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心脏生理心脏生理一、心肌细胞的生物电现象一、心肌细胞的生物电现象（一）工作细胞的跨膜电位及其形成机制（一）工作细胞的跨膜电位及其形成机制1.1.静息电位静息电位同骨骼肌、神经细胞一样，在静息状态下膜两侧呈极化状态，膜内比膜外低90mV2.2.心室肌细胞的动作电位心室肌细胞的动作电位去极化复极化2、动作电位l1、去极化期（、去极化期（0期）期）Na+内向电流内向电流l2、复极过程、复极过程快速复极初期快速复极初期1期期短暂的短暂的K+外流外流平台期平台期2期期内向电流（内向电流（Ca2+内流为主和微量的内流为主和微量的Na+内流）内流）K+外向电流外向电流快速复极末期快速复极末期3期期K+外向电流外向电流静息期静息期4期期Na+K+泵活动，泵活动，Na+Ca2+交换交换Ca2+泵泵 快钠通道快钠通道 河豚毒（河豚毒（TTXTTX）阻断阻断慢钙通道慢钙通道 MnMn2+和多种钙通道阻断剂阻断和多种钙通道阻断剂阻断（二）自律细胞的跨膜电位及形成机制（二）自律细胞的跨膜电位及形成机制自律性细胞与非自律性细胞电活动的最根自律性细胞与非自律性细胞电活动的最根本区别是：本区别是：4期自动除极化期自动除极化。这是产生自律性。这是产生自律性的电生理基础。的电生理基础。1、窦房结细胞的跨膜电位及形成机制、窦房结细胞的跨膜电位及形成机制动作电位动作电位0期去极化速度慢、幅度小，膜内电位仅上升到期去极化速度慢、幅度小，膜内电位仅上升到70mV左右。左右。没有明显的复极没有明显的复极1期和期和2期。期。3期复极化时，膜内电位下降到期复极化时，膜内电位下降到-60mV左右，为最大复极电左右，为最大复极电位位4期膜电位不稳定，由最大复极电位开始自动去极化，当去期膜电位不稳定，由最大复极电位开始自动去极化，当去极化达到阈电位水平时，爆发一次动作电位。极化达到阈电位水平时，爆发一次动作电位。4期自动去极化的速度较快。期自动去极化的速度较快。窦房结细胞的动作电位的离子机制：窦房结细胞的动作电位的离子机制：0期期L（Ica-L）开放开放Ca2+内流内流3期K+外向电流（外向电流（IK）l2、浦肯野细胞、浦肯野细胞（快反应自律细胞）（快反应自律细胞）l0、1、2、3期同心室肌期同心室肌APIf（Na+）内向离子流内向离子流进行性递增。（主要）进行性递增。（主要）逐渐衰减的外向逐渐衰减的外向Kl浦肯野细胞浦肯野细胞4期自期自l动除极化的机制动除极化的机制三种细胞三种细胞AP及其机制的比较（及其机制的比较（1，2期）期）三种细胞三种细胞AP及其机制的比较（及其机制的比较（3，4期）期）二、二、心肌的生理特性l兴奋性l自律性l传导性l收缩性1、兴奋性的周期性变化有效不应期有效不应期相对不应期相对不应期超常期超常期0期除极期除极3期复极期复极-60mv3期复极期复极-60mv-80mv3期复极期复极-80mv-90mvNa+通道完全失活或刚刚通道完全失活或刚刚Na+通道已逐渐复活但尚未通道已逐渐复活但尚未Na+通道基本通道基本开始复活开始复活恢复正常恢复正常恢复正常但开放能力恢复正常但开放能力仍然没有恢复正常仍然没有恢复正常任何刺激均不产生任何刺激均不产生AP阈值阈值可可产生产生AP阈值阈值可产生可产生AP期前收缩期前收缩在某些情况下，如果心室在有效不应期之后在某些情况下，如果心室在有效不应期之后受到异常刺激，则可产生一次新的兴奋受到异常刺激，则可产生一次新的兴奋和收缩。由于这次兴奋和收缩是发生在和收缩。由于这次兴奋和收缩是发生在下次窦房结的兴奋到达之前，引起的收下次窦房结的兴奋到达之前，引起的收缩。缩。代偿间歇代偿间歇期前收缩之后往往出现一段较长心舒张期。期前收缩之后往往出现一段较长心舒张期。2、兴奋性的周期性变化与收缩活动的关系、兴奋性的周期性变化与收缩活动的关系l不产生强直收缩不产生强直收缩l期前收缩和代偿间歇期前收缩和代偿间歇 因因窦窦性性节节律律的的兴兴奋奋是是规规律律下下传传的的，当当窦窦性性兴兴奋奋落落在在期期前前收收缩缩的的有有效效不不应应期期内内,就就不不能能引引起起心心室室的的兴兴奋奋和和收收缩缩,而而出出现现一一次次窦窦律律“脱脱失失”，需需等等待待下下次次窦窦律律刺刺激激引引起起兴兴奋奋才才产产生生收收缩缩，此此等等待待期期间间为为代代偿偿性性间间歇歇。期前收缩和代偿间隙的动画期前收缩和代偿间隙的动画（二）自律性（二）自律性1、心脏的起搏点、心脏的起搏点窦房结窦房结100次次/分分自律性最高自律性最高正常心脏起搏点正常心脏起搏点窦性心律窦性心律房室结房室结50次次/分分潜在起搏点潜在起搏点异位心律异位心律浦肯野纤维网浦肯野纤维网25次次/分分抢先占领抢先占领窦房结对潜在起搏点控制通过两种方式窦房结对潜在起搏点控制通过两种方式超速驱动压抑超速驱动压抑2、影响自律性的因素、影响自律性的因素（1）最大复极电位与阈电）最大复极电位与阈电位之间的差距位之间的差距（2）4期自动除极速度期自动除极速度（主要）（主要）（三）传导性（三）传导性1、心脏内兴奋传播的途径和特点、心脏内兴奋传播的途径和特点途径途径：窦房结：窦房结心房肌（优势传导通路）心房肌（优势传导通路）房室房室交界交界房室束房室束左、右束支左、右束支浦肯野纤维网浦肯野纤维网心室肌兴奋心室肌兴奋特点：特点：房室交界区传导速度极慢房室交界区传导速度极慢0.020.05m/s形形成成房室延搁。房室延搁。2、影响传导性的因素、影响传导性的因素l心肌细胞的直径心肌细胞的直径l邻近部位膜的兴奋性邻近部位膜的兴奋性0 期除极速度快期除极速度快临近未兴奋膜临近未兴奋膜局部电流形成快局部电流形成快达到阈电位快达到阈电位快兴奋传导快兴奋传导快0 期除极幅度大期除极幅度大(兴奋和未兴奋部兴奋和未兴奋部位之间位之间)电位差大电位差大局部电流强，扩布距离大，局部电流强，扩布距离大，使下游更远处兴奋使下游更远处兴奋兴奋传导快兴奋传导快静息电位与阈电静息电位与阈电位的差距扩大位的差距扩大兴奋性降低兴奋性降低达阈电位所达阈电位所需时间长需时间长传导速度减慢传导速度减慢兴兴 奋奋 性性不能引起兴奋不能引起兴奋传导阻滞传导阻滞传导减慢传导减慢升支缓慢、幅度升支缓慢、幅度小的动作电位小的动作电位相对不应期相对不应期或超常期内或超常期内有效不应期有效不应期电生理特性电生理特性 特点特点 意义意义小结：小结：自律性自律性 保证心脏舒缩交替保证心脏舒缩交替进行，利于心室充进行，利于心室充盈盈保证房室收缩协调、保证房室收缩协调、心室同步收缩，利于心室同步收缩，利于心脏射血心脏射血 保证心脏以窦性节保证心脏以窦性节律活动律活动 各部高低不一各部高低不一（窦房结最高）（窦房结最高）兴奋性兴奋性有效不应期有效不应期特别长特别长 传导性传导性各部传导各部传导速度不一速度不一(四）收缩性四）收缩性l一、心肌收缩的特点l1、同步收缩l2、不发生强直收缩l3、对细胞外Ca2+的依赖性三、心动周期及心率三、心动周期及心率心动周期图心动周期图各箭头表示：各箭头表示：心房心房收缩开始；收缩开始；心房开心房开始舒张，始舒张，心室开始收缩；心室开始收缩；房房室瓣关闭；室瓣关闭；半月瓣开放；半月瓣开放；心心室开始舒张；室开始舒张；半月瓣关闭；半月瓣关闭；房房室瓣开放。室瓣开放。四、心脏的泵血过程四、心脏的泵血过程1、心室的收缩射血、心室的收缩射血等容收缩期等容收缩期0.05S房室瓣关闭房室瓣关闭半月瓣开启之前半月瓣开启之前,室内压急剧上升室内压急剧上升,心室容积不变心室容积不变快速射血期快速射血期0.1S室内压达峰值室内压达峰值半月瓣开半月瓣开,血液血液主动脉。占总射血量主动脉。占总射血量2/3减慢射血期减慢射血期0.15S2、心室舒张期与充盈、心室舒张期与充盈（1）、）、等容舒张期等容舒张期0.060.08S半月瓣关闭半月瓣关闭房室瓣开启之前，房室瓣开启之前，室内压急剧下降室内压急剧下降，心室容积不变，心室容积不变（2）、）、快速充盈期快速充盈期0.11S室内压室内压房房内内压压房房室室瓣瓣关关闭闭心心室室继继续续收收缩缩室室内内压压主主动动脉脉(肺肺动动脉脉)压压半半月月瓣瓣开开放放射血射血l心心室室开开始始舒舒张张室室内内压压主主动动脉脉(肺肺动动脉脉)压压半半月月瓣瓣关关闭闭心心室室继继续续舒舒张张室室内内压压20mmHg时，曲线平坦或轻度下降，但无明显降支。时，曲线平坦或轻度下降，但无明显降支。不出现明显降支的不出现明显降支的主要原因主要原因是心肌细胞外间质含大量胶原纤维是心肌细胞外间质含大量胶原纤维，阻止心肌细胞被继续拉长，阻止心肌细胞被继续拉长(难以超过最适初长度难以超过最适初长度 正常的心功正常的心功能曲线不出现降支能曲线不出现降支););心胞膜的限制。心胞膜的限制。特征：特征：在较大范围，心室舒末压力与搏功成正变；在较大范围，心室舒末压力与搏功成正变；有较大的前负荷有较大的前负荷-初长度储备。初长度储备。对搏出量进行精细调节对搏出量进行精细调节,使心室射血量使心室射血量和静脉回心血量相匹配和静脉回心血量相匹配 由于心肌本身初长度的改变而引起心肌收缩强度的由于心肌本身初长度的改变而引起心肌收缩强度的变化的调节方式称为变化的调节方式称为异长自身调节异长自身调节(heterometric autoregulation)机制机制:一定范围内一定范围内前前负荷负荷初长度初长度心肌收缩力心肌收缩力搏出量搏出量静脉回心血量静脉回心血量意义：意义：心室射血后剩余血量心室射血后剩余血量心室充盈血量心室充盈血量静脉回心血量静脉回心血量心室舒张充盈期持续时间心室舒张充盈期持续时间静脉回流的速度静脉回流的速度心包内压心包内压心室顺应性心室顺应性静静脉脉回回心心血血量量心心室室舒舒张张末末期期容容积积心心肌肌初初长长度度心肌收缩力心肌收缩力每搏输出量每搏输出量心输出量心输出量影响影响心室充盈血量的因素心室充盈血量的因素（二）、后负荷l在在其其它它因因素素不不变变的的情情况况下下，若若后后负负荷荷（动动脉脉血血压压）等等容容收收缩缩相相延延长长而而射射血血相相缩缩短短，同同时时射射血血相相心心室室肌肌纤纤维维缩缩短短的的程程度度和和速速度度射射血速度血速度搏出量搏出量l（是一种单纯的机械效应）（是一种单纯的机械效应）l剩余血量剩余血量l此时心肌内此时心肌内舒张末期容积舒张末期容积l通过通过Starling机制机制使搏出量恢复正常使搏出量恢复正常l此调节只在此调节只在一定范围内一定范围内起作用，当起作用，当血压血压160mmHg时，血压增时，血压增加将导致心加将导致心输出量减少。输出量减少。l指心肌不依赖前后负荷而改变其力学活动的内在特性。指心肌不依赖前后负荷而改变其力学活动的内在特性。l主要取决于兴奋主要取决于兴奋收缩藕联过程中收缩藕联过程中l活化横桥数目活化横桥数目Ca2浓度升高的程度浓度升高的程度l肌钙蛋白对肌钙蛋白对Ca2的亲和力的亲和力l肌凝蛋白肌凝蛋白ATP酶活性酶活性l心肌收缩能力受多种因素的影响心肌收缩能力受多种因素的影响l例例：儿儿茶茶酚酚胺胺与与心心肌肌膜膜上上受受体体结结合合胞胞浆浆CAMP胞胞浆浆Ca2+活活化化横横桥桥数数目目肌肌凝凝蛋蛋白白ATP酶酶激激活活分分解解ATP以提供肌丝滑行力量以提供肌丝滑行力量心肌收缩力心肌收缩力（三）、心肌收缩能力心率HRHR40180次次/分分HR心输出量心输出量HR180次次/分分心室充盈时间明显心室充盈时间明显充盈量充盈量搏输出量搏输出量心输出量心输出量HR收缩期储备舒张期储备收缩期储备舒张期储备六、心音六、心音l在每一个心动周期中，一般可以听到两个心音，分别称第一心音和第二心音。在某些健康儿童或青年人，有时可听到第三心音。l当心肌和心瓣膜发生病变时，心音发生异常称为心杂音心音的产生心音心音 第一心音第一心音 第二心音第二心音 特点特点 低、浊、长低、浊、长 4060HZ 高、短高、短 60100HZ 产生机理产生机理 房室瓣关闭房室瓣关闭 半月瓣关闭半月瓣关闭 生理意义生理意义 标志心缩期开始标志心缩期开始 标志心舒期开始标志心舒期开始 听诊部位听诊部位 心尖部心尖部 主动脉瓣主动脉瓣 肺动脉瓣肺动脉瓣 体表心电图（）l用引导电极置于肢体或躯体的一定部位记录出来的心脏电变化曲线称心电图(ECG)心电图各波、段心电图各波、段(期期)的意义及正常值的意义及正常值名称名称含义含义幅幅度度(mV)时间时间(s)P波波两心房去极化过程的电位变化两心房去极化过程的电位变化0.050.250.080.11QRS波波两心室去极化过程的电位变化两心室去极化过程的电位变化0.060.10T波波两心室复极化过程的电位变化两心室复极化过程的电位变化0.11.50.050.25从从P波结束到波结束到QRS波开始波开始,表示表示PR段段兴奋通过房室交界区、房室束及分支兴奋通过房室交界区、房室束及分支与基线同与基线同和和浦肯野纤维所需的时间浦肯野纤维所需的时间0.060.14从从P波开始到波开始到QRS波开始波开始,表示从心房开始表示从心房开始PR间期间期兴奋到心室开始兴奋的时间兴奋到心室开始兴奋的时间0.120.2从从QRS波结束到波结束到T波开始波开始,表示心室各表示心室各ST段段部分处于去极化状态部分处于去极化状态与基线同与基线同0.050.15从从QRS波开始到波开始到T波结束波结束,表示心室肌表示心室肌QT间期间期去极化和复极化的总时间去极化和复极化的总时间0.4 心肌动作电位与心电图的关系心肌动作电位与心电图的关系P P波：波：心房肌的心房肌的APAPQRSQRS：心室肌心室肌APAP的的0 0期期S-TS-T段：段：心室肌心室肌APAP的的2 2期期T T波：波：心室肌心室肌APAP的复极的复极化过程，因先后不化过程，因先后不一，故一，故T T波较宽。波较宽。