心肌细胞的生物电

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1、第二节心肌的生物电现象一、心肌细胞的分类工作细胞心房肌和心室肌细胞具有兴奋性和传导性/具有收缩能力非自律细胞特殊分化的心肌细胞(心脏的特殊传导系统)窦房结、房室交界(包括房结区、结区、结希区)、房室束（希氏束）及左右束支、浦肯野纤维组成具有兴奋性和传导性/不具有收缩能力自律细胞窦房结房室交界房室束（希氏束）及左右束支浦肯野纤维网房结区结区结希区心脏的特殊传导系统（cardiacconductionsystem）心脏各部位不同类型的心肌细胞，其跨膜电位变化的幅度、波形、持续时间(右图)和形成的离子基础也有差别。各类心肌细胞电活动的不一致性，是不同类

2、别心肌细胞在心脏功能活动中作用不同的基本原因。二、心肌细胞的跨膜电位心肌细胞的动作电位变化示意图1.静息电位（restingpotential，RP）以心室肌为例，其RP约为-80～－90mV。（一）工作细胞的跨膜电位及其形成机制形成机制与神经和骨骼肌基本相同：①K+外流形成Ik1平衡电位(内向整流Ik1通道)②少量Na+内流（钠背景电流）③生电性Na+-K+泵的活动（泵电流）②膜通透性具选择性：K+/Na+＝100/1结果：K+顺浓度梯度由膜内向膜外扩散，达到K+平衡电位。[K+]i＞[K+]o＝30∶1[Na+]i＜[Na+]o＝1∶12心室肌

3、静息电位的形成机制（1）幅度：-90mV（2）机制：=K+平衡电位条件：①膜两侧存在浓度差：2.工作细胞的动作电位心肌细胞的动作电位与神经和骨骼肌明显不同神经和骨骼肌的动作电位时程短，去极化和复极化的速度几乎相等，动作电位的升支和降支基本对称，呈尖峰状。心室肌细胞动作电位的特征是复极过程较复杂，持续时间较长，动作电位的升支和降支不对称。为便于分析，一般将工作细胞动作电位和静息电位分为0、1、2、3、4共5个时期心室肌的RP和AP①0期(去极化期)：－90mv到＋30mv②1期(快速复极初期)：＋30mv下降到0mv③2期(平台期)：0mv左右，复极

4、缓慢④3期(快速复极末期)：0mv下降到－90mv⑤4期(静息期)：恢复至静息电位的时期心室肌细胞动作电位的形成机制0期：刺激↓RP上升↓阈电位↓激活快Na+通道↓Na+再生式内流↓1—2ms很快到达Na+平衡电位（0期）快Na+通道：-70mV激活，-55mV失活，持续1-２ms，特异性强(只对Na+通透)，阻断剂河鲀毒素(TTX)，激活剂(苯妥因钠)。0期按任意键显示动画21期：快Na+通道失活+激活Ito通道↓K+一过性外流膜内电位迅速向负值转化↓快速复极化（1期）Ito通道：Ito（一过性外向电流）的离子成分为K+，因为Ito可被K+通道阻

5、断剂（四乙基胺、4-氨基吡啶）阻断。1期Na+K+2期：O期去极达-40mV时已激活慢Ca2+通道+激活IK通道↓Ca2+缓慢内流与K+外流处于平衡状态↓电位稳定在零电位水平达l00～150ms之久缓慢复极化（2期=平台期）慢Ca2+通道：激活与失活比Na+通道慢，特异性不高：Ca2+（53%）、Na+（27%）、K+（20%）都通透，阻断剂：Mn2+和多种Ca2+阻断剂（异搏定）。2期Na+K+Ca2+K+按任意键显示动画23期：慢Ca2+通道失活+IK通道通透性↑↓K+再生式外流↓快速复极化至RP水平（3期）3期Na+K+Ca2+K+K+3期N

6、a+Ca2+4期:因膜内[Na+]和[Ca2+]升高,而膜外[K+]升高→激活离子泵→泵出Na+和Ca2+,泵入K+→恢复正常离子分布。泵心室肌细胞动作电位及其离子机制心室肌动作电位可分为5个时相：⑴0期为快速去极化过程，包括超射和锋电位，由快速Na+内流所致⑵1期为快复极初期，主要由Ito产生，主要是K+外流⑶2期为平台期，由Ca2+内流与K+外流共同形成⑷3期为快速复极末期，主要是由K+外流所致⑸4期为静息期，膜电位恢复到静息水平，主要是Na+与K+恢复过程。1、浦肯野细胞—(快反应自律心肌细胞)的电位1.形成机制：0、1、2、3期：心室肌细胞

7、基本相似。4期：为递增性Na+为主的内向离子流（If）+递减性外向K+电流所引起的自动去极化。2.特点：（1）0期去极化速快，幅度大。（2）4期自动去极化速度比窦房结细胞的慢，故自律性低。注：If通道：复极化的3期-60mV开始激活、-100mV充分激活，去极化的0期-50mV失活。是超极化激活、具有时间依从性的非特异性通道，不是快Na+通道，∵TTX不能阻断。（二）自律细胞的跨膜电位及离子基础2、窦房结细胞的电位形成机制——慢反应自律心肌细胞（O期去极速率慢）Ca2+Ca2+0期阈电位零电位0期：当前次4期自动去极化达到阈电位→激活慢钙通道（Ic

8、a-L型）→Ca2+内流3期：慢钙通道（ICa-L型）渐失活+激活钾通道（Ik）→Ca2+内流↓+K+递减性外流（因钾通道