《心脏电生理学基础》PPT课件

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1、心脏电生理学基础心脏的机能主要是泵血,从而推动血液循环。其所以有泵血功能,除心肌的形态结构外,还有以电活动为基础的兴奋机能和以机械活动为基础的收缩机能。心脏的兴奋机能以心肌细胞的电变化为基础,形成兴奋性、自律性、传导性等电生理特性,表现为兴奋在心脏内的发生和传导,称为心脏电生理。近40多年来,由于电生理和微电极技术的发展,已从细胞、亚细胞或分子生物学水平作了比较深入的研究,使我们对心电图产生的基础有了比较明确的认识。一、心肌细胞的生物电现象心肌细胞的生物电现象与神经细胞、骨骼肌细胞一样,表现为细胞膜内外两侧存在着电位差及电位差变化,称为跨膜电位(transmembranep

2、otential),简称膜电位。细胞安静时的膜电位称静息电位,也称膜电位;细胞兴奋时产生的膜电位称动作电位,是细胞兴奋的标志。(一)心肌细胞生物电产生的基础心肌细胞的生物电现象产生的基础是:①细胞膜两侧带电离子不均匀分布(表3-1);②细胞膜在不同情况下对离子选择通透性的变化,造成选择性离子跨膜移动。离子的跨膜移动主要受下列四种因素的控制:即①细胞膜对离子的通透性;②细胞膜内外的电位梯度(电位差);③细胞膜内外离子的化学梯度(浓度差);④钠-钾泵机能。表1-1心肌细胞膜内外两侧几种主要离子的浓度────────────────────────离子细胞内液浓度(mmol/L)

3、细胞外液浓度(mmol/L) ───────────────────────── Na+30140 K+1404.0 Ca2+10~42.0Cl-30104─────────────────────一、心肌细胞电生理1、心肌细胞膜内外离子分布膜外膜内K+5150Na+14515Cl-1206Ca++2<10心肌细胞膜内外离子的不均匀分布源于细胞膜中存在着一种------钠-钾泵结构(简称钠泵),是镶嵌在细胞膜中的一种特殊蛋白质(Na+-K+依赖式ATP酶),作用是分解ATP使之释放能量,并利用此能量将细胞内的Na+逆浓度转移至细胞外,同时把细胞外的K+度转移至细胞内,从而形

4、成和维持细胞内高K+细胞外高Na+的不均匀的离子分布状态。;离子通道(ionicch-annels心肌细胞膜对离子的通透性是有选择性的,主要是由于心肌细胞膜中存在着一类贯通细胞膜的离子通道蛋白质,简称离子通道(ionicch-annels),是离子跨膜扩散的通道。离子通道有如下特性:1.离子通道分别对不同离子有选择性的通透能力,如Na+通道只允许Na+通过,Ca2+通道主要通透Ca2+,对Na+有较小的通透;2.各种离子通道的开闭各需要特殊的条件,在某些特定的条件下,某种通道蛋白质分子的构象或构型改变,分子内部出现有小孔道,使通道处于开放状态(激活),可允许特定离子由膜的高

5、浓度一侧向低浓度一侧扩散,此时膜对该种离子的通透性增大。而在另一种条件下,该离子通透处于关闭(失活)状态,膜变成对该离子不能通透。根据引起离子通透开闭的条件,一般可将离子通透分为两大类:①电压依从性通道:其开闭决定于膜电位水平;②化学依从性通道:其开闭决定于环境中是否存在某种化学信号。3.各种离子通透具有不同的特异阻断剂如Na+通道可被河豚毒类(TTX)特异性阻断;四乙铵可特异阻断K+通道,Ca2+通道可被硝苯吡啶类特异阻断。 当带电离子经离子通道跨膜扩散时便形成离子电流。正离子从细胞外扩散至细胞内或负离子外流,称为内向离子电流;正离子外流或负离子内流,称外向离子电流。内向

6、离子电流可使膜内电位升高,外向离子电流可使膜内电位降低。选择性离子跨膜移动可形成跨膜电位。(二)静息电位如用一台灵敏的电测量仪器的两个微电极,测量处于安静状态的心室肌细胞的表面各点,可以发现细胞表面各点之间并无电位差存在,表明安静细胞的膜外各点是等电位的。但如把一个测量电极放在心肌细胞膜的外表面,把另一电极换成尖端只有1um左右的微电极刺入膜内(图2-1),则在微电极刚穿膜的时候,测量仪器上立即出现一个明显的电位变化,说明膜的内外两侧存在着电位差。其数值如以膜外为零电位,则膜内电位即相当于-90mV。由于这一电位差存在于安静心肌细胞膜的两侧,故称静息电位(restingpo

7、lential),或称膜电位。通常以膜内电位的负值来表示静息电位的值,正常心室肌细胞静息电位的值为-90mV,是一种稳定的直流电位。图2-1心肌细胞的膜电位 (1)两个微电极都放置在细胞外,在电极之间没有电位差别,电位线在0水平。 (2)将一个微电极插入细胞内,可以记录到细胞内外的电位差别,当细胞在静止期细胞内的电位为-90mV。 (3)当细胞激动时,出现快速除极的上升相,与细胞外相比,细胞内的电位高达+30mV。 (4)这一时间代表复极的终末部分,逐渐回复到静止期的膜电位水平。静息电位的形成原理由于细胞膜内外Na

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