神經(jīng)元興奮動(dòng)力學(xué)

神經(jīng)元興奮動(dòng)力學(xué)第1頁(yè)/共68頁(yè)知識(shí)回顧Nernst-Planck方程定量描述擴(kuò)散電場(chǎng)與流要實(shí)現(xiàn)離子的跨膜，形成神經(jīng)元的興奮，具體需要哪些條件？

1.細(xì)胞膜自身的條件磷脂膜、離子通道、離子泵離子濃度的不均勻分布

2.環(huán)境的物理?xiàng)l件擴(kuò)散力、電場(chǎng)力電場(chǎng)力和擴(kuò)散力的平衡Nernst電位第2頁(yè)/共68頁(yè)細(xì)胞膜中存在兩種以上的離子：如果存在兩種以上的離子，那么吧上式可以推廣。唐南平衡要求的所有可通透離子都處在能斯特電位，并且離子本身將重新分布，以達(dá)到平衡的能斯特電位。這樣對(duì)于有可通透性的K+，Na+，Cl-離子組成的系統(tǒng)：[K+]e/[K+]i=[Na+]i/[Na+]e==[Cl-]e/[Cl-]i=r有能斯特電位公式可得到：Vm=[(RT)/F]ln(r)這些離子怎樣分布的？濃度大小關(guān)系？第3頁(yè)/共68頁(yè)電中性假設(shè)K+Cl-K-A-K+Cl-ie假設(shè)溶液滿足電中性：如圖所示K+和Cl-的最終分布可以由下述平衡條件決定：[K+]e=[Cl-]e而且有弱A-是一價(jià)的（雖然常見(jiàn)為多價(jià)，如硫酸根離子）：[K+]i=[Cl-]i+[A-]又因?yàn)椋篬K+]e/[K+]i=[Cl-]i/[Cl-]e=r可以消去[Cl-]第4頁(yè)/共68頁(yè)然后利用Nernst電位：Ek=[(RT)/F]ln([K+]e/[K+]i)=ECl=[(RT)/F]ln([Cl-]e/[Cl-]i)可得：可知，當(dāng)[A-]=0時(shí)，電位為零。而當(dāng)[A-]>0時(shí),電位為負(fù)值。第5頁(yè)/共68頁(yè)我們還可以注意到下述關(guān)系：[Cl-]i+[A-]i=[K+]i>[K+]e=[Cl-]e[K+]i>[K+]e推導(dǎo)可得：[K+]i+[Cl-]i+[A-]i>[K+]e+[Cl-]e因此i室中的滲透濃度超過(guò)e室的。K+Cl-K-A-K+Cl-ie如果轉(zhuǎn)移是自由水，那么水的流動(dòng)方向是怎樣？會(huì)導(dǎo)致怎樣的結(jié)果？如果轉(zhuǎn)移是自由水，水將從e留到i，改變i中的離子濃度，并打破杜楠平衡。水的流入引起A離子濃度的稀釋，這種情況下，平衡朝著是細(xì)胞內(nèi)外KCl濃度相等的方向進(jìn)行。第6頁(yè)/共68頁(yè)Goldman方程：對(duì)于生物膜，由于膜內(nèi)無(wú)論是Cp（p中離子的濃度）還是（電位）的變化都還不能確切知道。離子還受到空間電荷的影響，因而應(yīng)用Nernst-Planck方程到生物膜上式比較困難的假設(shè)細(xì)胞膜足夠的薄，可以近似的認(rèn)為膜中的電位是線性變化的。上述假設(shè)被Goldman用以積分Nernst-Planck方程（J.Gen.Physiol.27:37(1943)）?，F(xiàn)在我們也對(duì)處于穩(wěn)態(tài)或者說(shuō)處于靜息態(tài)的膜進(jìn)行這種處理探討一維情況下的靜息態(tài)膜電位。第7頁(yè)/共68頁(yè)細(xì)胞膜足夠的薄，厚度設(shè)為d，電場(chǎng)的微分可以表示為：若膜電位差為Vm，那么：幾點(diǎn)說(shuō)明：僅僅局限于一價(jià)陽(yáng)離子

僅僅討論一維情況鑒于膜非常薄，每一塊膜基本上均可以當(dāng)作平面，甚至宏觀形狀并不是平面的也可以做此處理第8頁(yè)/共68頁(yè)首先分析單離子系統(tǒng)：

由于和從Nernst-Planck方程可得通過(guò)單位面積的第P中離子的通量為：對(duì)于鉀離子來(lái)說(shuō)：結(jié)合恒定電場(chǎng)假說(shuō)：可得：濃度梯度與膜電位之間的關(guān)系第9頁(yè)/共68頁(yè)重排、化簡(jiǎn)可得：現(xiàn)在我們?cè)谀?nèi)從左端（x=0）到右端（x=d）進(jìn)行積分，考慮到處于穩(wěn)定狀態(tài)，

jk是常數(shù)，又倘若簡(jiǎn)單地假設(shè)Dk是常數(shù)那么上面公式中左邊唯一變化的是Ck（x）。因此，細(xì)胞膜內(nèi)外附近的濃度、離子流與膜電位之間的關(guān)系！第10頁(yè)/共68頁(yè)由上述關(guān)系，可以求解出鉀離子的離子流密度jk：處在大量介質(zhì)中的鉀離子濃度與膜表面附近的濃度關(guān)系可以用系數(shù)\beta來(lái)表示。并且這里我們假設(shè)兩個(gè)界面均適用這種關(guān)系。這樣我們令膜與細(xì)胞內(nèi)空間界面的坐標(biāo)為0，與細(xì)胞外空間界面的坐標(biāo)為d，那么：[K]表示為大量介質(zhì)中的鉀濃度第11頁(yè)/共68頁(yè)鉀離子流動(dòng)產(chǎn)生的電流密度Jk又如何表示？首先定義鉀離子的通透性為Pk結(jié)合：鉀離子的離子流密度jk：下標(biāo)e和i分別表示細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)的濃度。第12頁(yè)/共68頁(yè)幾種離子的組合和流動(dòng)：在生物膜中與鉀離子電流一起有著重要的作用的離子電流還包括鈉離子電流JNa和氯離子電流JCl。它們有著相類似的表達(dá)式。總離子電流為各個(gè)組成成分的離子電流之和：J總=Jk+JNa+JCl觀察下氯離子電流與鈉、鉀離子電流有何不同？為什么？第13頁(yè)/共68頁(yè)膜電壓的Goldman方程：一般將，生物膜并不能讓所有的離子均處于平衡中。如果對(duì)常見(jiàn)的組分計(jì)算K，Na，Cl的Nernst電位，其數(shù)值都不相同。因此沒(méi)有一個(gè)膜電位能同時(shí)平衡所有的離子。靜息狀態(tài)僅僅能用為態(tài)來(lái)表示，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡，即：膜電壓和凈電流密度為零，或者這就意味著求解該方程可的跨膜靜息電位第14頁(yè)/共68頁(yè)變形得：兩邊取對(duì)數(shù)，并結(jié)合下列等式關(guān)系：可以得到：Goldman方程：靜息態(tài)膜電位第15頁(yè)/共68頁(yè)

Goldman方程是用細(xì)胞膜內(nèi)外的離子濃度和膜對(duì)這些離子的通透常數(shù)來(lái)描述神經(jīng)和肌肉等膜電位的方程式。Goldman方程可以處理靜息膜和活化膜的相關(guān)問(wèn)題。Goldman方程：DavidE.Goldman?1910–1998Hisdoctorateworkproducedthewell-knownGoldmanequationrelatingionpermeabilitiestocellmembranepotentials.基于Goldman方程，Hodgkin、Katzs和Huxley等人研究了動(dòng)作電位的形成機(jī)制，取得了巨大成就。第16頁(yè)/共68頁(yè)斜率電導(dǎo)和弦電導(dǎo)在描述總離子電流關(guān)系式：離子電流和跨膜電位之間的關(guān)系很顯然是非線性的。因此增量電導(dǎo)dJ/dVm將不是常數(shù)。在此情況下，可以定義兩種電導(dǎo)：其一是前面曾經(jīng)提及的電流-電壓曲線斜率，它定出了斜率電導(dǎo)，即第17頁(yè)/共68頁(yè)其二是由于Vm對(duì)J是非線性的，所以可以直接定義弦電導(dǎo)：第18頁(yè)/共68頁(yè)離子通道電流簡(jiǎn)介第19頁(yè)/共68頁(yè)一、離子通道電流分類第20頁(yè)/共68頁(yè)（一）攜帶內(nèi)向電流的通道

1.鈉通道電流：心臟已發(fā)現(xiàn)兩種，一是存在于心房肌、心室肌細(xì)胞和希浦系統(tǒng)的電壓依賴性鈉通道；另外一種是存在于竇房結(jié)和房室結(jié)中的非電壓依賴性通道(INa-B),它所攜帶的背景內(nèi)向電流具有起搏作用。

2.鈣通道電流：主要有兩種，一是ICa-L

；另外一種是ICa-T。

3.其它內(nèi)向電流：If是由Na+攜帶的內(nèi)向電流，屬于起搏電流之一。第21頁(yè)/共68頁(yè)（二）攜帶外向電流的通道

IK1

：內(nèi)向整流鉀電流

IK

：延遲整流鉀電流(IKur,IKr,IKs)Ito

：瞬時(shí)外向鉀電流

IKAch

：乙酰膽堿敏感鉀電流

IKATP

：ATP敏感鉀電流

IKCa：鈣激活鉀通道電流第22頁(yè)/共68頁(yè)（三）其它電流ICl

：氯離子電流，外流產(chǎn)生一種內(nèi)向電流，在起搏細(xì)胞的自動(dòng)除極化中起一定的作用；

INa/Kpump(Ipump)：鈉鉀泵電流，每次運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)泵出3個(gè)Na+換進(jìn)2個(gè)K+，因而產(chǎn)生一種微小的外向電流，稱泵流。第23頁(yè)/共68頁(yè)二、鈉通道電流

INa是神經(jīng)和肌肉，包括心肌，興奮或去極化的第一個(gè)離子流。在心肌細(xì)胞，去極化過(guò)程中有無(wú)INa參與是產(chǎn)生快反應(yīng)電位與慢反應(yīng)電位的根本原因。所以，它的變化對(duì)興奮的發(fā)生及傳播均有重要意義。第24頁(yè)/共68頁(yè)1.鈉通道的全細(xì)胞記錄人體心房肌細(xì)胞INa電流圖及電流-電壓曲線（I-V）第25頁(yè)/共68頁(yè)2.鈉通道電流的單通道記錄與全細(xì)胞離子流不同，通道電流在某一電壓下，只表現(xiàn)為一定大小的電流出現(xiàn)與消失，即單個(gè)通道的開(kāi)放與關(guān)閉。單通道電導(dǎo)與電壓呈線性相關(guān)，與全細(xì)胞鉗制及多細(xì)胞標(biāo)本上電壓鉗制所得的結(jié)果一致。第26頁(yè)/共68頁(yè)Vm(mV)g/gmax3.鈉通道的激活與失活曲線（1）激活曲線

通常用激活曲線表示，反映通道開(kāi)啟的難易程度。g/gmax=1/{1+exp[(Vm-V1/2)/K]}，gNa=INa/(E-ENa),E為去極化鉗制電位，ENa為鈉通道的平衡電位。第27頁(yè)/共68頁(yè)（2）失活曲線

失活曲線，又稱膜反應(yīng)曲線，代表膜在不同電位水平時(shí)對(duì)刺激發(fā)生反應(yīng)的能力。意義：通道開(kāi)放需要在一定的靜息電位水平。

第28頁(yè)/共68頁(yè)（2）失活曲線

失活曲線的測(cè)定，可用電壓鉗獲得。也可通過(guò)改變K+濃度，以改變膜的靜息電位，在不同靜息電位水平進(jìn)行刺激，以測(cè)定在動(dòng)作電位發(fā)生過(guò)程中，最大去極化速率的值。若以所得到的最大值為1時(shí)，其它數(shù)值按最大值的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，并以之為縱坐標(biāo)，相應(yīng)的電位為橫坐標(biāo)作圖，即得出的INa失活曲線,采用Boltzmann方程對(duì)失活曲線進(jìn)行擬合I/Imax=1/{1+exp[-(V-V1/2)/k]}。

第29頁(yè)/共68頁(yè)2nA20ms-50mVVh=-90mV（3）鈉通道失活后的恢復(fù)

將后一脈沖刺激所得電流（P2）與前一脈沖刺激所得者（P1）之比值對(duì)應(yīng)時(shí)間間隔作圖,采用單指數(shù)方程Y=A+B×exp(-X/τ)擬合[Y=P2峰電流與P1峰電流的比值；X=P1~P2的間隔時(shí)間；τ（tau）=恢復(fù)時(shí)間常數(shù)]

第30頁(yè)/共68頁(yè)（4）通道閘門(mén)

快Na+電流是Na+通過(guò)通道時(shí)的離子電流。故其動(dòng)力學(xué)取決于Na+通道的開(kāi)放狀態(tài)。根據(jù)Hodgkxin-Huxley的閘門(mén)學(xué)說(shuō)來(lái)解釋INa的激活與失活過(guò)程。設(shè)想，Na+通道有兩組帶電粒子起著門(mén)控作用。

一個(gè)是激活粒子（閘門(mén)），又稱m門(mén)、A閘門(mén)，另一個(gè)是失活粒子（閘門(mén)），又稱h門(mén)、I閘門(mén)第31頁(yè)/共68頁(yè)

Na+通道的H—H工作模型第32頁(yè)/共68頁(yè)5.鈉通道的電流特點(diǎn)（1）特點(diǎn)①膜去極化達(dá)閾電位（約－70mV）時(shí)此電流出現(xiàn)；②膜去極化達(dá)Na+平衡電位時(shí)消失（約＋30mV）；③具有時(shí)間依賴性（τ＝1ms），即使膜電位維持在Na+通道開(kāi)放所需的電位水平，Na+電流亦可作為時(shí)間的函數(shù)而消失；④在膜完全去極階躍（fulldepolaringstep）之前將膜維持在一低電壓狀態(tài)，則Na+電流失活，此時(shí)再經(jīng)一去極化電流也不能激活Na+電流。第33頁(yè)/共68頁(yè)（2）心肌細(xì)胞鈉電流的類型

快鈉通道：激活需要的電壓高，失活速度快，引起動(dòng)作電位0期去極化，只對(duì)高濃度的TTX、利多卡因、奎尼丁等藥物敏感。

慢鈉通道：激活需要的電壓低，失活速度慢，參與維持動(dòng)作電位2期平臺(tái)，對(duì)低濃度的TTX、利多卡因、奎尼丁等藥物敏感。第34頁(yè)/共68頁(yè)（3）鈉電流的亞狀態(tài)INa還可以出現(xiàn)一種亞狀態(tài)（substate)。它表現(xiàn)為在通道開(kāi)放后，不回到完全關(guān)閉狀態(tài)，而在一種新的“關(guān)閉”狀態(tài)下重新開(kāi)放。

INa的單通道電導(dǎo)為21pS，而亞狀態(tài)的電導(dǎo)為3.1pS。目前對(duì)亞狀態(tài)的意義尚不清楚。第35頁(yè)/共68頁(yè)6.毒素與藥物對(duì)鈉電流的影響鈉通道上毒素受體的位點(diǎn)位點(diǎn)毒素效應(yīng)1河豚毒(Tetrodotoxin,TTX)河蚌毒素(Saxitoxin,STX)食魚(yú)螺毒素(ω-Concotoxin)抑制離子電導(dǎo)2藜蘆定(Veratridine)蟾毒素(Batrachotoxin,BTX)烏頭堿(Aconitine)木藜蘆毒素(Grayanotoxin,GTX)持續(xù)激活3α-蝎毒素(α-Scorpintoxins)Seaanemonetoxins抑制失活，促進(jìn)持續(xù)激活4β-蝎毒素(β-Scorpintoxins)改變激活的電壓依賴性5短裸甲藻毒素（Brevetoxins)西加血毒素（Ciguatoxins）反復(fù)發(fā)放，改變激活的電壓依賴性第36頁(yè)/共68頁(yè)

鈉通道蛋白的提純，就是利用它與毒素選擇性的結(jié)合而進(jìn)行的。TTX和STX為含胍基的水溶性毒素。作用的受體部位在通道外側(cè)口。心肌對(duì)其敏感性低。心肌細(xì)胞的鈉通道，由于對(duì)其敏感性不同，分為快鈉通道與慢鈉通道。

快鈉通道——激活所需電壓絕對(duì)值高，失活速度快，引起0期去極，對(duì)高濃度TTX、奎尼丁、利多卡因敏感。

慢鈉通道——激活所需電壓絕對(duì)值低，失活速度慢，參與2期平臺(tái)，對(duì)低濃度TTX、奎尼丁、利多卡因敏感。第37頁(yè)/共68頁(yè)

三鈣通道電流豚鼠心室肌細(xì)胞ICa第38頁(yè)/共68頁(yè)（1）它觸發(fā)胞內(nèi)鈣儲(chǔ)藏釋放，從而促進(jìn)興奮－收縮偶聯(lián)；（2）它是維持心肌細(xì)胞動(dòng)作電位有個(gè)較長(zhǎng)平臺(tái)的主要內(nèi)向電流；（3）由于它維持較長(zhǎng)時(shí)的去極化電位水平，從而為其它電流的活動(dòng)提供適合的電位條件；（4）為心肌細(xì)胞動(dòng)作電位有較長(zhǎng)有效不應(yīng)期提供電位條件。

鈣離子流是在繼鈉離子流引發(fā)的心肌細(xì)胞膜去極化基礎(chǔ)上，發(fā)生活動(dòng)的第二個(gè)內(nèi)向電流。它在心肌細(xì)胞動(dòng)作電位中起重要作用。第39頁(yè)/共68頁(yè)

心肌細(xì)胞膜上有兩種鈣通道：L－型鈣通道及T－型鈣通道。L－型鈣通道是最早在心肌細(xì)胞上發(fā)現(xiàn)的鈣通道，也是首次在細(xì)胞膜上發(fā)現(xiàn)的除鈉和鉀以外的新通道。豚鼠心室肌細(xì)胞ICa的I-V曲線第40頁(yè)/共68頁(yè)

豚鼠心房肌細(xì)胞記錄的L型與T型鈣電流第41頁(yè)/共68頁(yè)（一）鈣通道的激活與失活

與快鈉通道相似，慢鈣通道也有激活過(guò)程，其激活曲線呈S型，大約在0mV電位時(shí)，激活曲線達(dá)最大值。Ca2+通道的激活、失活以及再?gòu)?fù)活所需時(shí)間均比Na+通道要長(zhǎng)，經(jīng)Ca2+通道跨膜的Ca2+內(nèi)向電流，起始慢，平均持續(xù)時(shí)間也長(zhǎng)，因而稱為慢通道和慢內(nèi)向電流。第42頁(yè)/共68頁(yè)（二）通道的離子選擇性和門(mén)控特性

Ca2+通道的離子選擇性較差，Ca2+、Na+、K+等可通過(guò)。動(dòng)作電位平臺(tái)期的內(nèi)向離子流，主要由Ca2+負(fù)載，也有Na+參與。慢Ca2+通道具有電壓依賴性，由激活門(mén)（d門(mén)）和失活門(mén)（f門(mén)）雙重控制。慢Ca2+通道也具有時(shí)間依賴性，其激活時(shí)間常數(shù)約比Na+通道的時(shí)間常數(shù)長(zhǎng)20倍。第43頁(yè)/共68頁(yè)（三）L型Ca2+電流1.門(mén)控電流

與鈉通道的門(mén)控電流的特點(diǎn)相似，在鈣通道上也有關(guān)于門(mén)控電流的報(bào)道。一般使用Ca2+及La3+阻斷鈣通道以觀察在去極化時(shí)細(xì)胞膜內(nèi)電荷的運(yùn)動(dòng)。鈣通道門(mén)控電流受有機(jī)鈣通道阻斷劑的抑制性影響。ICa-L的記錄去極化時(shí)間為6ms，而門(mén)控電流的去極化時(shí)間為20ms。第44頁(yè)/共68頁(yè)2.L型鈣通道的離子流

ICa-L各項(xiàng)參數(shù)的測(cè)定方法與INa完全相同，只是維持電壓與試驗(yàn)電壓略有差異。在ICa-L的穩(wěn)態(tài)激活與失活曲線之間，有一個(gè)明顯的窗流區(qū)。在此區(qū)域的電壓范圍內(nèi)，ICa-L是處于既激活而又未完全失活的狀態(tài)。因此，在此電壓范圍內(nèi)可以有持續(xù)的ICa-L內(nèi)流。第45頁(yè)/共68頁(yè)

ICa-L

通道的失活，一方面與INa相似屬電壓依賴性，但另一方面，它的失活又依賴于細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度，因此，又是Ca2+依賴性的。

①當(dāng)細(xì)胞外Ca2+濃度升高而ICa幅度增大時(shí)，去極化引起的失活也加快；②用其它離子如Ba2+代替Ca2+時(shí)，在去極化時(shí)，其失活變慢；③Ca2+內(nèi)流因細(xì)胞內(nèi)注入EGTA而被螯合時(shí)，ICa失活變慢；④向細(xì)胞內(nèi)注入Ca2+而使胞內(nèi)Ca2+濃度增高時(shí)，失活變快。第46頁(yè)/共68頁(yè)3.β－腎上腺素（或G蛋白）對(duì)ICa.L的調(diào)節(jié)作用

β－腎上腺素能激動(dòng)劑對(duì)心臟的變時(shí)及變力效應(yīng)是通過(guò)L－型鈣通道的反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)的。它通過(guò)β－腎上腺素能受體激動(dòng)的cAMP的產(chǎn)生而實(shí)現(xiàn)的，G蛋白在這個(gè)過(guò)程中起重要作用。cAMP蛋白激酶促使依賴于磷酸化而不依賴于電壓的閘門(mén)g’打開(kāi)，通道處于可利用狀態(tài)，在電壓依賴性閘門(mén)也開(kāi)著的情況下，使通道導(dǎo)通。第47頁(yè)/共68頁(yè)4.ICa.L的亞狀態(tài)

L-型鈣通道的亞狀態(tài)，是在心肌細(xì)胞上發(fā)現(xiàn)最早的離子通道活動(dòng)亞狀態(tài)。在用（＋）-（s）-202-791作用下,L-型鈣通道失活大為減慢，此時(shí)可用Cs+K+或Na+作為通透性離子觀察通道活動(dòng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在PH降低條件下，通道可在兩種水平上關(guān)閉。第48頁(yè)/共68頁(yè)5.L型鈣通道的阻斷劑及激動(dòng)劑

可被異博定（verapamil）、D-600（加絡(luò)帕米）（一種異博定的衍生物）和Mn2+

、Co2+

、La2+等所阻斷。雙氫吡啶類（nifedipine）等也可阻斷。酸中毒、缺血、缺O(jiān)2、代謝抑制劑、局麻藥也可阻斷ICa。當(dāng)PH為6.6時(shí)，慢內(nèi)向電流降低50％，而PH為6.1時(shí)，則慢通道被完全阻斷。第49頁(yè)/共68頁(yè)（四）T型Ca2+通道及其電流①其激活閾值較低，一般在-50到-60mV;②它的失活也快，整個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程與INa相似，而與ICa.L不同。其激活及失活曲線也呈Boltzmann分布;③它在0相去極化時(shí)起作用;④它沒(méi)有Ca2＋依賴性，并對(duì)L-型鈣通道阻斷劑及β－腎上腺素能受體激動(dòng)劑不敏感；⑤它的單通道電導(dǎo)小于L-型鈣通道;⑥對(duì)低濃度及阿米洛利（amiloride）比較敏感。T-型鈣通道與L-型鈣通道有許多相似之處，但也有不同。第50頁(yè)/共68頁(yè)四.鉀通道電流

鉀通道電流是引起心肌細(xì)胞動(dòng)作電位復(fù)極的主要電流。除了動(dòng)作電位開(kāi)始時(shí)的0相去極化外，它在其它各相中均起重要作用。目前已知至少有10種鉀電流。根據(jù)它們的不同特性，大致可以分為3種類型（1）延遲整流（delayedrectifier）；（2）瞬時(shí)外向電流（transientoutwardcurrent）以及（3）即時(shí)發(fā)生而無(wú)失活。第51頁(yè)/共68頁(yè)（一）延遲整流鉀電流（IK）

最初，這一外向電流是在狗浦氏纖維上發(fā)現(xiàn)的。它屬于無(wú)失活的離子流類型，是心肌細(xì)胞動(dòng)作電位復(fù)極的重要電流，它的抑制就使動(dòng)作電位時(shí)程延長(zhǎng)。這在抗心律失常及心律失常的發(fā)生上有重要意義。其去激活則在竇房結(jié)的起搏中起著關(guān)鍵性作用。5ms2nA第52頁(yè)/共68頁(yè)1.緩慢延遲整流鉀電流（IKs)

IKs的特性即為通常所認(rèn)為的IK，它在去極化經(jīng)數(shù)秒鐘才達(dá)到穩(wěn)態(tài)，在復(fù)極時(shí)其去激活也很慢，在-80mV時(shí)需數(shù)百毫秒。IKs的密度在不同動(dòng)物心肌細(xì)胞上是不同的，豚鼠及狗的心室肌較多，而在大鼠、貓及兔心室肌上則較少。第53頁(yè)/共68頁(yè)2.快速延遲整流鉀電流（IKr)

IKr存在于豚鼠心房肌及心室肌、兔心室肌及纖維以及貓心室肌上。在豚鼠心房肌上，IKr與IKs同時(shí)存在，當(dāng)IKs充分激活時(shí)，其幅度遠(yuǎn)大于IKr，IKr的激活電位比IKs為低，而且激活時(shí)程遠(yuǎn)快于IKs。豚鼠的IKr有明顯的內(nèi)向整流性質(zhì)，而人與大鼠心肌細(xì)胞的IKr的內(nèi)向整流性質(zhì)較弱。第54頁(yè)/共68頁(yè)3.超快速延遲整流鉀電流（IKur)

在人心房肌上，發(fā)現(xiàn)另一種不同于IKr及IKs的延遲整流電流。其激活更快（激活時(shí)間常數(shù)在25℃時(shí)為2~18ms）。它在-30mV時(shí)激活，幾乎不失活。它的活動(dòng)呈電壓依賴性，具有外向整流性質(zhì)。它對(duì)TEA、Ba2+、atropine均不敏感，而對(duì)4-AP高度敏感。第55頁(yè)/共68頁(yè)

組成IK的三種電流及各相關(guān)基因表達(dá)的電流第56頁(yè)/共68頁(yè)4.影響IK的各種因素

β-受體激動(dòng)劑能明顯增強(qiáng)IK的幅度并使其激活曲線向復(fù)極的方向偏移，即更易于被激活。因此β-受體激動(dòng)劑可使動(dòng)作電位縮短。細(xì)胞內(nèi)Ca2＋濃度的增高及蛋白激酶C均能增強(qiáng)IK。IK的阻斷劑是臨床上重要的抗心律失常藥。業(yè)已證明以下物質(zhì)是IK的選擇性阻斷劑：dofetilide,E-4031,UK-68798,UK-66914,Way123,398,sematilide,d-sotalol,CK3579及clofilium。至于IKS的阻斷劑，則不如IKr那樣具有特異性，如：tedisamil、quinidine、amiodarone及clofilium。第57頁(yè)/共68頁(yè)（二）瞬時(shí)外向鉀電流

它是具有失活特性的外向鉀電流。包含兩種成分：ILo及IBo或Ito1及Ito2。它們的發(fā)生機(jī)制有所不同，前者是4-AP敏感的（SH族），而后者是Ca2+依賴性的（SLO族）。但在分子結(jié)構(gòu)上，均由4個(gè)含有6個(gè)α螺旋的亞單位組成。第58頁(yè)/共68頁(yè)

由于Ito2情況比較復(fù)雜，目前研究較少，一般Ito2均指Ito1。Ito在去極化條件下激活，是屬于有失活過(guò)程的鉀通道，其穩(wěn)態(tài)激活與失活曲線的測(cè)定方法基本相同，只是Ito是外向電流。它對(duì)動(dòng)作電位的1相復(fù)極起重要作用，4-AP是Ito的選擇性阻斷劑。第59頁(yè)/共68頁(yè)（三）心肌細(xì)胞內(nèi)向整流鉀電流（IK1）

IK1的分子結(jié)構(gòu)與Sh族不同，在負(fù)于反轉(zhuǎn)電位時(shí)的內(nèi)向部分與電壓呈線性關(guān)系，而正于反轉(zhuǎn)電位時(shí)不呈線性關(guān)系，而呈整流現(xiàn)象。如果鉗制電壓很負(fù)時(shí)如-120mV以上，IK1則仍然有激活現(xiàn)象而呈時(shí)間依賴性。細(xì)胞內(nèi)Mg2+能抑制細(xì)胞內(nèi)K+外流，若降低細(xì)胞內(nèi)Mg2+，則可消除IK1的內(nèi)向整流而呈線性相關(guān)。第60頁(yè)/共68頁(yè)

IK1常用的阻斷劑中，無(wú)機(jī)離子為Cs+與Ba2+，但不是選擇性