心脏的电生理学及生理特性.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,大家好,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,心脏的电生理及生理特性,添加您的校徽,logo,（一）根据组织学与电生理学的特点分为：,工作细胞（执行收缩功能）,心房肌细胞,心室肌细胞,自律细胞（产生和传导兴奋）,窦房结细胞,浦肯野纤维细胞,（二）根据心肌细胞动作电位去极化的快慢分为：,快反应细胞（去极化速度和幅度大）,心房、心室肌、浦肯野细胞,慢反应细胞（去极化速度和幅度小）,窦房结和房室结细胞,一、心肌细胞的分类,二、心肌电活动的离子基础,（一）工作细胞的跨膜电位及离子机制,静息电位,动作电位,（二）自律细胞的跨膜电位及离子机制,静息电位,：,即K+平衡电位。心机工作细胞（心房、心室肌细胞）的静息电位稳定，为,-80-90mV,静息电位产生的离子机制,：,由,K,外流引起,K,平衡电位而产生。,（一）工作细胞的跨膜电位及其离子机制,（以心室肌细胞为例）,与神经细胞动作电位比较,神经细胞动作电位,心室肌细胞动作电位,心室肌动作电位有一个平台期,心肌细胞动作电位分期,0,期：去极化期,1,期：快速复极初期,2,期：平台期,3,期：快速复极末期,4,期：静息期,心室肌细胞动作电位,1,）去极化期：,-90mV+30mV,2,）阈电位：,-70mV,3,）时间：约,1ms,4,）产生机制：,Na+,内流，形成快钠内向电流,1,、,0,期,0,期产生机制,刺激,静息电位（,RP,）,阈电位,足够的,快,Na,+,通道,开放,Na,+,正反馈性内流,Na,+,平衡电位,1,）快速复极初期,:+30mV,0mV,2,）时间：约,10ms,3,）形成机制：心肌细胞膜对钠离子的通透性迅速下降，加上快钠通道关闭，钠离子停止内流。同时膜外钾离子快速外流，造成膜内外电位差，与,0,期构成锋电位。,2,、,1,期,1,期产生机制,快,Na,+,通道失活,激活,Ito,通道,K,+,快速外流,快速复极初期,1,）平台期：,0mv,左右,2,）时间：约,100-150ms,3,）,Ca2+,通道、,K+,通道开放；,Ca2+,缓慢内流与,K+,外流处,于平衡状态。,3,、,2,期,2,期产生机制,Ca,2+,通道、,K,+,通道开放；,Ca,2+,缓慢内流与,K,+,外流处,于平衡状态。,1,）快速复极末期,:0mV-90mV,2,）产生机制：,钙离子通道失活，钙离子停止内流，此时心肌细胞膜对钾离子的通透性恢复并增高，钾离子迅速外流，膜电位恢复到静息电位（内负外正）完成复极化过程。,4,、,3,期,1,）静息期：膜电位基本稳定在静息电位。,2,）形成机制：通过钠,-,钾泵和钙,-,钠离子交换作用，将内流的钠离子和钙离子排出膜外，将外流的钾离子转运入膜内，使细胞内外离子分布恢复到静息状态水平，从而保持心肌细胞正常的兴奋性,Na,+,-K,+,泵（,3:2,）,5,、,4,期,（二）自律细胞的跨膜电位及离子机制,窦房结,P,细胞跨膜电位及产生机制,心室肌细胞动作电位,窦房结,P,细胞动作电位,-70mV,-40mV,心室肌细胞与窦房结细胞动作电位比较,最大区别：,窦房结细胞动作电位,4,期发生了自动去极，,在自动去极基础上产生新的动作电位！,0,期：,Ca,2+,内流，速度慢、时程长、幅度小,3,期：,Ca,2+,内流停止，,K,+,外流增强,4,期：,a.K,+,外流进行性衰减,b.Na,+,内流进行性加强,c.Ca,2+,内流增强,P,细胞动作电位形成的离子基础,三、心肌的生理特性,兴奋性,Excitability,传导性,Autorhythmicity,自动节律性,Conductivity,收缩性,Contractility,(1),心肌细胞兴奋性的周期变化,心肌细胞在一次兴奋过程中，兴奋性发生周期性变化，该周期性变化包括有效不应期、相对不应期、超常期。与神经纤维、骨骼肌细胞相比，心肌兴奋性变化的特点 是：有效不应期特别长，相当于收缩期加舒张早期。有效不应期特别长的原因是心肌细胞的动作电位有,2,期平台期，复极缓慢。其意义是：心肌不会像骨骼肌那样产 生完全强直收缩。,1,、兴奋性（心肌具有在受到刺激时产生兴奋的能力）,（心肌细胞兴奋性的周期变化（有效不应期、相对不应期和超常期,),兴奋性,阈值,有效不应期,0,无穷大,相对不应期,低于正常,高于正常,超常期,高于正常,低于正常,衡量指标,：阈值,Threshold,期前收缩与代偿间歇,在心房或心室的有效不应期之后，下一次窦性节律兴奋到达之前，受到窦房结以外的刺激，则心房或心室可产生一次提前出现的收缩，称为期前收缩。期前收缩也有自 己的有效不应期，在期前收缩之后的窦房结兴奋传到心房或心室时，常常落在此期前收缩的有效不应期之内，结果不能引起心房或心室兴奋和收缩。必须等到下一次 窦房结兴奋传来时，才能引起心房和心室兴奋和收缩。所以在一次期前收缩之后，往往有一段较长的舒张期，称为代偿间歇。,（,2,）影响心肌细胞兴奋性的因素,静息电位与阈电位之间的差距,：静息电位下移或阈电位水平上移，均使二者间的差距加大，引起兴奋所需刺激强度增大，兴奋性下降；反之，兴奋性升高。,钠通道的状态,：,Na,+,通道具有三种机能状态，即备用、激活和失活。,Na,+,通道处于何种状态，取决于当时膜电位的水平以及时间进程。当膜电位处于正常静息水平时，,Na,+,通道处于备用状态，此时兴奋性正常。当膜电位从静息电位去极化达阈电 位时，大量,Na,+,通道处于激活状态，,Na+,大量内流，产生兴奋。,Na,+,通道激活后，迅速失活，此时兴奋性为零。只有在膜电位恢复到原来的静息电位时，,Na+,通道才完全恢复到备用状态，其兴奋性也恢复到正常。因此，,Na,+,通道是否处于备用状态，是细胞是否具有兴奋性的前提。,2,、传导性,（心肌细胞具有传导兴奋的能力，称为传导性）,（,1,）心内兴奋传导的途径与特点：,不同心肌细胞的传导性是不同的，即兴奋传导速度不同。普通心房肌传导速度较慢，优势传导通路传导速度较快，普肯耶纤维传导速度最快，而房室交界的结区传导速 度最慢。心房肌与心室肌之间有结缔组织形成的纤维环相隔，房室之间无直接的电联系，心房的兴奋不能直接传给心室。房室交界是兴奋传人心室的唯一通路，而此 处侍导速度最慢，造成兴奋传导的房,室延搁。由于房室延搁使得心房收缩结束后，心室才开始收缩，心室和心房不可能同时收缩。这对于心室的克盈和射血是十分 重要的。,（,2,）影响传导性的因素,1),结构因素：心肌细胞的直径。心肌细胞的直径房室交界结区的细胞直径最小，传导速度最慢；普肯耶纤维的直径最大，传导速度最快,2),生理因素：,动作电位,0,期去极化的速度和幅度：,0,期去极化的幅度愈大，兴奋部位与未兴奋部位间的电位差也愈大形成的局部电流也越愈强，对未兴奋部位的影响也愈强，传导也愈快。,0,期去极化的速度愈快，局部电流的形成也愈快，对未兴奋部位的影响也愈快，传导也愈快。,邻近未兴奋部位膜的兴奋：邻近膜的静息电位与阈电位之间的差距增大去极化达阈电位所需时间延长，则兴奋性降低兴奋传导速度减慢,3,、自动节律性,（,心肌细胞在没有外来刺激的条件下，自动地产生节律性兴奋的特性）,1,）心脏的起搏点,心 内特殊传导系统中的自律细胞均具有自律性。其中窦房结细胞的自律性最高,(100,次,/min),，房室交界次之,(50,次,/min),，普肯耶纤维最低,(25,次,/min),。,正常起搏点：窦房结控制着整个心脏兴奋和收缩。以窦房结为起搏点的心脏节律性活动称为窦性节律。,窦房结以外的自律细 胞在正常情况下，其自律性得不到表现，因此称为潜在起搏点。潜在起搏点的自律性升高或窦房结的兴奋传导阻滞时，潜在起搏点可取代窦房结成为异位起搏点，控 制心脏的活动。由异位起搏点引起的心脏节律称为异位节律,2,）窦房结对潜在起搏点的控制机制,(1),抢先占领,Capture,(2),超速抑制,Overdrive Suppression,3,）影响自律性的因素,4,期自动去极化速度,：,4,期自动去极化速度快，从最大复极电位到阈电位所需时间短，单位时间内产生兴奋次数多自律性高；反之，自律性低。,最大复极电位与阈电位之间的差距,：最大复极电位上移或阈电位下移，均使二者间的差距减小，自动去极化达阈电位所需时间缩短，自律性升高；反之，自律性降低。,说明：（,1,）去极化速度,(a,，,b),对自律性的影响（,2,）阈电位水平,(TP1,，,TP2),和最大复极电位,(c,，,d),对自律性的影响,4,、收缩性,（心肌能够在肌膜电位触发下产生收缩反应）,特点,：,1,）心肌细胞收缩性明显依赖于细胞外,Ca,2+,。因为心肌细胞肌质网不发达，,Ca,2+,储存少，故血,Ca,2+,浓度降低，影响心肌收缩。,2,）心肌收缩有“全或无”的特点。原因是心肌细胞间的闰盘区电阻小，兴奋易通过。,3,）心肌不会发生强直收缩。原因是心肌有效不应期长。,四、体表心电图,将测量电极放置在人体表面的一定部位记录出来的心脏电变化曲线，就是临床上记录的心电图,（,1,）心电图的基本形成原理,心肌细胞在静息状态时，膜外排列阳离子带正电荷，膜内排列同等比例阴离子带负电荷，保持平衡的极化状态，不产生电位变化。当细胞一端的细胞膜受到刺激（阈刺激），其通透性发生改变，使细胞内外正、负离子的分布发生逆转，受刺激部位的细胞膜出现除极化，使该处细胞膜外正电荷消失而其前面尚未除极的细胞膜外仍带正电荷，从而形成一对电偶（,dipole,）。电源（正电荷）在前，电穴（负电荷）在后，电流自电深流入电穴，并沿着一定的方向迅速扩展，直到整个心肌细胞除极完毕。此时心肌细胞膜内带正电荷，膜外带负电荷，称为除极（,depolarization,）状态。此后，由于细胞的代谢作用，使细胞膜又逐渐复原到极化状态，这种恢复过程称为复极（,repolarization,）过程，复极与除极先后程序一致，但复极化的电偶是电穴在前，电源在后，并较缓慢向前推进，直至整个细胞全部复极为止（图,4-1-l,）。,（,2,）,.,正常典型体表心电图波形的生理意义,P,波、,QRS,波群、,T,波、,U,波、,PR,间期、,ST,段、,QT,间期,P,波：在一个心动周期中，首先出现的一个小而圆顿的波，它反映左、右两心房的去极化过程。,QRS,波：继,P,波之后，出现的一个短时程、较高幅度及波形尖锐的波群，反映的是左、右两心室的去极化过程。,T,波：继,QRS,波群后一个持续时间较长、波幅较低的向上的波。反映的是心室复极化过程。,U,波：在,T,波后,0.020.04,秒可能出现的一个低而宽的波，,U,波可能与浦肯野纤维网的复极化有关。,PR,间期：是从,P,波起点到,QRS,波起点之间的时程，反映兴奋通过心房后在向心室传导过程中的电位变化。,PR,segment,QT,期：,QRS,波起点到,T,波终点的过程，反映从心室开始去极化到完全复极化所经历的时间。,ST,段：从,QRS,波群终点到,T,波起点之间的线段。它代表心室各部分细胞均处于去极化状态。,（,3,）心肌细胞动作电位与心电图的关系,动作电位,心电图,细胞内,细胞外,单个细胞,整个心脏的心肌细胞,细胞膜内外电位差,体表两电极间电位差,电位幅度大,(,可,100mV),幅度小,(,数,mV),谢谢,!,