心肌生物電特性

心肌生物電特性第1頁/共69頁

第一節(jié)心臟生理

心肌細胞的生物電現(xiàn)象心肌細胞分類

1、根據(jù)功能及生理特性不同,分：

①工作細胞（workingcell）：富含肌原纖維，主要執(zhí)行收縮功能。如：心室肌細胞、心房肌細胞。

有興奮性、傳導性、收縮性，無自律性。

②自律細胞（rhythmiccell）：含肌原纖維少或缺乏，主要功能是產(chǎn)生和傳導興奮，控制心臟的節(jié)律性活動。特殊傳導系統(tǒng)(除結(jié)區(qū)外)，如：竇房結(jié)P

細胞、浦肯野細胞。

有興奮性、傳導性、自律性，無收縮性。第2頁/共69頁2、根據(jù)生物電活動尤其AP的0期除極速度不同分：

(1)快反應細胞：

①快反應非自律細胞:心房肌細胞和心室肌細胞

②快反應自律細胞:心房傳導組織;房室束和浦肯

野纖維細胞

(2)慢反應細胞：

①慢反應自律細胞:竇房結(jié)細胞;房結(jié)區(qū)和結(jié)希區(qū)

自律細胞

②慢反應非自律細胞:結(jié)區(qū)細胞第3頁/共69頁心臟各部分心肌細胞的跨膜電位和興奮傳導速度SAN：竇房結(jié)AM：心房肌AVN：結(jié)區(qū)BH：希氏區(qū)PF：浦肯野纖維VM：心室肌傳導速度單位m/s第4頁/共69頁第5頁/共69頁神經(jīng)纖維動作電位的圖形第6頁/共69頁心肌動作電位與心電圖的關系心房AP心室AP第7頁/共69頁心肌動作電位與心電圖的關系P波：

≈心房肌的APQRS：

≈心室肌AP的0期S-T段：

≈心室肌AP的2期T波：

≈心室肌AP的復極化過程，因先后不一，故T波較寬。第8頁/共69頁一、心室肌靜息電位（RP）的形成機制

1.幅度：-90mV(較骨骼肌細胞、神經(jīng)細胞大)?！?.機制：K+外流的電-化平衡電位。

RP的產(chǎn)生條件：(1)靜息狀態(tài)下細胞膜內(nèi)、外離子分布不勻

[Na+]i

＜[Na+]o＝1∶13[K+]i

＞[K+]o＝28∶1(2)靜息狀態(tài)下細胞膜對離子的通透性具有選擇性第9頁/共69頁通透性：K+＞Cl-＞Na+＞A-第10頁/共69頁二、心室肌細胞AP的形成機制：0期(去極化過程)：刺激↓RP↓↓閾電位↓激活快Na+通道↓Na+再生式內(nèi)流↓Na+平衡電位（0期）快Na+通道：-70mV激活，-55mV失活，持續(xù)1-２ms，特異性強(只對Na+通透)，阻斷劑河豚毒(tetrodotoxin,TTX)，激活劑(苯妥因鈉)。0期按任意鍵顯示動畫2第11頁/共69頁1期(快速復極初期)：快Na+通道失活+激活Ito通道↓K+一過性外流↓快速復極化（1期）Ito通道：70年代認為Ito的離子成分為Cl-，現(xiàn)在認為Ito可被K+通道阻斷劑（四乙基胺、4-氨基吡啶）阻斷，Ito的離子成分為K+。1期Na+K+按任意鍵顯示動畫2第12頁/共69頁★2期(緩慢復極期或平臺期)：O期去極達-40mV時已激活慢Ca2+通道+激活IK通道↓Ca2+緩慢內(nèi)流與K+外流處于平衡狀態(tài)↓緩慢復極化（2期=平臺期）慢Ca2+通道：激活與失活比Na+通道慢，特異性不高：Ca2+（53%）、Na+（27%）、K+（20%）都通透，阻斷劑：Mn2+和維拉帕米(verapamil、異搏定）。2期Na+K+Ca2+K+按任意鍵顯示動畫2第13頁/共69頁3期(快速復極末期)：慢Ca2+通道失活+IK通道通透性↑↓K+再生式外流↓快速復極化至RP水平（3期）

4期(靜息期):因膜內(nèi)[Na+]和[Ca2+]升高,而膜外[K+]升高→激活鈉泵及Na+-Ca2+交換體→泵出Na+和Ca2+,泵入K+→恢復正常離子分布。3期Na+K+Ca2+K+K+○泵按任意鍵顯示動畫2○泵3期第14頁/共69頁★心(房)室肌動作電位及其形成機制0期——Na+內(nèi)流（再生性鈉電流）1期——K+外流(Ito)2期——K+外流和Ca2+內(nèi)流處于平衡3期——K+外流（Ik再生性復極）4期——離子恢復（Na+-K+泵和

Na+-Ca2+交換）第15頁/共69頁心肌細胞的動作電位和興奮性第16頁/共69頁二、自律細胞的跨膜電位及形成機制1.竇房結(jié)P細胞的動作電位（AP）及形成機制*0期去極慢(7ms);*AP幅值小(70mV)；*復極簡單(無1.2期)；*4期有自動去極。0-20-40-60304★AP全程分0,3,4三個時期第17頁/共69頁心室肌細胞(A)和竇房結(jié)細胞(B)跨膜電位比較-70mV-70mV閾電位第18頁/共69頁竇房結(jié)細胞跨膜電位的形成機制ICa-T0期:Ca2+內(nèi)流(ICa-L)3期:K+外流(IK)IK激活4期:(主要3種離子流)(1)★漸減的K+外流（Ik↓）;If(2)漸強的If(Na+內(nèi)流)(3)Ca2+內(nèi)流(ICa-T)IK失活★AP全程分0,3,4三個時期第19頁/共69頁0期：當4期自動去極化達到閾電位→激活慢鈣通道（Ica-L型）→Ca2+內(nèi)流。Ca2+Ca2+0期閾電位零電位按任意鍵顯示動畫1、2第20頁/共69頁3期：慢鈣通道（Ica-L型）漸失活+激活鉀通道（IK）→Ca2+內(nèi)流↓+K+遞增性外流K+Ca2+3期按任意鍵顯示動畫1、2第21頁/共69頁4期：K+遞減性外流(Ik↓、主要)+Na+遞增性內(nèi)流（If↑）+Ca2+內(nèi)流（Ica-T型鈣通道激活）→緩慢自動去極化K+具“自我”啟動→“自我”發(fā)展→“自我”終止的離子流現(xiàn)象。Na+Ca2+4期按任意鍵顯示動畫1、2第22頁/共69頁2.浦肯野細胞的動作電位及其形成機制（1）形成機制：

0、1、2、3期：與心室肌細胞基本相似。

4期：進行性增強的內(nèi)向電流（If）+遞減性外向K+電流所引起的自動去極化。（2）特點：0期去極化速度快，幅度大；4期自動去極化速度比竇房結(jié)細胞的慢，故自律性低。第23頁/共69頁

浦肯野細胞的動作電位及離子基礎If的離子電導IK的離子電導3期末達最大復極電位（-90mV）后，4期電位不穩(wěn)定，存在自動去極化-90mVIf遞增IK遞減第24頁/共69頁心室肌細胞(A)和竇房結(jié)細胞(B)跨膜電位比較-70mV-70mV閾電位第25頁/共69頁第26頁/共69頁根據(jù)生物電活動尤其AP的0期除極速度不同分：

(1)快反應細胞：

快反應非自律細胞:心房及心室肌細胞

快反應自律細胞:心房傳導組織、房室束、浦

肯野纖維細胞

(2)慢反應細胞：

慢反應自律細胞:竇房結(jié)細胞、房結(jié)區(qū)、結(jié)希

區(qū)細胞

慢反應非自律細胞:結(jié)區(qū)細胞第27頁/共69頁心肌生理特性★電生理特性：興奮性、傳導性、自律性?！餀C械特性：收縮性工作細胞（心房肌和心室?。菏湛s性、興奮性、傳導性,無自律性;自律細胞（特殊傳導系統(tǒng)除結(jié)區(qū)外）：興奮性、傳導性、自律性無收縮性。第28頁/共69頁一、自動節(jié)律性（自律性）

1.概念：心肌具有自動地產(chǎn)生節(jié)律性興奮的能力稱自動節(jié)律性，簡稱自律性?！?.形成基礎：動作電位4期自動去極化。

3.衡量自律性的指標:頻率即每分鐘自動興奮的次數(shù)(4期自動去極化速度)。竇房結(jié)>房室交界>心室內(nèi)傳導組織。★4.正常起搏點：竇房結(jié)；潛在（異位）起搏點：房室結(jié)等傳導系統(tǒng)。

5.竇性心律：心臟節(jié)律性活動以竇房結(jié)為起搏點;

異位心律：以竇房結(jié)以外的部位為起搏點的心臟活動,如：結(jié)性心律、室性心律。第29頁/共69頁竇房結(jié)心房內(nèi)傳導房室交界房室束浦氏纖維100次/分50次/分50次/分40次/分25次/分依次降低竇房結(jié)對潛在起搏點的控制方式：搶先占領:節(jié)律高者能搶先達到閾電位產(chǎn)生AP;超速抑制:壓抑節(jié)律低者的“被動”節(jié)律性興奮第30頁/共69頁搶先占領超速抑制第31頁/共69頁6.影響自律性的因素+200-20-40-60-80mV0-20-40-60-80(1)4期自動除極速度

(正相關)(2)最大復極(舒張)電位水平(負相關)(3)閾電位水平

(負相關)第32頁/共69頁第33頁/共69頁二、興奮性（一）心肌興奮過程中興奮性的周期性變化1.有效不應期(ERP):絕對不應期(ARP)和局部反應期2.相對不應期(RRP)3.超常期(SNP)第34頁/共69頁Na+通道狀態(tài)備用（關）激活（開）失活（關）復活心肌細胞每次興奮,其膜通道存在備用狀態(tài)、激活、失活和復活過程；其興奮性也隨之發(fā)生相應的周期性改變。第35頁/共69頁局部反應期第36頁/共69頁相對不應期第37頁/共69頁超常期第38頁/共69頁★心肌興奮過程中興奮性的周期性變化興奮性變化AP過程興奮性高低刺激強度Na＋通道狀態(tài)ERPARP去極相→復極相-55mV0∞完全失活狀態(tài)局部反應期-55mV→-60mV<正?！迍傞_始復活RRP-60mV→80mV<正常閾上刺激大部分復活SNP-80mV→90mV>正常閾下刺激基本恢復到備用狀態(tài)第39頁/共69頁第40頁/共69頁心肌興奮性特點及其與收縮的關系★特點：有效不應期特別長(平均250ms),相當于心肌整個收縮期和舒張早期。是骨骼肌與神經(jīng)纖維有效不應期的100倍和200倍。有效不應期的長短主要取決2期（平臺期）。

意義:(1)不發(fā)生(完全)強直收縮(生理意義)；(2)導致期前收縮后發(fā)生代償間歇。第41頁/共69頁（二）期前收縮與代償間歇

★期前收縮：指心室肌在有效不應期之后到下一次竇性興奮傳來之前，受到異位起搏點或人工刺激時，可提前產(chǎn)生一次興奮而引起收縮，稱為期前收縮。

★代償間歇：一次期前收縮之后所出現(xiàn)的一段較長的心室舒張期稱為代償間歇。

第42頁/共69頁第43頁/共69頁第44頁/共69頁(三)影響興奮性因素

1.靜息電位與閾電位差距

RP↑→距閾電位遠→需刺激閾值↑→興奮性↓RP↓→距閾電位近→需刺激閾值↓→興奮性↑第45頁/共69頁Na+通道狀態(tài)備用（關）激活（開）失活（關）復活2.Na+通道狀態(tài):心肌細胞每次興奮,其膜通道存在備用狀態(tài)、激活、失活和復活過程；其興奮性也隨之發(fā)生相應的周期性改變。第46頁/共69頁

三、傳導性

1．傳導原理：局部電流?！唛c盤(縫隙連接)為低電阻區(qū),局部電流很容易通過特殊傳導系統(tǒng)?！?．傳導特點:⑴左右心房同步收縮，左右心室同步收縮，利射血。⑵房室延擱→可避免房室收縮出現(xiàn)重疊,利房排空、室充盈。⑶房室交界是傳導必經(jīng)之路，易出現(xiàn)傳導阻滯（房室傳導阻滯）。

第47頁/共69頁傳導速度:

浦氏纖維(4m/s)

↓

束支(2m/s)

↓

心室肌(1m/s)

↓

心房肌(0.4m/s)

↓

結(jié)區(qū)(房室結(jié))(0.02m/s)傳導時間

心房內(nèi)---房室交界---心室內(nèi)(0.06s)(0.1s)(0.06s)第48頁/共69頁第49頁/共69頁4.影響傳導性的因素（1）結(jié)構(gòu)因素：細胞直徑大，橫截面積大，電阻小，興奮傳導（2）生理因素：

0期去極化的速度和幅度:膜反應曲線鄰近部位膜的興奮性第50頁/共69頁四、收縮性1.不發(fā)生強直收縮

2.對[Ca2+]o有明顯的依賴性3.“全”或“無”式的收縮第51頁/共69頁

離子對心肌生理特性的影響

1.K+(3.5-5.5mmol/L)

血[K+]o↑:心肌的自律性、興奮性、傳導性和收縮性均降低。表現(xiàn)為心率減慢、傳導阻滯、心肌收縮力減弱，甚至引起心活動停止在舒張狀態(tài)；血[K+]o↓:心肌的自律性、興奮性、收縮性增加而傳導性降低。表現(xiàn)為心率增快、心肌收縮力增強、出現(xiàn)異位心律。第52頁/共69頁2.Ca2+(2.25-2.75mmol/L)[Ca2+]o↑:心肌收縮力增強，血鈣濃度過高，可使心活動停止在收縮狀態(tài)；興奮性降低、快反應細胞的傳導性和自律性降低,但慢反應細胞的傳導性和自律性↑。[Ca2+]o↓:血鈣濃度降低則使心肌收縮力減弱。3.Na+(135-150mmol/L)

血鈉濃度顯著增高時，可使心肌的自律性、興奮性、傳導性增加，心肌收縮力減弱，故高血鉀所致傳導阻滯患者，可輸入氯化鈉或乳酸鈉以改善心的傳導功能；低血鈉則引起心肌特性發(fā)生相反改變。但血鈉濃度發(fā)生顯著變化的情況在臨床上很少見。第53頁/共69頁心電圖(ECG)

ECG：將引導電極置于身體一定部位，記錄整個心動周期中心電變化（各細胞的綜合心電向量）的波形圖。第54頁/共69頁一、心電圖各導聯(lián)的連接及正常圖形aVLaVRAvfⅠⅡⅢ1.標準導聯(lián)與加壓肢體導聯(lián)第55頁/共69頁V1V2V3V4V52.胸導聯(lián)第56頁/共69頁★3.電極放置方式左上肢:LA左下肢:RA左下肢:LL或LF右下肢:RL或RFV1:胸骨右緣第4肋間（三尖瓣區(qū)）;V2:胸骨左緣第4肋間;V3:V2和V4連線的中點;V4:心尖部;V5:左側(cè)腋前線與V4同一水平;V6:左側(cè)腋中線與V4同一水平。第57頁/共69頁二、心肌動作電位與心電圖的關系P波：≈心房肌AP的0期;QRS：≈心室肌AP的0期;S-T段：≈心室肌AP的2期;T波：≈心室肌AP的3期;第58頁/共69頁心肌動作電位與心電圖的關系第59頁/共69頁三、心電圖的基本波形及生理意義★

名稱時間（S）幅度（mV)意義

P波0.08～0.110.05～0.25兩心房去極化QRS波0.06～0.100.5～2.0兩心室去極化

T波0.05～0.250.1～0.8兩心室復極化過程P-R間期0.12～0.20興奮：房→室的時間S-T段0.05～0.15心室肌的AP處于平臺期Q-T間期＜0.4心室去極化+復極化的時間第60頁/共69頁復習思考題1．與神經(jīng)纖維相比，心室肌細胞動作電位的主要特征是：A．復極緩慢B．復極過程分為四期C．無峰電位D．去極化時間短E．0期Na+快速內(nèi)流2．與心室肌細胞動作電位相比較，浦肯野細胞動作電位的特點是：A．0期快速去極化B．2期平臺C．3期快速復極化D．3期為K+外流E．4期自動去極化AE第61頁/共69頁

3.心室肌細胞一次興奮后有效不應期的長短主要決定于動作電位的：A．0期除極速度B．平臺期長短C．快速復極初期D．快速復極末期E．4期的除極速度4．竇房結(jié)作為心臟起搏點的原因是：A．能自動除極B．興奮性最高C．自律性最高D．復極4期電位不穩(wěn)定E．沒有明顯的1期BC第62頁/共69頁A.因Na+內(nèi)流而產(chǎn)生B.因Ca2+內(nèi)流而產(chǎn)生C.因K+外流而產(chǎn)生D.因CI-內(nèi)流而產(chǎn)生E.因K+內(nèi)流而產(chǎn)生5.竇房結(jié)細胞動作電位0期去極化6.浦肯野細胞動作電位0期去極化7.心室肌細胞動作電位3期復極化8.心室肌細胞靜息電位BACC第63頁/共69頁A.竇房結(jié)B.房室結(jié)C.心室肌D.心房優(yōu)勢傳導通路E.浦肯野纖維9.自律性最高的是10.自律性最低的是11