心脏电生理.doc

成 都 医 学 院 教 案 首 页

09级 临床本科 专业 5、6班 任课教师：张洁
课程
生理学
题目
心脏电生理
学时
讲授
3
实验

练习

行课时间
2011年6月7日 第6节 至8节
课次
第8次
教 材
《生理学》，朱大年主编，人民卫生出版社，第7版，2008，北京
教 具
自制本次课程powerpoint
教 学
目 的
要 求
掌握：心室肌动作电位、自律细胞的自动除极特性、心肌的电生理特性；（conductivity；effective refractory period；compensatory pause；pacemaker；ectopic rhythm；overdrive suppression；Electrocardiogram ECG；autorhythmicity；plateau；premature systole；pacemaker current； sinus rhythm；capture, preoccupation； atrioventricular delay）
熟悉：心肌细胞静息电位、心肌细胞动作电位各期离子机制
了解：K+、Ca2+、Na+对心肌特性的影响
教学重点
难点及其
解决方案
重点：心肌动作电位、心肌的生理特性
难点：心肌动作电位、心肌的电生理特性
解决方案：采用比较、举例、图示直观讲述，重点突出，结合临床心脏疾病进行分析。

参 考
资 料
朱文玉主编《医学生理学》
叶任高主编《内科学》第五版
实 施
情 况
小 结

教研室主任签名： 200 年 月 日
成 都 医 学 院 教 案 续 页
教学过程、内容及时间分配
教学方法与手段
复习：血液系统（5分钟）
第一节 心肌的生物电活动
心肌细胞分类：（根据组织学、电生理及功能特点）
工作细胞：心房、心室肌细胞（收缩性兴奋性、传导性，但无自律性，因此称为非自律细胞）
特殊分化的细胞：窦房结细胞、普肯野细胞等特殊传导系统的心肌细胞（自律行、兴奋性、传导性，但无收缩性，称为自律细胞）（5分钟）

一、心肌细胞的生物电现象（30分钟）
1、心室肌细胞的静息电位 “5分钟”
RP：—90mV（细胞内外钾离子浓度差和静息状态下膜对钾例子通透性，形成钾向膜外扩散形成的钾离子平衡电位）
2、心室肌细胞的动作电位 “10分钟”
AP： 去极化：0期：Na+内流（快通道）—— 心室肌细胞：为快反应细胞
复极化：1期：K+外流（快速复极初期）
2期：K+外流，Ca2+内流，（平台期）0电位水平
3期：K+外流（快速复极末期）
4期：主动转运（Na+、Ca2+、K+）（静息期）
心室肌AP的特点：2期平台期存在，使动作电位时程较长
3、窦房结细胞的跨膜电位及形成原理：自律细胞 “10分钟”
最大特点：4期自动去极化（自律cell的共同特点）
达到阈电位水平，即可产生一次AP
0期：Ca2+内流引起，缓慢，慢反应自律cell
Ca2+通道：慢通道 窦房结细胞：为慢反应细胞
自动去极机制：（1）Ik电流进行性衰减 外向电流↓
（2）If 电流进行性增强 内向电流↑
（3）3 Na+-Ca2+交换 内向电流↑
4、其它心肌细胞 “5分钟”
（1）心房肌细胞：与心室肌相似
（2）房室交界细胞：与窦房结相似，但结区细胞无自律性
（3）房室束，浦肯野纤维：与心室肌相似，但具有4期自动去极化的特点
根据去极化速度以及有无自律性划分心肌细胞
快反应自律细胞：房室束、浦肯野纤维网
快反应非自律细胞：心房、心室肌细胞
慢反应自律细胞：窦房结、房室交界区（除结区）
慢反应非自律细胞：结区细胞

从临床心电图监测引出心肌细胞生物电现象

图示并与神经和骨骼肌细胞AP比较分析心室肌细胞AP的特点

图示心室肌细胞、窦房结细胞、普肯野细胞AP并分析自律细胞和非自律细胞的最大不同以及自律性有高有低的原因

复习自动兴奋的产生过程

配合图示最大舒张电位和TP间差值分析其对心肌细胞自律性的影响

结合图示分析影响心肌细胞自律性高低的原因

结合心脏起搏器的安装分析窦房结控制心脏节律的原理

复习兴奋性的概念及动作电位的产生

配合图示RP 和TP间差值分析其对心肌细胞兴奋性的影响

结合离子通道的特点及开放、失活和复活的特点分析其对心肌细胞兴奋性的影响

结合有效不应期的存在分析为什么心脏不会产生强直收缩，并引导学生思考其意义

结合示意图分析期前收缩和代偿间隙产生的原因

图示心脏的特殊传导系统

对照讲解浦肯野细胞比结区细胞传导速度快的原因

结合临床房室传导阻滞和室内传导阻滞分析影响心肌传导性的原因

与骨骼肌收缩特点对比分析心肌收缩性

结合临床常见的心电图异常表现进行分析
二、心肌电生理特性（60分钟）
依赖细胞外Ca2+浓度 “5分钟”
收缩性 “全或无”式的收缩
不产生完全强直收缩
生理特性 兴奋性
自律性 电生理特性
传导性
（一） 自律性 “15分钟”
心肌cell在无任何外来刺激作用下，能自动发生节律性的兴奋的特性，
1、心肌的自律性和自律组织的关系
通常以每分钟自动产生兴奋的次数来衡量自律性高低。
窦房结约100次/分；房室交界区约40次/分；浦肯野纤维约25次/分
正常起搏点：窦房结 窦性心律（心跳节律）
潜在起搏点（正常）：房室交界区，浦肯野纤维。
异位起搏点（异常）： 房室交界区，浦肯野纤维→ 异位心律
机理：（1）抢先占领
（2）超速压抑 控制潜在起搏点
2 影响自律性的因素
（1） 4期自动去极速度（主要因素）
快： 自律性↑
慢： 自律性↓
（2） 最大舒张电位水平
↑（绝对值）：差值↑ 兴奋性↓
↓（绝对值）：差值↓ 兴奋性↑
（2） TP： 上移：差值↑ 兴奋性↓
下移：差值↓ 兴奋性↑
（二）兴奋性：所有心肌cell均具有兴奋性。 “20分钟”
1、决定和影响兴奋性的因素
（1）RP：RP↑（绝对值）：RP与TP差值↑，兴奋性↓
RP↓（绝对值）：RP与TP差值↓，兴奋性↑
（2）TP：上移：RP与TP差值↑，兴奋性↓
下移：RP与TP差值↓，兴奋性↑
（3）Na+通道的性状：激活：开放
失活：不能再次激活
备用：可激活 关闭
RP：备用 → 去极化达TP：激活 → 失活（-50mV）
2、兴奋性的周期性变化与收缩的关系
（1）在一次兴奋过程中，兴奋性的周期性变化
当心肌cell发生兴奋时，其兴奋性发生规律性变化
①有效不应期：0期去极化→ 3期复极化到—60mV。包括以下两期：
绝对不应期：0期去极化→ 3期复极化到—55mV，Na+通道完全关闭
局部反应期：0期去极化→ 3期复极化到—55∽—60mV，部分开始复活

②相对不应期：复极化—60mV → —80mV
兴奋性开始恢复，但小于正常，阈上Sti，Na+通道部分开放
③超常期：复极化—80mV → —90mV
兴奋性大于正常，阈下Sti，Na+通道活性恢复且与阈电位接近
心肌兴奋时兴奋性变化的特点是：ERP长，相当于心肌整个收缩期和舒张早期→ 不可能发生完全强直收缩 → 心肌舒缩交替进行
（2）期前收缩与代偿间隙
①期前收缩：正常的节律性活动过程中，如果在心室的有效不应期之后，下一次窦性房兴奋到来之前，受到一次额外刺激，额外刺激引发的一次兴奋和收缩，分别称为期前兴奋，期前收缩。
②代偿间隙：由正常的窦房结传来的兴奋落在期前兴奋的有效不应期内，则不能引起兴奋和收缩，形成一次脱失，必须等到下一次窦房结传来的兴奋才能引起收缩，出现一个较长的心室舒张期。代偿间隙的出现正是ERP存在的结果和依据。
（二） 传导性 “15分钟”
心肌细胞传导兴奋的能力
1、兴奋在心脏内传导过程和特点
途径：特殊传导系统
心房
↑ 优势传导通路
窦房结 → 房室交界区→ 房室束及分支 → 浦肯野f → 心室肌
传导阻滞好发部位 最快（所有心室肌几乎同时兴奋
房—室延搁（保证心房心室交替收缩） 同步收缩）
2、心脏的两个功能合胞体
两个临近心肌细胞之间有缝隙连接，电阻较小，利于细胞间兴奋的传递
心房和心室间由结缔组织纤维环连接，二者间无直接心肌纤维连接。二者分别按各自节律活动。
3、影响心肌传导性的因素
（1）结构因素：与细胞直径有关 粗：传导快 电阻小 浦肯野细胞
细：传导慢 电阻大 结区细胞
（3） 生理因素：主要
①动作电位0期除极的速度和幅度 （ 兴奋部位）
0期除极的速度和幅度越快越大，则传导速度越快
Na+通道效率 开放速度：去极速度
开放数量：去极幅度
②与细胞膜电位水平
膜反应曲线：反映Na+通道效率与静息膜电位值的函数关系曲线
在正常静息电位（-90mV）：Na+通道效率最高，增大或减小均降低
③TP水平
TP下降，TP与RP差距减小，临近部位易兴奋，兴奋传导快
TP上升，TP与RP差距加大，临近部位不易兴奋，兴奋传导慢
④邻近部位膜的兴奋性
临近膜兴奋性正常才能传导，若失活不能传导。
（四）收缩性（心房肌和心室肌） “10分钟”
1、心肌收缩的特点：心房心室各自同步收缩；不发生强直收缩（平台期的存在使心肌有效不应期特别长）；心肌收缩依赖外源性Ga2+
2、影响收缩性因素
血浆中Ga2+浓度：一定范围内Ga2+增加，收缩性增强
神经体液因素：交感神经和儿茶酚胺促进作用；副交感神经抑制作用

三、体表心电图（15分钟）
AP：单个心肌cell的电活动。细胞水平（细胞内记录）
心电图：一个心动周期中整个心脏电活动，反映整个心脏许多心肌电活动的综合，包括了心脏兴奋的产生，传导和恢复过程。器官水平（细胞外记录）

（一）各波意义
1、P波：两心房去极化过程的电位变化。
2、QRS波：两心室去极化过程的电位变化。
3、T波：两心室复极化过程的电位变化。
（二）两个间期意义
1、PR间期：P波开始 → QRS波开始。
心房开始兴奋 → 心室开始兴奋的时间
2、QT间期：QRS波开始→ T波结束。
心室去极化和复极化的总时间。
（三）两个段的意义
1、PR段：P波结束—QRS波开始，兴奋从心房传到心室的时间。兴奋通过结区传导非常缓慢，电位变化非常微弱，一般记录不出来
2、ST段：QRS波结束—T波开始，心室全部去极化，都处于AP的平台期，各部分之间无电位差存在。

小结：（5分钟）
1、 心室肌细胞和窦房结AP的特点和区别
2、 心肌细胞的电生理特性及其影响因素
3、 心电图各波、段、间期的生理意义

预习思考题：心脏泵血过程

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