心肌细胞的电生理特性.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,.,*,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,.,*,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,.,*,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,.,*,心肌细胞的电生理特性,北京大学人民医院,王立群,.,心肌细胞的电生理特性,兴奋性,excitability,自律性,autorhythmicity,传导性,contuctivity,.,（一）心肌细胞的兴奋性,兴奋性,细胞在受到,刺激时产生,兴奋,的能力。,（,动作电位,）,动作电位,阈电位,静息电位,.,动作电位,阈电位,静息电位,1.影响心肌细胞兴奋性的影响因素,兴奋性的高低,用,刺激的阈值,来表示。,阈值高,兴奋性低,阈值低,兴奋性高,细胞,兴奋,包括两个,过程,：,从,静息电位,去极化达到,阈电位,Na,+,（Ca,+,）通道激活,产生0,相去极化，形成动作电位,影响这两个过程的因素都会影响细胞的兴奋性,静息电位水平,阈电位水平,Na,+,/Ca,+,通道的状态,.,阈电位,静息电位,（1）静息电位水平,静息电位,（或自律细胞的,最大舒张电位,）,与阈电位之间的,距离,是决定刺激阈值的重要因素。,在阈电位不变的情况下，,静息电位增大（膜超极化），,所需刺激阈值增大,兴奋性降低,静息电位减小，,所需刺激阈值减小,兴奋性升高,.,阈电位,静息电位,在静息电位（RP）不变的情况下，,阈电位水平降低，,与RP间距减小,所需刺激阈值减小,兴奋性升高,阈电位水平升高，,与RP间距增大,所需刺激阈值增大,兴奋性降低,（2）阈电位水平,.,（3）Na,+,通道的状态：,Na,+,通道的三种状态：激活、失活、备用,静息电位,90 mV,备用,阈电位,70 mV,激活,除极,-,复极过程,0mV,55 mV,失活,.,静息电位,90 mV,备用,阈电位,70 mV,激活,除极,-,复极过程,0mV,55 mV,禁用,Na,+,通道处于何种状态，取决于当时,膜电位,水平和,时间,进程，即,Na,+,通道的激活、失活和复活具有,电压依从性,和,时间依从性,。,细胞膜上大部分,Na,+,通道处于备用状态,，,（3）Na,+,通道的状态：,是心肌细胞具有,兴奋性的前提,。,.,当膜电位处于正常静息电位（,90 mV,）时，,Na,+,通道处于,备用状态,，可在刺激作用下被激活。,膜 电 位,.,当膜电位从,90 mV,去极化达阈电位,(,70 mV,),时，,Na,+,通道几乎全部被激活,膜 电 位,.,去极化后,Na,+,通道很快（,数,ms,内,）全部失活，处于失活状态的,Na,通道不能再次被激活,膜 电 位,.,随着时间的推移，一直要等到膜电位复极重新达到,-,90 mV,时，,Na,+,通道才全部恢复至备用状态。,膜 电 位,.,2.心肌细胞兴奋性的周期性变化,（,1,）绝对不应期,（,2,）有效不应期,（,3,）相对不应期,（,4,）超常期,.,2.心肌细胞兴奋性的周期性变化,（,1,）绝对不应期,（,2,）有效不应期,（,3,）相对不应期,（,4,）超常期,心肌细胞兴奋后不能立即产生第二次兴奋的特性,不应性,.,2.心肌细胞兴奋性的周期性变化,（,1,）绝对不应期,（,2,）有效不应期,（,3,）相对不应期,（,4,）超常期,不应性,表现为,可逆的,、,短暂的,兴奋性缺失或极度下降,.,（1）绝对不应期和有效不应期,绝对不应期：,0相3相的,55mV,，兴奋性=0,有效不应期：,在3相的,55mV,60 mV,，兴奋性有所恢复，强刺激可以使局部膜产生较小的去极化，但不能形成动作电位（,局部反应期,）。,从,0相,60 mV,刺激不产生AP,有效不应期,膜电位,绝对不应期,有效不应期,.,（1）绝对不应期和有效不应期,绝对不应期：,0相3相的,55mV,，兴奋性=0,有效不应期：,在3相的,55mV,60 mV,，兴奋性有所恢复，强刺激可以使局部膜产生较小的去极化，但不能形成动作电位（,局部反应期,）。,从,0相,60 mV,刺激不产生AP,有效不应期,膜电位,绝对不应期,有效不应期,有效不应期,包括：,绝对不应期,与,局部反应期,.,（2）相对不应期,当膜电位复极到,60,80 mV,，用阈上强刺激才能产生动作电位此期产生的,AP,复极时程短，不应期亦短，易导致心律失常,.,（3）超常期,复极至膜电位,8090mV,略低于正常阈值的刺激即可产生动作电位，兴奋性高于正常,超常期,由于Na,+,通道开放能力仍未恢复正常，产生的动作电位的0相,除极幅度和速度、兴奋传导的速度,都低于,正常,超常期,RRP,-,mV,.,绝对不应期,有效不应期,相对不应期,超常期,（,4,）应激期,复极过程完毕，膜电位恢复正常静息水平，兴奋性也恢复至正常水平3.,兴奋性变化与心肌收缩活动的关系,mV,心肌有效不应期特别长,(,约,200,300ms,),，相当于心肌收缩活动的,整个收缩期及舒张期早期,。此期间，任何刺激均不发生兴奋和收缩。,意义：,心肌不发生完全强直收缩，保持心脏收缩与舒张交替的节律活动，使心脏泵血功能得以完成。,.,心肌动作电位与张力 骨骼肌动作电位与张力,.,自律性的定义：,在没有外来刺激的条件下，心肌能自动地、按一定节律发生兴奋的能力，称为自动节律性,(auto-rhythmicity,，简称自律性,),。心肌的自律性起源于心肌细胞本身。,（二）心肌细胞的自律性,衡量自律性的指标：,单位时间内自动产生兴奋的次数、规则性1.心肌细胞自律性的等级,生理情况下，,心脏的自律性来源于特殊传导系统的自律细胞。,病理情况下，,非自律细胞的心房肌细胞和心室肌细胞也可能表现自律性。,各部位的自律性有等级差别：,窦房结最高（约,100次/分）,房室交界居中（约50次/分）,希氏束、左右束支(约40次/分),浦肯野纤维最低（约25次/分）,.,正常起搏点：,窦房结的自律性最高，心脏按窦房结的节律活动，。,潜在起搏点：,窦房结以外的其他自律组织并不表现出其自身的自律性，只起兴奋传导作用，故称之为潜在起搏点。,2.心脏的起搏点,正常情况下,:,心脏整体只能由一个起搏点主宰,.,窦房结（正常起搏点）控制心律的机制,抢先占领,preoccupation,)：,窦房结兴奋驱动,潜在起搏点的兴奋不,易出现。,超速驱动抑制,（,overdrie suppression,):,长期超速驱动,潜在起搏点被抑制,窦房结驱动中断,潜在起搏点恢复自身,节律,窦性心律：,由窦房结为起搏点的心脏节律性活动,异位心律：,以窦房结以外的部位为起搏点的,心脏节律性活动,.,阈电位,3.,影响自律性的因素,凡是具有,4,相自动除极特性的细胞称为,自律细胞,4,相自动除极速度,最大舒张电位水平,阈电位水平,.,阈电位,3.,影响自律性的因素,自律细胞复极,4,相所达到的最大膜电位,称为,最大复极电位,（或,最大舒张电位,）,4,相自动除极速度,最大舒张电位水平,阈电位水平,.,（,1,）,4,相自动除极速度,4,相自动除极速度,快,到达阈电位时间短,自律性,4,相自动除极速度,慢,到达阈电位时间长,自律性,受体激活：,内向电流,I,f,，4,相自动除极加快，,自律性升高，,HR,。,.,最大舒张电位,上移,到达阈电位时间短,自律性,（,2,）最大舒张电位,最大舒张电位,下移,到达阈电位时间长,自律性,迷走神经兴奋：,K,+,外流,，最大舒张电位增大，,自律性降低，心率,。,.,阈电位水平,下移,自动除极达到阈电位快,自律性,（,3,）阈电位水平,阈电位水平,上移,达到阈电位慢,自律性,.,（三）心肌细胞的传导性,心肌细胞某处发生兴奋后，“,局部电流,”能沿细胞膜扩布到整个细胞，而且可通过,缝隙连接,传布到相邻的心肌细胞，从而引起整块心肌兴奋，这种特性被称为心肌细胞的,传导性,。,.,心肌细胞的结构,窦房结,闰盘,桥粒,线粒体,细胞核,缝隙连接,.,心房与心室之间有纤维环相隔，所以整个心脏可以看成是,心房、心室,两个,“,功能合胞体,”。,心脏,功能性合胞体,心肌细胞间闰盘上缝隙连接为低电阻通道，,局部电流,可以通过闰盘传到另一个心肌细胞，从而引起整块心肌的兴奋和收缩。所以心肌细胞在结构上虽然互相隔开，但在功能上却如同一个细胞，即心肌是,功能性合胞体,。,.,1,）心肌细胞间的直接电传递,2,）,特殊传导系统,的有序传播,1.,心脏内兴奋传导途径,窦房结,心房肌,心房优势传导束,房室交界,希氏束,左、右束支,左、右心房,浦肯野纤维网,左、右心室,0.4m/s,0.06s,0.02m/s,0.1s,2m/s,4m/s,1m/s,0.06s,.,1,）,房室交界区传导很慢,(0.02m/s),，兴奋通过房室交界区的传导需延迟一段时间,(0.1s),，称为,房室延搁,。,2.,心脏内兴奋传导的特点及意义,生理意义,：使心室在心房收缩之后才开始收缩，,不会发生房室同时收缩重叠,现象，保证心室血液充盈及泵血功能的完成,缺点：,易发生,房室传导阻滞,.,2）,浦肯野纤维传导速度最快,（4 m/s）,生理意义：,保证,心室同步兴奋和收缩，有利于心室射血,。,窦房结的兴奋传导心肌各部所需时间,2.,心脏内兴奋传导的特点及意义,.,1.,结构因素：兴奋传导速度与细胞直径呈正变关系。,2.,生理因素,（,1,）动作电位,0,期除极速度和幅度,0,期除极速度快 局部电流形成快,0,期除极幅度大,与未兴奋部位,局部电流强,之间的电位差大,传导速度,影响传导性的因素,.,例:,浦肯野细胞 0期除极速度快、幅度大 传导速度快,房室交界 0期除极速度慢、幅度小 传导速度慢,.,（,2,）邻近部位膜的兴奋性取决于：,静息电位和阈电位水平的差距：,邻近部位的兴奋性,(即膜电位和阈电位的差距小),传导速度,离子通道性状：,兴奋落在通道处于失活状态的。,A、有效不应期内，传导阻滞,B、相对不应期或超常期，传导减慢,.,临床意义：相对不应期出现的期外兴奋的 AP，因传导慢，故可形成折返 （reentry），诱发心律失常。,.,总结,:,心肌细胞的生理特性,1.,兴奋性,2.,自律性,3.,传导性,4.,收缩性,心肌的机械特性,特点,:,（,1,）对细胞外液的,Ca,2+,依赖性强,（,2,）心肌收缩的“全或无”现象,（,3,）不发生强直收缩,心肌电生理特性,心肌生理特性,.,