大学精品课件：心肌生物电现象.ppt

1、第四章 血液循环,心脏的主要功能是泵血，70岁一生泵血160000m3。 心脏不断地有秩序的、协调的收缩与舒张，是实现 泵血功能的必要条件， 而心脏的这种功能是依赖于心肌细胞的生理特性：兴 奋性、传导性、收缩性、自律性和电生理特性。,心肌细胞,工作细胞,自律细胞,心房肌细胞,心室肌细胞,窦房结P细胞,浦肯野细胞,具有稳定的静息电位 主要执行收缩功能.,没有稳定的静息电位 可产生自动节律性兴奋,一、心肌细胞分类,特殊分化的心肌细胞： 窦房结 （起搏点） 优势传导通路 房室结 房室束 左、右束支 浦肯野纤维网,房室结,结区,结希区,兴奋性 自律性 传导性 收缩性 窦房结 + + 其他自律细胞 +

2、+ + 结区 + + 工作细胞 + + +,内向电流与外向电流,内向电流：正离子内流或负离子外流形成的电流去极化 外向电流：正离子外流或负离子内流形成的电流复极化 或超极化 整流：物理学名词，电流易向一个方向流动，而不易向反方向流动 内向整流：内流正离子通透性或外流正离子通透性 外向整流：外流正离子通透性或内流正离子通透性,相关概念:,心肌细胞膜上的通道和电流,Ik1,K+,一过性外向电流,Ito,内向整流K电流,Ik,外向延迟整流K电流,Na+,INa+ 快Na+通道,ICa-L,Ca2+,Ca2+泵,Na+-Ca2+交换体 双向转运蛋白，Na+ : Ca2+ = 3:1,Na+-K+泵 N

3、a+ : K+ = 3:2,If 起搏电流,ICa-T,慢Ca2+通道,一、心肌细胞的跨膜电位,(一).工作心肌细胞的跨膜电位及其形成机制,1.静息电位: (Resting Potential，RP),主要离子流:Ik1电流(内向整流电流),其它离子流:,Na+内流； Na+-K+泵（生电性）,工作细胞：心室肌、心房肌细胞,跨膜电位：静息电位和动作电位,1）概念：人和哺乳类动物心室肌细胞的静息电位约为-90mV,Ik1通道对K+的通透性因膜的去极化而降低的现象称为内向整流。,膜外：高钠,膜内：高钾,Inside cell,Out cell,+,-,2）心室肌细胞RP形成机制 （1）幅度：-90

4、mV(较骨骼肌细胞、神经细胞大)。 （2）机制：=K+平衡电位 条件：膜两侧存在浓度差： 膜通透性具选择性：K+/Na+100/1 结果：K+顺浓度梯度由膜内向膜外扩散，达 到K+平衡电位。,15,Inward Rectifier “gating”,Extracellular solution,Intracellular Solution,-80 mV,-30 mV,K+,K+,Mg2+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,多胺,Mg2+,2.动作电位: (Action Potential，AP),刺激,复极过程复杂， 持续时间很长， 降支与升支不对称。,去极化过程又称0期。在适宜的外来

5、刺激作用下，心室肌细胞发生兴奋，膜内电位由静息时的-90 mV迅速上升到+30 mV左右，形成动作电位的升支。,时间短（12 ms） 幅度大（120 mV） 速度快（Vmax可达200300 V/s）,（1）去极化过程：又称0期,刺激 RP 阈电位 激活快Na+通道 Na+再生式内流 Na+平衡电位 （0期）,按任意键显示动画2,机制：,决定心室肌细胞0期去极化的Na+通道特点：,快：激活开放的速度和失活关闭的速度快,开放时间短，约1 ms； 阈电位水平： 70mV； 河豚毒（tetrodotoxin, TTX）可阻断。,1期：快速复极初期，占时约10 ms,常把这部分称为锋电位。,主要原因:

6、一过性外向电流（transient outward current, Ito）引起。,Ito通道在去极化到 -30 mV时被激活 开放510 ms K+是Ito的主要离子成分。,（2）复极化过程：,快Na+通道失活 + 激活Ito通道 K+一过性外流 快速复极化 （1期）,1期,按任意键显示动画2,2期：平台期，持续约100150 ms，是心室肌细胞动作电位区别于骨骼肌和神经细胞动作电位的主要特征。,初期：相对平衡状态， 随后：内向逐弱，外向渐强 结果：出现随时间推移而逐渐增强的、微弱的外向电流,O期去极达-40mV时 已激活慢Ca2+通道 + 激活IK 通道 Ca2+缓慢内流 与K+外流处于

7、平衡状态 缓慢复极化 （2期=平台期）,2期,按任意键显示动画2,内向离子流主要由Ca2+（少量Na+）负载 ：I Ca2+L,慢； 阈电位：40mV； 阻断剂：Mn2+、多种钙通道阻断剂（如维拉帕米）,外向离子流主要是由K+负载 ：I K 和 I K1,3期：快速复极晚期,快速复极化至RP水平,慢Ca2+通道 失 活,IK 通道 通透性增加,K+外流,慢Ca2+通道失活 + IK 通道通透性 K+再生式外流 快速复极化 至RP水平 （3期）,3期,按任意键显示动画2,泵,3期,Na+,K+,Ca2+,K+,K+,泵,4期:因膜内Na+和Ca2+ 升高,而膜外K+升高激活离子泵泵出Na+和Ca

8、2+,泵入K+恢复正常离子分布。,动作电位时程:从0期去极化到3期复极化完毕的这段时间.,心室肌细胞的动作电位时程为200-300ms.,4期 （静息期 恢复膜内外的离子分布）,Na+-K+泵：1分子ATP，转运3个Na+，2个K+ ； Na+- Ca2+交换体: 是存在于心肌细胞膜上的一种双向转运蛋白，其Na+:Ca2+转运比为3:1。,(二)自律细胞的跨膜电位及其形成机制,自律细胞与非自律细胞跨膜电位的最大区别在4期 不同类型的自律细胞4期自动去极化的速度和机制不完全相同； 都是由进行性净内向电流所引起，但构成净内向电流的离子流的方向和离子本质并不完全相同。,1窦房结P(pacemaker

9、)细胞,慢反应自律细胞 最大复极电位：-70mV 阈电位： -40mV 0期幅度小（70mV） 、速度慢（10V/s） 、时程长（7ms）,1、心室肌细胞（A)与窦房结细胞(B)跨膜电位的比较,2 、电位形成机制,0期：当4期自动去极化达到阈电位激活慢钙 通道（Ica-L型）Ca2+内流,Ca2+,Ca2+,0期,阈电位,零电位,按任意键显示动画1、2,3期：慢钙通道（Ica-L型）渐失活 + 激活钾 通道（IK） Ca2+内流+ K+递减性外流 （因钾通道的失活K+呈递减性外流）,K+,Ca2+,3期,按任意键显示动画1、2,0期：L型钙通道开放，钙离子内流；,小结：窦房结细胞跨膜电位形成机

10、制：,外向电流：IK进行性衰减，为主要原因；,3期：钙通道失活，K外流，IK；,4期：自动去极化(去极化速度最快-自律性最高),无明显的1期和2期.,内向电流：If T型钙流,2浦肯野细胞,快反应自律细胞 Maximal repolarization potention(最大复极电位)：-90mV 阈电位： -70mV 0期幅度大（120mV） 、速度快（200 1000V/s） 、时程短（12ms） 动作电位分期：0期、1期、2期、3期和4期 4期自动去极化速度：0.02V/s,根据各类心肌细胞AP的O期去极化速率和4期有无自动去极化,将心肌分为: 快反应自律细胞：0期去极速率快，4期有自动去极化。 快反应非自律细胞：0期去极速率快，4期无自动去极化。 慢反应自律细胞：O期去极速率慢, 4期有自动去极化。 慢反应非自律细胞：O期去极速率慢,其4期无自动去极化。,Thank You !,