心臟的生物電活動(dòng)

1、關(guān)于心臟的生物電活動(dòng)第1頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三本節(jié)重點(diǎn)：心肌細(xì)胞的跨膜電位及機(jī)制 心肌的電生理特性 心電圖的形成以及臨床意義本節(jié)難點(diǎn)：同上第二節(jié) 心臟的生物電活動(dòng)第2頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三心肌生理特性: 興奮性（excitability） 自律性（autorhythmicity） 傳導(dǎo)性（conductivity） 收縮性（contractility） 第二節(jié) 心臟的生物電活動(dòng) Bioelectric activity of the heart第3頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三心肌細(xì)胞分類1、根

2、據(jù)功能及生理特性不同,分： 工作細(xì)胞 working cell： 富含肌原纖維，主要執(zhí)行收縮功能。 例如 心室肌細(xì)胞 心房肌細(xì)胞 有興奮性、傳導(dǎo)性、收縮性，無(wú)自律性。 自律細(xì)胞 rhythmic cell： 含肌原纖維少或缺乏，主要功能是產(chǎn)生 和傳導(dǎo)興奮，控制心臟的節(jié)律性活動(dòng)。 例如 竇房結(jié)P細(xì)胞 浦肯野細(xì)胞 有興奮性、傳導(dǎo)性、自律性，無(wú)收縮性。第4頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三2、根據(jù)生物電活動(dòng)尤其AP的0期除極速度不同，分： (1)快反應(yīng)細(xì)胞： 快反應(yīng)非自律細(xì)胞:心房肌細(xì)胞和心室肌細(xì)胞 快反應(yīng)自律細(xì)胞:心房傳導(dǎo)組織;房室 束和浦肯野纖維細(xì)胞 (2)慢反應(yīng)細(xì)胞：

3、慢反應(yīng)自律細(xì)胞:竇房結(jié)細(xì)胞;房結(jié)區(qū) 和結(jié)希區(qū)自律細(xì)胞 慢反應(yīng)非自律細(xì)胞:結(jié)區(qū)細(xì)胞第5頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三一、心肌細(xì)胞的跨膜電位及其形成機(jī)制心臟各部位不同類型的心肌細(xì)胞的動(dòng)作電位。 第6頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三(一)工作細(xì)胞的跨膜電 位及其形成機(jī)制 iNa+iCa2+iK1iK1iKito第7頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三1.靜息電位 Resting potential =90mV 主要是K外流形成(Ik1通道)。另有少量Na+內(nèi)流和 生電Na+泵活動(dòng)2.動(dòng)作電位 Action potential

4、 (1) 去極化過程： 0期:由90mV30mV左右,持續(xù)12ms, Na+內(nèi)流引起,該鈉通道（快通道）為電壓門控快通道, 閾電位約為-70mV,其開放與失活均快(閾電位開放,持 續(xù)1ms,0mV開始失活) 此類細(xì)胞稱快反應(yīng)細(xì)胞。 此類電位稱快反應(yīng)電位。阻斷劑：河豚毒第8頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三(2) 復(fù)極化過程：歷時(shí)200300ms 1期(快速?gòu)?fù)極初期):由+300mV左右， 歷時(shí)10ms。0期和1期合稱鋒電位 (spike potential) 由Ito 電流(transient outward current) 即K+外流引起的。Ito通道在去極化到-4

5、0 mV時(shí)激活， 0mV時(shí)失活，開放510ms。 阻斷劑：四乙基銨 4氨基吡啶第9頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三 2期(平臺(tái)期,plateau):緩慢復(fù)極期 穩(wěn)定于0mV,歷時(shí)100150ms,成平臺(tái)狀,是心室肌 AP的特點(diǎn),也是心室肌AP持續(xù)時(shí)程較長(zhǎng)的主要原因。 同時(shí)存在Ca2+和Na+內(nèi)向離子流和K+ 外向離子流,初 期處于平衡,隨后,前者漸弱,后者漸強(qiáng),形成平臺(tái)期 的晚期。 前者為L(zhǎng)型Ca2+通道:是激活、失活、再激活均慢的 電壓門控慢通道,閾電位-40mV,阻斷劑:Mn2+、 Co2+ 維拉帕米、異搏定、心痛定等。 后者:此時(shí)IK1通道在0期去極化通透性下降

6、(內(nèi)向整流) 后,緩慢恢復(fù),而IK通道開放,K+外流漸強(qiáng),膜逐漸復(fù)極化。第10頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三3期(快速?gòu)?fù)極末期):0mV-90mV,歷 時(shí)100150ms。L型Ca2+通道關(guān)閉， IK電流增強(qiáng), K+外流所致。在3期末IK1 也參與。 4期(靜息期,電舒張期):電位穩(wěn)定于RP 水平。細(xì)胞排出Ca2+和Na+，攝入 K+,恢復(fù)細(xì)胞內(nèi)外離子正常濃度梯度。 Na+-K+泵:排出3Na+,攝入2K+; Ca2+-Na+交換體:3Na+入胞,1 Ca2+出; Ca2泵:泵出少量Ca2+ 第11頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三心室肌細(xì)胞

7、(A)和竇房結(jié)細(xì)胞(B)跨膜電位比較-70mV-70mV1.竇房結(jié)P細(xì)胞的動(dòng) 作電位及離子基礎(chǔ) (1)與快反應(yīng)細(xì)胞相比,竇房結(jié)細(xì)胞AP特點(diǎn)(二)自律細(xì)胞的跨膜電位及形成機(jī)制第12頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三竇房結(jié)：P細(xì)胞是竇房結(jié)的起搏細(xì)胞，為慢反應(yīng)自律細(xì)胞，跨膜電位特點(diǎn)如下： 最大復(fù)極電位(-70mV)和閾電位(-40mV)小于浦氏細(xì)胞 (分別為-90mV和-60mV)； 0期去極化幅度小(70mV),速率慢(10V/s), 時(shí)程長(zhǎng)(7ms)； 無(wú)明顯復(fù)極1期和2期； 4期自動(dòng)去極化速度(0.1V/s)快于浦氏細(xì)胞(0.02V/s)；第13頁(yè)，共35頁(yè)，2022年

8、，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三(2)竇房結(jié)細(xì)胞AP的離子基礎(chǔ)IK復(fù)極初期激活, IK通道時(shí)間依從性失活引起K+外流進(jìn)行性衰減；4期前半部分還有If激活，后半部分Ica-T激活,Ca2+內(nèi)流；自動(dòng)去極化到閾電位Ica-L激活,形成AP上升支034第14頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三去極化過程： 0期:當(dāng)4期自動(dòng)去極到閾電位時(shí),L-型Ca2+通道激活, Ca2+內(nèi)流(Ica-L)。復(fù)極化過程： 3期:0期去極到0mV時(shí),L-型Ca2+通道失活,Ca2+內(nèi)流止, 而IK于復(fù)極初期激 活開放，K+外流。自動(dòng)去極化 IK 進(jìn)行性衰減(起主要作用) 甲磺酰苯胺 4期: If

9、 Na+內(nèi)流(起作用不大) 銫 Ca2+內(nèi)流(ICa-T,后期起作用) Ni2+(鎳)激、失活均慢,為慢Ca2+通道阻斷劑第15頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三2.浦肯野細(xì)胞的動(dòng)作電位及離子基礎(chǔ)If的離子電導(dǎo)IK的離子電導(dǎo)3期末達(dá)最大復(fù)極電位后，4期電位不穩(wěn)定，存在自動(dòng)去極化-90mVIf遞增IK遞減第16頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三浦肯野細(xì)胞purkinje cell屬快反應(yīng)自律細(xì)胞,AP波形及 0、1、2、3期離子基礎(chǔ)與心室肌細(xì)胞相似。4期自動(dòng)去極化離子基礎(chǔ):是隨時(shí)間遞增的內(nèi)向電流If(Na+) 和遞減的外向IK電流(K+)所致。自動(dòng)

10、去極速率較竇房結(jié)為 慢。當(dāng)自動(dòng)去極至閾電位(-60mV)時(shí)爆發(fā)新的AP。Ik通道0期去極時(shí)開放,復(fù)極至-60mV開始關(guān)閉,故對(duì)4期自 動(dòng)去極化作用較小。If通道復(fù)極至-60mV時(shí)激活,-100 mV完全激活,并隨時(shí)間 推移漸強(qiáng),膜去極化-50mV左右關(guān)閉。If電流是自動(dòng)去極主 要成分,為起搏電流，可被Cs2+(銫)阻斷。第17頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三二、心肌的電生理特性(一)興奮性 excitability 1.影響心肌細(xì)胞興奮性的因素 (1)靜息電位或最大復(fù)極電位水平 (2)閾電位水平 靜息(備用)(3)0期去極化離 激活 子通道性狀 失活第18頁(yè)，共35頁(yè)

11、，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三 2.心室肌興奮性的周期性變化有效 相對(duì)超常 AP 收縮絕對(duì)局部第19頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三(1)有效不應(yīng)期 effective refractory period 絕對(duì)不應(yīng)期 absolute refractory period 從0期開始復(fù)極至-55mV,興奮性為0 局部反應(yīng)期 local response period 從-55mV-60mV,強(qiáng)刺激產(chǎn)生局部反應(yīng)(2)相對(duì)不應(yīng)期 relative refractory period 從-60mV-80mV,興奮性有恢復(fù)正常第20頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月

12、20日，15點(diǎn)50分，星期三3.興奮性的周期性變化與收縮的關(guān)系期前收縮PrematureSystole代償間歇CompensatoryPause有效不應(yīng)期長(zhǎng),延續(xù)到舒張期開始后第21頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三(二)自動(dòng)節(jié)律性 automaticity 定義:心肌具有自動(dòng)地產(chǎn)生節(jié)律性興奮的能力 稱自動(dòng)節(jié)律性。 只有自律細(xì)胞才有自律性。 動(dòng)作電位4期自動(dòng)去極化是自律性的基礎(chǔ)。 衡量自律性的指標(biāo):頻率和規(guī)則性頻率: 自動(dòng)每分鐘興奮次數(shù)(心率) 規(guī)則性:自動(dòng)節(jié)律性興奮在時(shí)間分布上是否規(guī)則(心律)第22頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三1.心臟的起

13、搏點(diǎn) 傳導(dǎo)系統(tǒng)各部位均有自律性。 自動(dòng)興奮頻率為衡量自律性高低的 指標(biāo):竇房結(jié)約為100次/分 房室交界約為50次/分 房室束約為40次/分 浦肯野纖維約為25次/分 第23頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三竇房結(jié)為正常起搏點(diǎn)normal pacemaker。竇房結(jié)主導(dǎo)的心臟節(jié)律為竇性心律其他自律組織為潛在起搏點(diǎn) latent 。病理情況下,其他自律組織自律性升高可成為異位起搏點(diǎn) ectopic pacemaker。 *竇房結(jié)對(duì)潛在起搏點(diǎn)的控制：搶先占領(lǐng) capture 超速驅(qū)動(dòng)壓抑overdrive suppression A.頻率依賴性:兩個(gè)起搏點(diǎn)頻率差別愈大,壓抑

14、 愈強(qiáng),驅(qū)動(dòng)中斷后停止的活動(dòng)時(shí)間也愈長(zhǎng)。 B.生理意義:有利于防止異位搏動(dòng)的發(fā)生。 C.機(jī)制:心肌細(xì)胞膜Na+-K+泵活動(dòng)增強(qiáng)。第24頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三2.影響自律性的因素 A:起搏電位斜率由a減小到b(自動(dòng)去極速度減慢),自律性B:最大復(fù)極電位水平由a到d,或閾電位由TP-1升到TP-2,自律性4期自動(dòng)去極化速度的影響：最大復(fù)極電位或閾電位水平的影響：第25頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三1.最大復(fù)極(舒張)電位的水平 例如:ACh使竇房結(jié)細(xì)胞膜K+通道 開放概率增高3期復(fù)極K+外流增 加最大復(fù)極電位增大自律性降 低心率減慢

15、。2.閾電位的水平 3.4期自動(dòng)去極化速度 例如:CA促進(jìn)竇房結(jié)細(xì)胞If和ICa-T通道 開放 If和ICa-T增大加快4期自動(dòng)去極 化的速率自律性增高心率加快。 第26頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三(三)心肌的傳導(dǎo)性 conductivity 1.心臟興奮的傳導(dǎo)途徑和速度: 左、右心房肌(0.4m/s) 心房肌組成的優(yōu)勢(shì)傳導(dǎo)路(1.01.2m/s)房室交界(房結(jié)區(qū)、結(jié)區(qū)(0.02m/s)、結(jié)希區(qū))房室束左右束支浦肯野纖維(4m/s)心室肌(1m/s)。 興奮傳導(dǎo)原理局部電流(功能合胞體) 竇房結(jié)耗時(shí)0.06s耗時(shí)0.06s第27頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日

16、，15點(diǎn)50分，星期三2.心臟內(nèi)興奮傳導(dǎo)途徑的特點(diǎn) 房室束房室交界第28頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三心房?jī)?nèi)存在優(yōu)勢(shì)傳導(dǎo)通路 preferential pathway房室交界速度最慢稱房室延擱 atrioventricular delay房室延擱意義: 可避免房室收縮出現(xiàn)重疊; 但容易產(chǎn)生傳導(dǎo)阻滯 conduction block 第29頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三興奮從竇房結(jié)開始傳導(dǎo)到心臟各處所需的時(shí)間(s)第30頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三3.影響心肌傳導(dǎo)性的因素 (1)心肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)因素 細(xì)胞直徑大小:細(xì)胞直徑小， 內(nèi)電阻大，傳導(dǎo)速度慢； 心房肌、心室肌、浦肯野細(xì)胞直徑大于 竇房結(jié)和房室交界 細(xì)胞間縫隙連接數(shù)量和功能 狀態(tài):如細(xì)胞間縫隙連接少， 傳導(dǎo)速度慢； 竇房結(jié)和房室交界縫隙連接數(shù)量較少； 心肌缺血可使縫隙連接通道關(guān)閉第31頁(yè)，共35頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)50分，星期三(2)生理因素 0期去極化速度快、幅度大： 局部電流形成快,強(qiáng)度大傳 導(dǎo)快； 鄰近部位膜興奮性低,傳導(dǎo)慢: 如鄰近部位膜最大復(fù)極電位與