心肌的电生理特性.ppt

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1、第六章第六章 循环系统的结构与功能循环系统的结构与功能l循环系统的组成和结构循环系统的组成和结构l心肌细胞的生物电现象心肌细胞的生物电现象l心肌的生理特性及其影响因素心肌的生理特性及其影响因素l心脏的泵血过程和心输出量的调节心脏的泵血过程和心输出量的调节l动脉血压的形成及其影响因素动脉血压的形成及其影响因素l心血管活动的调节心血管活动的调节l冠脉循环的特点冠脉循环的特点 血液循环：血液循环：(F)血液在循环系统中按一定方向周而复始地流动。血液在循环系统中按一定方向周而复始地流动。心血管系统的组成：心血管系统的组成：（F F）心脏心脏动力器官动力器官（F）血管血管输送血液的管道输送血液的管道心血

2、管系统的功能心血管系统的功能 血液循环（物质运输）血液循环（物质运输）维持内环境稳态维持内环境稳态 内分泌（心房钠尿肽、内皮舒张因子）内分泌（心房钠尿肽、内皮舒张因子）心脏结构心脏结构(F)(F)腱索乳头肌 乳头肌 三尖瓣右心房左心房肺的半月瓣二尖瓣下腔静脉上腔静脉主动脉肺动脉干室间隔室间隔血液循环血液循环心肌细胞的生物电现象心肌细胞的生物电现象二二.心肌细胞的跨膜电位及形成机制心肌细胞的跨膜电位及形成机制一一.心肌细胞的分类心肌细胞的分类自律细胞：自律细胞：窦房结窦房结P P细胞、浦肯野细胞等细胞、浦肯野细胞等 （兴奋性、传导性、自律性兴奋性、传导性、自律性 ）工作细胞（非自律细胞）：工作细

3、胞（非自律细胞）：心房、心室肌心房、心室肌 （兴奋性、传导性、收缩性（兴奋性、传导性、收缩性 ）心肌细胞按心肌细胞按0 0期去极化速度分类：期去极化速度分类：快反应细胞快反应细胞（NaNa+内流）内流）慢反应细胞慢反应细胞 （CaCa2+2+内流）内流）心肌细胞按有无自律性分类心肌细胞按有无自律性分类 (F)(F)自律细胞自律细胞 非自律细胞非自律细胞快反应细胞快反应细胞 房室束浦肯野细胞房室束浦肯野细胞 心房、心室肌细胞心房、心室肌细胞慢反应细胞慢反应细胞 窦房结、房结区窦房结、房结区 结区细胞结区细胞 结希区细胞结希区细胞-9001234心房肌细胞心房肌细胞心室肌细胞心室肌细胞03124浦

4、肯野细胞浦肯野细胞034窦房结细胞窦房结细胞房结区细胞房结区细胞结希区细胞结希区细胞-701.1.静息电位静息电位 静息电位：静息电位：-90 mv-90 mv 机制：机制：K K+外流外流一、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（一）工作细胞跨膜电位及其离子机制（一）工作细胞跨膜电位及其离子机制2.2.动作电位动作电位:分五时相分五时相（1）去极化过程（）去极化过程（0期）期）F：-90 mV +30mV，机制：机制：Na+内流内流 Na+通道是快通道通道是快通道 +30 mV 0 mV机制：机制

5、：K+外流外流（2）复极化过程）复极化过程(1期期)：3期：期：0 mV -90 mV 机制：机制：K+外流外流2期（平台期）：期（平台期）：0 mV左右，左右，约约100-150 ms。机制：机制：K+外流外流 Ca2+内流内流 机制：机制：Na+-K+泵泵 Na+-Ca2+交换体交换体 Ca2+泵泵（2 2）复极化过程）复极化过程4期（静息期）：期（静息期）：-90 mV AP动画参与心室肌AP的主要三种通道Sodium channelSodium channelPotassium channelPotassium channelCalcium channelCalcium channel

6、1期-K外流2期-K外流，Ca内流3期-K外流4期-Na-K，Na-Ca交换AP动画0 期期 Na+内流内流 (快快Na+通道通道)1 期期 K+外流外流 (Ito通道通道)2 期期 Ca2+内流内流 (慢慢Ca2+通道通道)K+外流外流 (IK,IK1通道通道)3 期期 K+外流外流 (IK,IK1通道通道)4 期期 Na+-K+交换交换 (Na+-K+泵泵)Na-Ca2+交换交换 (Na-Ca2+交交换体换体)心室肌纤维心室肌纤维(快反应细胞快反应细胞)的的AP的离子机制总的离子机制总结结 自律细胞产生自律性的基础：自律细胞产生自律性的基础：4期自动去极化期自动去极化 （二）自律细胞的跨膜

7、电位及其形成机制（二）自律细胞的跨膜电位及其形成机制 1.窦房结细胞：慢反应自律细胞窦房结细胞：慢反应自律细胞 跨膜电位特点跨膜电位特点(F)：跨膜电位特点：跨膜电位特点：由由0期、期、3期、期、4期组成，没有期组成，没有1期和期和2期。期。最大复极电位（最大复极电位（-70mV）和阈电位绝对和阈电位绝对 值小（值小（40 mV）。）。0期去极速度慢、幅度小，比浦肯野细胞慢。期去极速度慢、幅度小，比浦肯野细胞慢。4期自动去极速度比浦肯野氏纤维快期自动去极速度比浦肯野氏纤维快4 4 期：期：K+外流逐渐减少外流逐渐减少 Na+内流逐渐增加内流逐渐增加 Ca2+内流内流 3 3 期：期：K+外流外

8、流0 0 期：期：Ca2+内流内流（慢（慢Ca2+通道）通道）窦房结细胞跨膜电位形成机制：窦房结细胞跨膜电位形成机制：(F)(F)2.浦肯野细胞浦肯野细胞 ：快反应自律细胞：快反应自律细胞 4期缓慢自动去极化离子机制：期缓慢自动去极化离子机制：K+外流逐渐衰减外流逐渐衰减 Na+内流逐渐增强内流逐渐增强（为主）为主）0、1、2、3期的形态及离子机制与心室肌相似期的形态及离子机制与心室肌相似二、心肌细胞生理特性二、心肌细胞生理特性兴奋性兴奋性自律性自律性传导性传导性心肌细胞心肌细胞生理特性生理特性心肌细胞心肌细胞电生理特性电生理特性收缩性收缩性 机械特性机械特性（一）兴奋性（一）兴奋性兴奋性：兴

9、奋性：心肌细胞受内部或外来适当强度刺心肌细胞受内部或外来适当强度刺激时，能进行除极和复极，产生动作电激时，能进行除极和复极，产生动作电位的能力位的能力 判断标准判断标准阈值阈值兴奋性兴奋性阈值阈值1 1心肌细胞兴奋性周期变化心肌细胞兴奋性周期变化 相对不应期相对不应期-80mV 超常期超常期-90mV 有效不应期有效不应期-60mV 绝对不应期绝对不应期-55mV分期分期分期分期 对应于对应于对应于对应于ApApApApNaNaNaNa通道通道通道通道 兴奋性兴奋性兴奋性兴奋性绝对不应期绝对不应期-90mv-90mv-55mv-55mv（0 0、1 1、2 2期及期及3 3期初段期初段）失活失

10、活 0 0 局部反应期局部反应期窦房结窦房结:窦性节律窦性节律-55mv55mv-60mv-60mv开始复活开始复活很强很强 局部反应局部反应相对不应期相对不应期 -60mv-60mv-80mv -80mv 逐渐复活逐渐复活 阈上阈上ApAp超常期超常期 -80mv-80mv-90mv -90mv 接近备用接近备用阈下阈下ApAp心肌细胞兴奋性周期变化心肌细胞兴奋性周期变化特点：持续时间特别长特点：持续时间特别长意义意义：不会发生完全强直收缩：不会发生完全强直收缩从去极从去极0 0期到复极至期到复极至-60mv-60mv，不能产生，不能产生ApAp有有效效不不应应期期影响兴奋性的因素影响兴奋性

11、的因素 静息电位水平：静息电位水平：绝对值越大，与阈电位差值越大，绝对值越大，与阈电位差值越大，引起兴奋所需刺激越大，兴奋性越低；引起兴奋所需刺激越大，兴奋性越低；阈电位：阈电位：越上移，与静息电位差值越大，兴奋性越上移，与静息电位差值越大，兴奋性越低；越低；0期去极化的离子期去极化的离子通道性状：通道性状：是否处于备用状态是否处于备用状态(Na)时间、电压依从性时间、电压依从性备用状态、激活、失活：备用状态、激活、失活：Na通道改变通道改变activation gateinactivation gatem闸门闸门h闸门闸门静息电位水平：静息电位水平：-90mV备用状态备用状态m关，关，h开开

12、Na无法进入细胞无法进入细胞阈电位水平：阈电位水平：-70mV激活状态激活状态m开，开，h开开Na进入细胞进入细胞除极电位水平：除极电位水平：-50mV失活状态失活状态m开，开，h关关Na无法进入细胞无法进入细胞通道蛋白性状通道蛋白性状兴奋性兴奋性是否产生兴奋是否产生兴奋兴奋性周期兴奋性周期备用状态备用状态正常正常阈刺激或阈上刺激阈刺激或阈上刺激可以产生兴奋可以产生兴奋失活失活缺失缺失无论多大刺激无论多大刺激均不产生兴奋均不产生兴奋绝对不应期绝对不应期复复活活过过程程恢复程度低恢复程度低低低较大的刺激较大的刺激可以产生兴奋可以产生兴奋相对不应期相对不应期接近备用状态接近备用状态趋于正常趋于正常

13、兴奋性周期变化的机制兴奋性周期变化的机制心肌细胞兴奋性周期与收缩关系心肌细胞兴奋性周期与收缩关系 有效不应期对应心有效不应期对应心肌收缩和舒张早期肌收缩和舒张早期 无复合收缩，不产无复合收缩，不产生强直收缩，生强直收缩，保证心脏交替舒缩保证心脏交替舒缩期前收缩与代偿间隙期前收缩与代偿间隙收缩期、舒张早期：收缩期、舒张早期：有效不应期之内，任何刺有效不应期之内，任何刺激都不产生兴奋，不发生收缩激都不产生兴奋，不发生收缩正常情况：正常情况：窦性节律下收缩舒张窦性节律下收缩舒张舒张中、晚期：舒张中、晚期：有效不应期之后，额外的刺有效不应期之后，额外的刺激，引起期前兴奋，发生期前收缩激，引起期前兴奋，

14、发生期前收缩代偿间歇：代偿间歇：期前收缩之后一次较长的心舒期，期前收缩之后一次较长的心舒期，窦房结正常刺激恰好在期前兴奋的有效窦房结正常刺激恰好在期前兴奋的有效不应期之内不应期之内（二）心肌细胞自律性（二）心肌细胞自律性自动节律性：自动节律性：心肌细胞在无外来刺激时自动发生心肌细胞在无外来刺激时自动发生节律性兴奋的能力或特性，即自律性。节律性兴奋的能力或特性，即自律性。（窦房结、房室交界、房室束及分支）（窦房结、房室交界、房室束及分支）判定标准：判定标准：单位时间内自动发生兴奋的次数单位时间内自动发生兴奋的次数节律性高低不等节律性高低不等窦房结窦房结100次次/分分房室交界房室交界4060次次

15、/分分浦肯野细胞浦肯野细胞1540次次/分分窦性节律窦性节律(F)最高起博点最高起博点窦性节律，正常起博点（潜在起博点，异位节律）窦性节律，正常起博点（潜在起博点，异位节律）窦房结控制的机制：窦房结控制的机制：（1）抢先占领：）抢先占领：潜在起博点受窦房结兴奋产生动作电位，潜在起博点受窦房结兴奋产生动作电位，仅发挥传导兴奋作用；仅发挥传导兴奋作用；（2）超速驱动压抑：）超速驱动压抑：潜在起博点自身节律被压抑，与两潜在起博点自身节律被压抑，与两者频率差呈正相关，差别越大，压抑程度越大者频率差呈正相关，差别越大，压抑程度越大影响自律性的因素影响自律性的因素 4期自动除极速度期自动除极速度 最大复极

16、电位最大复极电位 阈电位阈电位自动除极速度对自律性影响自动除极速度对自律性影响4 4期自动期自动除极速度除极速度自动除极到达自动除极到达阈电位时间阈电位时间单位时间内单位时间内产生兴奋产生兴奋自律性自律性短短高高快快多多A慢慢长长少少低低B最大复极电位对自律性影响最大复极电位对自律性影响与阈电位差值与阈电位差值短短高高高高多多小小A低低长长少少低低大大B最大复极最大复极电位水平电位水平自动除极到达自动除极到达阈电位时间阈电位时间单位时间内单位时间内产生兴奋产生兴奋自律性自律性短短高高低低多多A高高长长少少低低B阈电位水平对自律性影响阈电位水平对自律性影响阈电位阈电位自动除极到达自动除极到达阈电

17、位时间阈电位时间单位时间内单位时间内产生兴奋产生兴奋自律性自律性（三）心肌细胞传导性（三）心肌细胞传导性传导性：传导性：具有传导兴奋的能力，由特殊的传具有传导兴奋的能力，由特殊的传导系统完成导系统完成功能合胞功能合胞F F（同时兴奋，同时舒缩）（同时兴奋，同时舒缩）判定标准：判定标准：动作电位沿细胞膜传播的速度动作电位沿细胞膜传播的速度心肌细胞传导性特点心肌细胞传导性特点兴奋通过特殊传导系统的有序传播：兴奋通过特殊传导系统的有序传播：F2窦房结心房肌（优势传导通路，1 m/s）房室交界（0.02-0.05 m/s）房室束及左右束支浦肯野纤维（1.5-4 m/s）心室肌（0.5 m/s）各部分传

18、导速度不同：各部分传导速度不同：F F两个高速度区：两个高速度区：优势传导通路优势传导通路心房同时兴奋心房同时兴奋 浦肯野纤维网浦肯野纤维网心室同时兴奋心室同时兴奋一个低速度区：一个低速度区：房室交界处房室交界处房室延搁：房室延搁：房室交界处传导性低，房室交界处传导性低，兴奋通过房室交界处耗时兴奋通过房室交界处耗时0.1s，保，保证心室收缩在心房收缩之后，有利证心室收缩在心房收缩之后，有利于充盈和射血于充盈和射血心肌细胞传导性特点心肌细胞传导性特点影响传导性的因素影响传导性的因素 1 心肌细胞直径：心肌细胞直径：细胞直径与细胞内电阻呈反变关系，与速细胞直径与细胞内电阻呈反变关系，与速度呈正变；

19、度呈正变；直径越大，细胞电阻越小，局部电流越大，直径越大，细胞电阻越小，局部电流越大，传导速度越大；传导速度越大；浦肯野浦肯野 心房、心室肌心房、心室肌 结区结区影响传导性的因素影响传导性的因素 2 动作电位动作电位0 0期除极速度和幅度：期除极速度和幅度：快反应细胞（浦肯野、心房心室）快反应细胞（浦肯野、心房心室）慢反应细胞（窦房结）慢反应细胞（窦房结）0 0期除极速度越快期除极速度越快 形成局部电流越快形成局部电流越快 邻近未兴邻近未兴奋细胞除极速度加快奋细胞除极速度加快 传导速度传导速度 0 0期除极幅度越大期除极幅度越大 形成局部电流越强形成局部电流越强 与邻近未与邻近未兴奋细胞电位差

20、越大兴奋细胞电位差越大 除极速度加快除极速度加快 传导传导速度速度 影响传导性的因素影响传导性的因素 3 膜电位：膜电位：膜电位膜电位-90mV Na通道通道100开放，开放，内流内流迅速迅速膜电位膜电位-70mV Na通道通道50开放开放，内流缓慢，内流缓慢膜电位膜电位-50mV Na通道通道0开放开放，Na无法进入细胞无法进入细胞影响传导性的因素影响传导性的因素 4 邻近部位膜的兴奋性（离子通道性状）：邻近部位膜的兴奋性（离子通道性状）：备用状态备用状态 兴奋性高兴奋性高 除极速度、幅度高除极速度、幅度高 传导速度快传导速度快失活状态失活状态 兴奋性为零兴奋性为零 不能产生动作电位不能产生

21、动作电位 传导阻滞传导阻滞复活状态复活状态 兴奋性低兴奋性低 除极速度、幅度小除极速度、幅度小 传导速度慢传导速度慢离子对心肌生理特性的影响离子对心肌生理特性的影响 l血K+过高时（79mmol/L），心肌的兴奋性、自律性、传导性、收缩性都下降，表现为收缩力减弱，心动过缓和传导阻滞，严重时心搏可停止（停止于舒张期）。血浆中K+浓度过低时则可引起心肌兴奋性增加，传导性下降，超常期延长。-心律失常l血钙升高时，心肌收缩力加强，灌流液中Ca2+浓度过高，心跳停止于收缩状态。血Ca下降则心肌收缩力减弱。血Ca浓度对心肌收缩性的影响机制是由于Ca内流加速，AP期间进入胞内的Ca增快、增多，心肌收缩因而增

22、强。l胞外Na+浓度的轻微变化，对心肌影响不明显。当胞外Na+明显升高，快反应自律细胞的自律性、传导性升高、收缩性下降。这是由于快反应自律细胞4期、0期Na+内流增加所致，同时Na+内流的增加，将促进心肌细胞内Ca2+的外流，进而心肌细胞内Ca2+浓度降低，故心肌收缩减弱。三、三、体表心电图体表心电图P12*P P波波:代表心房去极化代表心房去极化,可向上可向上,倒置倒置,或呈双向或呈双向*QRSQRS波：波：代表左右心室去极化过程代表左右心室去极化过程*T T波：波：心室复极化过程心室复极化过程*P-RP-R间期：间期：兴奋由心房传至心室的时间兴奋由心房传至心室的时间*Q-TQ-T间期：间期

23、：心室兴奋到完全复极至心室兴奋到完全复极至RPRP的时间的时间*S-TS-T段：段：心室处于完全兴奋状态心室处于完全兴奋状态1.1.正常心电图的波形及意义正常心电图的波形及意义lP P 波的波型波的波型 正常向上的正常向上的 P P 波波顶部圆滑。顶部圆滑。P P 波的时限不超过波的时限不超过 0.11 0.11 秒，其振幅应小于秒，其振幅应小于 2.5 2.5 毫米。毫米。只要有一个导联的只要有一个导联的 P P 波超出正常范围，就代表波超出正常范围，就代表 P P 波有波有异常，提示心房有病变，若无异常，提示心房有病变，若无 P P 波常是节律问题。波常是节律问题。lP P R R 间期间

24、期l表示兴奋经过心房，房室结，房室束而达心室所需的时间。正常数值为 0.12 0.20 秒，婴儿及心跳较快者，P R 间期可较短。P R 间期延长常代表房室传导阻滞。本节主要内容及重点本节主要内容及重点心脏的结构及血液循环心脏的结构及血液循环心室肌细胞、窦房结细胞动作电位机制心室肌细胞、窦房结细胞动作电位机制心肌细胞电生理特性心肌细胞电生理特性各自影响因素各自影响因素012344-90mVK+(Ik1)Na+K+(Ik)K+(Ik)Ca2+(Ica-L)(Ica-L)3Na+2K+3Na+Ca2+细胞外细胞内除极过程 (1-2 ms)快速复极初期(10 ms)平台期(100-150 ms)快速复极末期(100-150 ms)静息期30 mV30 mV(If)F1 F2Na+(If)细胞外细胞内K+(Ik)034-40 mV-70 mV0 mVNa+(If)细胞外细胞内Ca2+K+K+CaCa2+2+(Ica-T)(Ica-T)(Ica-L)(Ica-L)(Ik)(F)P8(F)心肌闰盘心肌闰盘（F 模式图模式图 ）中间连接中间连接桥粒桥粒缝隙连接缝隙连接Z线线