心肌細(xì)胞的電生理特性

心肌細(xì)胞的電生理特性第1頁(yè)/共43頁(yè)心肌細(xì)胞的電生理特性興奮性

excitability自律性autorhythmicity傳導(dǎo)性contuctivity第2頁(yè)/共43頁(yè)（一）心肌細(xì)胞的興奮性興奮性——細(xì)胞在受到刺激時(shí)產(chǎn)生

興奮的能力。（動(dòng)作電位）動(dòng)作電位閾電位靜息電位第3頁(yè)/共43頁(yè)動(dòng)作電位閾電位靜息電位1.影響心肌細(xì)胞興奮性的影響因素興奮性的高低用刺激的閾值來(lái)表示。閾值高——興奮性低閾值低——興奮性高細(xì)胞興奮包括兩個(gè)過(guò)程：從靜息電位去極化達(dá)到閾電位Na+（Ca++）通道激活產(chǎn)生0相去極化，形成動(dòng)作電位影響這兩個(gè)過(guò)程的因素都會(huì)影響細(xì)胞的興奮性靜息電位水平閾電位水平Na+/Ca++通道的狀態(tài)第4頁(yè)/共43頁(yè)閾電位靜息電位（1）靜息電位水平靜息電位（或自律細(xì)胞的最大舒張電位）與閾電位之間的距離是決定刺激閾值的重要因素。

在閾電位不變的情況下，靜息電位增大（膜超極化），所需刺激閾值增大

——興奮性降低靜息電位減小，所需刺激閾值減小

——興奮性升高第5頁(yè)/共43頁(yè)閾電位靜息電位在靜息電位（RP）不變的情況下，閾電位水平降低，與RP間距減小所需刺激閾值減小

——興奮性升高閾電位水平升高，與RP間距增大所需刺激閾值增大

——興奮性降低（2）閾電位水平第6頁(yè)/共43頁(yè)（3）Na+通道的狀態(tài)：Na+通道的三種狀態(tài)：激活、失活、備用靜息電位－90mV備用閾電位－70mV激活除極-復(fù)極過(guò)程0mV~－55mV失活第7頁(yè)/共43頁(yè)靜息電位－90mV備用閾電位－70mV激活除極-復(fù)極過(guò)程0mV~－55mV禁用Na+通道處于何種狀態(tài)，取決于當(dāng)時(shí)膜電位水平和時(shí)間進(jìn)程，即Na+通道的激活、失活和復(fù)活具有電壓依從性和時(shí)間依從性。細(xì)胞膜上大部分Na+通道處于備用狀態(tài)，（3）Na+通道的狀態(tài)：是心肌細(xì)胞具有興奮性的前提。第8頁(yè)/共43頁(yè)

當(dāng)膜電位處于正常靜息電位（

－

90mV）時(shí)，Na+通道處于備用狀態(tài)，可在刺激作用下被激活。膜電位第9頁(yè)/共43頁(yè)當(dāng)膜電位從－90mV去極化達(dá)閾電位(－70mV)時(shí)，Na+通道幾乎全部被激活膜電位第10頁(yè)/共43頁(yè)去極化后Na+通道很快（數(shù)ms內(nèi)）全部失活，處于失活狀態(tài)的Na+通道不能再次被激活膜電位第11頁(yè)/共43頁(yè)隨著時(shí)間的推移，一直要等到膜電位復(fù)極重新達(dá)到-90mV時(shí)，Na+通道才全部恢復(fù)至備用狀態(tài)。膜電位第12頁(yè)/共43頁(yè)2.心肌細(xì)胞興奮性的周期性變化（1）絕對(duì)不應(yīng)期（2）有效不應(yīng)期（3）相對(duì)不應(yīng)期（4）超常期第13頁(yè)/共43頁(yè)2.心肌細(xì)胞興奮性的周期性變化（1）絕對(duì)不應(yīng)期（2）有效不應(yīng)期（3）相對(duì)不應(yīng)期（4）超常期心肌細(xì)胞興奮后不能立即產(chǎn)生第二次興奮的特性——不應(yīng)性第14頁(yè)/共43頁(yè)2.心肌細(xì)胞興奮性的周期性變化（1）絕對(duì)不應(yīng)期（2）有效不應(yīng)期（3）相對(duì)不應(yīng)期（4）超常期不應(yīng)性表現(xiàn)為可逆的、短暫的興奮性缺失或極度下降第15頁(yè)/共43頁(yè)（1）絕對(duì)不應(yīng)期和有效不應(yīng)期①絕對(duì)不應(yīng)期：0相→3相的－55mV，興奮性=0②有效不應(yīng)期：在3相的－55mV→－60mV，興奮性有所恢復(fù)，強(qiáng)刺激可以使局部膜產(chǎn)生較小的去極化，但不能形成動(dòng)作電位（局部反應(yīng)期）。從0相→－60mV刺激不產(chǎn)生AP—有效不應(yīng)期膜電位絕對(duì)不應(yīng)期有效不應(yīng)期第16頁(yè)/共43頁(yè)（1）絕對(duì)不應(yīng)期和有效不應(yīng)期①絕對(duì)不應(yīng)期：0相→3相的－55mV，興奮性=0②有效不應(yīng)期：在3相的－55mV→－60mV，興奮性有所恢復(fù)，強(qiáng)刺激可以使局部膜產(chǎn)生較小的去極化，但不能形成動(dòng)作電位（局部反應(yīng)期）。從0相→－60mV刺激不產(chǎn)生AP—有效不應(yīng)期膜電位絕對(duì)不應(yīng)期有效不應(yīng)期有效不應(yīng)期包括：絕對(duì)不應(yīng)期與局部反應(yīng)期第17頁(yè)/共43頁(yè)（2）相對(duì)不應(yīng)期當(dāng)膜電位復(fù)極到－60→－80mV，用閾上強(qiáng)刺激才能產(chǎn)生動(dòng)作電位此期產(chǎn)生的AP復(fù)極時(shí)程短，不應(yīng)期亦短，易導(dǎo)致心律失常第18頁(yè)/共43頁(yè)（3）超常期復(fù)極至膜電位－80→－90mV略低于正常閾值的刺激即可產(chǎn)生動(dòng)作電位，興奮性高于正?！Ｆ谟捎贜a+通道開放能力仍未恢復(fù)正常，產(chǎn)生的動(dòng)作電位的0相除極幅度和速度、興奮傳導(dǎo)的速度都低于正常超常期RRP-mV第19頁(yè)/共43頁(yè)絕對(duì)不應(yīng)期有效不應(yīng)期相對(duì)不應(yīng)期超常期（4）應(yīng)激期復(fù)極過(guò)程完畢，膜電位恢復(fù)正常靜息水平，興奮性也恢復(fù)至正常水平第20頁(yè)/共43頁(yè)3.興奮性變化與心肌收縮活動(dòng)的關(guān)系mV心肌有效不應(yīng)期特別長(zhǎng)(約200～300ms)，相當(dāng)于心肌收縮活動(dòng)的整個(gè)收縮期及舒張期早期。此期間，任何刺激均不發(fā)生興奮和收縮。

意義：心肌不發(fā)生完全強(qiáng)直收縮，保持心臟收縮與舒張交替的節(jié)律活動(dòng)，使心臟泵血功能得以完成。第21頁(yè)/共43頁(yè)

心肌動(dòng)作電位與張力骨骼肌動(dòng)作電位與張力第22頁(yè)/共43頁(yè)自律性的定義：在沒(méi)有外來(lái)刺激的條件下，心肌能自動(dòng)地、按一定節(jié)律發(fā)生興奮的能力，稱為自動(dòng)節(jié)律性(auto-rhythmicity，簡(jiǎn)稱自律性)。心肌的自律性起源于心肌細(xì)胞本身。（二）心肌細(xì)胞的自律性衡量自律性的指標(biāo)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)自動(dòng)產(chǎn)生興奮的次數(shù)、規(guī)則性。第23頁(yè)/共43頁(yè)1.心肌細(xì)胞自律性的等級(jí)生理情況下，心臟的自律性來(lái)源于特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)的自律細(xì)胞。病理情況下，非自律細(xì)胞的心房肌細(xì)胞和心室肌細(xì)胞也可能表現(xiàn)自律性。各部位的自律性有等級(jí)差別：竇房結(jié)最高（約100次/分）房室交界居中（約50次/分）希氏束、左右束支(約40次/分)浦肯野纖維最低（約25次/分）第24頁(yè)/共43頁(yè)①正常起搏點(diǎn)：竇房結(jié)的自律性最高，心臟按竇房結(jié)的節(jié)律活動(dòng)，。②潛在起搏點(diǎn)：竇房結(jié)以外的其他自律組織并不表現(xiàn)出其自身的自律性，只起興奮傳導(dǎo)作用，故稱之為潛在起搏點(diǎn)。2.心臟的起搏點(diǎn)正常情況下:心臟整體只能由一個(gè)起搏點(diǎn)主宰第25頁(yè)/共43頁(yè)竇房結(jié)（正常起搏點(diǎn)）控制心律的機(jī)制搶先占領(lǐng)（preoccupation)：

竇房結(jié)興奮驅(qū)動(dòng)→潛在起搏點(diǎn)的興奮不易出現(xiàn)。超速驅(qū)動(dòng)抑制（overdriesuppression):長(zhǎng)期超速驅(qū)動(dòng)→潛在起搏點(diǎn)被抑制竇房結(jié)驅(qū)動(dòng)中斷→潛在起搏點(diǎn)恢復(fù)自身節(jié)律①竇性心律：由竇房結(jié)為起搏點(diǎn)的心臟節(jié)律性活動(dòng)②異位心律：以竇房結(jié)以外的部位為起搏點(diǎn)的心臟節(jié)律性活動(dòng)第26頁(yè)/共43頁(yè)閾電位3.影響自律性的因素凡是具有4相自動(dòng)除極特性的細(xì)胞稱為自律細(xì)胞

4相自動(dòng)除極速度最大舒張電位水平閾電位水平第27頁(yè)/共43頁(yè)閾電位3.影響自律性的因素自律細(xì)胞復(fù)極4相所達(dá)到的最大膜電位稱為最大復(fù)極電位（或最大舒張電位）

4相自動(dòng)除極速度最大舒張電位水平閾電位水平第28頁(yè)/共43頁(yè)（1）4相自動(dòng)除極速度4相自動(dòng)除極速度快→到達(dá)閾電位時(shí)間短→自律性↑4相自動(dòng)除極速度慢→到達(dá)閾電位時(shí)間長(zhǎng)→自律性↓β受體激活：內(nèi)向電流If↑，4相自動(dòng)除極加快，自律性升高，HR↑。第29頁(yè)/共43頁(yè)最大舒張電位上移→到達(dá)閾電位時(shí)間短→自律性↑（2）最大舒張電位最大舒張電位下移→到達(dá)閾電位時(shí)間長(zhǎng)→自律性↓迷走神經(jīng)興奮：K+外流↑，最大舒張電位增大，自律性降低，心率↓。第30頁(yè)/共43頁(yè)閾電位水平下移→自動(dòng)除極達(dá)到閾電位快→自律性↑（3）閾電位水平閾電位水平上移→達(dá)到閾電位慢→自律性↓第31頁(yè)/共43頁(yè)（三）心肌細(xì)胞的傳導(dǎo)性心肌細(xì)胞某處發(fā)生興奮后，“局部電流”能沿細(xì)胞膜擴(kuò)布到整個(gè)細(xì)胞，而且可通過(guò)縫隙連接傳布到相鄰的心肌細(xì)胞，從而引起整塊心肌興奮，這種特性被稱為心肌細(xì)胞的傳導(dǎo)性。第32頁(yè)/共43頁(yè)心肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)竇房結(jié)閏盤橋粒線粒體細(xì)胞核縫隙連接第33頁(yè)/共43頁(yè)心房與心室之間有纖維環(huán)相隔，所以整個(gè)心臟可以看成是心房、心室兩個(gè)“功能合胞體”。心臟——功能性合胞體

心肌細(xì)胞間閏盤上縫隙連接為低電阻通道，局部電流可以通過(guò)閏盤傳到另一個(gè)心肌細(xì)胞，從而引起整塊心肌的興奮和收縮。所以心肌細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上雖然互相隔開，但在功能上卻如同一個(gè)細(xì)胞，即心肌是功能性合胞體。第34頁(yè)/共43頁(yè)1）心肌細(xì)胞間的直接電傳遞

2）特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)的有序傳播1.心臟內(nèi)興奮傳導(dǎo)途徑竇房結(jié)心房肌心房?jī)?yōu)勢(shì)傳導(dǎo)束房室交界希氏束左、右束支左、右心房浦肯野纖維網(wǎng)左、右心室0.4m/s

0.06s0.02m/s

0.1s2m/s4m/s1m/s

0.06s第35頁(yè)/共43頁(yè)1）房室交界區(qū)傳導(dǎo)很慢(0.02m/s)，興奮通過(guò)房室交界區(qū)的傳導(dǎo)需延遲一段時(shí)間(0.1s)，稱為房室延擱。2.心臟內(nèi)興奮傳導(dǎo)的特點(diǎn)及意義生理意義：使心室在心房收縮之后才開始收縮，不會(huì)發(fā)生房室同時(shí)收縮重疊現(xiàn)象，保證心室血液充盈及泵血功能的完成缺點(diǎn)：易發(fā)生房室傳導(dǎo)阻滯第36頁(yè)/共43頁(yè)2）浦肯野纖維傳導(dǎo)速度最快（4m/s）生理意義：保證心室同步興奮和收縮，有利于心室射血。竇房結(jié)的興奮傳導(dǎo)心肌各部所需時(shí)間2.心臟內(nèi)興奮傳導(dǎo)的特點(diǎn)及意義第37頁(yè)/共43頁(yè)

1.結(jié)構(gòu)因素：興奮傳導(dǎo)速度與細(xì)胞直徑呈正變關(guān)系。

2.生理因素（1）動(dòng)作電位0期除極速度和幅度

0期除極速度快→局部電流形成快

0期除極幅度大→與未興奮部位→局部電流強(qiáng)

之間的電位差大

傳導(dǎo)速度↑影響傳導(dǎo)性的因素第38頁(yè)/共43頁(yè)例:浦肯野細(xì)胞0期除極速度快、幅度大 傳導(dǎo)速度快房室交界0期除極速度慢、幅度小 傳導(dǎo)速度慢第39頁(yè)/共43頁(yè)（2）鄰近部位膜的興奮性取決于：

①靜息電位和閾電位水平的差距：鄰近部位的興奮性↑(即膜電位和閾電位的差距小)傳導(dǎo)速度↑

②離子通道性狀：興奮落在通道處于失活狀態(tài)的。

A、有效不應(yīng)期內(nèi)，傳導(dǎo)阻滯

B、相對(duì)不應(yīng)期或超常期，傳導(dǎo)減慢第40頁(yè)/共43頁(yè)臨床