生理学
Physiology
第8版
主讲人:
第四章 血液循环
第二节 心脏的生物电活动和生理特性
第二节 心脏的生物电活动和生理特性
心肌细胞的电活动
① 心肌细胞分类
A、按结构及功能分 工作细胞： 自律细胞：
心房肌 心室肌 窦房结 房室交界区 房室束 浦肯野纤维
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
心肌细胞的电活动 ① 心肌细胞分类 B 按离子通道的特性分 快反应细胞 慢反应细胞 ② 心肌细胞的生理特性 自动节律性、兴奋性、传导性、收缩性
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电
1期：K+外流
位
2期：Ca2+缓慢内流、K+外流下降相：复极化形成2期 Nhomakorabea台特征期
3期：K+外流， 逐渐形成电-化学平
衡电位
4期：泵的作用，恢复正常离子分布
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
二、自律细胞跨膜电位及机制 （一）浦肯野细胞 1、相同点： 最大复极电位：与心室肌细胞RP近似。 其AP形态、时相及0、1、2、3期的形成机制与心室肌细胞类似。 2、不同点： 4期，有自动除极（速率慢）; 机制：① If: Na+内流为主。（主要作用）
+ 激活IK 通道
↓ Ca2+缓慢内流 与K+外流处于平衡状态 ↓
缓慢复极化 L型Ca2+通道(Ica-L): 激活与失活比Na+通道慢。阻断剂：Mn2+和 多种Ca2+阻断剂（异搏定）。
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
3期：MP：0 -90 mV; t: 100
慢Ca2+通道失活 +
IK 通道通透性↑ ↓
② 外向K+外流逐渐衰减作用小。（次要作用）
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
3、If通道：复极化3期-60mV开始激活、-100mV充分激活， 随膜的去极化而去激活。是超极化激活、具有时间依从性的非 特异性通道，不是快Na+通道，TTX不能阻断,阻断剂：Cs 。 4、浦肯野细胞动作电位的特点： （1）0期去极化速快400-800V/S，幅度大。 （2）AP时程长，约500ms。因平台期有较大的慢钠内向电流，
持续时间长。 （3）4期自动去极化速度比窦房结细胞的慢（0.02 V/s） ，故
自律性低。
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
（二）窦房结P细胞（起搏细胞） 1、AP特点： ① 最大复极电位小，约-50～-60 mV； ② AP幅度低，约 60～70 mV； 0期去极化V慢，10 V/s； ③ 无平台期，没有1、2、3期之分； ④ 4期自动除极V快，0.1 V/s（浦肯野，0.02 V/s） 机制：① IK→ 复极到-50 mV去激活—IK衰减.主要作用
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
（二）工作细胞动作电位及其离子机制 1、心室肌细胞动作电位
骨骼肌细胞动作电位
心室肌细胞动作电位
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
（1） 分期
0（除极期） 1 （快速复极初期） 2 （平台期） 3 （快速复极末期） 4 (静息期)
膜电位水平（mV） -90 ↗+ 30 +30 ↘ 0 0 0 ↘-90 -90
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
（一）工作细胞的静息电位及离子基础 1、心室肌细胞RP形成机制 （1）幅度：-90mV。 （2）机制：=K+平衡电位 条件：① 膜两侧存在浓度差：
[K+]i ： [K+]o＝37.5∶1 [Na+]i ：[Na+]o＝1∶14.5 ② 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。 K+ 通道属于内向整流K+通道（Ik1）：没有门控，不受电压和化学信号 的控制；但受膜电位的影响。
3期
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
（2）形成机制 3期：K＋外流（初：主要I k ，后IK1 ） 4期：Na＋–K＋泵、Ca2＋–Na＋交换、钙泵转运加强, 排出Na＋、
Ca2＋, 摄回K＋ →恢复离子平衡，稳定于RP水平。
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
刺激 ↓
RP↓ ↓
阈电位 ↓
激活IN↓a通道 Na+再生式内流
K+外流 ↓
Ik1 通道功能恢复 ↓
快速复极化至RP水平
150 ms
○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Ca2+,泵入K+→恢复正常离子分布。
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
心室肌细胞动作电位产生机制
1
2
上升相：去极化0期
0
3
动 由Na+内流形成电-化学平衡电位 作
② I f 作用不大 ③ ICa-T → -50 mV 激活，之后很快失活
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
2、电位形成机制 0期
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
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
（2）形成机制 0期：Na＋道开放→Na＋内流（快钠流INa） 1期：瞬时性外向电流（Ito激活）主要是K＋外流 2期: Ca2＋内流+K＋外流（少量Na＋内流） IK1 （内向整流钾通道，复极缓慢） Ica-L（L型钙通道，去极-40mv激活) IK（延迟整流钾通道，去极-40mv激活）
↓ 细胞膜进一步去极化
↓ 失活门关闭
↓ 去极化到+30mv
0期：MP：-90 +30 mV; t: 1 ms
INa通道：-70mV激活，随膜的去极 化而失活。特异性强，阻断剂(TTX)。
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
快Na+通道失活 +
激活I↓to通道 K+一过性外流
↓ 快速复极化
1期：MP：+30 0 mV; t: 10 ms
Ito（transient outward current）通道：瞬时性外向电流， 主要成分是K+ 。膜电位除极到－30mv左右时激活，随即
失活关闭。Ito可被K+通道阻断剂（4-氨基吡啶）阻断。
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第二节 心脏的生物电活动和生理特性
2期（平台期）: MP：0 mV; t: 100 150 ms Ik1的内向整流特性是+ 平台期形成的基础 O期去极达-40mV时已激活L型Ca2+通道