血液循環(huán)生物電2ppt課件

1、第二節(jié)第二節(jié) 心臟的生物電活動心臟的生物電活動1.1.引起心臟收縮活動的興奮來自何方引起心臟收縮活動的興奮來自何方? ? 2. 2.心臟為什么能自動地收縮和舒張心臟為什么能自動地收縮和舒張? ? 3. 3.為什么心臟一直是舒縮交替而不出現強為什么心臟一直是舒縮交替而不出現強 直收收縮直收收縮? ? 心臟的這些功能都依賴于心肌細胞的生物心臟的這些功能都依賴于心肌細胞的生物 電活動。電活動。問問 題題一、心肌細胞的分類一、心肌細胞的分類(The classify of (The classify of myocardial cell)myocardial cell) 普通心肌細胞任務細胞普通心肌細

2、胞任務細胞/ /非自律細非自律細胞：胞： 心房肌、心室肌細胞心房肌、心室肌細胞 特點：無自律性。特點：無自律性。 特化心肌細胞特化心肌細胞( (自律細胞自律細胞) )：特殊傳導：特殊傳導系統(tǒng)系統(tǒng) 的細胞，主要包括竇房結細胞、浦肯的細胞，主要包括竇房結細胞、浦肯野細胞。野細胞。 特點：無收縮性特點：無收縮性心心臟臟各各部部分分心心肌肌細細胞胞的的跨跨膜膜電電位位房室束房室束 二、心肌細胞的跨膜電位二、心肌細胞的跨膜電位一任務細胞的跨膜電位心室肌一任務細胞的跨膜電位心室肌1.1.靜息電位靜息電位(Resting potential,RP): -90mv(Resting potential,RP):

3、 -90mv2.2.動作電位動作電位(Action potential,AP): 120mv(Action potential,AP): 120mv 除極過程除極過程: 0: 0期去極化期去極化 復極過程復極過程: 1: 1期、期、2 2期期 ( (平臺期平臺期) )、3 3期、期、 4 4期。動作電位的產生是興奮的標志。期。動作電位的產生是興奮的標志。 ( (二二) )心室肌心室肌RPRP和和APAP的構成機制的構成機制1 1、心室肌細胞、心室肌細胞RPRP構成機制構成機制膜兩側存在濃度差：膜兩側存在濃度差：K+i K+i K+oK+o膜通透性有選擇性：安靜時對膜通透性有選擇性：安靜時對K+

4、K+具有通透性高具有通透性高生電性生電性Na+ -K+Na+ -K+泵的作用泵的作用2、心室肌細胞的、心室肌細胞的AP3.3.心室肌細胞心室肌細胞APAP的構成原理的構成原理(The mechanism of (The mechanism of formation) formation) 0 0期期(0 phase)(0 phase)：刺激刺激RPRP閾電位閾電位激活快激活快Na+Na+通道通道Na+Na+再生式內流再生式內流Na+Na+平衡電位平衡電位0 0期期0 0期期Na+Na+內流內流 以快Na+通道開放引起快速去極的心肌細胞稱快反響細胞 ： 心房肌 心室肌 浦肯野纖維 構成的動作電位

5、，稱快反響動作電位1 1期期1 phase)1 phase)：快快Na+Na+通道失活通道失活+ +激活激活ItoIto通道通道K+K+一過性外流一過性外流 快速復極化快速復極化ItoIto通道：通道：ItoIto的主的主要離子成分為要離子成分為K+ K+ ，可被四乙基胺阻斷?？杀凰囊一纷钄?。1 1期期2 2期期(2 phase)(2 phase)：已激活的已激活的K+K+通道通道+ +激活的慢激活的慢Ca2+Ca2+通通道道Ca2+Ca2+緩慢內流與緩慢內流與K+K+外流處于平衡外流處于平衡形狀形狀 緩慢復極化緩慢復極化2 2期期Ca2+Ca2+內流與內流與K+K+外流平外流平衡衡 2 2

6、期的特點：期的特點： 早期：外向電流早期：外向電流Ik=Ik=內向電流，膜電位內向電流，膜電位0mV0mV左右左右 晚期：外向電流內向電流，膜電位趨向降低晚期：外向電流內向電流，膜電位趨向降低 慢慢Ca2+ Ca2+ LL型鈣通道通道的特點：型鈣通道通道的特點： 電壓門控通道，膜電位電壓門控通道，膜電位40mV40mV被激活。被激活。 激活慢、失活也慢激活慢、失活也慢2 2期末。期末。 可被異搏定、可被異搏定、Mn2+Mn2+阻斷。阻斷。 特異性低：也允許少量特異性低：也允許少量Na+Na+經過。經過。心肌細胞膜上的K+通道有多種 靜息形狀下心室肌細胞：靜息形狀下心室肌細胞： IK1通道對通道

7、對K+的通透性高的通透性高0期去極化過程中：期去極化過程中： IK1通道對通道對K+的通透性降低的通透性降低 IK通道開放，通道開放， K+外流從低程度開場外流從低程度開場IK1通道對通道對K+的通透性因膜的去極化而降低的的通透性因膜的去極化而降低的景象，稱為內向整流景象，稱為內向整流平臺期的離子通道平臺期的離子通道L L型型Ca2+Ca2+通道：電壓門控通道通道：電壓門控通道k k通道：在平臺期逐漸增大的通道：在平臺期逐漸增大的k k電流在電流在 20mv20mv激活至復極到激活至復極到-50mV-50mV左右左右封鎖。封鎖。IK1IK1通道：內向整流通道：內向整流 0 0期去極化過程中封鎖

8、，期去極化過程中封鎖， 復極化至復極化至60mv60mv恢復開放?；謴烷_放。 平臺期平臺期K+K+通透性較低，不能迅速復極通透性較低，不能迅速復極化?；?。3 3期期(3 phase)(3 phase)：慢慢Ca2+Ca2+通道失活通道失活+ +IK IK 通道通透性通道通透性K+K+再生式外流再生式外流快速復極化快速復極化至至RPRP程度程度3 3期期3 3期期 4 4期期(4 phase): Na+- K+(4 phase): Na+- K+泵泵 Na+- Ca2+ Na+- Ca2+ Ca2+ Ca2+泵泵心室肌細胞的心室肌細胞的AP( (二二) )自律細胞的跨膜電位及構成機制自律細胞的跨

9、膜電位及構成機制 1.1.竇房結細胞竇房結細胞( (慢反響自律細胞慢反響自律細胞) )的電位的電位 (1)(1)最大復極電位：最大復極電位： 3 3期復極末的最大復極電位值。期復極末的最大復極電位值。 2 2 APAP：分：分0,3,40,3,4三個時期，無三個時期，無1 1期和期和2 2期。期。(3)(3)電位構成機制電位構成機制 0 0期：當期：當4 4期自動去極化期自動去極化到達閾電位到達閾電位激活慢鈣激活慢鈣通道通道Ica-LIca-L型型Ca2+Ca2+內流內流Ca2+Ca2+閾電位閾電位零電位零電位3 3期：慢鈣通道期：慢鈣通道Ica-LIca-L型漸失活型漸失活 + + 激活鉀激

10、活鉀 通道通道IKIK Ca2+ Ca2+內流內流+ K+ K+遞增性外流遞增性外流K+Ca2+3 3期期4 4期：期：K+K+遞減性外流遞減性外流 + Na+ Na+遞增性內流遞增性內流IfIf+ + Ca2+Ca2+內流內流Ica-TIca-T型鈣通道激活型鈣通道激活緩慢自動緩慢自動去極化去極化K+具具“自我自我啟動啟動 “ “自我自我開展開展 “ “自我自我終止的離子流終止的離子流景象。景象。Na+Ca2+4 4期期2.浦肯野細胞浦肯野細胞(快反響自律細胞快反響自律細胞)的電位的電位1.構成機制：構成機制： 0、1、2、3、4期：與心室肌細胞根本類似期：與心室肌細胞根本類似注：注：IfI

11、f通道：復極化的通道：復極化的3 3期期-60mV-60mV開場激活、開場激活、-100mV-100mV充分激活充分激活( (超極化激活超極化激活) )，去極化的，去極化的0 0期期-50mV-50mV失活。超極化激活、具有失活。超極化激活、具有時間依從性的非特異性通道，不是快時間依從性的非特異性通道，不是快Na+Na+通道。通道。2.特點：特點： 10期去極化速度快，幅度高。期去極化速度快，幅度高。24期自動去極化速度比竇房結細胞的慢，期自動去極化速度比竇房結細胞的慢，故自律性低故自律性低 心肌細胞分為四類：快反響細胞快反響細胞 非自律細胞非自律細胞-心房肌和心室肌細胞心房肌和心室肌細胞自律

12、細胞自律細胞-浦氏細胞浦氏細胞慢反響細胞慢反響細胞自律細胞自律細胞-竇房結、房結區(qū)、結希區(qū)細胞竇房結、房結區(qū)、結希區(qū)細胞非自律細胞非自律細胞-結區(qū)細胞結區(qū)細胞激活激活 失活失活 閾電位閾電位 離子流離子流 電位電位快快 Na+ Na+ 通道通道 慢慢 Ca2+ Ca2+ 通道通道快快 慢慢 快快 慢慢 - 70mV - 40mV- 70mV - 40mVNa+ Ca2+Na+ Ca2+大、快反響電位大、快反響電位 小、慢反響電位小、慢反響電位心房肌、竇房結、浦氏纖維跨膜電位心房肌、竇房結、浦氏纖維跨膜電位心臟的生理特性心臟的生理特性 心肌細胞的生理特性：興奮心肌細胞的生理特性：興奮性、自律性、

13、傳導性、收縮性。性、自律性、傳導性、收縮性。 普通心肌細胞只需興普通心肌細胞只需興奮性、傳導性、收縮性無自律性。奮性、傳導性、收縮性無自律性。 自律細胞只需興奮性、自律細胞只需興奮性、自律性、傳導性、無收縮性。自律性、傳導性、無收縮性。一、興奮性一、興奮性(一一)興奮性的周期性變化興奮性的周期性變化心室肌興奮性的周期性變化心室肌興奮性的周期性變化 周期變化周期變化 對應位置對應位置 機機 制制 新新APAP產生才干產生才干有效不應期有效不應期 去極去極復極復極-60mV -60mV 不能產生不能產生 絕對不應期：絕對不應期： -55mV -55mV 部分反響期：部分反響期： -60mV -60

14、mV相對不應期相對不應期 能產生能產生( (但但0 0期幅度期幅度 -80mV -80mV 傳傳導、時程等較正常小導、時程等較正常小) ) 超超 常常 期期 Na+ Na+通道根本通道根本 -90mV -90mV 恢復到備用形狀恢復到備用形狀 同相對不應期同相對不應期 Na+Na+通道處于通道處于完全失活形狀完全失活形狀Na+Na+通道剛開通道剛開場復活場復活Na+Na+通道大部通道大部分復活分復活完全備用完全備用 失失 活活 剛復活剛復活 漸復活漸復活 根本備用根本備用 產生產生AP AP 絕對不應期絕對不應期 部分反響期部分反響期 相對不應期相對不應期 超凡期超凡期 Na通道與興奮性的關系

15、通道與興奮性的關系興奮性正常興奮性正常 興奮性無興奮性無興奮性低興奮性低興奮性高興奮性高 心肌興奮時興奮性變化的主要特點是有效不應期特別長,相當于心肌整個收縮期和舒張早期。 它是骨骼肌與神經纖維有效不應期的100倍和200倍。這一特性是保證心肌能收縮和舒張交替進展,不出現完全強直收縮的生理學根底。 有效不應期的長短主要取決2期( (二二) )影響興奮性要素影響興奮性要素 1.1.靜息電位程度靜息電位程度 RPRP距閾電位遠距閾電位遠需刺激閾值需刺激閾值興興奮性奮性RPRP距閾電位近距閾電位近需刺激閾值需刺激閾值興興奮性奮性 2. 2.閾電位程度閾電位程度 為少見的緣由為少見的緣由上移上移RPR

16、P距閾電位遠距閾電位遠需刺激閾值需刺激閾值興奮性興奮性下移下移RPRP距閾電位近距閾電位近需刺激閾值需刺激閾值興奮性興奮性 3. 3.引起引起0 0期去極化的離子通道的性狀期去極化的離子通道的性狀 離子通道所處的機能形狀離子通道所處的機能形狀, ,是決議興奮性是決議興奮性正常、低下和喪失的主要要素正常、低下和喪失的主要要素, ,而通道處于何而通道處于何種形狀那么取決于當時的膜電位以及有關的種形狀那么取決于當時的膜電位以及有關的時間進程。時間進程。 心肌細胞每次興奮心肌細胞每次興奮, ,其膜通道存在靜息、其膜通道存在靜息、激活和失活的過程。激活和失活的過程。 2.興奮性周期性變化與收縮的關系 1

17、不發(fā)生完全強直收縮 心肌的有效不應期特別長心肌的有效不應期特別長,相當于相當于整個收縮期加舒張早期，任何刺激落在整個收縮期加舒張早期，任何刺激落在此期內，心肌都不會發(fā)生興奮反響。此期內，心肌都不會發(fā)生興奮反響。2 2期前收縮與代償間歇期前收縮與代償間歇 期前收縮：假設在心室肌的有效不應期之期前收縮：假設在心室肌的有效不應期之后，下一次竇房結的興奮到達之前，心室遭到后，下一次竇房結的興奮到達之前，心室遭到一次外來刺激，那么可產生一次提早出現的興一次外來刺激，那么可產生一次提早出現的興奮和收縮奮和收縮, ,稱為期前收縮。稱為期前收縮。 代償間歇：一次期前收縮之后所出現的一代償間歇：一次期前收縮之后

18、所出現的一段較長的舒張期稱為代償性間歇。段較長的舒張期稱為代償性間歇。 二、心肌的自動節(jié)律性二、心肌的自動節(jié)律性 概念：心肌組織可以在沒有外來概念：心肌組織可以在沒有外來刺激的情況下自動地發(fā)生節(jié)律性興奮刺激的情況下自動地發(fā)生節(jié)律性興奮的特性。的特性。 ( (一一) )心臟各部的自動節(jié)律性心臟各部的自動節(jié)律性各部位的自律細胞的自律性高低不一：各部位的自律細胞的自律性高低不一： 竇房結竇房結-房室交界房室交界-浦氏纖維浦氏纖維 100100次次/ /分分 5050次次/ /分分 2525次次/ /分分1.1.竇房結為正常起搏點竇房結為正常起搏點, ,其它自律組織為潛在其它自律組織為潛在起搏點或異位

19、起搏點。起搏點或異位起搏點。2.2.以竇房結的自律興奮所構成的心臟節(jié)律稱以竇房結的自律興奮所構成的心臟節(jié)律稱竇性節(jié)律，以竇外為起搏點的心跳為異位節(jié)竇性節(jié)律，以竇外為起搏點的心跳為異位節(jié)律結性心律、室性心律。律結性心律、室性心律。產活力制產活力制: 搶先占領搶先占領: 搶先到達閾電位產生搶先到達閾電位產生AP。 超速驅動壓制超速驅動壓制: 當自律細胞在遭到高于其固有頻率當自律細胞在遭到高于其固有頻率的刺激時就按外加刺激的頻率發(fā)生興的刺激時就按外加刺激的頻率發(fā)生興奮稱超速驅動。奮稱超速驅動。 超速驅動壓制具有頻率依賴性。超速驅動壓制具有頻率依賴性。1.41.4期自動去極化速度期自動去極化速度 a.

20、a.自動去極化速自動去極化速快快到達閾電位的時到達閾電位的時間短間短自律性高。自律性高。 b.b.自動去極化速自動去極化速慢慢到達閾電位的時到達閾電位的時間長間長自律性低。自律性低。二影響自律性的要素二影響自律性的要素2.2.最大復極電位程度與最大復極電位程度與閾電位程度之間的差距。閾電位程度之間的差距。 三、心肌細胞的傳導性：三、心肌細胞的傳導性： (The conductivity of myocardial (The conductivity of myocardial cell )cell ) ( (一一) )傳導原理：傳導原理： 部分電流：在興奮部位和靜息部位之間部分電流：在興奮部位

21、和靜息部位之間存在著電位差，膜內外電荷挪動構成部分電存在著電位差，膜內外電荷挪動構成部分電流。流。 竇房結竇房結 結間束結間束 房室交界房室交界 房室束房室束 左、右束支左、右束支 浦肯野纖維浦肯野纖維 心室肌心室肌二傳導過程：二傳導過程：浦氏纖維浦氏纖維(4m/s)(4m/s) 束支束支(2m/s)(2m/s) 心室肌心室肌(1m/s)(1m/s) 心房肌心房肌(0.4m/s)(0.4m/s) 結區(qū)結區(qū)(0.02m/s)(0.02m/s)三傳導速度三傳導速度1 1興奮傳導的特點興奮傳導的特點: : 浦氏纖維傳導速度最快浦氏纖維傳導速度最快 房室交界區(qū)傳導速度最慢房室交界區(qū)傳導速度最慢房室延擱

22、房室延擱 易出現傳導阻滯房室阻滯。易出現傳導阻滯房室阻滯。2.2.意義：意義：保證心房和心室的收縮交替進展保證心房和心室的收縮交替進展有利于心室肌同步收縮，有利于心臟射血有利于心室肌同步收縮，有利于心臟射血3. 3. 影響傳導性的要素影響傳導性的要素1 1構造要素構造要素 細胞直徑細胞直徑正變正變直徑粗大直徑粗大胞內電阻小胞內電阻小傳導速度快傳導速度快直徑細小直徑細小胞內電阻大胞內電阻大傳導速度慢傳導速度慢但在同一心肌細胞，興奮傳導快慢主要但在同一心肌細胞，興奮傳導快慢主要受部分電流構成和臨近部位膜興奮性的受部分電流構成和臨近部位膜興奮性的影響影響 縫隙銜接數量和功能形狀?？p隙銜接數量和功能形

23、狀。(2)(2)生理要素：生理要素： 期去極速度和幅度期去極速度和幅度正變正變 0 0期速度期速度 與鄰旁間與鄰旁間 產生局產生局 RPRP距距 新新AP AP 傳導傳導 0 0期幅度期幅度的電位差的電位差部電流部電流閾電閾電位位產生產生 速度速度 ( (快、快、 高高) () (大大) () (大大) ) ( ( 近近) () (易易 快快 臨近部位膜的興奮性臨近部位膜的興奮性 臨近部位膜的興奮性臨近部位膜的興奮性 心肌細胞的興奮傳導是沿著細胞膜的興奮心肌細胞的興奮傳導是沿著細胞膜的興奮分散的過程分散的過程, ,只需臨近未興奮部位膜的興奮性只需臨近未興奮部位膜的興奮性正常正常, ,興奮才干正

24、常地傳導經過。興奮才干正常地傳導經過。 0 0期慢、小期慢、小 減慢減慢處相對不應期處相對不應期 部分失活形狀部分失活形狀處絕對不應期處絕對不應期 失活形狀失活形狀 阻滯阻滯臨近部位膜興奮性臨近部位膜興奮性Na+Na+通道形狀通道形狀 傳導性傳導性 1 1、心肌的收縮的特點、心肌的收縮的特點 1 1、同步收縮全或無式收縮、同步收縮全或無式收縮 2 2、不發(fā)生強直收縮、不發(fā)生強直收縮 3 3、對、對Ca2+oCa2+o依賴性大依賴性大四、收縮性四、收縮性心臟起搏器心臟起搏器三、體表心電圖三、體表心電圖 ECGECG：將引導電將引導電極置于身極置于身體一定部體一定部位，可以位，可以記錄到心記錄到心

25、臟興奮過臟興奮過程中發(fā)生程中發(fā)生的電變化，的電變化，所記錄到所記錄到的圖形。的圖形。一正常心電圖的一正常心電圖的 波形及生理意義波形及生理意義 名 稱 時間S 幅度mV) 意 義 P波 0.080.11 0.050.25 兩心房興奮 QRS波 0.060.10 0.52.0 兩心室興奮 T波 0.050.25 0.10.8 兩心室復極化過程P-R間期 0.120.20 興奮：房室的時S-T段 0.050.15 心室肌處于AP平臺Q-T間期 0.4 心室去極+復極時間二心肌動作電位與心電圖的關系二心肌動作電位與心電圖的關系P P波：波： 心房肌的心房肌的APAPQRSQRS：S-TS-T段：段：T T波：波：心室肌心室肌APAP的的0 0期期心室肌心室肌APAP的的2 2期期心室肌心室肌APAP的復的復極化過程，因先極化過程，因先后不一，故后不一，故T T波較波較寬。寬。 0 0期：期： 1 1期：期： 2 2期：期： 3 3期：期： 4 4期：期：小小 結結 1.心室肌動作電位:主要由主要由Na+Na+內流構成內流構成主要由主要由K+K+外流構成。外流構成。Ca2+Ca2+內流和內流和K+K+外流平衡外流平衡主要由主要由K+K+外流構成外流