【文章內(nèi)容簡介】 放時間： 100 ~ 150ms 心肌細胞的動作電位和興奮性 2. 動作電位 (action potential)： (1) 除極過程： 0 期 (phase 0) (2) 復極化過程： 1， 2， 3期 (200?300 ms) ? Phase 1 (快速復極初期 )： ? Phase 2 (平臺期 )： ? Phase 3 (快速復極末期 ) (3) 靜息期： (Phase4)：恢復期。 90mV，活躍的離子轉(zhuǎn)運 心肌細胞的動作電位和興奮性 (一 ) 心室肌的靜息電位和動作電位 (二 ) 形成機制 心肌細胞動作電位：細胞在興奮過程中膜內(nèi)外電位差變化的過程。 產(chǎn)生機制： 多種離子通道，波形復雜。 電流方向： 以正離子流動的方向來命名。 內(nèi)向電流： 膜外正離子內(nèi)流 /膜內(nèi)負離子外流 ?膜內(nèi)電位正性轉(zhuǎn)化 ?去極化 (depolarization)。 外向電流： 膜內(nèi)正離子外流 /膜外負離子內(nèi)流 ?膜內(nèi)電位負性轉(zhuǎn)化 ?復極化 (repolarization)/超級化(hyperpolarization)。 心肌細胞的動作電位和興奮性 (一 ) 心室肌的靜息電位和動作電位 (二 ) 形成機制 ? 心室肌細胞靜息電位的形成 心室肌細胞的 RP為 90mv，其形成機制與骨骼肌和神經(jīng)纖維相似。 靜息時：膜對 K+的通透性較高 ? K+平衡電位 膜對 Na+的通透性很小 ? Rp K+平衡電位 K+通道 (potassium ion channel) 平衡電位： 濃度梯度 /電壓梯度 心肌細胞的動作電位和興奮性 (二 ) 形成機制 ? 心室肌細胞靜息電位的形成 ? 心室肌細胞動作電位的形成 (1) 0期： 90mV ? +30mV。 電壓門控式 Na+通道 (sodium ion channel)部分開放 ?少量 Na+內(nèi)流 ?膜輕度去極化 ?閾電位 (70mV)?Na+通道大量開放 ?再生性 Na+內(nèi)流 ? Na+平衡電位 Na+通道是 快通道 (fast channel)，開放時間僅 1~2ms。 快反應細胞： 以 Na+通道為 0 期去極的心肌細胞。 快反應動作電位：快反應細胞所形成的動作電位。 Na+通道阻斷： 河豚毒 (TTX) 心肌細胞的動作電位和興奮性 (二 ) 形成機制 ? 心室肌細胞靜息電位的形成 ? 心室肌細胞動作電位的形成 (1) 0期： 90mV ? +30mV。 (2) 1期： +20 ~ +30mv ? 0mv。 快 Na+通道關閉 ， 瞬時性外向 K+通道激活 (Ito)? K+快速外流 (3) 2期： 0 mv 等電位 。 Ca2+內(nèi)流 和 Na+內(nèi)流 (少量 )， K+外流?互相平衡狀態(tài) Ca2+通道 (Calcium ion channel)是 慢通道 ， 電壓依賴性 鈣通道 阻斷： Mn++, verapamil 心肌細胞的動作電位和興奮性 ? 心室肌細胞動作電位的形成 (1) 0期： Na+通道 (2) 1期： K+通道 (Ito) (3) 2期： Ca2+ ， Na+和 K+通道 (4) 3期： 0mV?90mV。 快速復極末期。 通過 Ik通道 K+外流 (5) 4期： 活躍的離子轉(zhuǎn)運： Na+K+泵 Na+ Ca2+交換 心室肌 AP的分期 AP動畫 參與心室肌 AP的主要三種通道 Sodium channel Potassium channel Calcium channel 1期 K外流 2期 K外流， Ca內(nèi)流 3期 K外流 4期 NaK， NaCa交換 AP動畫 心室肌纖維 (快反應細胞 )的 AP的離子機制總結 0 期 Na+內(nèi)流 (快 Na+通道 ) 1 期 K+ 外流 (Ito通道 ) 2 期 Ca2+內(nèi)流 (慢 Ca2+通道 ) K+ 外流 (IK , IK1通道 ) 3 期 K+ 外流 (IK , IK1通道 ) 4 期 Na+ K+ 交換 (Na+ K+ 泵 ) Na Ca2+ 交換 (Na Ca2+交換體 ) 心肌細胞的動作電位和興奮性 (一 ) 心室肌的靜息電位和動作電位 (二 ) 形成機制 (三 ) 影響興奮性的因素 可興奮細胞 受刺激時產(chǎn)生動作電位。興奮性的高低可用刺激閾值來表示，閾值高表示興奮性低，反之相反。 1. 靜息電位水平 2. 閾電位水平 3. Na+通道的狀態(tài)： 備用、激活、失活 三種功能狀態(tài) Rp amp。 threshold 靜息電位水平 (變化較多見 ) TP 90 0 距離閾電位 距離大 引起興奮所需的刺激大 興奮性降低 閾電位水平(變化少 ) 絕對值增大 Three states of Na+ channel 心肌細胞的動作電位和興奮性 (一 ) 心室肌的靜息電位和動作電位 (二 ) 形成機制 (三 ) 影響興奮性的因素 (四 ) 興奮性的周期性變化與收縮的關系 興奮性的周期性變化 跨膜電位的變化 離子通道的狀態(tài) Excitability (四 ) 興奮性的周期性變化與收縮的關系 (1) 絕對不應期和有效不應期 (absolute/effective refractory period) 絕對不應期： 0 期到 55mV， Na+通道完全失活，此時 興奮性為零。 55mV到 60mV， Na+通道剛剛開始復活，興奮性極低，給予強刺激 ?膜部分除極或局部興奮，無 Ap。 有效不應期 (ERP)： 從除極開始至復極 60mV，這段時間內(nèi)任何刺激均不能產(chǎn)生動作電位。 Excitability (四 ) 興奮性的周期性變化與收縮的關系 (1) 絕對不應期和有效不應期 (2) 相對不應期 (relative refractory period, RRP) 從復極化 ?60mV至 ?80mV的時期 。 此時須高于閾值的強刺激才能引起動作電位 ， 這是因為此時大部分 Na+通道已經(jīng)復活 ， 興奮性已逐漸恢復 ， 但仍低于正常 。 Excitability (2) 相對不應期 (3) 超常期 (supranormal period, SNP) 從復極達 ?80mV到 ?90 mV的時期。低于閾刺激強度的刺激即能引起動作電位，表明興奮性超過正常。 因為此時大部分 Na+通道已復活 ， 回到備用狀態(tài)；且膜電位正處于靜息電位與閾電位之間 ， 到達閾電位的差距較小 ， 所以較易興奮 。 Excitability (1) 絕對不應期和有效不應期 (2) 相對不應期 (3) 超常期 在相對不應期和超常期內(nèi)引出的動作電位， 0期的去極幅度、上升速率和興奮的傳導速度均低于正常，這主要是由于部分 Na+通道仍處于失活狀態(tài)之故。 臨床：因這樣的動作電位傳播速度慢，易形成心律失常和折返。 心肌細胞的動作電位和興奮性 (四 ) 興奮性的周期性變化與收縮的關系 (1) 不發(fā)生強直收縮： 由于心肌細胞的有效不應期特別長 ， 從收縮期一直延伸到舒張早期 ，所以心肌始終作收縮與舒張交替性活動而不會發(fā)生完全強直收縮 。 (與骨骼肌不同 ， 沒有復合收縮現(xiàn)象 ) Excitability 心肌細胞的動作電位和興奮性 (1) 不發(fā)生強直收縮： (2) 期前收縮與代償間歇： 期前收縮 (premature systole)：心室在有效不應期之后受到人為或病理性刺激，可產(chǎn)生正常節(jié)律以外的興奮，引起額外收縮。因發(fā)生在下一次正常收縮之前 —期前收縮。 代償間歇 (pensatory pause)：期前興奮也有自己的不應期，緊接期前興奮之后的一次竇房結傳來的興奮帶落在其有效不應期而“脫失”，則不能引起心室興奮和收縮，必須等到再下一次竇房結的興奮傳來時，才發(fā)生收縮。所以在一次期前收縮之后，往往有一段較長的心臟舒張期，稱為代償間歇。 Excitability 第二節(jié) 心臟的生物電現(xiàn)象及節(jié)律性興奮的產(chǎn)生和傳導 ? 心肌細胞的動作電位和興奮性 ? 心肌的自動節(jié)律性 工作細胞： 無刺激 ， 4期穩(wěn)定 ， 在兩次動作電位之間膜電位穩(wěn)定不變 ， 不能自動產(chǎn)生動作電位 。 自律細胞： 其動作電位在 3期復極末達到最大值之后 ， 在 4期開始自動除極 ?閾電位 ?Ap 機制： 在 4期中出現(xiàn)一種 進行性凈內(nèi)向離子電流 。 Pacemaker cell 第二節(jié) 心臟的生物電現(xiàn)象及節(jié)律性興奮的產(chǎn)生和傳導 ? 心肌的自動節(jié)律性 (一 )自律細胞的跨膜電位及形成機制 1. 竇房結細胞的動作電位及其形成機制： 最大復極電位為 60~65mv， 凈內(nèi)向電流引起自動除極 ?閾電位 (40mv) 0 期： 40mv時鈣通道激活 (L型 Ca ++通道 ) ?鈣內(nèi)流。 鈣通道是慢鈣通道。 竇房結細胞是慢反應自律細胞。受細胞外 Ca++濃度的影響 第二節(jié) 心臟的生物電現(xiàn)象及節(jié)律性興奮的產(chǎn)生和傳導 ? 心肌的自動節(jié)律性 (一 )自律細胞的跨膜電位及形成機制 1. 竇房結細胞的動作電位及其形成機制： 最大復極電位為 60~65mv， 凈內(nèi)向電流引起 自動除極 ?閾電位 (40mv) 0 期： 鈣通道激活 (L型 Ca ++通道 ) ?鈣內(nèi)流 3 期： Ik通道開放， K +外流增加，導致 3期復極。 4 期： 機制復雜，凈內(nèi)向離子電流引起 4 期自動去極化 (If , IcaT)。 竇房結細胞的 AP及其離子機制 —0期 竇房結細胞的 AP及其離子機制 —3期 竇房結細胞的 AP及其離子機制 —4期 Ca++內(nèi)流 ↑ Pacemaker cell Ca++內(nèi)流 ↑ Pacemaker cell 心肌的自動節(jié)律性 (一 )自律細胞的跨膜電位及形成機制 1. 竇房結細胞的動作電位及其形成機制： 2. 浦肯野細胞的動作電位 屬快反應自律細胞 ， 其動作電位形態(tài)及離子基礎與心室肌細胞相似 。 4 期自動除極的離子基礎： (1)內(nèi)向電流 If逐漸增強 ， 形成 4期 進行性凈內(nèi)向離子電流 ， 導致 自動去極化 。 其主要離子成分為Na+， 但與快 Na+通道不同 ， 可被銫所阻斷 。 (2) Ik的逐漸衰減 Purkinje cell Purkinje cell 心肌的自動節(jié)律性 慢反應自律細胞的 竇房結細胞 與快反應自律細胞的 浦肯野細胞 相比 : (1) 最大復極電位和閾電位均高于 浦肯野細胞； (2) 0 期去極化幅度低，速度慢，時程長，不陡峭； (3) 無明顯的復極 1期和 2期； (4) 4 期自動去極化速度明顯快于 浦肯野細胞。 三種細胞 AP及其機制的比較（ 1， 2期） 三種細胞 AP及其機制的比較（ 3， 4期） 第二節(jié) 心臟的生物電現(xiàn)象及節(jié)律性興奮的產(chǎn)生和傳導 ? 心肌的自動節(jié)律性 (一 ) 自律細胞的跨膜電位及形成機制 (二 ) 心臟傳導系統(tǒng)各部位的自律性及影響自律性的因素 組織 、 細胞能夠在沒有外來刺激的條件下 ，自動地發(fā)