生物医学工程-人体解剖生理和生物电现象.ppt

,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,生物医学工程,人体解剖生理和生物电现象,Anatomy and physiology,（解剖,-,生理）,Bioelectric ponomena,（生物电现象）,第二节 细胞生物电现象,生物电现象：生命活动中表现的电现象。,心脏 心电图,脑 生物电总和 脑电图,骨骼肌 肌电图,胃肠平滑肌 胃肠电图,静息电位（,resting potential,）,细胞安静状态下存在细胞膜内外两侧的电位差。,膜内为负电位，膜外为正电位。,维持在某一特定水平：,肌细胞,-70-90mV,腺细胞,-40-70mV,红细胞,-10mV,二、静息电位及其产生原理,K+,外流形成的,k+,平衡电位,膜内,K+,浓度高，膜外,Na+,浓度高。膜对,K+,通透性好而对,Na+,差，故,K+,顺浓度梯度向外流，,Na+,则很少内流，膜对负电大分子几乎不通透，随着,K+,外流扩散，形成膜内负电膜外正电的电位差。由于同种电荷相斥，当电位差加大后，开始阻止,K+,外流，最后,K+,外流动力和阻力平衡，,K+,跨膜净通量为零，于是，膜两侧电位差稳定不变，形成,K+,平衡电位。,Na+,、,Cl-,少量内流,静息电位产生机制,Nernst,公式,Ek=RTln K+,o,=59.5log K+,o (mV),ZF K+,I,K+,I,E=59.5log P,k,K+,o,+P,Na,Na+,o,+P,Cl,Cl-,o,P,k,K+,i,+P,Na,Na+,i,+P,Cl,Cl-,i,动作电位：指可兴奋细胞受到阈值以上的刺,激后，在静息电位基础上产生的,一个连续的膜电位瞬态变化。,极化：指处于静息电位状态 心肌细胞：,-90mV,去极化：在静息电位基础上，膜电位减小,-70mV,超极化：在静息电位基础上，膜电位增大,-100mV,复极化：去极化 极化,反极化：在去极化过程中，膜电位倒转为正,+20mV,三、动作电位及其产生原理,“,全或无”定律,刺激强度太小，,不能,引发动作电位,刺激达到阈值时引发,最大,动作电位，并不因刺激,强度增加而改变幅度。,可扩散性,不衰减性：不因距离的增加而减弱。,动作电位的共同特性,细胞兴奋性传导,兴奋性,（,excitability,）是指具有对刺激产生兴奋的能力或特,性，兴奋性的高低可用阈值作为衡量指标。阈值大表示兴奋,性低，阈值小表示兴奋性高。,兴奋性在同一细胞上的传导,细胞膜任何一处发生兴奋而产生动作电位，都可沿着细胞膜,迅速向周围传导，使整个细胞产生与原先刺激部位同样的动,作电位。,神经冲动传导机制,心脏的生物电活动,心脏的主要功能是泵血。与骨骼肌一样，细胞膜的兴奋是触发心肌收缩的始动因素。心肌的动作电位也与骨骼肌动作电位有明显差异，使得心脏的收缩也具有自身特点。因此，掌握心肌生物电活动规律，对于理解心肌的生理特性、心脏收缩活动规律及心律失常的发生机制都有重要意义。一、心肌细胞的分类,（一）,工作细胞,1.,静息电位（,resting potential,）,心室肌细胞的静息电位约为,-90mV,，普,形成机制,主要是,Ek,，,K+,经,IK1,通道外流,但,Ek,为,-94 mV,，而,RP,为,-90mV,，表明还有其它因素参与（如,Na+,的内流）,2.,动作电位（,action potential,）,机制（,1,）去极化过程：又称为,0,期（,phase 0,）从,-90mV+30mV,，约,1ms,去极化到阈电位（,-70mV,）快,Na+,通道开放，出现再生性,Na+,内流,Na+,顺电,-,化学梯度进入细胞内去极化快通道（,fast channel,）快反应细胞（,fast response cell,）快反应动作电位（,fast response action potential,）（,2,）复极过程：从,0,期去极化静息电位,1,期（,phase 1,）从,+30mV0mV,约,10ms,，由短暂的一过性外向电流（,transient outward current,Ito,）引起,Ito,通道在去极化到约,-20mV,时激活，为,K+,外流,2,期（,Phase 2,）：又称缓慢复极期。膜内电位停滞于,0mV,左右，常称平台期（,plateau,），持续约,100150ms,平台期初期，内向,Ca2+,电流与外向,K+,电流处于相对平衡状态，膜电位稳定在,0mV,左右。,平台期晚期，内向,Ca2+,电流逐渐减弱，外向,K+,电流逐渐增强，出现一种随时间推移而逐渐增强的微弱的净外向电流，导致膜电位缓慢地复极化。,3,期（,phase 3,）：又称快速复极末期。,0mV,左右,-90mV,，约,100150ms,。机制：,L,型,Ca2+,通道关闭，,Ca+,内流停止，而,K+,外流进行性增加所致。参与,3,期复极的,K+,通道*,IK,在平台期逐渐增大的,IK,电流导致平台期的终止和触发,3,期复极，直至,3,期复极到,-50mV,左右才关闭。*,IK1,去极化关闭，复极化恢复开放，膜对,K+,通透性进行性增大，,K+,外流不断增强，为再生性正反馈过程，导致膜快速复极化。,4,期（,phase 4,）：又称恢复期。膜电位稳定于,-90mV,，恢复细胞内外离子的正常分布,Na+-K+,泵,排,Na+,摄,K+,，恢复,Na+,、,K+,的分布,Na+-Ca2+,交换体（,Na+-Ca2+exchanger,）,Na+,顺浓度梯度入，,Ca2+,逆浓度梯度外排。,Na+-Ca2+,交换是以跨膜,Na+,内向性浓度梯度为动力，最终也依赖于,Na+-K+,泵提供能量。,