循环系统解剖与生理2.pptx

第二节第二节 心脏的电生理学及心脏的电生理学及生理特性生理特性心肌细胞的类型心肌细胞的类型工作细胞：收缩性、兴奋性、传导性、无自律性工作细胞：收缩性、兴奋性、传导性、无自律性（心房肌和心室肌）（心房肌和心室肌）自律细胞：兴奋性、传导性、自律性、无收缩性自律细胞：兴奋性、传导性、自律性、无收缩性一、心肌细胞的生物电现象一、心肌细胞的生物电现象快反应细胞：快反应细胞：动作电位去极化速度和幅度大，传导速度快，复极化动作电位去极化速度和幅度大，传导速度快，复极化过程缓慢可分成几个时相，动作电位时程长，包括过程缓慢可分成几个时相，动作电位时程长，包括心房肌、心室肌和普肯野细胞心房肌、心室肌和普肯野细胞慢反应细胞：慢反应细胞：动作电位去极化速度和幅度小，传导速度慢，复极化动作电位去极化速度和幅度小，传导速度慢，复极化过程缓慢而无明确的时相区分，包括窦房结和房室过程缓慢而无明确的时相区分，包括窦房结和房室结细胞。结细胞。心心脏脏各各部部分分心心肌肌细细胞胞的的跨跨膜膜电电位位和和兴兴奋奋传传导速度导速度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内向电流：内向电流：正离子由膜外向膜内流动或负离子由膜内向膜外正离子由膜外向膜内流动或负离子由膜内向膜外流动，造成膜除极。流动，造成膜除极。外向电流：外向电流：正离子由膜内向膜外流动或负离子由膜外向膜内正离子由膜内向膜外流动或负离子由膜外向膜内流动，导致膜复极或超极化方向流动流动，导致膜复极或超极化方向流动（一）心室肌细胞的静息电位（一）心室肌细胞的静息电位电位值：电位值：-90mV-90mV形成机理：形成机理：K+K+的向外扩散的向外扩散(内向钾离子内向钾离子流流Ik1)Ik1)Ik1Ik1：膜电位去极化时通透性降低，：膜电位去极化时通透性降低，-20mV20mV时接近时接近0 0，超极化时通透性增高。，超极化时通透性增高。静息状态下，工作细胞对静息状态下，工作细胞对Na+Na+也有一定通也有一定通透性，由透性，由Na+Na+背景电流和背景电流和Na+Na+泵活动造成，泵活动造成，可部分抵消可部分抵消K+K+外流形成的电位差。故工外流形成的电位差。故工作细胞静息电位略低于作细胞静息电位略低于K+K+平衡电位。平衡电位。（二）心室肌细胞的动作电位（二）心室肌细胞的动作电位心室肌细胞动作电位的构成心室肌细胞动作电位的构成u除极过程（除极过程（0期）期）膜去极化，膜去极化，AP上升支上升支u复极过程复极过程 1期期快速复极初期快速复极初期 2期期平台期平台期(主要特征）主要特征）3期期快速复极末期快速复极末期u静息期（静息期（4期）期）膜电位稳定于膜电位稳定于RP水平水平（三）心室肌细胞动作电位形成机制（三）心室肌细胞动作电位形成机制 1.1.0 期期:心室肌细胞在窦房结传来的动作电位心室肌细胞在窦房结传来的动作电位刺激下刺激下,心肌细胞膜上心肌细胞膜上Na+通道部分激活开放通道部分激活开放 少量少量Na+内流内流 膜部分去极化膜部分去极化 去极化达去极化达阈电位阈电位 膜上膜上Na+通道大量开通道大量开 放放 出出现再生性现再生性Na+内流内流 膜完全去极化、反极化。膜完全去极化、反极化。快快Na+通道通道：Na+通道激活快、失活也快，开放时间通道激活快、失活也快，开放时间短，电压依赖性通道短，电压依赖性通道阻断剂阻断剂：河豚毒：河豚毒(tetrodotoxin,TTX)快反应细胞快反应细胞：以：以Na+通道为通道为0期去极的心期去极的心肌细胞肌细胞T型型Ca2+电流电流：0期去极化的另一种离子流，参与期去极化的另一种离子流，参与0期末期末段的形成。段的形成。其激活电位与其激活电位与Na2+相似，也是一种快速相似，也是一种快速的内向电流，该电流较弱，在的内向电流，该电流较弱，在0期去极期去极化过程中的作用不大。化过程中的作用不大。氯电流（氯电流（I ICl-Cl-）是另一个在）是另一个在1 1期中活动的离子流。期中活动的离子流。通常强度较小，对通常强度较小，对1 1期仅有短暂而微弱的作用，期仅有短暂而微弱的作用，但在儿茶酚胺作用下（如交感神经兴奋时），但在儿茶酚胺作用下（如交感神经兴奋时），其作用不能被忽略。其作用不能被忽略。2.2.1 期：期：Na+通道失活关闭通道失活关闭,同时一过性同时一过性K+流流(Ito)激活，激活，K+外流，导致快速复极化外流，导致快速复极化 3.3.2期：期：平台期，是心肌动作电位时程较长平台期，是心肌动作电位时程较长的主要原因，也区别于骨骼肌细胞的主要特征。的主要原因，也区别于骨骼肌细胞的主要特征。这一期的离子：这一期的离子：K+外流（外流（Ik)和和 Ca2+内流。内流。Ca2+内流，抵消内流，抵消K+外流。外流。Ik在在0期去极化期去极化-40mv激活，复极激活，复极-50mv失活，失活，激活与失活均缓慢激活与失活均缓慢 Ca2+通道：通道：激活慢，失活也慢，开放时间长称慢钙通道。激活慢，失活也慢，开放时间长称慢钙通道。呈电压依赖性，其阈电位高于呈电压依赖性，其阈电位高于Na+通道，可被通道，可被Mn2+和钙通道阻滞剂如维拉帕米等阻断。和钙通道阻滞剂如维拉帕米等阻断。4.4.3 3期：期：主要离子流是外向电流主要离子流是外向电流(I(IK1K1)。Ca2+Ca2+流停止，流停止，K+K+外向电流随时间而递增。外向电流随时间而递增。K K+外外流是再生性的，造成再生性复极。流是再生性的，造成再生性复极。I IK1K1对对3 3期复极化也有明显作用，在期复极化也有明显作用，在3 3期中突期中突然加强。然加强。l胞内多了胞内多了NaNa+、CaCa2+2+,膜外多了膜外多了K+K+l激活膜上激活膜上NaNa+-K-K+泵，每次泵出泵，每次泵出3 3个个NaNa+，同时，同时摄入摄入2 2个个K K+l进入细胞内的进入细胞内的CaCa2 2通过通过NaNa+-Ca-Ca2+2+交换排出胞外交换排出胞外u使细胞内外离子分布恢复到静息状态，保证使细胞内外离子分布恢复到静息状态，保证心肌正常兴奋性。心肌正常兴奋性。5.5.4 4期：期：为静息期，但细胞内外离子分布发为静息期，但细胞内外离子分布发生变化：生变化：动作电位及其形成机制动作电位及其形成机制u0 0期期NaNa+内流（再生性钠电流）内流（再生性钠电流）u1 1期期K K+外流外流(Ito)(Ito)u2 2期期K K+外流和外流和CaCa2+2+内流处于平衡内流处于平衡u3 3期期K K+外流（外流（IkIk再生性复极）再生性复极）u4 4期期离子恢复（离子恢复（NaNa+-K-K+泵和泵和 NaNa+-Ca-Ca2+2+交换）交换）心房肌细胞动作电位心房肌细胞动作电位细胞内负电位较心室肌低，静息电位约细胞内负电位较心室肌低，静息电位约-80mV-80mV，动作电位在形态上与心室肌细，动作电位在形态上与心室肌细胞相似，但无明显的胞相似，但无明显的2 2期，复极化较快，期，复极化较快，动作电位时程较短，约动作电位时程较短，约150-200ms150-200ms。（四）自律细胞的跨膜电位及其（四）自律细胞的跨膜电位及其形成机制形成机制l 窦房结细胞的动作电位及其形成机制窦房结细胞的动作电位及其形成机制l 浦肯野细胞的动作电位及其形成机制浦肯野细胞的动作电位及其形成机制1.1.窦房结细胞窦房结细胞4 4期自动除极机制期自动除极机制(1)I(1)Ik k通道逐渐失活，通道逐渐失活，K K+外流进行性外流进行性 衰减衰减(2)Na+(2)Na+内流进行性增强（内流进行性增强（I If f，-60mv-60mv开始激活，最大激活电位开始激活，最大激活电位-100mv-100mv）2.2.窦房结细胞窦房结细胞0 0期去极化机制期去极化机制(1)(1)与与Na Na+无关无关(2)Ca(2)Ca2+2+内向电流内向电流3.3.窦房结细胞动作电位的特征窦房结细胞动作电位的特征(1)4(1)4期膜电位不稳定，自动除极。期膜电位不稳定，自动除极。(2)4(2)4期自动除极达阈电位时，激活膜期自动除极达阈电位时，激活膜 上上Ca2+Ca2+通道，通道，Ca2+Ca2+内流，引起内流，引起0 0期除期除 极。极。(3)(3)慢反应自律细胞：慢反应自律细胞：0 0期除极期除极 由由Ca2+Ca2+内流形成。内流形成。(4)(4)没有明显的复极化没有明显的复极化1 1期和期和2 2期期5.5.3 3期复极是期复极是K+K+外流，外流，3 3期末达到最大期末达到最大复极电位。复极电位。4.4.浦肯野细胞浦肯野细胞4 4期自动除极机制期自动除极机制(1)(1)复极化时外向电流复极化时外向电流K K+逐渐衰减逐渐衰减(2)(2)进行性增强的内向电流进行性增强的内向电流 I If f（内向（内向电流的主要成分为电流的主要成分为NaNa+）。）。动作电位形状与心室肌动作电位类似，也分为动作电位形状与心室肌动作电位类似，也分为0,1,2,30,1,2,3，和，和4 4期，机制也与心室肌细胞基本相同。期，机制也与心室肌细胞基本相同。不同点：不同点：普肯野细胞动作电位普肯野细胞动作电位0 0期去极化速度较心室肌细胞快，期去极化速度较心室肌细胞快，1 1期较心室肌细胞更明显，在期较心室肌细胞更明显，在1 1期和期和2 2期之间可形成一个期之间可形成一个明显的切迹，明显的切迹，3 3期复极化末期的最大复极电位较心室肌期复极化末期的最大复极电位较心室肌细胞静息电位更负。细胞静息电位更负。4 4期电位不稳定，发生自动去极化。期电位不稳定，发生自动去极化。二、心肌的基本生理特性二、心肌的基本生理特性l兴奋性兴奋性l自律性自律性l传导性传导性l收缩性收缩性 机械特性机械特性电生理特性电生理特性兴奋性兴奋性:指心肌受到刺激后产生兴奋指心肌受到刺激后产生兴奋(动作电位动作电位)的能力的能力（一）（一）心肌的兴奋性心肌的兴奋性（1）心肌兴奋过程中兴奋性周期性变化）心肌兴奋过程中兴奋性周期性变化 心肌细胞发生一次兴奋后，兴奋性会发心肌细胞发生一次兴奋后，兴奋性会发生周期性变化，可用刺激阈值作为衡量指标生周期性变化，可用刺激阈值作为衡量指标兴奋性的周期性变化兴奋性的周期性变化绝对不应期和有效不应期、局部反应期绝对不应期和有效不应期、局部反应期相对不应期相对不应期超常期超常期（2）兴奋周期性变化与心肌收缩关系）兴奋周期性变化与心肌收缩关系不发生强直收缩不发生强直收缩期前收缩与代偿间隙期前收缩与代偿间隙v期前收缩：心室肌在有效不应之后受到一期前收缩：心室肌在有效不应之后受到一次额外的（人工或病理）刺激，可产生一次次额外的（人工或病理）刺激，可产生一次额外的兴奋和收缩，由于它发生在下一次窦额外的兴奋和收缩，由于它发生在下一次窦房结兴奋所产生的正常收缩之前，所以称为房结兴奋所产生的正常收缩之前，所以称为期前收缩。期前收缩。v代偿间歇：一次期前收缩之后，往往有一代偿间歇：一次期前收缩之后，往往有一段较长的心室舒张期段较长的心室舒张期 （3）影响兴奋性的因素）影响兴奋性的因素静息电位的水平静息电位的水平阈电位的水平阈电位的水平Na+通道的状态通道的状态（二）心肌的自动节律性（二）心肌的自动节律性自动节律性（自律性）自动节律性（自律性）:心肌能自动地、有节律地产生兴奋的能力心肌能自动地、有节律地产生兴奋的能力自律组织或细胞：自律组织或细胞：具有自律性的组织或细胞具有自律性的组织或细胞窦房结窦房结心房内传导心房内传导房室交界房室交界房室束房室束浦氏纤维浦氏纤维100100次次/分分5050次次/分分5050次次/分分4040次次/分分2525次次/分分依依 次次 降降 低低 （1）心脏起搏点）心脏起搏点正常起搏点正常起搏点窦房结窦房结潜在起搏点潜在起搏点房室结等传导系统房室结等传导系统窦性心律：心脏节律性活动以窦房窦性心律：心脏节律性活动以窦房 结为起搏点结为起搏点异位心律：以窦房结以外的部位为异位心律：以窦房结以外的部位为 起搏点的心脏活动起搏点的心脏活动窦房结对潜在起搏点的控制方式窦房结对潜在起搏点的控制方式抢先占领抢先占领超速驱动压抑超速驱动压抑抢先占领：抢先占领：l由于窦房结自律性高于其它潜在起搏点，由于窦房结自律性高于其它潜在起搏点，当潜在起搏点当潜在起搏点4 4 期限自动去极化尚未达期限自动去极化尚未达到阈电位水平时，已被窦房结传来的冲到阈电位水平时，已被窦房结传来的冲动所激动而产生动作电位，其自身的自动所激动而产生动作电位，其自身的自律性无法表现出来。律性无法表现出来。超速驱动压抑超速驱动压抑l当自律细胞受到高于它的固有自律频率当自律细胞受到高于它的固有自律频率的刺激时，按外加刺激的频率发生兴奋，的刺激时，按外加刺激的频率发生兴奋，称超速驱动。称超速驱动。l当外来超速驱动刺激停止后，自律细胞当外来超速驱动刺激停止后，自律细胞不能立即恢复其固有自律性活动，需经不能立即恢复其固有自律性活动，需经一段时间才恢复其自律性。一段时间才恢复其自律性。（2）影响兴奋性的因素）影响兴奋性的因素4期自动去极化速度期自动去极化速度阈电位的水平阈电位的水平最大复极电位最大复极电位自动去极自动去极化的速度化的速度快快慢慢到达阈到达阈电位所电位所需时间需时间缩短缩短延长延长单位时间单位时间爆发爆发APAP的的次数次数多多少少自律性自律性最大复最大复最大复最大复极化电极化电极化电极化电位水平位水平位水平位水平小小小小大大大大与阈电与阈电与阈电与阈电位差距位差距位差距位差距大大大大小小小小（三）心肌细胞的传导性（三）心肌细胞的传导性（2）心肌细胞的传导性）心肌细胞的传导性 电传导电传导（3）兴奋在心脏内的传导过程和特点）兴奋在心脏内的传导过程和特点指心肌细胞之间传导兴奋的能力，可指心肌细胞之间传导兴奋的能力，可用兴奋的传播速度来衡量用兴奋的传播速度来衡量.（1）传导性传导性:窦房结窦房结心房内传导心房内传导房室交界房室交界(结区）结区）房室束房室束浦氏纤维浦氏纤维0.050.05米米/秒秒0.40.4米米/秒秒0.050.05米米/秒秒(0.02(0.02米米/秒秒)0.20.2米米/秒秒4 4米米/秒秒影响传导性的因素影响传导性的因素（1）结构因素：）结构因素：细胞直径大，横截面积大，电阻小，兴细胞直径大，横截面积大，电阻小，兴奋传导快奋传导快心肌细胞心肌细胞粗粗粗粗细细细细细胞内细胞内细胞内细胞内电阻电阻电阻电阻小小小小大大大大局部局部局部局部电流电流电流电流大大大大小小小小传导传导传导传导速度速度速度速度快快快快慢慢慢慢（2）生理因素：）生理因素：v 0期除极化速度和幅度期除极化速度和幅度v 静息电位水平静息电位水平v邻近部位的兴奋性邻近部位的兴奋性（四）心肌细胞的收缩性（四）心肌细胞的收缩性u心肌收缩特点：心肌收缩特点：心肌细胞也属于横纹肌，通过兴奋心肌细胞也属于横纹肌，通过兴奋-收缩耦收缩耦联使肌丝滑行而引起。联使肌丝滑行而引起。同步收缩同步收缩不发生强直收缩不发生强直收缩对细胞外对细胞外Ca2+依赖性依赖性三、心电图三、心电图 1.1.定义（定义（electrocardiogram,ECG)electrocardiogram,ECG)每一心动周期中，心脏兴奋的产生、每一心动周期中，心脏兴奋的产生、传播和恢复过程中的生物电变化，将引传播和恢复过程中的生物电变化，将引导电极置于肢体或躯体一定部位记录到导电极置于肢体或躯体一定部位记录到的心电变化的波形。的心电变化的波形。2.2.性质性质心动周期中各细胞电活心动周期中各细胞电活动的综动的综 合向量变化合向量变化心电图波形意义心电图波形意义v P波波两心房去极化两心房去极化v QRS波波心室去极化综合波心室去极化综合波v T波波心室复极化波心室复极化波