生理血液循环心肌生物电现象和生理特性

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,1,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,期中考试,1.简述动作电位的形成机制。,2.简述感受器的一般生理特性。,3.简述生理性止血的基本过程。,4.简述呼吸节律的调控机制。,5.简述学习记忆的基本机制。,李勃兴,基础医学院 神经生物学教研室,第六章 血 液 循 环,第六章 血 液 循 环,第一节 心肌的生物电现象和生理特性,第三节 心脏的射血与充盈,第四节 血 管 生 理,第二节 心 电 图,第五节 心血管功能的调节,第六节 微循环、组织液与淋巴循环,第七节 重要器官循环的特点,第一节 心肌的生物电现象和生理特性,一、,心肌细胞的分类,根据心肌细胞的组织学、功能和电生理特性，可将心肌细胞分为两类：,（,一）,工作细胞,与,特殊分化的心肌细胞,工作细胞（非自律细胞）：,心房肌、心室肌,有收缩性，兴奋性、传导性，无自律性,特殊传导系统（自律细胞）,窦房结、,房室交界（房结区、结区、结希区）、,房室束（希氏束）,左右束支、浦肯野纤维组成。,有自律性（结区除外）、兴奋性、,传导性、无收缩性,心肌细胞的分类,（,一）工作细胞的跨膜电位及其离子基础,1.心室肌细胞静息电位（,Resting Potential，RP,）,其,RP,约为,-80mV,-90mV,离子基础：同神经和骨骼肌一样，接近,+,的平衡电位。,K电流,Na、Cl、Ca背景电流,泵电流（3Na,+,出，2K,+,入）,动作电位,（,Action Potential，AP,）,心室肌细胞动作电位的,幅度、波形、持续时间,与神经、骨骼肌明显不同。,有平台，升降支不对称,持续时间长，复极缓慢（250-400ms）,有慢通道，多种离子参与复极,分期和形成机制,去极化到阈电位（,-70mV,）,快,Na,+,通道开放，出现再生性,Na,+,内流,Na,+,顺电,-,化学梯度进入细胞内,去极化,从-90mV+30mV，约1ms,快通道（fast channel）,快反应细胞（fast response cell）,快反应动作电位（fast response,action potential）,去极化过程,0期（phase 0）,复极化过程,1、2、3期（phase 1，2，3）,Phase 1,快速复极初期,+30mV 0mV 10ms,外向 I,to,（钾电流 transient,outward current）,Phase 2,平台期,0mV左右 100-150ms,内向I,Ca-L,外向,I,K,Phase 3,快速复极末期,0mv,-90mV 100-150ms,外向,I,K,静息期,4期（phase 4）,恢复细胞内外各种离子的正常浓度,Na,+,泵,Na,+,-Ca,2+,交换体,3Na,+,入,1Ca,2+,出,钙泵,小结：,0期,（,去极化期,）：占时12mS,形成机制：,Na,+,快速内流,（快Na,+,通道，可,被TTX 阻断,）,1期,（,快速复极初期,）：占时10ms,形成机制：,Na,+,内流迅速停止，,+,外流,（,+,通道可,被TEA,、,4-AP 阻断,）,2期,（,缓慢复极期、平台期,）：占时100150mS,平台期,是区别于神经和骨骼肌细胞动作电位的,主要特征,。,2期,的形成机制：,Ca,2+,缓慢内流、,+,缓慢外流,（L型钙通道，可,被Mn,2+,、维拉帕米等钙拮,抗药阻断,）,3期,（,快速复极末期,）：占时100150mS,形成机制：,Ca,2+,内流停止，,+,外流加快,4期,（,静息期,）,形成机制：,Na,+,+,泵,、,Na,+, Ca,2+,交换体,，,3 ：2 3 ：,使离子分布恢复原态,动作电位小结,恢复,Na,+,、,K,+,、,Ca,2+,的分布,（二）自律细胞的跨膜电位及其离子基础,最大复极电位（Maximal diastolic potential，MDP）,：,自律细胞复极化达最大值的电位,。,4期自动去极化：,是心肌自律细胞自动产生节律性兴奋的基础，是能够自动产生兴奋的原因。不同类型的自律细胞， 4期自动去极化的离子本质并不完全相同。,1.,窦房结P细胞,P细胞,是窦房结的,起搏细胞,，与心室肌细胞相比，其动作电位的特点：,分期为0、3、4期，无明显的1、2期。,最大舒张电位 -70mV，阈电位 - 40mV,0期去极化速度慢、幅度小、时程较长,4期自动去极化速度快,形成机制,：,0期,去极化：,Ca,2+,内流,，（ L型钙通道）,3期,复极化：,Ca,2+,内流停止，k,+,外流,4期,自动去极化：机制较复杂，是,多种离子流,共同作用的结果。,目前认为主要有两种离子流：,+,外流进行性衰减，形成背景内向电流,2.T型钙通道激活， Ca,2+,内流，激活L型钙通道，又产生一次动作电位,。,2.,浦肯野细胞,：,其动作电位的形态和各期形成的离子基础与工作细胞基本相同。所不同的是浦肯野细胞,4期膜电位不稳定，能自动去极化,，,产生另一个动作电位,。故属于自律细胞。,形成机制,：形成4期的自动去极化是随时间而逐渐,增加的内向离子流，称为,If内向离子流,，,又称,起搏电流,。 I,f,通道也是Na,+,通道。,If通道与膜电位的关系,：,3期,：,膜电位达-60mV， I,f,通道被激活而开放，,达-100mV， I,f,通道,超极化激活,4期,：,自动去极化,0期,：,膜电位达-50mV（阈电位）产生一次,动作电位的同时 If通道失活而关闭。,二、 心肌细胞的生理特性,生理特性,自律性,兴奋性,传导性,电生理特性,机械特性,收缩性,（一）自动节律性，简称自律性,定义：,心肌细胞在无外来刺激的情况下，能自动发,生节律性兴奋的特性。,衡量自律性高低的指标：,频率,（次/分）,窦房结 房室交界 房室束及左右束支 浦肯野纤维,100次/分 50次/分 40次/分 25次/分,窦房结是心脏的正常起搏点，称窦性心律,（50-90次/分 ）,。,潜在起搏点,：安全因素（备用）,危险因素（异常节律）,异位起搏点,：交界性节律（ 4060次/分）为次级起搏点。,室性节律（ 1540次/分） 为三级起搏点。,2.,窦房结对潜在起搏点的控制方式,抢先占领（capture）,超速抑制（overdrive suppression）,被动兴奋,固有兴奋,具有,频率依从性,抢先占领,超速抑制,3.,决定和影响自律性的因素,4期自动去极化速度,儿茶酚胺(NE、E),加速窦房结细胞,4,期自动,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,迷走神经,兴奋时释放,Ach,可使窦房结自律降低,细胞K,外流增加，最大舒张电位,绝对值增,大,，故自律性降低，心率减慢。,NA可促进窦房结细胞I,f,通道和Ca,2+,通道的开放，使I,f,和I,Ca,增大，4期自动去极化速度和自律性增高,Ach提高膜对K,+,的通透性，使4期膜对K,+,的通透性，K,+,外流衰减；Ach抑制I,f,和L型Ca,2+,通道的开放，使4期自动去极化速度，自律性,（二）,兴奋性,（excitability）,心肌的兴奋性,是指心肌细胞对适宜刺激能够,产生兴奋的能力,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；阈值小表示兴奋性高。,心肌兴奋时兴奋性的周期变化,心肌细胞动作电位与兴奋性的变化,心肌细胞的兴奋包括,两个,过程：,即从,静息电位去极化,达到阈电位，,激活,Na+通道,或,Ca2+通道,从而产生产生,动作电位,凡能影响这两个过程的因素，都可影响心肌的兴奋性。,（1）静息电位,（,最大舒张电位）,与阈电位之间的差值,RP,绝对值,距阈电位远需刺激阈值兴奋性,RP,绝对值,距阈电位近需刺激阈值兴奋性,阈电位,水平,上移,RP距阈电位远需刺激阈值兴奋性,阈电位,水平,下移,RP距阈电位近需刺激阈值兴奋性,（,2）,Na,+,通道的性状,Na,+,通道所处的机能状态,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，,Na,+,通道具有备用,(,或静息，,resting),、激活（,activation,）和失活（,inactivation,）三种状态。,备用,激活,失 活 ,刚复活,渐复活,基本备用, ,产生AP,绝对不应期,局部反应期,相对不应期,超常期, ,兴奋性正常,兴奋性无,兴奋性低,兴奋性高,心肌兴奋性变化的主要特点：,有效不应期长,(平均200250ms),相当于心肌整个收缩期和舒张早期。,是骨骼肌与神经纤维的100倍和200倍。,心肌有效不应期的长短主要取决于2期（平台期）。,生理意义：,不发生强直收缩，实现心脏泵血功能,。,（3）期前收缩与代偿间歇,代偿间歇,：一次期前收缩之后所出现的一段较长的舒张期称为代偿性间歇。,在下一次窦房结传来的兴奋到达,之前,，受到,一次人工,的刺激或,异位节律点,发放的冲动的作用,则心房肌和心室肌而可产生一次期前兴奋，引起,一次提前,出现的收缩，称,期前收缩,或,早搏,期前收缩,：指心肌比正常情况时提前发生的收缩，也称,早搏,，为,心律不齐,的表现。,产生原因,：足够大的,额外阈上刺激,恰好落于心室,兴奋的,有效不应期之后,。,代偿间歇,：因期前收缩而紧随出现的一个较长的,心室舒张期。,产生原因,：,正常,传来的,窦房结冲动,又恰好落于期,前收缩的,有效不应期之内,。,生理意义,：,防止心脏发生强直收缩，维持正常节律。,（三）传导性,心肌具有传导兴奋的能力，称传导性。,心肌的兴奋(动作电位)沿着心肌细胞膜向外扩布的特性。,传导方式,：局部电流。,传导特点：,闰盘(缝隙连接),心脏特殊传导系统,心脏特殊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脏特殊传导系统完成的。,1.,心脏内兴奋传播的途径和特点,（2）心脏内兴奋传导的特点及生理意义,传导时间,心房内-房室交界-心室内,(0.06s) (0.10s) (0.06s),特点,：,房-室延搁,：,利于心室的充盈和射血。,（3）决定和影响心肌传导性的因素,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,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。,1. 动作电位0期去极化的速度和幅度,0期速度 与邻旁间 产生局,传导 新AP,0期幅度的电位差部电流,速,度,产生,快 高 大 大 快 易,慢 低 小 小 慢 不易,2.,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。,（0期慢、小） 减慢,处于相对不应期 部分失活状态,处于绝对不应期 失活状态 阻滞,邻近部位膜兴奋性Na,+,通道状态 传导性,二、心肌细胞的机械特性收缩性,心肌工作细胞兴奋时首先产生动作电位，然后再由电变化引起机械性收缩，这一特性，称为收缩性。,由心肌细胞的电变化诱发机械收缩的过程称为,兴奋收缩耦联,。这一过程包括下列三个步骤：,心肌细胞兴奋产生的动作电位沿肌膜由横管扩布到细胞内部。,动作电位引起,复,极2期Ca,2,内流以及细胞内肌浆网Ca,2,的释放。,胞浆内增多的Ca,2,与心肌收缩蛋白的Ca,2,受体结合引起收缩反应。,心肌收缩的特点,（一）,同步收缩,（全或无式收缩）,同步收缩，力量大，有利于心脏射血。,（二）,不发生强直收缩,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。,（三）,对细胞外Ca,2+,的依赖性,细胞外液Ca,2+,浓度高，内流增多，收缩,力增强，反之,Ca,2+,浓度若过低,，则出现,兴,奋收缩脱耦联。,影响心肌收缩性的因素,体表心电图,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现的,生物电变化,，其传播,方向,、,途径,、,顺序,和,时间,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据。,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,心电图,(ECG),。,（一）心电图的导联,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，其导线的连接方法称为,导联（ lead ）,。目前，国际上通用导联有标准导联、，单极胸导联V,1,、V,2,、V,3,、V,4,、V,5,、V,6,和加压单极肢体导联aVR、aVL、aVF共12个导联。,1. 标准导联,（双极导联）,导联 右臂 左臂,标准导联 ,导联 右臂 左足,导联 左臂 左足,aVR、aVL、aVF,V1,V2,V3,V4,V5,（二）正常典型体表心电图的波形及其意义,名 称 时间（S） 幅度（mV) 意 义,P波 0.11,两心房去极过程,0.52.0,两心室去极过程,T波 0.050.25,同导联主波1/10,两心室复极化过程,P-R间期 0.120.20,兴奋由心房心室的时间,心室全部去极化,Q-T间期 0.320.44,心室去极化+复极化的时间,正常心电图小结,1938年1月生，于2007年3月26日不幸在广州逝世，享年70岁。,1961.7第四军医大学医疗系毕业，1962.1 参加中国共产党，1966.1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，1989.10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，博士生导师 ；2001.4任第一军医大学心电研究所所长。1993年“头胸导联基础研究及其临床应用”获全军科技进步一等奖。,尹炳生 教授,心律失常,：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。,按发生原理分为：,冲动形成异常；冲动传导异常。,按心率的快慢分为：,快速性心律失常；缓慢性心律失常。,一、冲动形成异常,(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,(二)异位心律,二、冲动传导异常,1、生理性：干扰及房室分离,2、病理性：,窦房传导阻滞 房内传导阻滞,房室传导阻滞 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,正常窦性心率,窦性心动过速,窦性心动过缓,窦性心律失常,窦性停搏,心室颤动,室性期前收缩,异位心律,冲动传导异常,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,Thank you！,