1、心肌的生物电现象和心肌的生物电现象和生理特性生理特性 期中考试期中考试n1.简述动作电位的形成机制。n2.简述感受器的一般生理特性。n3.简述生理性止血的基本过程。n4.简述呼吸节律的调控机制。n5.简述学习记忆的基本机制。心肌的生物电现象和生理特性2心肌的生物电现象和生理特性3n李勃兴李勃兴n基础医学院基础医学院 神经生物学教研室神经生物学教研室nQQ:53815986第六章第六章 血血 液液 循循 环环4第三节第三节 心脏的射血与充盈心脏的射血与充盈第四节第四节 血血 管管 生生 理理第五节第五节 心血管功能的调节心血管功能的调节第六节第六节 微循环、组织液与淋巴循环微循环、组织液与淋巴循
2、环第七节第七节 重要器官循环的特点重要器官循环的特点心肌的生物电现象和生理特性5 一、一、心肌细胞的分类心肌细胞的分类 （心肌的生物电现象和生理特性6心肌的生物电现象和生理特性7 离子基础：同神经和骨骼肌一样，接近离子基础：同神经和骨骼肌一样，接近+的平衡电位。的平衡电位。lK电流电流lNa、Cl、Ca背景电流背景电流l泵电流（泵电流（3Na+出，出，2K+入）入）心肌的生物电现象和生理特性8心肌的生物电现象和生理特性9去极化到阈电位（去极化到阈电位（-70mV-70mV）快快NaNa+通道开放，出现再生性通道开放，出现再生性NaNa+内流内流 NaNa+顺电顺电-化学梯度进入细胞内化学梯度进
3、入细胞内去极化去极化快通道（快通道（fast channel）快反应细胞（快反应细胞（fast response cell）快反应动作电位（快反应动作电位（fast response action potential）心肌的生物电现象和生理特性10Phase 1 快速复极初期快速复极初期 +30mV 0mV 10ms 外向外向 Ito（钾电流（钾电流 transient outward current）Phase 2 平台期平台期 0mV左右左右 100-150ms 内向内向ICa-L 外向外向IK Phase 3 快速复极末期快速复极末期 0mv-90mV 100-150ms 外向外向IK心
4、肌的生物电现象和生理特性11静息期静息期 4期（期（phase 4）恢复细胞内外各种离子的正常浓度恢复细胞内外各种离子的正常浓度lNa+泵泵lNa+-Ca2+交换体交换体 3Na+入入 1Ca2+出出l钙泵钙泵心肌的生物电现象和生理特性12心肌的生物电现象和生理特性13心肌的生物电现象和生理特性14恢复恢复Na+、K+、Ca2+的分布的分布心肌的生物电现象和生理特性15心肌的生物电现象和生理特性16 1.1.窦房结窦房结P P细胞细胞 P P细胞细胞是窦房结的是窦房结的起搏细起搏细胞胞，与心室肌细胞相比，与心室肌细胞相比，其动作电位的特点：其动作电位的特点：分期为分期为0 0、3 3、4 4期
5、，无明期，无明显的显的1 1、2 2期。期。最大舒张电位最大舒张电位-70mV-70mV，阈电位阈电位-40mV-40mV 0 0期去极化速度慢、幅度期去极化速度慢、幅度小、时程较长小、时程较长 4 4期自动去极化速度快期自动去极化速度快心肌的生物电现象和生理特性17形成机制形成机制：0期期去极化：去极化：Ca2+内流内流，（，（L型钙通道）型钙通道）3期期复极化：复极化：Ca2+内流停止，内流停止，k+外流外流4期期自动去极化：机制较复杂，是自动去极化：机制较复杂，是多种离子流多种离子流 共同作用的结果。共同作用的结果。目前认为主要有两种离子流：目前认为主要有两种离子流：1.k+外流进行性衰
6、减，形成背景内向电流外流进行性衰减，形成背景内向电流2.T型钙通道激活，型钙通道激活，Ca2+内流，激活内流，激活L型钙通道，又产型钙通道，又产生一次动作电位生一次动作电位。心肌的生物电现象和生理特性18心肌的生物电现象和生理特性19If通道与膜电位的关系通道与膜电位的关系：3期期：膜电位达膜电位达-60mV，If通道被激活而开放，通道被激活而开放，达达-100mV，If通道通道超极化激活超极化激活 4期期：自动去极化自动去极化 0期期：膜电位达膜电位达-50mV（阈电位）产生一次（阈电位）产生一次 动作电位的同时动作电位的同时 If通道失活而关闭。通道失活而关闭。心肌的生物电现象和生理特性2
7、0心肌的生物电现象和生理特性21心肌的生物电现象和生理特性22心肌的生物电现象和生理特性23二、二、心肌细胞的生理特性心肌细胞的生理特性 生理特性生理特性自律性自律性 兴奋性兴奋性 传导性传导性 电生理特性电生理特性机械特性机械特性 收缩性收缩性 心肌的生物电现象和生理特性24心肌的生物电现象和生理特性25潜在起搏点潜在起搏点：安全因素（备用）：安全因素（备用）危险因素（异常节律）危险因素（异常节律）异位起搏点异位起搏点：交界性节律（：交界性节律（4060次次/分）为次级起搏点。分）为次级起搏点。室性节律（室性节律（1540次次/分）分）为三级起搏点。为三级起搏点。2.窦房结对潜在起搏点的控制
8、方式窦房结对潜在起搏点的控制方式抢先占领（抢先占领（capture）超速抑制（超速抑制（overdrive suppression）被动兴奋被动兴奋固有兴奋固有兴奋 具有具有频率依从性频率依从性心肌的生物电现象和生理特性26抢先占领抢先占领超速抑制超速抑制心肌的生物电现象和生理特性273.决定和影响自律性的因素决定和影响自律性的因素 4期自动去极化速度期自动去极化速度 儿茶酚胺儿茶酚胺(NE(NE、E)E)加速窦房结细胞加速窦房结细胞4 4期自动期自动 去极化速度，提高自律性，使心率加快。去极化速度，提高自律性，使心率加快。最大舒张（复极）电位与阈电位之间的差距最大舒张（复极）电位与阈电位之间
9、的差距 迷走神经迷走神经兴奋时释放兴奋时释放AchAch可使窦房结自律降低可使窦房结自律降低 细胞细胞K K外流增加，最大舒张电位外流增加，最大舒张电位绝对值增绝对值增 大大，故自律性降低，心率减慢。，故自律性降低，心率减慢。心肌的生物电现象和生理特性28心肌的生物电现象和生理特性29NANA可促进窦房结细胞可促进窦房结细胞I If f通道和通道和CaCa2+2+通道的通道的开放，使开放，使I If f和和I ICaCa增大，增大，4 4期自动去极化速期自动去极化速度和自律性增高度和自律性增高 AchAch提高膜对提高膜对K K+的通透性，使的通透性，使4 4期膜对期膜对K K+的的通透性通透
10、性，K K+外流衰减外流衰减；AchAch抑制抑制I If f和和L L型型CaCa2+2+通道的开放，使通道的开放，使4 4期自动去极化速度期自动去极化速度，自律性，自律性 心肌的生物电现象和生理特性30（二）（二）兴奋性兴奋性（excitability）心肌的兴奋性心肌的兴奋性 是指心肌细胞对适宜刺激能够是指心肌细胞对适宜刺激能够产生兴奋的能力产生兴奋的能力或特性。或特性。其兴奋性高低用刺激的阈值来衡量，阈值大表示兴奋性低；阈值小表示其兴奋性高低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。兴奋性高。心肌兴奋时兴奋性的周期变化心肌兴奋时兴奋性的周期变化心肌的生物电现象和生理特
11、性31心肌细胞动作电位与兴奋性的变化心肌细胞动作电位与兴奋性的变化心肌的生物电现象和生理特性32n1.决定和影响兴奋性的因素决定和影响兴奋性的因素心肌细胞的兴奋包括心肌细胞的兴奋包括两个两个过程：过程：即从即从静息电位去极化静息电位去极化达到阈电位，达到阈电位，激活激活Na+通道通道或或Ca2+通道通道从而产生产生从而产生产生 动作电位动作电位 凡能影响这两个过程的因素，都可影响心肌凡能影响这两个过程的因素，都可影响心肌的兴奋性。的兴奋性。心肌的生物电现象和生理特性33（1 1）静息电位）静息电位（最大舒张电位）最大舒张电位）与阈电位之间的差值与阈电位之间的差值 RP RP 绝对值绝对值距阈电
12、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心肌的生物电现象和生理特性34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心肌的生物电现象和生理特性35 （2 2）NaNa+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，Na+通道具有通道具有备用备用(
13、或静息，或静息，resting)、激活（、激活（activation）和失活）和失活（inactivation）三种状态。）三种状态。备用备用激活激活 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APAP 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 兴奋性高兴奋性高心肌的生物电现象和生理特性36心肌兴奋性变化的主要特点：心肌兴奋性变化的主要特点：有效不应期长有效不应期长(平均平均200200250ms),250ms),相当于心肌整个收缩相当于心肌整个收缩期和舒张早期。期和舒张早期
14、。是骨骼肌与神经纤维的是骨骼肌与神经纤维的100100倍和倍和200200倍。倍。心肌有效不应期的长短主要取决于心肌有效不应期的长短主要取决于2 2期（平台期）。期（平台期）。生理意义：生理意义：不发生强直收缩，实现心脏泵血功能不发生强直收缩，实现心脏泵血功能。心肌的生物电现象和生理特性37 （3 3）期前收缩与代偿间歇）期前收缩与代偿间歇代偿间歇代偿间歇：一次期前收缩之后所出现的一段较长的舒张期：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。称为代偿性间歇。在下一次窦房结传来的兴奋到达在下一次窦房结传来的兴奋到达之前之前，受到，受到一次人工一次人工的刺的刺激或激或异位节律点异位节律
15、点发放的冲动的作用发放的冲动的作用,则心房肌和心室肌而则心房肌和心室肌而可产生一次期前兴奋，引起可产生一次期前兴奋，引起一次提前一次提前出现的收缩，称出现的收缩，称期前期前收缩收缩或或早搏早搏心肌的生物电现象和生理特性38期前收缩期前收缩：指心肌比正常情况时提前发生的收缩，也称：指心肌比正常情况时提前发生的收缩，也称早搏早搏，为，为心律不齐心律不齐的表现。的表现。产生原因产生原因：足够大的：足够大的额外阈上刺激额外阈上刺激恰好落于心室恰好落于心室 兴奋的兴奋的有效不应期之后有效不应期之后。代偿间歇代偿间歇：因期前收缩而紧随出现的一个较长的：因期前收缩而紧随出现的一个较长的 心室舒张期。心室舒张
16、期。产生原因产生原因：正常正常传来的传来的窦房结冲动窦房结冲动又恰好落于期又恰好落于期 前收缩的前收缩的有效不应期之内有效不应期之内。生理意义生理意义：防止心脏发生强直收缩，维持正常节律。防止心脏发生强直收缩，维持正常节律。心肌的生物电现象和生理特性39（三）传导性（三）传导性 心肌具有传导兴奋的能力，称传导性。心肌具有传导兴奋的能力，称传导性。心肌的兴奋心肌的兴奋(动作电位动作电位)沿着心肌细胞膜向外扩沿着心肌细胞膜向外扩布的特性。布的特性。传导方式传导方式：局部电流。：局部电流。传导特点：传导特点：闰盘闰盘(缝隙连接缝隙连接)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心脏特殊
17、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搏和传导兴奋的功能。兴奋在心脏内的传播是通过心脏特殊传导系统完成的。脏特殊传导系统完成的。心肌的生物电现象和生理特性401.1.心脏内兴奋传播的途径和特点心脏内兴奋传播的途径和特点1.心脏内兴奋传播的途径心脏内兴奋传播的途径心肌的生物电现象和生理特性41（2）心脏内兴奋传导的特点及生理意义）心脏内兴奋传导的特点及生理意义 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)(0.10s)(0.06s)(0.06s)(0.10s)(0.06s)特点特点：房房-室延搁室延搁：利于心室的充盈利于心室的充盈和射血。和射
18、血。心肌的生物电现象和生理特性42 （3 3）决定和影响心肌传导性的因素）决定和影响心肌传导性的因素v 不同心肌细胞之间比较，兴奋传导的速度与细胞不同心肌细胞之间比较，兴奋传导的速度与细胞直径的粗细有关：直径的粗细有关：直径粗大直径粗大胞内电阻小胞内电阻小传导速度快传导速度快 直径细小直径细小胞内电阻大胞内电阻大传导速度慢传导速度慢v 在同一心肌细胞在同一心肌细胞,兴奋传导快慢主要受局部电流兴奋传导快慢主要受局部电流形成和邻近部位膜兴奋性的影响。形成和邻近部位膜兴奋性的影响。1.1.动作电位动作电位0 0期去极化的速度和幅度期去极化的速度和幅度 0 0期速度期速度 与邻旁间与邻旁间 产生局产生
19、局 传导传导 新新AP AP 0 0期幅度期幅度的电位差的电位差部电流部电流速速度度产生产生 快快 高高 大大 大大 快快 易易 慢慢 低低 小小 小小 慢慢 不易不易心肌的生物电现象和生理特性43 2.2.邻近未兴奋部位膜的兴奋性邻近未兴奋部位膜的兴奋性 心肌细胞的兴奋传导是沿着细胞膜的兴奋扩散心肌细胞的兴奋传导是沿着细胞膜的兴奋扩散的过程的过程,只有邻近未兴奋部位膜的兴奋性正常只有邻近未兴奋部位膜的兴奋性正常,兴奋兴奋才能正常地传导通过。才能正常地传导通过。（0 0期慢、小）期慢、小）减慢减慢处于相对不应期处于相对不应期 部分失活状态部分失活状态处于绝对不应期处于绝对不应期 失活状态失活状
20、态 阻滞阻滞邻近部位膜兴奋性邻近部位膜兴奋性NaNa+通道状态通道状态 传导性传导性心肌的生物电现象和生理特性44心肌收缩的特点心肌收缩的特点（一）（一）同步收缩同步收缩（全或无式收缩）（全或无式收缩）同步收缩，力量大，有利于心脏射血。同步收缩，力量大，有利于心脏射血。（二）（二）不发生强直收缩不发生强直收缩 保持收缩后必有舒张的节律性活动，保保持收缩后必有舒张的节律性活动，保 证心脏射血和充盈过程的正常进行。证心脏射血和充盈过程的正常进行。（三）（三）对细胞外对细胞外Ca2+的依赖性的依赖性细胞外液细胞外液Ca2+浓度高，内流增多，收缩浓度高，内流增多，收缩 力增强，反之力增强，反之Ca2+
21、浓度若过低浓度若过低，则出现，则出现兴兴 奋收缩脱耦联。奋收缩脱耦联。心肌的生物电现象和生理特性46心肌的生物电现象和生理特性47体表心电图体表心电图 每个心动周期中，由窦房结产生的兴奋依次每个心动周期中，由窦房结产生的兴奋依次向心房和心室传布。这种兴奋的产生和传布所出向心房和心室传布。这种兴奋的产生和传布所出现的现的生物电变化生物电变化，其传播，其传播方向方向、途径途径、顺序顺序和和时时间间均有一定规律，是反映心脏各部分电生理活动均有一定规律，是反映心脏各部分电生理活动的良好指标，可作为临床诊断心脏某些疾病的依的良好指标，可作为临床诊断心脏某些疾病的依据。据。这种电位变化可传播到全身各处，用
22、仪器把这种电位变化可传播到全身各处，用仪器把这种电位变化曲线记录在图纸上，就称为这种电位变化曲线记录在图纸上，就称为心电图心电图(ECG)(ECG)。心肌的生物电现象和生理特性48 描记心电图时，在肢体或躯干一定部位安放电极（称为描记心电图时，在肢体或躯干一定部位安放电极（称为引导电极），并用导线与心电图机联成电路，其导线的连接引导电极），并用导线与心电图机联成电路，其导线的连接方法称为方法称为导联（导联（lead）。目前，国际上通用导联有标准导。目前，国际上通用导联有标准导联联、，单极胸导联，单极胸导联V1、V2、V3、V4、V5、V6和加和加压单极肢体导联压单极肢体导联aVR、aVL、aV
23、F共共12个导联。个导联。1.标准导联标准导联（双极导联）（双极导联）导联导联 右臂右臂 左臂左臂标准导联标准导联 导联导联 右臂右臂 左足左足 导联导联 左臂左臂 左足左足 2.加压单极肢体导联加压单极肢体导联 aVR、aVL、aVF 心肌的生物电现象和生理特性49V1V2V3V4V5心肌的生物电现象和生理特性50心肌的生物电现象和生理特性51（二）正常典型体表心电图的波形及其意义（二）正常典型体表心电图的波形及其意义 心肌的生物电现象和生理特性52 名名 称称 时间（时间（S S）幅度（幅度（mV)mV)意意 义义 P P波波 0.11 0.11 0.250.25 两心房去极过程两心房去极
24、过程 QRSQRS波波 0.06 0.060.110.11 0.5 0.52.0 2.0 两心室去极过程两心室去极过程 T T波波 0.05 0.050.25 0.25 同导联主波同导联主波1/101/10 两心室复极化过程两心室复极化过程P-RP-R间期间期 0.12 0.120.20 0.20 兴奋由心房兴奋由心房心室的时间心室的时间S-TS-T段段 0.05 0.050.150.15 心室全部去极化心室全部去极化Q-TQ-T间期间期 0.32 0.320.44 0.44 心室去极化心室去极化+复极化的时间复极化的时间正常心电图小结正常心电图小结心肌的生物电现象和生理特性531938年年1
25、月生，于月生，于2007年年3月月26日不幸在广州逝日不幸在广州逝世，享年世，享年70岁。岁。1961.7第四军医大学医疗系毕业，第四军医大学医疗系毕业，1962.1 参加参加中国共产党，中国共产党，1966.1第四军医大学病理生理专第四军医大学病理生理专业研究生毕业。历任助教、讲师、副教授，业研究生毕业。历任助教、讲师、副教授，1989.10任教授、硕士生导师；任教授、硕士生导师；1995.6任第一军医大学心电研究中心负责人，任第一军医大学心电研究中心负责人，博士生导师博士生导师；2001.4任第一军医大学心电研究任第一军医大学心电研究所所长。所所长。1993年年“头胸导联基础研究及其临床头
26、胸导联基础研究及其临床应用应用”获全军科技进步一等奖。获全军科技进步一等奖。心肌的生物电现象和生理特性54心律失常心律失常：心脏冲动的频率、节律、起搏部位、传导速度或激：心脏冲动的频率、节律、起搏部位、传导速度或激动次序的异常。动次序的异常。按发生原理分为：按发生原理分为：冲动形成异常；冲动传导异常。冲动形成异常；冲动传导异常。按心率的快慢分为：按心率的快慢分为：快速性心律失常；缓慢性心律失常。快速性心律失常；缓慢性心律失常。一、冲动形成异常一、冲动形成异常 (一一)窦性心律失常：窦性心动过速；窦性心动过缓；窦性心律不齐；窦性停搏窦性心律失常：窦性心动过速；窦性心动过缓；窦性心律不齐；窦性停搏
27、(二二)异位心律异位心律二、冲动传导异常二、冲动传导异常1、生理性：干扰及房室分离、生理性：干扰及房室分离2、病理性：、病理性：窦房传导阻滞窦房传导阻滞 房内传导阻滞房内传导阻滞 房室传导阻滞房室传导阻滞 束支或分支阻滞或室内阻滞束支或分支阻滞或室内阻滞3、房室间传导途径异常：预激综合征、房室间传导途径异常：预激综合征心肌的生物电现象和生理特性55正常窦性心率窦性心动过速窦性心动过缓窦性心律失常窦性心律失常窦性停搏心肌的生物电现象和生理特性56心室颤动室性期前收缩异位心律异位心律心肌的生物电现象和生理特性57冲动传导异常冲动传导异常房室传导阻滞房室传导阻滞第一度房室传导阻滞第二度I型房室传导阻滞第二度II型房室传导阻滞第三度房室传导阻滞心肌的生物电现象和生理特性58Thank you！心肌的生物电现象和生理特性59
