心肌生物电-特性

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第五章循环系统生理第一节心的生理第二节血管生理第三节心血管活动的调节

1第一节心脏生理心肌细胞的生物电现象心肌细胞分类1、根据功能及生理特性不同,分：①工作细胞（workingcell）：富含肌原纤维，主要执行收缩功能。如：心室肌细胞、心房肌细胞。有兴奋性、传导性、收缩性，无自律性。②自律细胞（rhythmiccell）：含肌原纤维少或缺乏，主要功能是产生和传导兴奋，控制心脏的节律性活动。特殊传导系统(除结区外)，如：窦房结P细胞、浦肯野细胞。有兴奋性、传导性、自律性，无收缩性。

22、根据生物电活动尤其AP的0期除极速度不同分：(1)快反应细胞：①快反应非自律细胞:心房肌细胞和心室肌细胞②快反应自律细胞:心房传导组织;房室束和浦肯野纤维细胞(2)慢反应细胞：①慢反应自律细胞:窦房结细胞;房结区和结希区自律细胞②慢反应非自律细胞:结区细胞

3心脏各部分心肌细胞的跨膜电位和兴奋传导速度SAN：窦房结AM：心房肌AVN：结区BH：希氏区PF：浦肯野纤维VM：心室肌传导速度单位m/s

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6心肌动作电位与心电图的关系心房AP心室AP

7心肌动作电位与心电图的关系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的复极化过程，因先后不一，故T波较宽。

8一、心室肌静息电位（RP）的形成机制1.幅度：-90mV(较骨骼肌细胞、神经细胞大)。★2.机制：K+外流的电-化平衡电位。RP的产生条件：(1)静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀[Na+]i＜[Na+]o＝1∶13[K+]i＞[K+]o＝28∶1(2)静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性

9通透性：K+＞Cl-＞Na+＞A-

10二、心室肌细胞AP的形成机制：0期(去极化过程)：刺激↓RP↓↓阈电位↓激活快Na+通道↓Na+再生式内流↓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)，阻断剂河豚毒(tetrodotoxin,TTX)，激活剂(苯妥因钠)。0期按任意键显示动画2

111期(快速复极初期)：快Na+通道失活+激活Ito通道↓K+一过性外流↓快速复极化（1期）Ito通道：70年代认为Ito的离子成分为Cl-，现在认为Ito可被K+通道阻断剂（四乙基胺、4-氨基吡啶）阻断，Ito的离子成分为K+。1期Na+K+按任意键显示动画2

12★2期(缓慢复极期或平台期)：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↓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+和维拉帕米(verapamil、异搏定）。2期Na+K+Ca2+K+按任意键显示动画2

133期(快速复极末期)：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）4期(静息期):因膜内[Na+]和[Ca2+]升高,而膜外[K+]升高→激活钠泵及Na+-Ca2+交换体→泵出Na+和Ca2+,泵入K+→恢复正常离子分布。3期Na+K+Ca2+K+K+○泵按任意键显示动画2○泵3期

14★心(房)室肌动作电位及其形成机制0期——Na+内流（再生性钠电流）1期——K+外流(Ito)2期——K+外流和Ca2+内流处于平衡3期——K+外流（Ik再生性复极）4期——离子恢复（Na+-K+泵和Na+-Ca2+交换）

15心肌细胞的动作电位和兴奋性

16二、自律细胞的跨膜电位及形成机制1.窦房结P细胞的动作电位（AP）及形成机制*0期去极慢(7ms);*AP幅值小(70mV)；*复极简单(无1.2期)；*4期有自动去极。0-20-40-60304★AP全程分0,3,4三个时期

17心室肌细胞(A)和窦房结细胞(B)跨膜电位比较-70mV-70mV阈电位

18窦房结细胞跨膜电位的形成机制ICa-T0期:Ca2+内流(ICa-L)3期:K+外流(IK)IK激活4期:(主要3种离子流)(1)★渐减的K+外流（Ik↓）;If(2)渐强的If(Na+内流)(3)Ca2+内流(ICa-T)IK失活★AP全程分0,3,4三个时期

190期：当4期自动去极化达到阈电位→激活慢钙通道（Ica-L型）→Ca2+内流。Ca2+Ca2+0期阈电位零电位按任意键显示动画1、2

203期：慢钙通道（Ica-L型）渐失活+激活钾通道（IK）→Ca2+内流↓+K+递增性外流K+Ca2+3期按任意键显示动画1、2

214期：K+递减性外流(Ik↓、主要)+Na+递增性内流（If↑）+Ca2+内流（Ica-T型钙通道激活）→缓慢自动去极化K+具“自我”启动→“自我”发展→“自我”终止的离子流现象。Na+Ca2+4期按任意键显示动画1、2

222.浦肯野细胞的动作电位及其形成机制（1）形成机制：0、1、2、3期：与心室肌细胞基本相似。4期：进行性增强的内向电流（If）+递减性外向K+电流所引起的自动去极化。（2）特点：0期去极化速度快，幅度大；4期自动去极化速度比窦房结细胞的慢，故自律性低。

23浦肯野细胞的动作电位及离子基础If的离子电导IK的离子电导3期末达最大复极电位（-90mV）后，4期电位不稳定，存在自动去极化-90mVIf递增IK递减

24心室肌细胞(A)和窦房结细胞(B)跨膜电位比较-70mV-70mV阈电位

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26根据生物电活动尤其AP的0期除极速度不同分：(1)快反应细胞：快反应非自律细胞:心房及心室肌细胞快反应自律细胞:心房传导组织、房室束、浦肯野纤维细胞(2)慢反应细胞：慢反应自律细胞:窦房结细胞、房结区、结希区细胞慢反应非自律细胞:结区细胞

27心肌生理特性★电生理特性：兴奋性、传导性、自律性。★机械特性：收缩性工作细胞（心房肌和心室肌）：收缩性、兴奋性、传导性,无自律性;自律细胞（特殊传导系统除结区外）：兴奋性、传导性、自律性无收缩性。

28一、自动节律性（自律性）1.概念：心肌具有自动地产生节律性兴奋的能力称自动节律性，简称自律性。★2.形成基础：动作电位4期自动去极化。3.衡量自律性的指标:频率即每分钟自动兴奋的次数(4期自动去极化速度)。窦房结>房室交界>心室内传导组织。★4.正常起搏点：窦房结；潜在（异位）起搏点：房室结等传导系统。5.窦性心律：心脏节律性活动以窦房结为起搏点;异位心律：以窦房结以外的部位为起搏点的心脏活动,如：结性心律、室性心律。

29窦房结心房内传导房室交界房室束浦氏纤维100次/分50次/分50次/分40次/分25次/分依次降低窦房结对潜在起搏点的控制方式：抢先占领:节律高者能抢先达到阈电位产生AP;超速抑制:压抑节律低者的“被动”节律性兴奋

30抢先占领超速抑制

316.影响自律性的因素+200-20-40-60-80mV0-20-40-60-80(1)4期自动除极速度(正相关)(2)最大复极(舒张)电位水平(负相关)(3)阈电位水平(负相关)

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33二、兴奋性（一）心肌兴奋过程中兴奋性的周期性变化1.有效不应期(ERP):绝对不应期(ARP)和局部反应期2.相对不应期(RRP)3.超常期(SNP)

34Na+通道状态备用（关）激活（开）失活（关）复活心肌细胞每次兴奋,其膜通道存在备用状态、激活、失活和复活过程；其兴奋性也随之发生相应的周期性改变。

35局部反应期

36相对不应期

37超常期

38★心肌兴奋过程中兴奋性的周期性变化兴奋性变化AP过程兴奋性高低刺激强度Na＋通道状态ERPARP去极相→复极相-55mV0∞完全失活状态局部反应期-55mV→-60mV<正常∞刚开始复活RRP-60mV→80mV<正常阈上刺激大部分复活SNP-80mV→90mV>正常阈下刺激基本恢复到备用状态

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40心肌兴奋性特点及其与收缩的关系★特点：有效不应期特别长(平均250ms),相当于心肌整个收缩期和舒张早期。是骨骼肌与神经纤维有效不应期的100倍和200倍。有效不应期的长短主要取决2期（平台期）。意义:(1)不发生(完全)强直收缩(生理意义)；(2)导致期前收缩后发生代偿间歇。

41（二）期前收缩与代偿间歇★期前收缩：指心室肌在有效不应期之后到下一次窦性兴奋传来之前，受到异位起搏点或人工刺激时，可提前产生一次兴奋而引起收缩，称为期前收缩。★代偿间歇：一次期前收缩之后所出现的一段较长的心室舒张期称为代偿间歇。

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44(三)影响兴奋性因素1.静息电位与阈电位差距RP↑→距阈电位远→需刺激阈值↑→兴奋性↓RP↓→距阈电位近→需刺激阈值↓→兴奋性↑

45Na+通道状态备用（关）激活（开）失活（关）复活2.Na+通道状态:心肌细胞每次兴奋,其膜通道存在备用状态、激活、失活和复活过程；其兴奋性也随之发生相应的周期性改变。

46三、传导性1．传导原理：局部电流。∵闰盘(缝隙连接)为低电阻区,局部电流很容易通过特殊传导系统。★2．传导特点:⑴左右心房同步收缩，左右心室同步收缩，利射血。⑵房室延搁→可避免房室收缩出现重叠,利房排空、室充盈。⑶房室交界是传导必经之路，易出现传导阻滞（房室传导阻滞）。

47传导速度:浦氏纤维(4m/s)↓束支(2m/s)↓心室肌(1m/s)↓心房肌(0.4m/s)↓结区(房室结)(0.02m/s)传导时间心房内---房室交界---心室内(0.06s)(0.1s)(0.06s)

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494.影响传导性的因素（1）结构因素：细胞直径大，横截面积大，电阻小，兴奋传导（2）生理因素：0期去极化的速度和幅度:膜反应曲线邻近部位膜的兴奋性

50四、收缩性1.不发生强直收缩2.对[Ca2+]o有明显的依赖性3.“全”或“无”式的收缩

51离子对心肌生理特性的影响1.K+(3.5-5.5mmol/L)血[K+]o↑:心肌的自律性、兴奋性、传导性和收缩性均降低。表现为心率减慢、传导阻滞、心肌收缩力减弱，甚至引起心活动停止在舒张状态；血[K+]o↓:心肌的自律性、兴奋性、收缩性增加而传导性降低。表现为心率增快、心肌收缩力增强、出现异位心律。

522.Ca2+(2.25-2.75mmol/L)[Ca2+]o↑:心肌收缩力增强，血钙浓度过高，可使心活动停止在收缩状态；兴奋性降低、快反应细胞的传导性和自律性降低,但慢反应细胞的传导性和自律性↑。[Ca2+]o↓:血钙浓度降低则使心肌收缩力减弱。3.Na+(135-150mmol/L)血钠浓度显著增高时，可使心肌的自律性、兴奋性、传导性增加，心肌收缩力减弱，故高血钾所致传导阻滞患者，可输入氯化钠或乳酸钠以改善心的传导功能；低血钠则引起心肌特性发生相反改变。但血钠浓度发生显著变化的情况在临床上很少见。

53心电图(ECG)ECG：将引导电极置于身体一定部位，记录整个心动周期中心电变化（各细胞的综合心电向量）的波形图。

54一、心电图各导联的连接及正常图形aVLaVRAvfⅠⅡⅢ1.标准导联与加压肢体导联

55V1V2V3V4V52.胸导联

56★3.电极放置方式左上肢:LA左下肢:RA左下肢:LL或LF右下肢:RL或RFV1:胸骨右缘第4肋间（三尖瓣区）;V2:胸骨左缘第4肋间;V3:V2和V4连线的中点;V4:心尖部;V5:左侧腋前线与V4同一水平;V6:左侧腋中线与V4同一水平。

57二、心肌动作电位与心电图的关系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;

58心肌动作电位与心电图的关系

59三、心电图的基本波形及生理意义★名称时间（S）幅度（mV)意义P波0.08～0.110.05～0.25两心房去极化QRS波0.06～0.100.5～2.0两心室去极化T波0.05～0.250.1～0.8两心室复极化过程P-R间期0.12～0.20兴奋：房→室的时间S-T段0.05～0.15心室肌的AP处于平台期Q-T间期＜0.4心室去极化+复极化的时间

60复习思考题1．与神经纤维相比，心室肌细胞动作电位的主要特征是：A．复极缓慢B．复极过程分为四期C．无峰电位D．去极化时间短E．0期Na+快速内流2．与心室肌细胞动作电位相比较，浦肯野细胞动作电位的特点是：A．0期快速去极化B．2期平台C．3期快速复极化D．3期为K+外流E．4期自动去极化AE

613.心室肌细胞一次兴奋后有效不应期的长短主要决定于动作电位的：A．0期除极速度B．平台期长短C．快速复极初期D．快速复极末期E．4期的除极速度4．窦房结作为心脏起搏点的原因是：A．能自动除极B．兴奋性最高C．自律性最高D．复极4期电位不稳定E．没有明显的1期BC

62A.因Na+内流而产生B.因Ca2+内流而产生C.因K+外流而产生D.因CI-内流而产生E.因K+内流而产生5.窦房结细胞动作电位0期去极化6.浦肯野细胞动作电位0期去极化7.心室肌细胞动作电位3期复极化8.心室肌细胞静息电位BACC

63A.窦房结B.房室结C.心室肌D.心房优势传导通路E.浦肯野纤维9.自律性最高的是10.自律性最低的是11.传导速度最快的是12.传导速度最慢的是13.收缩力量最强的是AEEBC

6414.心电图上代表兴奋由窦房结传至心室肌兴奋开始所需的时间是：A.P-R（P-Q）间期B.Q-T间期C.S-T段D.P-T间隔E．以上全不是15.10%KCI溶液不可作为静脉直接推注的原因是：A.使红细胞皱缩B.可导致心肌兴奋性增高，发生早搏C.使组织液增多，发生水肿D.使心肌发生强直收缩E.可导致心动过缓，传导阻滞，收缩减弱，甚至停搏AE

65填空题1．血中、和三种离子必须保持适当的比例，才能维持正常的心脏活动。2．临床上离子对心肌的生理特性影响最重要。3．当血钾浓度降低时，心脏的性、______性和性增高，_______性降低，容易产生和。K+Na+Ca2+K+自律兴奋收缩传导期前收缩异位心律

66是非题1．心室肌细胞动作电位的主要特征是有2期平台。2．正常心脏搏动依靠起搏点的自律性，不受神经体液调节。3．窦房结的兴奋先传遍心房，再传到房室交界。4．心室肌细胞动作电位复极化过程中有较长的平台期，因此有效不应期长。5．正常情况下心脏不存在潜在起搏点。6．心脏兴奋传导速度的快慢，依次为：浦肯野纤维＞房室交界＞结间束。7．心肌自律性高低主要取决于4期自动去极化速度。8．房室交界处的传导延搁现象有利于心室充盈血液。是非非是非非是是

67简答题1．简述心室细胞动作电位的主要特征、分期及其离子基础。2．正常心脏兴奋传导的顺序、特点及其房室延搁的意义如何？3.解释期前收缩与代偿性间歇的概念。