心肌的生理特性课件.ppt
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- 心肌 生理 特性 课件
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1、第三节第三节 心肌的生理特性心肌的生理特性 心肌细胞的生理特性包括心肌细胞的生理特性包括自律性自律性、传导性传导性、兴兴奋性奋性和和收缩性收缩性。 其中其中自律性自律性、传导性传导性、兴奋性兴奋性是以心肌细胞膜是以心肌细胞膜的生物电活动为基础,故属心肌细胞的的生物电活动为基础,故属心肌细胞的电生理特性电生理特性。 收缩性收缩性则属心肌细胞的则属心肌细胞的机械特性机械特性。 1学习交流PPT一、心肌细胞的生理特性一、心肌细胞的生理特性 (一)、心肌的自律性(一)、心肌的自律性 概念概念:心脏在离体和脱离神经支配下,又无外心脏在离体和脱离神经支配下,又无外来刺激的情况下来刺激的情况下 ,仍能自动地
2、产生节律性兴奋和收,仍能自动地产生节律性兴奋和收缩的特性。缩的特性。 起源起源:心内特殊传导系统心内特殊传导系统 单位时间内自动产生兴奋的次数是衡量自律性高单位时间内自动产生兴奋的次数是衡量自律性高低的指标。低的指标。生理情况生理情况下,心肌的自律性来源于心脏下,心肌的自律性来源于心脏特殊传导系统的自律细胞,不同部位的自律细胞自特殊传导系统的自律细胞,不同部位的自律细胞自律性高低不一。律性高低不一。病理情况病理情况下,下,非自律细胞非自律细胞的心房肌的心房肌或心室肌也可能表现自律性。或心室肌也可能表现自律性。2学习交流PPT1 1、心脏的起搏点心脏的起搏点 心脏特殊传导系统的自律细胞均具有自律
3、性,但不同部位自律细心脏特殊传导系统的自律细胞均具有自律性,但不同部位自律细胞的自律性高低不同,其中胞的自律性高低不同,其中窦房结窦房结P P细胞细胞的自律性最高(的自律性最高(100100次次/ /分),分),房室交界房室交界(5050次次/ /分)和分)和房室束房室束(4040次次/ /分)及其分支次之,分)及其分支次之,浦肯野细胞浦肯野细胞的自律性最低(的自律性最低(2525次次/ /分)。分)。在在无神经支配无神经支配的情况下,窦房结的兴奋节律可达的情况下,窦房结的兴奋节律可达100100次分,通次分,通常整体内由于迷走神经的抑制作用,其自律性每分钟约常整体内由于迷走神经的抑制作用,其
4、自律性每分钟约7070次左右,次左右,由于由于窦房结窦房结自律性最高,它产生的节律性冲动按一定顺序传播,自律性最高,它产生的节律性冲动按一定顺序传播,引起其他部位的自律组织和心房、心室肌细胞兴奋,产生与窦房引起其他部位的自律组织和心房、心室肌细胞兴奋,产生与窦房结一致的节律性活动,因此结一致的节律性活动,因此窦房结窦房结是是心脏的正常起搏点心脏的正常起搏点(normal normal pacemakerpacemaker),所形成的心跳节律称为),所形成的心跳节律称为窦性心律窦性心律(sinus sinus rhythmrhythm)。)。其他自律组织其他自律组织的自律性较低,通常处于窦房结的
5、控制之下,其本的自律性较低,通常处于窦房结的控制之下,其本身的自律性并不表现,只起传导兴奋的作用,故称为身的自律性并不表现,只起传导兴奋的作用,故称为潜在起搏点潜在起搏点(latent pacemakerlatent pacemaker)。)。 3学习交流PPT2 2、潜在起搏点潜在起搏点 一方面是种一方面是种安全安全因素,即在异常情况下,如窦房结功能因素,即在异常情况下,如窦房结功能降低,或窦房结的兴奋下传受阻降低,或窦房结的兴奋下传受阻( (传导阻滞传导阻滞) ),此时潜在起搏,此时潜在起搏点则可作为备用起搏点以较低的频率维持心脏的兴奋和搏动,点则可作为备用起搏点以较低的频率维持心脏的兴奋
6、和搏动,故具有重要的生理意义;故具有重要的生理意义; 另一方面,它也是一种另一方面,它也是一种潜在潜在的的危险因素危险因素,当潜在起搏点,当潜在起搏点的自律性增高并超过窦房结时,可引起心律失常,是临床心的自律性增高并超过窦房结时,可引起心律失常,是临床心律失常发生的重要因素之一。律失常发生的重要因素之一。 当当潜在起搏点潜在起搏点控制部分或整个心脏的活动时,就成为控制部分或整个心脏的活动时,就成为异异位起搏点位起搏点(ectopic pacemakerectopic pacemaker)。)。4学习交流PPT3 3、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 窦房窦房结对潜在起
7、搏点的控制是通过两种方式实现:结对潜在起搏点的控制是通过两种方式实现: 抢先占领抢先占领 抢先占领(抢先占领(capturecapture)也称)也称夺获夺获。这种抢先占领的方式是自律性高的组织控制自律性低这种抢先占领的方式是自律性高的组织控制自律性低组织节律性兴奋的主要方式。在组织节律性兴奋的主要方式。在潜在潜在起搏点起搏点4 4期自动去期自动去极化极化尚未达到阈电位水平尚未达到阈电位水平之前,已被之前,已被自律性最高的自律性最高的窦窦房结传来的兴奋抢先激动,使之产生与窦房结节律相房结传来的兴奋抢先激动,使之产生与窦房结节律相一致的动作电位,从而使潜在起搏点自身的节律兴奋一致的动作电位,从而
8、使潜在起搏点自身的节律兴奋不能出现不能出现。超驱动阻抑超驱动阻抑 窦房结的快速节律活动,对潜在窦房结的快速节律活动,对潜在起搏点较低频率的兴奋有起搏点较低频率的兴奋有直接抑制作用直接抑制作用,称为超驱动,称为超驱动阻抑(阻抑(overdrive suppressionoverdrive suppression)。)。 5学习交流PPT(1 1)4 4期自动去极化速度期自动去极化速度最重要的影响因素最重要的影响因素 越快越快到达阈电位的时间缩短,则到达阈电位的时间缩短,则单位时间内发生兴奋的次数单位时间内发生兴奋的次数多,即自律性高。多,即自律性高。儿茶酚胺儿茶酚胺加速加速浦肯野细胞浦肯野细胞4
9、 4期自动去期自动去极化速度,提高自律性,使极化速度,提高自律性,使心率加快。心率加快。 4 4、影响自律性的因素、影响自律性的因素(2 2)最大舒张电位水平最大舒张电位水平与阈电位之间的差距与阈电位之间的差距 最大舒张电位水平最大舒张电位水平上移上移,或阈电位,或阈电位下移下移,均使两者,均使两者差距缩小差距缩小,如,如4 4期自动去极化速度不变,则达到阈电位所期自动去极化速度不变,则达到阈电位所需的时间缩短,则自律性增高。需的时间缩短,则自律性增高。 迷走神经兴奋时可使窦房结自律细胞迷走神经兴奋时可使窦房结自律细胞K K外流外流增加,增加,最大舒张电位最大舒张电位绝对值增大绝对值增大,故自
10、律性降低,故自律性降低,心率减慢心率减慢。 6学习交流PPT(3 3)阈电位水平阈电位水平在上述因素不变的前提下:在上述因素不变的前提下:阈电位水平阈电位水平下移下移(图中(图中TP1TP1) 上移上移(图中(图中TP2TP2) 最大舒张电位最大舒张电位阈电位阈电位 距离近距离近 距离远距离远 自动去极化达到阈电位自动去极化达到阈电位 时间短时间短 时间长时间长 自律性高自律性高 自律性低自律性低7学习交流PPT( (二二) )心肌的心肌的兴奋性兴奋性 心肌细胞和其它可兴奋细胞一样,都具有兴心肌细胞和其它可兴奋细胞一样,都具有兴奋性(奋性(excitabilityexcitability)。其
11、兴奋性高低同样也可)。其兴奋性高低同样也可用刺激的阈值来衡量,阈值大表示兴奋性低;阈用刺激的阈值来衡量,阈值大表示兴奋性低;阈值小表示兴奋性高。值小表示兴奋性高。 心肌细胞的兴奋包括心肌细胞的兴奋包括两个两个过程。即从过程。即从静息电静息电位去极化位去极化达到阈电位,以及激活达到阈电位,以及激活NaNa+ +通道通道(快反应(快反应细胞)或细胞)或CaCa2+2+通道通道(慢、快反应细胞)从而产生(慢、快反应细胞)从而产生0 0期去极化,产生期去极化,产生动作电位动作电位。 8学习交流PPT( (二二) )心肌的心肌的兴奋性兴奋性 动作电位过程中心肌动作电位过程中心肌兴奋性的周期变化:有效不应
12、兴奋性的周期变化:有效不应期期相对不应期相对不应期超常期,超常期, 特点特点:有效不应期较长,:有效不应期较长,相当于整个收缩期和舒张早期,相当于整个收缩期和舒张早期,因此心肌不会出现强直收缩。因此心肌不会出现强直收缩。 凡能影响这凡能影响这两个两个过过程的因素,都可影响心肌的程的因素,都可影响心肌的兴奋性。兴奋性。9学习交流PPT(1) (1) 影响兴奋性因素影响兴奋性因素 1 1、静息电位水平、静息电位水平 RP RP 绝对值绝对值距阈电位远距阈电位远需刺激阈值需刺激阈值兴奋性兴奋性RP RP 绝对值绝对值距阈电位近距阈电位近需刺激阈值需刺激阈值兴奋性兴奋性10学习交流PPT2 2、阈电位
13、水平、阈电位水平 (为少见的原因)(为少见的原因)阈电位阈电位水平水平上移上移RPRP距阈电位远距阈电位远需刺激阈值需刺激阈值兴奋性兴奋性阈电位阈电位水平水平下移下移RPRP距阈电位近距阈电位近需刺激阈值需刺激阈值兴奋性兴奋性11学习交流PPT 3.Na 3.Na+ +通道的性状通道的性状 NaNa+ +通道所处的机能状态通道所处的机能状态, ,是决定兴奋性正常、低下是决定兴奋性正常、低下和丧失的主要因素。以快反应细胞为例,和丧失的主要因素。以快反应细胞为例,NaNa+ +通道具有备通道具有备用用( (或静息,或静息,resting)resting)、激活(、激活(activationacti
14、vation)和失活)和失活(inactivationinactivation)三种状态。)三种状态。 完全备用完全备用 失失 活活 刚复活刚复活 渐复活渐复活 基本备用基本备用 产生产生AP AP 绝对不应期绝对不应期 局部反应期局部反应期 相对不应期相对不应期 超常期超常期 兴奋性正常兴奋性正常 兴奋性无兴奋性无 兴奋性低兴奋性低 兴奋性高兴奋性高12学习交流PPT 4. 4. 血钾浓度血钾浓度 当当血钾逐渐升高时,心肌的兴奋性会出现先升高后血钾逐渐升高时,心肌的兴奋性会出现先升高后降低的现象。降低的现象。当当血中血中K+K+轻度或中度增高时,细胞膜内外轻度或中度增高时,细胞膜内外K+K+
15、浓度梯浓度梯度减小,静息电位绝对值减小,距阈电位接近,兴度减小,静息电位绝对值减小,距阈电位接近,兴奋性增高;奋性增高;当血中当血中K+K+显著增高,静息电位绝对值过度减小时,显著增高,静息电位绝对值过度减小时,Na+Na+通道失活,兴奋性则完全丧失。因此,血中通道失活,兴奋性则完全丧失。因此,血中K+K+逐逐步增高时,心肌兴奋性先升高后降低步增高时,心肌兴奋性先升高后降低 13学习交流PPT(2)(2)兴奋性的周期兴奋性的周期性变化性变化 1 1、一次兴奋过程中、一次兴奋过程中兴奋性的周期性变化兴奋性的周期性变化: 心肌细胞每次兴心肌细胞每次兴奋奋, ,其膜通道存在备用其膜通道存在备用状态、
16、激活、失活和状态、激活、失活和复活过程;其兴奋性复活过程;其兴奋性也随之发生相应的周也随之发生相应的周期性改变。期性改变。14学习交流PPT 心室肌兴奋性的周期性变化心室肌兴奋性的周期性变化周期变化周期变化 对应位置对应位置 机机 制制 新新APAP产生能力产生能力有效不应期有效不应期 去极相去极相 复极相复极相-60mV -60mV 不能产生不能产生 绝对不应期绝对不应期: Na+Na+通道处于通道处于 -55mV-55mV 完全失活状态完全失活状态 局部反应期局部反应期: Na+Na+通道通道 强刺激强刺激 -60mV-60mV 刚开始复活刚开始复活 很小的局部去极化很小的局部去极化 阈刺
17、激的刺激阈刺激的刺激相对不应期相对不应期 Na+Na+通道通道 能产生能产生( (但但0 0期期 -80mV -80mV 大部复活大部复活 幅度、传导、时程幅度、传导、时程 超超 常常 期期 Na+Na+通道基本通道基本 等较正常小等较正常小) ) -90mV -90mV 恢复到备用状态恢复到备用状态 同相对不应期同相对不应期 15学习交流PPT 心肌兴奋时兴奋性变化的主要特点是心肌兴奋时兴奋性变化的主要特点是有有效不应期特别长效不应期特别长( (平均平均250ms),250ms),相当于心肌整相当于心肌整个收缩期和舒张早期。个收缩期和舒张早期。 它是骨骼肌与神经纤维有效不应期的它是骨骼肌与神
18、经纤维有效不应期的100100倍和倍和200200倍。倍。 这一特性是保证心肌能收缩和舒张交替这一特性是保证心肌能收缩和舒张交替进行进行, ,不出现强直收缩不出现强直收缩的生理学基础。的生理学基础。 有效不应期的长短主要取决于有效不应期的长短主要取决于2 2期(平台期(平台期)。期)。16学习交流PPT 2.兴奋性周期性变化与收缩的关系兴奋性周期性变化与收缩的关系 心肌收缩是在肌膜心肌收缩是在肌膜APAP触发下触发下, ,发生兴奋发生兴奋- -收缩耦收缩耦联联, ,引起肌丝滑行实现的。引起肌丝滑行实现的。(1 1)不发生强直收缩)不发生强直收缩 当刺激频率当刺激频率多数刺激落在有效不应期内,多
19、数刺激落在有效不应期内,最多引起期前收缩,不会发生强直收缩。最多引起期前收缩,不会发生强直收缩。 但在离体蛙心灌流实验中,当但在离体蛙心灌流实验中,当CaCa2+2+ o o过高时过高时钙僵(钙僵(CaCa2+2+利于收缩不利于舒张,出现持续收缩利于收缩不利于舒张,出现持续收缩状态)。状态)。17学习交流PPT(2 2)期前收缩与代偿间歇)期前收缩与代偿间歇 (正常情况下)窦房结(正常情况下)窦房结发放的兴奋发放的兴奋 心房肌和心室肌心房肌和心室肌 接受接受 节律性收缩和舒张节律性收缩和舒张 如果在心房肌和心室肌有效不应期如果在心房肌和心室肌有效不应期之后之后,在下一次窦房结传来,在下一次窦房
20、结传来的兴奋到达的兴奋到达之前之前,受到,受到一次人工一次人工的刺激或的刺激或异位节律点异位节律点发放的冲发放的冲动的作用动的作用, , 则心房肌和心室肌而可产生一次期前兴奋,引起则心房肌和心室肌而可产生一次期前兴奋,引起一一次提前次提前出现的收缩,称出现的收缩,称期前收缩期前收缩(premature systolepremature systole)或)或早早搏搏18学习交流PPT 期前兴奋也存在期前兴奋也存在有效不应期有效不应期。当。当紧接紧接在期前收在期前收缩后的缩后的一次窦房结的兴奋一次窦房结的兴奋传至心室时,常恰好落在传至心室时,常恰好落在期前兴奋期前兴奋的有效不应期内,因而不能引起
21、心室肌和的有效不应期内,因而不能引起心室肌和心房肌的兴奋,要等心房肌的兴奋,要等再次再次窦房结兴奋传来时才发生窦房结兴奋传来时才发生兴奋和收缩。故在一次期前收缩之后,常伴有兴奋和收缩。故在一次期前收缩之后,常伴有一段一段较长较长的心室舒张期,的心室舒张期, 代偿间歇代偿间歇:一次期前收缩之后所出现的一段较:一次期前收缩之后所出现的一段较长的舒张期称为代偿性间歇。长的舒张期称为代偿性间歇。19学习交流PPT (三)、心肌的传导性及兴奋的传导(三)、心肌的传导性及兴奋的传导1 1、心肌细胞传导性(、心肌细胞传导性(心肌细胞具有传导兴奋的能力)心肌细胞具有传导兴奋的能力)(1 1)传导方式传导方式:
22、局部电流。:局部电流。 心肌细胞之间通过闰盘连接,动作电位以局部电心肌细胞之间通过闰盘连接,动作电位以局部电流的方式在细胞间传导。流的方式在细胞间传导。 闰盘闰盘( (缝隙连接缝隙连接) )为低电阻区为低电阻区, ,局部电流很容易通局部电流很容易通过特殊传导系统。故心肌细胞在结构上虽互相隔开,过特殊传导系统。故心肌细胞在结构上虽互相隔开,但在功能上却如同一个细胞,构成一个功能性合胞体。但在功能上却如同一个细胞,构成一个功能性合胞体。 (2 2)心脏特殊传导系统心脏特殊传导系统 心脏特殊传导系统具有起搏心脏特殊传导系统具有起搏和传导兴奋的功能。兴奋在心脏内的传播是通过心脏和传导兴奋的功能。兴奋在
23、心脏内的传播是通过心脏特殊传导系统完成的。特殊传导系统完成的。20学习交流PPT 窦房结窦房结位于上腔静脉和右心房的连接处,含有分化较位于上腔静脉和右心房的连接处,含有分化较原始的原始的P P细胞细胞,是,是心脏的起搏细胞心脏的起搏细胞。窦房结的。窦房结的兴奋兴奋经过心房经过心房肌传至整个右心房和左心房,使两心房肌传至整个右心房和左心房,使两心房同步兴奋和收缩同步兴奋和收缩。窦房结和房室交界之间并未证实有传导束存在,但研究发窦房结和房室交界之间并未证实有传导束存在,但研究发现现右心房有一部分右心房有一部分的心房肌纤维排列方向较整齐一致,的心房肌纤维排列方向较整齐一致,传传导导速度较其他心房肌速
24、度较其他心房肌快快,这部分心房组织从功能上构成窦,这部分心房组织从功能上构成窦房结和房室交界之间的房结和房室交界之间的优势传导通路优势传导通路,窦房结窦房结的兴奋经此的兴奋经此通路下传至通路下传至房室交界房室交界,经,经房室束房室束,左右束支左右束支传到传到浦肯野纤浦肯野纤维网维网,引起,引起心室肌心室肌兴奋。心室肌再将兴奋由兴奋。心室肌再将兴奋由心内膜侧心内膜侧向向心心外膜侧外膜侧心室肌扩布,引起整个心室肌扩布,引起整个心室心室兴奋。兴奋。 21学习交流PPT(3 3)传导速度传导速度浦氏纤维浦氏纤维(4m/s)(4m/s) 束支束支(2m/s)(2m/s) 心室肌心室肌(1m/s)(1m/
25、s) 心房肌心房肌(0.4m/s)(0.4m/s) 结区结区(0.02m/s)(0.02m/s)传导时间传导时间 心房内心房内-房室交界房室交界-心室内心室内(0.06s) (0.1s) (0.06s) (0.06s) (0.1s) (0.06s) 22学习交流PPT(4 4)传导特点传导特点: :A A 浦氏纤维最快浦氏纤维最快房、室内快房、室内快同步收缩,利于同步收缩,利于射血。射血。B B 房室交界最慢房室交界最慢房室延搁房室延搁利于心房排空、心利于心房排空、心室充盈。室充盈。C C 房室交界是传导必经之路,易出现传导阻滞房室交界是传导必经之路,易出现传导阻滞(房室阻滞)。(房室阻滞)。
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