讲授-第四章--血液循环心脏电生理[可修改版]课件

讲授讲授 第四章第四章 血液循环心血液循环心脏电生理脏电生理23.04.20241根据能否产生节律性兴奋根据能否产生节律性兴奋根据能否产生节律性兴奋根据能否产生节律性兴奋非自律细胞（工作细胞）非自律细胞（工作细胞）非自律细胞（工作细胞）非自律细胞（工作细胞）uu心房肌细胞、心室肌细胞心房肌细胞、心室肌细胞心房肌细胞、心室肌细胞心房肌细胞、心室肌细胞自律细胞自律细胞自律细胞自律细胞uu窦房结窦房结窦房结窦房结uu房室交界房室交界房室交界房室交界uu房室束房室束房室束房室束uu浦肯野纤维浦肯野纤维浦肯野纤维浦肯野纤维房结区房结区结区结区结希区结希区左束支左束支右束支右束支心肌细胞的分类心肌细胞的分类根据去极化速度根据去极化速度根据去极化速度根据去极化速度快反应细胞快反应细胞快反应细胞快反应细胞uu快快快快Na+Na+Na+Na+通道通道通道通道uu心室肌细胞、心房肌细胞、房室束、心室肌细胞、心房肌细胞、房室束、心室肌细胞、心房肌细胞、房室束、心室肌细胞、心房肌细胞、房室束、uu浦肯野细胞浦肯野细胞浦肯野细胞浦肯野细胞慢反应细胞慢反应细胞慢反应细胞慢反应细胞uu慢慢慢慢Ca2+Ca2+Ca2+Ca2+通道通道通道通道uu窦房结、房室交界窦房结、房室交界窦房结、房室交界窦房结、房室交界心肌细胞的分类心肌细胞的分类快反应非自律细胞快反应非自律细胞快反应非自律细胞快反应非自律细胞心室肌细胞、心房肌细胞快反应自律细胞快反应自律细胞快反应自律细胞快反应自律细胞房室束、浦肯野细胞慢反应非自律细胞慢反应非自律细胞慢反应非自律细胞慢反应非自律细胞房室交界的结区慢反应自律细胞慢反应自律细胞慢反应自律细胞慢反应自律细胞窦房结细胞、房室交界结区、结希区心肌细胞的分类心肌细胞的分类图图图图 心脏各部分心肌细胞的跨膜电位心脏各部分心肌细胞的跨膜电位心脏各部分心肌细胞的跨膜电位心脏各部分心肌细胞的跨膜电位（一）工作细胞生物电现象（一）工作细胞生物电现象1 波形特点A.A.心室肌；心室肌；心室肌；心室肌；B.B.心房肌；心房肌；心房肌；心房肌；C.C.窦房结窦房结窦房结窦房结 P P 细胞细胞细胞细胞 动画：心肌细胞动作电位及形成机制动画：心肌细胞动作电位及形成机制动画：心肌细胞动作电位及形成机制动画：心肌细胞动作电位及形成机制外向电流（外向电流（外向电流（外向电流（outward currentoutward currentoutward currentoutward current）内向电流（内向电流（内向电流（内向电流（inward currentinward currentinward currentinward current）静息电位静息电位 （1）幅度：-90mV(较骨骼肌细胞、神经细胞大)。（2）机制：=K+平衡电位 2 2 2 2 心室肌心室肌心室肌心室肌RPRPRPRP和和和和APAPAPAP的形成机制的形成机制的形成机制的形成机制 心室肌细胞心室肌细胞APAP的形成机制：的形成机制：0 0期期 刺激刺激去极化去极化阈电位阈电位激活快激活快NaNa+通道通道NaNa+再生式内流再生式内流NaNa+平衡电位平衡电位（0 0期）期）快Na+通道：-70mV激活，0mV失活，持续1ms，特异性强(只对Na+通透)，对TTX不敏感，激活剂(苯妥因钠)。0 0期期按任意键显示动画2快Na+通道失活+激活Ito通道K+一过性外流 快速复极化（1期）Ito通道：-40mv激活，开放5-10ms,70年代认为Ito的离子成分为Cl-，现在认为Ito可被K+通道阻断剂（四乙基胺、4-氨基吡啶）阻断，为Nicorandil激活，Ito的离子成分为K+。1 1期期按任意键显示动画2心室肌细胞心室肌细胞APAP的形成机制：的形成机制：1 1期期 OO期去极达期去极达期去极达期去极达-40mV-40mV时时时时已激活慢已激活慢已激活慢已激活慢CaCa2+2+通道通道通道通道 +激活激活激活激活I IK K 通道通道通道通道 L-CaL-Ca2+2+缓慢内流与缓慢内流与缓慢内流与缓慢内流与IKIK+外流处于平衡状态外流处于平衡状态外流处于平衡状态外流处于平衡状态 缓慢复极化缓慢复极化缓慢复极化缓慢复极化（2 2期期期期 平台期）平台期）平台期）平台期）慢慢CaCa2+2+通通道道：激活与失活比Na+通道慢，特异性不高：Ca2+（53%）、Na+（27%）、K+（20%）都通透，阻断剂：Mn2+和多种Ca2+阻断剂（异搏定）。2 2期期按任意键显示动画2心室肌细胞心室肌细胞APAP的形成机制：的形成机制：2 2期期 3 3期：期：慢慢慢慢Ca2+Ca2+通道失活通道失活通道失活通道失活+IK IK 通道通透性通道通透性通道通透性通道通透性 K1 K+K1 K+再生式外流再生式外流再生式外流再生式外流 快速复极化快速复极化快速复极化快速复极化至至至至RPRP水平水平水平水平（3 3期）期）期）期）3 3期期NaNa+K K+CaCa2+2+K K+K K+泵泵泵泵3 3期期I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。4 4期期:（二）自律细胞的动作电位及形成机制（二）自律细胞的动作电位及形成机制If电流递减性的钾外流1 1 浦肯野细胞浦肯野细胞浦肯野细胞浦肯野细胞If 电 流-60mv 激活，100mv开始充分激活时间依从性递增，膜除极也随之增强除极-50mv 失活为被膜超极化激活的非特异的内向电流起搏电流(pacemaker current)Na+K+不是快Na+通道，TTX不能阻断。2 2 窦房结窦房结窦房结窦房结P P细胞的动作电位及形成机制细胞的动作电位及形成机制细胞的动作电位及形成机制细胞的动作电位及形成机制波形特点波形特点波形特点波形特点自动除极速度快(0.1v/s)pf(0,02v/s)最大复极电位阈电位小,(-70mv-40)APA低,速度(10v/ms)，时程长7ms没有1、2期 0 0期：期：Ca2+Ca2+0 0期期当4期自动去极化达到阈电位激活慢钙通道（Ica-L型）Ca2+内流形成机制形成机制慢钙通道（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：期：K+递减性外流+Na+递增性内流（If）+Ca2+内流（Ica-T型钙通道激活）缓慢自动去极化具具“自我自我”启动启动 “自我自我”发展发展 “自我自我”终止的离子流终止的离子流现象。现象。4期二、心肌的电生理特性二、心肌的电生理特性 Myocardial electro physiologic propertiesMyocardial electro physiologic properties （一）心肌的兴奋性（一）心肌的兴奋性（一）心肌的兴奋性（一）心肌的兴奋性（excitability excitability excitability excitability）（二）自动节律性（二）自动节律性（二）自动节律性（二）自动节律性（三）心肌的传导性及兴奋的传（三）心肌的传导性及兴奋的传（三）心肌的传导性及兴奋的传（三）心肌的传导性及兴奋的传导导导导心肌受刺激产生动作电位的能力静息电位水平 RP距阈电位远需刺激阈值兴奋性RP距阈电位近需刺激阈值兴奋性1.1.影响兴奋性因素影响兴奋性因素（一）心肌的兴奋性（一）心肌的兴奋性（一）心肌的兴奋性（一）心肌的兴奋性（excitability excitability）阈电位水平 （为少见的原因）上移RP距阈电位远需刺激阈值兴奋性下移RP距阈电位近需刺激阈值兴奋性NaNa+通道的性状通道的性状NaNaNaNa+通通通通道道道道所所所所处处处处的的的的机机机机能能能能状状状状态态态态,是是是是决决决决定定定定兴兴兴兴奋奋奋奋性性性性正正正正常常常常、低低低低下下下下和和和和丧丧丧丧失失失失的的的的主主主主要要要要因因因因素素素素,而而而而通通通通道道道道处处处处于于于于何何何何种种种种状状状状态态态态则则则则取取取取决决决决于于于于当当当当时时时时的的的的膜膜膜膜电电电电位位位位以以以以及及及及有有有有关的时间进程。关的时间进程。关的时间进程。关的时间进程。心肌细胞每次兴奋心肌细胞每次兴奋心肌细胞每次兴奋心肌细胞每次兴奋,其膜通道存在备用状态、激活、失活和复活过程；其其膜通道存在备用状态、激活、失活和复活过程；其其膜通道存在备用状态、激活、失活和复活过程；其其膜通道存在备用状态、激活、失活和复活过程；其兴奋性也随之发生相应的周期性改变。兴奋性也随之发生相应的周期性改变。兴奋性也随之发生相应的周期性改变。兴奋性也随之发生相应的周期性改变。2.2.一次兴奋过程中兴奋性的周期性变化：一次兴奋过程中兴奋性的周期性变化：图心室肌细胞的动作电位、机械收缩曲线与兴奋性变化的关系图心室肌细胞的动作电位、机械收缩曲线与兴奋性变化的关系图心室肌细胞的动作电位、机械收缩曲线与兴奋性变化的关系图心室肌细胞的动作电位、机械收缩曲线与兴奋性变化的关系绝对不应期绝对不应期局部反应期局部反应期有效不应期有效不应期有效不应期有效不应期相对不应期相对不应期相对不应期相对不应期超常期超常期超常期超常期图图图图 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 心室肌兴奋性的周期性变化心室肌兴奋性的周期性变化心室肌兴奋性的周期性变化心室肌兴奋性的周期性变化程程程程 因 周期变化周期变化周期变化周期变化 对应位置对应位置对应位置对应位置 机机机机 制制制制 新新新新APAPAPAP产生能力产生能力产生能力产生能力有效不应期 去极相复极相-60mV 不能产生 绝对不应期：Na+通道处于 -55mV 完全失活状态 局部反应期：Na+通道 -60mV 刚开始复活 相对不应期 Na+通道 能产生(但0期 -80mV 大部复活 幅度、传导、时程 超 常 期 Na+通道基本 等较正常小)-90mV 恢复到备用状态 同相对不应期 是有效不应期特别是有效不应期特别是有效不应期特别是有效不应期特别长长(平均平均平均平均250ms),250ms),250ms),250ms),相当于心肌整个收缩期和舒相当于心肌整个收缩期和舒相当于心肌整个收缩期和舒相当于心肌整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张早期。它是骨骼肌与神经纤维有效不应期的张早期。它是骨骼肌与神经纤维有效不应期的张早期。它是骨骼肌与神经纤维有效不应期的100100100100倍和倍和倍和倍和200200200200倍。这倍。这倍。这倍。这一特性是保证心肌能收缩和舒张交替进行一特性是保证心肌能收缩和舒张交替进行一特性是保证心肌能收缩和舒张交替进行一特性是保证心肌能收缩和舒张交替进行,不出现强直收缩的生理不出现强直收缩的生理不出现强直收缩的生理不出现强直收缩的生理学基础。学基础。学基础。学基础。有效不应期的长短主要取决有效不应期的长短主要取决2 2期（平台期）。期（平台期）。心肌兴奋时兴奋性变化的主要特心肌兴奋时兴奋性变化的主要特点点3.3.兴奋性的周期性变化与收缩的关系兴奋性的周期性变化与收缩的关系（1 1 1 1）不发生强直收缩）不发生强直收缩）不发生强直收缩）不发生强直收缩心心肌肌的的有有效效不不应应期期特特别别长长,相相当当于于整整个个收收缩缩期期加加舒舒张张早早期期，任任何刺激落在此期内，心肌都不会发生兴奋反应。何刺激落在此期内，心肌都不会发生兴奋反应。当当刺刺激激频频率率多多数数刺刺激激落落在在有有效效不不应应期期内内，最最多多引引起起期期前前收收会发生强直收缩会发生强直收缩。但在离体蛙心灌流实验中，当Ca2+o过高时钙僵（Ca2+利于收缩不利于舒张，出现持续收缩状态）。（2 2 2 2）期前收缩与代偿间歇）期前收缩与代偿间歇）期前收缩与代偿间歇）期前收缩与代偿间歇 期前收缩（期前收缩（期前收缩（期前收缩（extrasystoleextrasystoleextrasystoleextrasystole）：）：）：）：心脏受到窦性节律之外的刺激，产生的收缩在窦性节律 收缩之前,称为期前收缩。代偿间歇代偿间歇代偿间歇代偿间歇(compensatory pause)(compensatory pause)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。(二二二二)自动节律性自动节律性自动节律性自动节律性概念概念概念概念：心脏在没有外来刺激下，自动地产生节律性兴奋特性。心脏在没有外来刺激下，自动地产生节律性兴奋特性。心律和心率心律和心率心律和心率心律和心率起源起源起源起源：心内特殊传导系统（房室结的结区除外），其自律心内特殊传导系统（房室结的结区除外），其自律性窦房结性窦房结 房室交界房室交界 心室内传导组织。心室内传导组织。窦房结窦房结-房室结房室结-浦氏纤维浦氏纤维（90-10090-100次次/分）（分）（40-6040-60次次/分）分）（20-4020-40次次/分）分）窦性节律窦性节律窦性节律窦性节律为以窦为起搏点的心跳，以窦外为起搏点的心跳为为以窦为起搏点的心跳，以窦外为起搏点的心跳为异位节律异位节律异位节律异位节律（结性心律、室性心律）。抢抢先先占占领领超超速速抑抑制制正常起搏点异位起搏点Normal pacemaker抢先占领超速抑制(sinus rhythm)(ectopic rhythm)潜在起搏点1.1.1.1.心脏起搏点心脏起搏点心脏起搏点心脏起搏点窦房结心内特殊传导系统Latentpacemaker1 1 1 1）4 4 4 4期自动去极化速度期自动去极化速度期自动去极化速度期自动去极化速度a.自动去极化速快达到阈电位的时间短自律性高。b.自动去极化速慢达到阈电位的时间长自律性低。2.2.2.2.影响自律性的因素影响自律性的因素影响自律性的因素影响自律性的因素2 2 2 2）最大舒张电位水平）最大舒张电位水平）最大舒张电位水平）最大舒张电位水平 最大舒张电位水平小距阈电位近自动去极化达到阈电位的时间短自律性高。最大舒张电位水平大距阈电位远自动去极化达到阈电位的时间长自律性低。A.4.4 期去极化速率由期去极化速率由期去极化速率由期去极化速率由 a a 减小到减小到减小到减小到 b b 时自律性降低；时自律性降低；时自律性降低；时自律性降低；B.B.最大复极电位由最大复极电位由最大复极电位由最大复极电位由 a a 超极化到超极化到超极化到超极化到 d d，或阈电位由，或阈电位由，或阈电位由，或阈电位由 TP-1 TP-1 升升升升 到到到到TP-2 TP-2 时，时，时，时，自律性均降低自律性均降低自律性均降低自律性均降低 TP TP：阈电位：阈电位：阈电位：阈电位 3 3 3 3）阈电位水平）阈电位水平）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：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阈电位水平阈电位水平下移（图中下移（图中下移（图中下移（图中TP1TP1TP1TP1）上移（图中上移（图中上移（图中上移（图中TP2TP2TP2TP2）最大舒张电位最大舒张电位最大舒张电位最大舒张电位阈电位阈电位阈电位阈电位 距离近距离近距离近距离近 距离远距离远距离远距离远 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 时间短时间短时间短时间短 时间长时间长时间长时间长 自律性高自律性高自律性高自律性高 自律性低自律性低自律性低自律性低1 1 1 1传导原理：局部电流传导原理：局部电流传导原理：局部电流传导原理：局部电流心肌细胞有闰盘，闰盘(缝隙连接)为低电阻区,局部电流很容易通过，实现心肌细胞同步性活动，形成心室肌功能性的合胞体心室肌功能性的合胞体心房肌功能性的合胞体心房肌功能性的合胞体（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（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 心肌细胞的传导性心肌细胞的传导性3.传导途径 窦窦 房房 结结 结间束结间束 房间束房间束（优势传导通路）（优势传导通路）房室交界房室交界 心房肌心房肌 房室束房室束 左左、右束支右束支 浦肯野纤维浦肯野纤维 心室肌心室肌动画：心脏内兴奋传导途径3.3.3.3.传导速度传导速度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/s)心房肌心房肌(0.4m/s)(0.4m/s)结区结区(0.02m/s)(0.02m/s)心房内-房室交界-心室内(0.06s)(0.1s)(0.06s)优势传导通路(preferential conduction)优势传导通路4 4 4 4 生理意义生理意义生理意义生理意义 浦氏纤维最快浦氏纤维最快房房、室内快室内快同步同步 收缩收缩，利射血。利射血。房室交界最慢房室交界最慢房室延搁房室延搁利房利房 排空、室充盈。排空、室充盈。房室交界是传导必经之路房室交界是传导必经之路，易出现易出现 传导阻滞（房室阻滞）。传导阻滞（房室阻滞）。5 5 5 5.影响传导的因素影响传导的因素影响传导的因素影响传导的因素 细胞的直径细胞的直径直径粗大胞内电阻小传导速度快直径细小胞内电阻大传导速度慢（但在同一心肌细胞,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）0 0期去极化的速度和幅度期去极化的速度和幅度 邻旁部位细胞膜的兴奋性邻旁部位细胞膜的兴奋性 心肌细胞的兴奋传导是沿着细胞膜的兴奋扩散的过程,只有邻近未兴奋部位膜的兴奋性正常,兴奋才能正常地传导通过。u膜电位膜电位钠通道开放效率与静息电位值的函数关系曲线膜反应曲线(membrane response curve)三、体表心电图三、体表心电图三、体表心电图三、体表心电图 (electracardiogram,ECG)(electracardiogram,ECG)将引导电极置于身体一定部位，记录整个心动周期中心电变化（各细胞的综合心电向量）的波形图。1 1 正常心电图的波形及生理意义正常心电图的波形及生理意义 名名名名 称称称称 时间（时间（时间（时间（S S S S）幅度（幅度（幅度（幅度（mV)mV)mV)mV)意意意意 义义义义 P波 0.060.11 0.050.25 两心房兴奋两心房兴奋 Q Q波波 室中隔兴奋室中隔兴奋 R R波波 0.060.060.11 0.50.11 0.52.0 2.0 心尖心尖+侧壁肌兴奋侧壁肌兴奋 S S波波 心室后基底部兴奋心室后基底部兴奋 T T波波 0.050.050.25 0.10.25 0.11.5 1.5 两心室复极化过程两心室复极化过程P-RP-R间期间期0.120.120.20 0.20 兴奋：房兴奋：房室的时间室的时间S-TS-T段段 0.050.050.15 0.15 心室肌的心室肌的APAP处于平台期处于平台期Q-TQ-T间期间期 0.4 0.4 心室去极化心室去极化+复极化的复极化的时间时间2 2心电图各导联的连接及正常图形心电图各导联的连接及正常图形aVLaVRAvf