)及Chureny等(1964) 在同一動物心臟上用細胞外記錄方法（吸引電極）記錄心肌單相動作電位（monophasic action p

9、otential,MAP）的同時，用玻璃微電極記錄心肌細胞跨膜動作電位(transmembrane action potential，TAP)。證明心肌MAP和TAP具有相同的形態(tài)和時程，MAP能比較準確地反映心肌去極化和復極化過程。2021/5/718Korsgren等等(1964) 使用吸引電極從病人右心室心內(nèi)膜記錄到MAP，但由于吸引電極可造成心肌組織不可逆性的損傷，沒有被臨床廣泛接受。 2021/5/719Franze和和Miller等等(1980)首次應用改進的特制導管接觸電極，記錄了人和狗右心室心內(nèi)膜的MAP。這種記錄電極記錄MAP具有方便、安全、記錄時間長等優(yōu)點，對心肌局部無明顯

10、損傷。從此，過去只能在離體或在體動物上進行的心臟電生理研究已能夠在人體上進行直接觀察和驗證。2021/5/720(一一) MAP形成原理形成原理 尚不明確一般認為是心肌細胞群綜合活動的反映。2021/5/721( (二二) ) 記錄電極記錄電極 1心內(nèi)膜電極2. 心外膜電極2021/5/7221 1心內(nèi)膜電極心內(nèi)膜電極一根常規(guī)尼龍心導管內(nèi)含有兩條直徑為0.30.5 mm的銀質或乏極化銀氯化銀電極，導管尖端鑲進裸露的引導電極，導管尖端為直徑1 mm的光滑球面，直接與心內(nèi)膜接觸。參考電極位于距尖端5 mm的凹陷部位，直徑為0.5 mm，只與血液接觸而不和心內(nèi)膜接觸。2021/5/723尖端為一對銀

11、-氯化銀電極，位于頂端的探查電極表面凸出呈光滑球形，直徑l mm，嵌入一層環(huán)氧水泥之中，直接與心臟外膜接觸。參考電極距尖端5 mm，探頭內(nèi)有彈簧裝置，在參考電極和探查電極之間及參考電極與心外膜之間都配有一柔軟柱形浸有09生理鹽水的泡沫海綿。 2. 心外膜電極心外膜電極2021/5/7241 1心內(nèi)膜心內(nèi)膜MAPMAP記錄記錄：插電極導管之前，將消毒好的電極置入生理鹽水中浸泡l小時，使之短路以平衡半細胞電位(half-cell potentials)，減少記錄過程中圖形直流電漂移。記錄人體MAP應遵循無菌操作，在X線下監(jiān)視由股靜脈或股動脈將電極導管插入右心室或左心室。導管尖端緊貼心內(nèi)膜，可記錄到

12、1050 mV的MAP，通常數(shù)分鐘后MAP的幅度及基線才能穩(wěn)定下來，在同一部位可記錄長達3小時。( (三三) MAP) MAP記錄記錄2021/5/7252心外膜心外膜MAP記錄記錄：將消毒好的電極置入生理鹽水中浸泡l小時。按照無菌操作常規(guī)在心外膜安放電極，要盡量避開血管、疤痕組織和脂肪組織。先將其縱軸調至與心外膜記錄部位相垂直的方向，然后再與心外膜接觸并緩緩下壓，以不造成心臟明顯位移為度。一般經(jīng)過35 min MAP穩(wěn)定后就可開始記錄。 2021/5/7263. 注意事項注意事項：（1）保持電極對心肌的適當壓力：壓力過大心臟移位、影響泵血、基線漂移；壓力過小MAP幅值變小或不穩(wěn)定采用高彈性的

13、導管并細心安置電極可使之隨心臟的舒縮不斷活動，并保持穩(wěn)定的接觸壓力。（2）維持心外膜適當?shù)臐駶櫝潭龋喝绻陌哼^多或心臟表面的生理鹽水過多可使心外膜表面的電阻下降，MAP幅值減小。2021/5/727（3）實驗過程中要保持記錄部位不變：一般說來，心外膜記錄時，心尖部位的MAP波幅較小，衰減較快，波形變化大，易發(fā)生畸變。而在左室中、上部記錄到的波形相對穩(wěn)定。（4）注意心率對MAP時程的影響：在動物實驗中可在人工起搏條件下觀察MAP，消除心率的影響；在竇性心律下可利用心率推算的MAP時程的校正值對其實測值進行校正以消除心率對MAP的影響。2021/5/728( (四四) MAP) MAP的圖形特點

14、與測量的圖形特點與測量 1. MAP的特點及分期: MAP波形與TAP相似，有時幾乎完全重疊不可區(qū)分，包括去極化和復極化兩個基本過程，分為0、1、2、3、4五個時相，平臺期 (2期)明顯可見。從心內(nèi)膜記錄到的MAP的0期前常有一個小的內(nèi)在偏轉(intrinsic deflection)。 2021/5/729 MAP波幅比TAP小得多，平均為TAP的1/7，如狗的心內(nèi)膜MAP為1025 mV，遠低于TAP 120 mV； 同一心臟不同部位的MAP各不相同。心室MAP波幅大于心房，心外膜大于心內(nèi)膜。 狗：右心房：10 mV以下； 左心室心內(nèi)膜：1025 mV； 心外膜：3555 mV。 人：心室

15、內(nèi)膜：1540mV； 心室外膜：1560mV。 MAP的超射(over-shot) 持續(xù)時間較長，超射幅值/MAP幅度比明顯變大； MAP 0期最大上升速度(Vmax)慢得多。狗：MAP：6.4 v/s，TAP：200300 v/s。2021/5/7302. MAP2. MAP的測量的測量 0期最大上升速率（dP/dtmax) MAP幅值（MAPA） 復極50時間（MAPD50）：MAPD50為自心肌去極化（0期)至動作電位復極化50的時間 MAP總時程（MAPD）：，由于MAP復極終點不明確，一般將自心肌去極化（0期)至動作電位復極化90所需時間（MAPD90）作為MAP總時程（MAPD）。

16、 2021/5/731（五）（五）MAPMAP記錄方法的應用和評價記錄方法的應用和評價細胞內(nèi)微電極記錄細胞內(nèi)微電極記錄雖準確反映單個細胞電活動，但活體上用微電極記錄相當困難，僅可在心臟表面進行，而且只能在動物上做實驗，觀察時間短。2021/5/732MAPMAP記錄方法的優(yōu)點記錄方法的優(yōu)點 既可在心外膜記錄又可在心內(nèi)膜上記錄，移動方便而對心肌又不造成永久傷害，從而可對完整心臟細胞電生理變化做出評價； 不僅可在進行收縮舒張周期活動的在體心或和離體灌流心臟上進行記錄，還可用于人體心臟的研究，所以臨床上十分有用； 不僅能反映局部心房肌或心室肌的激活時間，也能反映心肌復極的全部時程，并且具有高度的準確

17、性和靈敏性。2021/5/733MAPMAP記錄方法的缺點記錄方法的缺點 靜息電位和動作電位幅值與TAP相差較大； 0期的斜率和波形等與TAP不嚴格相關； 反映多個心肌細胞的活動； 受到心臟機械活動干擾和心電信號影響。2021/5/734MAPMAP記錄方法的應用記錄方法的應用在在體、人MAP記錄技術是測定心肌缺血的一項高度敏感的指標，常用于心律失常的發(fā)生機制和抗心律失常藥物等方面的研究。 2021/5/735參考文獻參考文獻Franz MR. Method and theory of monophasic action potential recording. Prog Cardiovasc Dis, 1991；33:347368Mohabir R, Franz MR, Clusin WT. In vivo electrophysiological detection of myocardial