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1、第四章第四章 血液循环血液循环 第第一节一节第一页，本课件共有28页心肌细胞的类型心肌细胞的类型工作细胞工作细胞普通心肌细胞，无自律性自律细胞自律细胞组成心脏的特殊传导系统，自动发生节律性兴奋性（excitability）传导性（conductivity）收缩性（contractility）自律性（autorhythmicity）收缩功能收缩功能产生和传导兴奋，产生和传导兴奋，控制心脏的节律性控制心脏的节律性第二页，本课件共有28页心心肌细胞的动作电位的形成机制肌细胞的动作电位的形成机制工作细胞：心室肌细胞工作细胞：心室肌细胞自律细胞：浦肯野细胞自律细胞：浦肯野细胞+窦房结细胞窦房结细胞心肌的
2、电生理特性心肌的电生理特性兴奋性：影响因素兴奋性：影响因素+周期性变化周期性变化自动节律性：窦房结自动节律性：窦房结+影响因素影响因素传导性：兴奋传播的途径，特点传导性：兴奋传播的途径，特点+影响因素影响因素心电图心电图一、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制一、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制1.工作细胞2.自律细胞心脏不同部位的心肌细胞的跨膜电位有明显的区别。细胞膜两側的离子浓度差、电位差为形成跨膜电位。第三页，本课件共有28页心室肌细胞u静息电位（resting potential,RP）：l约-90mVl细胞膜对不同离子的通透性和跨膜浓度差有关。心肌细胞膜对K+的通透性高表表4 4-1 1 心
3、肌细胞中各种主要离子的浓度及平衡电位心肌细胞中各种主要离子的浓度及平衡电位 浓度（浓度（mmol/Lmmol/L）离离子子 细胞内液细胞内液 细胞外液细胞外液 比值比值 平衡电位（平衡电位（mVmV）（由（由 NernstNernst 公式计算）公式计算）NaNa+1010 145145 1 114.514.5 +70+70 K K+140140 4 4 35351 1 -9494 CaCa2+2+1010-4 4 2 2 1 1:2000020000 +132+132 ClCl-9 9 104104 1 1 11.511.5 -6565 第四页，本课件共有28页心室肌细胞u动作电位（acti
4、on potential,AP）：l明显不同于骨骼肌和神经细胞的动作电位。u静息电位（resting potential,RP）：l约-90mVl细胞膜对不同离子的通透性和跨膜浓度差有关。心肌细胞膜对K+的通透性高第五页，本课件共有28页0期（去极化过程）u过程：l刺激部分Na+通道开放，少量Na+内流部分去极化l去极化达到阈电位更多Na+通道开放，再生性Na+内流膜电位+30mVp去极化到0mV左右时，Na+通道开始失活而关闭特征：0期，Na+通道开放和失活关闭的速度很快，为快通道。开放时间为1ms去极化快，因此心室肌细胞为快反应细胞。（心房肌、浦肯野细胞 等）；快反应细胞的动作电位称为快反
5、应动作电位第六页，本课件共有28页1期（快速复极初期）u过程：l快Na+通道已经失活，Na+内流终止l一过性外向离子流（Ito），复极到2期的电位水平。pIto通道在电位-40mV时激活，开放510ms;主要成分为K+特征：复极化速度快，迅速从+30mV降到0mV左右。与0期合称峰电位。第七页，本课件共有28页2期（平台期）u过程：lL型Ca2+通道：-40mV时激活，慢通道l早期：外向电流（K+外流）=内向电流（Ca2+内流），膜电位0mVl晚期：外向电流内向电流，差随时间推移而增强 第八页，本课件共有28页3期（快速复极末期）u过程：lL型Ca2+通道失活，Ca2+内流停止lK+外向电流（
6、Ik）进一步增加l3期末，Ik1激活，K+外流愈快，复极加快。从从0期去极化开始到期去极化开始到3期复极化完毕的时间为期复极化完毕的时间为动作电位的时程，耗时动作电位的时程，耗时200300ms。第九页，本课件共有28页4期（静息期）u特征：l膜电位基本维持在静息电位水平l离子的跨膜转运活跃进行，恢复动作电位期间造成的细胞内外离子分布的改变u过程：l钠-钾泵（排3个Na+到胞外，摄入2个K+到胞内，消耗1个ATP）；产生外向电流lNa+-Ca2+交换体（3个Na+到胞内时交换1个Ca2+到胞外）；产生内向电流lCa2+泵（Ca2+-ATP酶）；产生外向电流原发性主动转运原发性主动转运继发性主动
7、转运继发性主动转运第十页，本课件共有28页心房肌细胞u心房肌细胞也是工作细胞u动作电位的形状与心室肌细胞的相似u区别：动作电位时程150ms，可能与心房肌的细胞膜对K+的较大的通透性有关第十一页，本课件共有28页本次内容本次内容u心肌细胞的动作电位的形成机制l工作细胞：心室肌细胞l自律细胞：浦肯野细胞+窦房结细胞u心肌的电生理特性l兴奋性：影响因素+周期性变化l自动节律性：窦房结+影响因素l传导性：兴奋传播的途径，特点+影响因素u心电图第十二页，本课件共有28页自律细胞的跨膜电位u与工作细胞的跨膜电位的最大区别在4期。l工作细胞：基本稳定l自律细胞：4期自动缓慢去极化达到阈电位，引发新的动作电
8、位；称为4期自动去极化p4期自动去极化是自动节律性兴奋的基础p4期的净内向电流：u内向电流逐渐增强；u外向电流逐渐减弱；u二者兼有第十三页，本课件共有28页浦肯野细胞u过程：0，1，2，3，4期；l4期的离子机制：外向电流Ik和内向电流IfpIk通道0期开始开放，3期复极化至-60mV 时开始关闭，最大复极电位时接近完全关闭；对4期作用不大pIf通道：Na+负载的内向电流；-60mV 开始被激活；-100mV完全被激活；去极化到-50mV 关闭第十四页，本课件共有28页窦房结细胞窦房结细胞u慢反应自律细胞u跨膜电位的特点：1.最大复极电位和阈电位的绝对值均小于浦肯野细胞2.0期去极化幅度小，时
9、程较长，去极化速率较慢3.没有明显的1期和2期4.4期去极化速度快于浦肯野细胞第十五页，本课件共有28页0 0期（去极化过程）期（去极化过程）u自动去极化到阈电位时，L型Ca2+通道被激活，Ca2+内流，导致去极化u由慢Ca2+通道开放引起缓慢去极化的心肌细胞，称为慢反应细胞u此种动作电位为慢反应动作电位第十六页，本课件共有28页3 3期（复极化过程）期（复极化过程）u0期去极化到0mV左右时，L型Ca2+通道逐渐失活关闭，Ca2+内流减少u0期去极化时Ik激活开放，K+外流u内向电流ICa+外向电流IK第十七页，本课件共有28页4 4期（自动去极化）期（自动去极化）u外向电流减弱，内向电流增
10、强lIk：Ik通道在复极化接近最大复极电位时开始关闭，外流减少lIf：最大复极电位-70mV，If激活缓慢，作用不大lICa-T：T型Ca2+通道，去极化到-50mV时激活开放，引起少量Ca2+内流第十八页，本课件共有28页本次内容本次内容u心肌细胞的动作电位的形成机制l工作细胞：心室肌细胞l自律细胞：浦肯野细胞+窦房结细胞u心肌的电生理特性l兴奋性：影响因素+周期性变化l自动节律性：窦房结+影响因素l传导性：兴奋传播的途径，特点+影响因素u心电图心肌的电生理特性心肌的电生理特性1.兴奋性2.自动节律性3.传导性第十九页，本课件共有28页概念：细胞在受到刺激时产生兴奋的能力概念：细胞在受到刺激
11、时产生兴奋的能力指标：阈值指标：阈值1.1.影响兴奋性的因素影响兴奋性的因素1.静息电位或最大复极电位水平兴奋性兴奋性兴奋性兴奋性第二十页，本课件共有28页1.1.影响兴奋性的因素影响兴奋性的因素1.静息电位或最大复极电位水平2.阈电位水平3.静息电位或最大复极电位水平4.阈电位水平5.引起0期去极化的离子通道的性状：静息、激活、失活三种功能状态u静息状态下，才能被激活；失活状态下不可被激活u失活的通道要在膜电位到静息电位（完全复极）水平时恢复到静息状态，称为复活。u静息状态下的离子通道数越多，兴奋性越高；反之亦然。第二十一页，本课件共有28页2.2.兴奋性的周期性变化兴奋性的周期性变化-55
12、mV-80 mV-90 mV不能产生任何程度的去极化反应不能产生任何程度的去极化反应兴奋性完全丧失兴奋性完全丧失可产生局部的去极化反应可产生局部的去极化反应无兴奋性无兴奋性-60mV兴奋性低于正常兴奋性低于正常阈上刺激可产生动作电位阈上刺激可产生动作电位兴奋性高于正常兴奋性高于正常第二十二页，本课件共有28页本次内容本次内容l心肌细胞的动作电位的形成机制p工作细胞：心室肌细胞p自律细胞：浦肯野细胞+窦房结细胞u心肌的电生理特性l兴奋性：影响因素+周期性变化l自动节律性：窦房结+影响因素l传导性：兴奋传播的途径，特点+影响因素u心电图u心肌始终做收缩和舒张相交替的活动u心肌始终做收缩和舒张相交替
13、的活动u期前兴奋/期前收缩；代偿性间歇第二十三页，本课件共有28页（二）自动节律性（二）自动节律性u概念：心肌组织在无外来刺激下，发生节律性兴奋的特性称为自动节律性u指标：l频率l时间分布规则性u各种心肌的自律性频率l窦房结细胞：100次/分钟l末梢浦肯野细胞纤维网：25次/分钟l房室交界：50次/分钟l房室束：40次/分钟第二十四页，本课件共有28页1.1.心脏的起搏点心脏的起搏点u窦房结控制潜在起搏点的方式：l抢先占领：潜在起搏点4期去极化未达到阈电位前，受到窦房结传来的兴奋而产生动作电位l超速驱动压抑：自律细胞受到高频的刺激时，按外来刺激的频率发生兴奋，称为高速驱动；外来刺激停止后，自律
14、细胞需要一段静止期后才逐渐恢复自律性的现象u最大复极电位与阈电位之间的差距l二者之间差异小，自动兴奋的频率增高；反之亦然u4期自动去极化的速度l去极化速率加快，自动兴奋的频率增高；反之亦然u心肌细胞的动作电位的形成机制l工作细胞：心室肌细胞l自律细胞：浦肯野细胞+窦房结细胞u心肌的电生理特性l兴奋性：影响因素+周期性变化l自动节律性：窦房结+影响因素l传导性：兴奋传播的途径，特点+影响因素u心电图u影响自律性的因素第二十五页，本课件共有28页（三）传导性（三）传导性u概念：传导兴奋的能力u心脏内兴奋传播的基础：缝隙连接u兴奋传播：l途径：窦房结右心房和左心房房室交界区房室束，左右束浦肯野纤维网
15、心室l速度：1.房室交界区：慢；房室延搁2.普通心房肌，较慢；优势传导通路，较快3.心室内组织：快第二十六页，本课件共有28页决定和影响传导性的因素u结构因素：l心肌细胞的直径l缝隙连接数量和功能u生理因素：l心肌细胞电生理特性是决定和影响传导性的主要因素p0期去极化的速度p邻近未兴奋部位膜的兴奋性 u心肌细胞的动作电位的形成机制l工作细胞：心室肌细胞l自律细胞：浦肯野细胞+窦房结细胞u心肌的电生理特性l兴奋性：影响因素+周期性变化l自动节律性：窦房结+影响因素l传导性：兴奋传播的途径，特点+影响因素u心电图p 第二十七页，本课件共有28页体表心电图u心电图心电图(electrocardiogram,ECG):反映了心脏兴奋的产反映了心脏兴奋的产生、传导和恢复过程中的生物电变化。生、传导和恢复过程中的生物电变化。u心肌细胞的动作电位的形成机制l工作细胞：心室肌细胞l自律细胞：浦肯野细胞+窦房结细胞u心肌的电生理特性l兴奋性：影响因素+周期性变化l自动节律性：窦房结+影响因素l传导性：兴奋传播的途径，特点+影响因素u心电图第二十八页，本课件共有28页