四心臟的電生理學和生理特性課件

1、第二節(jié) 心臟的電生理學和生理特性心肌細胞的類型工作細胞或非自律細胞： 主要執(zhí)行收縮功能 心房肌和心室肌自律細胞或特殊傳導系統(tǒng)： 產生和傳播興奮，控制心臟的節(jié)律活動 竇房結、房室交界、 房室束和浦肯野纖維一、心肌細胞的跨膜電位及其形成機制心室肌 細胞 AP浦肯野 細胞 AP 神經 骨骼肌 AP幾種細胞動作電位的比較竇房結 細胞 AP一、心肌細胞的跨膜電位及其形成機制按離子選擇性分類： K+ （ IK1 ， IK ， Ito ，Ik-Ach ） Na+ （I Na , I f） Ca2 + （ICa-L , ICa-T ） 按是否有門控特性分類： 門控通道：電壓 化學 機械 非門控通道（少）：內向

2、整流鉀通道 （ inward rectifier K+ channel， IK1 ） 通道分類藥理學第二十一章 離子通道概論及鈣拮抗藥【教學內容】第一節(jié)： 離子通道概論離子通道概念、研究簡史，離子通道的特性：離子選擇性及門控特性。離子通道分類：鈉、鉀、鈣（電壓門控性和受體調控興）及氯通道。離子通道的生理功能，通道分子結構及門控機制。第二節(jié)： 作用于離子通道的藥物作用于鈉通道藥物、鉀離子的藥物（阻滯藥和開放藥）的應用。第三節(jié)： 鈣通道阻滯藥鈣通道阻滯藥分類及作用機制；鈣通道阻滯藥的藥理作用及臨床應用。 第二十二章 抗心律失常藥第一節(jié) 心臟的電生理學基礎快反應細胞和慢反應細胞第二節(jié) 心律失常發(fā)生機

3、制 自律性升高、后除極（早后除極和遲后除極)等。第三節(jié) 抗心律失常藥物的基本作用機制和分類1、機制：降低自律性、減少后除極和消除折返激動。2、藥物分類：I類鈉通道阻滯藥、類腎上腺素受體拮抗藥、類延長動作電位時程藥、類鈣通道阻滯藥和其他類。第四節(jié) 常用抗心律失常藥藥物動態(tài) 0 1 2 3 ms 150 300 ms一、心肌細胞的跨膜電位及其形成機制(一) 工作細胞的跨膜電位及其形成機制IK1通道，K+外流少量Na+內流 （鈉背景電流）生電性Na+ - K+泵 （泵電流） RP1 心室肌細胞的靜息電位Ik1通道對K+的通透性因膜的去極化而降低的現(xiàn)象，稱為內向整流（inward rectificat

4、ion）?？焖偃O化（0期）1-2ms 膜去極化，Ap上升支( -90mv+30mv) 200400v/s復極過程 200-300ms 1期-快速復極初期(+30mv0mv) 10ms 2期-平臺期(主要特征） 0mv 100-150ms 3期-快速復極末期(0mv-90mv) 100-150ms靜息期或完全復極期（4期） -膜電位穩(wěn)定于RP水平2 心室肌細胞動作電位（1）0期（去極化）膜電位:90 30 mV（幅度120 mV）歷時：12ms機制：Na+內流達到平衡電位。 （T型鈣電流參與0期末段形成。）0 期: 心肌細胞外來刺激Na+通道部分開放少量Na+內流膜去極化達閾電位Na+通道大量

5、開放再生性Na+內流Na+平衡電位?？霳a+通道：-70mV激活，0mV失活，持續(xù)1- ms，特異性強(只對Na+通透) ?？霳a+通道： 激活快、失活也快， 開放時間短，電壓依賴性通道阻斷劑：河豚毒(tetrodotoxin,TTX) 敏感性低快反應細胞：以快Na+通道為0期去極化 心肌細胞。類抗心律失常藥：主要抑制INa的作用。（2）1期（快速復極初期）膜電位：30 mV0 mV歷時：10ms產生機制：瞬時外向電流(Ito),其離子成分為K 。（還有氯電流參與）（3）2期（平臺期，Plateau） 膜電位：0 mV；歷時：100150ms產生機制：K外流（Ik1、IK）與 Ca2+內流（I

6、Ca-L)達到平衡 。 2期：平臺期（100-150ms），是心肌動作電位時間較長的主要原因，也是區(qū)別于骨骼肌細胞的主要特征平臺期的形成和許多離子流有關：內向電流：ICa-L、慢失活的INa、INa-Ca外向電流： Ik1、 Ik、泵電流初期：內向電流（ICa-L）=外向電流（IK）后期：內向電流（ICa-L ）外向電流（IK ） （4）3期（快速復極末期）膜電位：0 mV90mV；歷時：100150ms；產生機制： K+外流再生性復極。 （ INa-Ca、泵電流也參與其中。）類抗心律失常藥：抑制IK，使AP延長。3期： Ca2+通道失活，Ca2+內流終止。 K+外流(Ik) 進一步增加 隨著

7、膜電位負值的增加，外向的Ik1電流也增加，使膜的復極化過程進一步加快，造成再生性復極。（5）4期（靜息期） 膜復極完畢，膜電位穩(wěn)定于靜息電位水平（90mV）。有活躍的離子跨膜轉運：Na+- K+泵和 Na+-Ca2+ 交換體、Ca2+泵。 4期：膜電位恢復至靜息電位水平。但此時細胞膜的離子主動轉運(Na+-K+泵、Na+-Ca2+交換體、Ca2+泵)仍在進行，使細胞內外離子濃度恢復到正常水平，保持心肌的正常興奮性。-90mVK+ Na+ K+ K+ K+ K+ Ca2+ Ca2+ 3Na+ 2K+ 3Na+ Ca2+ 細胞外細胞內0123440mV心室肌跨膜電位形成機制K+總 結心室肌細胞動作

8、電位及其形成機制 0期Na+內流（再生性鈉電流。INa） 1期K+外流(Ito) 2期K+外流和Ca2+內流處于平衡(ICa-L、Ik、Ik1) 3期K+外流（Ik、Ik1再生性復極） 4期膜電位恢復并穩(wěn)定于靜息電位水平（Na+- K+泵、 Na+-Ca2+ 交換體、Ca2+泵）總 結（二）自律細胞的跨膜電位及其形成機制 自律細胞跨膜電位的特點： 無靜息電位，只有最大復極電位 （maximal repolarization potential） 4期自動去極化(自律細胞自律性的基礎） 1. 竇房結P細胞（慢反應自律細胞）的AP ： 0期：Ca2+內流（速度慢、幅度小 、L型）3期：K+外流 4

9、期：自動去極期Ik隨時間遞減（主）ICa-T通道電流If隨時間遞增（pacemaker）2.浦肯野細胞（快反應細胞）的AP 0、1、2、3期產生機制與普通心肌基本一致。 4期自動去極化機制:進行性增強的內向電流 If(主要作用)復極化時外向電流IK逐漸衰減 比較If通道與0期的快Na+通道If 通道快Na+通道激活電位復極至-60mV時開始激活，-100mV時完全激活除極至-70mV時激活失活電位除極至-50mV時失活除極至0mV時失活阻斷劑銫（Cs2+）TTX注：If 奇異（funny）通道，超極化激活膜通道總 結4期自動去極化機制:Na快反應非自律細胞快反應自律細胞慢反應自律細胞快、慢反應

10、細胞看0期：快（Na+）；慢（Ca2+）自律、非自律細胞看4期二、心肌的生理特性 心肌細胞的四大生理特性：興奮性（excitability）傳導性（conductivity）自律性（autorhythmicity）收縮性（contractility）電生理特性機械特性(一) 興奮性 excitability1、興奮性的周期性變化絕對不應期（ARP）局部反應期相對不應期（RRP)超常期（SNP）有效不應期(ERP) 局部反應期 (local)從去極化0期開始復極化 -55mv復極化 -60mv復極化-80mv靜息電位-90mv ARP (Absolute refractory period)RR

11、P(relative)SNP(supernormal)ERP (effective)興奮性對S反應機理0對任何刺激無反應Na+通道 失活極低閾上刺激，局部反應Na+通道部分復活低于正常閾上刺激，低幅度Ap相當數(shù)量Na+通道復活高于正常閾下刺激，幅度稍低的ApNa+通道基本復活 1）靜息電位或 最大復極電位水平 2）閾電位水平 3）引起0期去極化的 離子通道的狀態(tài)RPTP2、影響興奮性的因素RPTP 1）靜息電位或 最大復極電位水平 2）閾電位水平 3）引起0期去極化的 離子通道的狀態(tài) 通道的激活、失活和復活具有電壓依從性和時間依從性，因此通道處于何種狀態(tài)，取決于當時膜電位水平和時間進程， 膜上

12、大部分通道是否處于備用狀態(tài)，是該心肌細胞具有興奮性的前提。3、興奮性周期變化與心肌收縮活動的關系 (1) 不發(fā)生強直收縮 有效不應期特別長，相當于心肌收縮活動的整個收縮期及舒張期早期。 意義：保持心臟收縮與舒張交替的節(jié)律活動，使心臟泵血功能得以完成。（2）期前收縮與代償間歇期前收縮（premature systole）： 心室在有效不應期之后受到人工的或竇房結之外的病理性異常刺激，產生一次正常節(jié)律以外的收縮。代償間歇（compensatory pause）： 期前收縮后出現(xiàn)的一段較長的心室舒張期 心房肌(0.3m/s) 竇房結 0.05m/s 房室交界 房室束 浦肯野纖維 0.020.05m/

13、s 1.5m/s 4.0m/s 心室肌 0.5m/s 優(yōu)勢傳導通路房-室延擱（二）傳導性 conductivity :指心肌細胞之間傳導興奮的能力。高低用興奮的傳播速度來衡量 影響傳導性的因素 （1）結構因素：細胞直徑和縫隙連接的多少 （2）生理因素0期去極化的速度和幅度 速度快 局部電流形成快 幅度大與未興奮部局部電流強 位間電位差大 膜電位水平鄰近膜的興奮性 興奮性高 容易產生AP 傳導快 傳導速度（三）自律性 autorhythmicity 1.幾個概念： （1）自動節(jié)律性（自律性）：在沒有外來刺激的條件下，心肌能自動地、按一定節(jié)律發(fā)生興奮的能力或特性。 “興奮頻率”(2) 心臟的起搏點： 竇房結(100次/分)；房室交界（50次/分）；房室束（40次/分）；浦肯野（25次/分） 正常起搏點：竇房結 由竇房結為起搏點的心臟節(jié)律性活動， 稱為竇性心律。 潛在起搏點：竇房結以外的其他自律細胞 以竇房結以外的部位為起搏點的心臟活 動，稱為異位心律。 搶先占領 超速驅動壓抑超速驅動壓抑具有頻率依賴性，即超速驅動壓抑的程度與兩個起搏點自律性的差值呈平行關系2.影響自動節(jié)律性的因素 （1）最大復極電位與閾電位差距:小自律性（2）4期自動除極速度：快自律性 同步收縮-機能合胞體 心肌細胞的閏盤縫隙連接（四）收縮