心脏的生物电现象
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4解剖生理学基础—第六章 循环系统4
3.心室舒张期与充盈
1).等容舒张期 心室肌舒张
→室内压↓→＞房内压→房室瓣关
＜主动脉压→主动脉瓣关
→心室密闭腔→心室容积不变、压力急剧↓
房内压＜室内压＜动脉压；
2).快速充盈期 室内压↓＜房内压→房室瓣开→心房血被“抽吸”入 室 房室瓣开放，半月瓣关闭； 血液由心房快速流入心室，心室容积增大。 房内压＞室内压＜动脉压 3).减慢充盈期 房室压力梯度
心脏的泵血功能随不同生理情况的需要而改变。最终 是通过改变搏出量和心率来调节心输出量的。
（二）影响心排出量的因素
博出量的多少则决定于前负荷、后负荷和心肌收缩能 力等。 1、心肌前负荷 心室的前负荷：心室肌的初长度决定于心室舒张末期 的血液充盈量，换言之，心室舒张末期容积相当于心 室的前负荷。 前负荷↑→心肌初长度↑→肌缩力↑→搏出量↑（一定范 围）
⑸4 期缓慢除去的发生机理也与快反应细胞不同。
4 期缓慢去极主要由K+外流的进行性减衰和以Na+为 主的缓慢内流所引起。
4期自动去极化过程是形成自动节律性的基 础，也是自律细胞与非自律细胞生物电现 象的主要区别。
二、心肌的生理特性
兴奋性 自律性 电生理特性 传导性 收缩性 机械特性
这种不需要神经和体液因素参与，只是通过心 肌细胞本身初长变化而引起心肌细胞收缩强度的 变化过程。
临床上静脉输液时要严格控制输液量和输液速度， 防止发生急性心力衰竭。
异长自身调节：在一定范围内，静脉回流量增加，心 室舒张末期容积(即初长度)增加，则心室肌收缩力量 增强，博出量增多。这种通过心肌细胞本身初长度的 改变来对博出量进行调节的方式，称为异长自身调节。
心电生理
抑制
迷走N
+
→Ach→↑K+外流→ 4期自动去极V↓ IK衰减↓
（2）最大舒张电位水平 （3）阈电位的水平
26
27
三、传导性（conductivity）
传导性：兴奋传导的速度。
1.传导原理：“局部电流刺激”
2. 心肌细胞间的兴奋传导：
“闰盘”---心房或心室成为功能合胞体。
“全或无式收缩”
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3.兴奋在心脏内的传播
1、静息电位水平 2、阈电位水平。
3、离子通道的性状
1）备用状态，兴奋性正常 2）激活或失活状态，兴奋性↓或消失
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4、兴奋性的周期性变化与收缩的关系 （1） 兴奋性的变化
1、有效不应期(effective refractory period, ERP) : 指AP从0期除极至复极-60 mV, 强刺激也不能再产 生AP的时期。包 含： 1）绝对不应期：AP 0期复极-55 mV 强S→无任何反应； 原因：INa处于失活状态 2）局部反应期：AP复极-55 -60 mV . 强S→局部去极化，不能产生AP； 原因：少量INa通道复活，其开放不足 以引起AP
（1）途径：
左、右心房
窦房结
“优势传导通路”
房室交界
房室束 左、右束支
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左、右心室
浦肯野纤维网
（2）特点：
1）各部分传播速度不同
①优势传导通路 ②浦氏纤维速度最快 ③ 心室肌 ④房室交界区最慢 S 1.0 ～ 1.2m/S 2 ～ 4m／S 0.4 ～ 0.5m/S 0.02 ～ 0.05m／
约需0.1秒。
2、相对不应期（RRP）：AP复极-60 ～ -80 mV
阈上S→AP，兴奋性在恢复，仍＜正常。
心脏的生物电现象及节律性兴奋的产生和传导
*依0期去极速度及其形成机制分类:
1.快反应细胞: 由Na+通道(快通道)开放 导致0期快速去极的心肌细胞. 有：心室肌细胞、心房肌细胞、浦肯 野细胞； 2.慢反应细胞: 由Ca2+通道(慢通道)开放
导致0期缓慢去极的心肌细胞.
有：窦房结细胞、房室结细胞。
*综合分类:
1.快反应非自律细胞: 心室肌细胞、心房肌 细胞 2.快反应自律细胞: 浦肯野细胞；
(2)生理因素:
1)AP0期除极速度和幅度(正相关):
如快反应C比慢反应C的传导速度快;
2)邻近部位膜的兴奋性(正相关).
3.心脏各部兴奋传播的速度: (快慢不一)
心房肌细胞： 0.3m/s
心房内由心房肌组成的
“优势传导通路”(结间束) : 1m/s 房室结(房室交界): 浦肯野系统： 心室肌细胞： 0.02 0.05m/s(最慢) 1.5 4m/s (最快) 0.5m/s
特殊传导系统的细胞(除结区外)。
(一)自律细胞的跨膜电位及形成机制
自律细胞跨膜电位的主要特点:
——4期自动除极。
1.窦房结细胞的AP及其形成机制
(慢反应自律细胞)
0
*0期除极慢(7ms);
0 3
-20
-40 -60 4
*AP幅值小(70mV)
*复极简单(无1.2期) *4期有自动除极.
窦房结细胞跨膜电位的形成机制
*快反应细胞及快反应动作电位
★ Ca2+通道: 激活、失活都慢、再复活所
需的时间长——慢(钙)通道 *慢反应细胞及慢反应动作电位 *阻断剂: Mn2+、维拉帕米(verapamil)
一、心肌细胞的动作电位和兴奋性
(一)心室肌的静息电位和动作电位
心脏电生理基础
第一章心脏电生理基础第一节心肌细胞的生物电现象一、心肌细胞的分类根据组织学和生理学特点，可将心肌细胞分为两类。
1、普通心肌细胞包括心房肌和心室肌细胞，含有丰富的肌原纤维，具有兴奋性、传导性和收缩性，但一般不具有自律性。
这类心肌细胞具有稳定的静息电位，主要执行收缩功能，故又称为工作细胞。
2、自律细胞是一类特殊分化的心肌细胞，主要包括P细胞和浦肯野细胞，组成心脏的特殊传导系统。
这类细胞除了具有兴奋性、传导性外，大多没有稳定的静息电位，但可自动产生节律性兴奋，控制整个心脏的节律性活动。
由于很少含或完全不含肌原纤维，基本不具有收缩功能。
二、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制心肌细胞膜内外的离子浓度不同（见表1-1-1），安静状态下细胞膜对不同离子的通透性也不同，这是心肌细胞跨膜电位形成的主要离子基础。
11、静息电位人类心室肌细胞的静息电位为－90 mV，其形成机制与静息时细胞膜对不同离子的通透性和离子的跨膜浓度差有关。
在静息状态下心室肌细胞膜上的内向整流Ik1通道开放，其通透性远大于其他离子通道的同透性，因此，K+顺其浓度梯度由膜内向膜外扩散，造成膜内带负电，膜外带正电，从而形成了膜内外的电位差。
这种在静息状态下，心肌细胞膜内外的电位差就称为膜的静息电位。
此时，心肌细胞处于极化状态。
2、动作电位刺激心室肌细胞使其兴奋，膜内外的电位就会发生突然转变，膜内电位由负电位转变为正电位，而膜外则由正电位转变为负电位。
这种膜电位的变化称为动作电位。
通常将心室肌细胞动作电位分为0期、1期、2期、3期、4期五个时相（图1-1-1）。
（1）去极化过程。
心室肌细胞的去极化过程又称动作电位0期。
心室肌细胞在外来刺激作用下，首先引起部分电压门控式Na+通道（INa通道）开放和少量Na+内流，造成细胞膜部分去极化。
当膜电位由静息水平（膜内－90mV）去极化到阈电位水平（膜内－70mV）时，细胞膜上INa通道的开放概率明显增加，于是Na+顺其浓度梯度和电位梯度由膜外快速进入膜内，使细胞膜进一步去极化，膜内电位迅速上升到正电位（＋30mV）。
心脏的生物电现象
2
心脏病监测
心电图可用于监测心脏病患者的状况变化，指导治疗和调整药物用量。
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运动心电图
运动心电图可以评估心脏在运动状态下的反应，检测体育运动员的运动耐受性。
保持心脏健康
1 健康饮食
2 规律运动
均衡的饮食，富含蔬菜、水果和全谷物， 有助于维持心脏健康。
每周进行适度的有氧运动，如快走或游 泳，有助于锻炼和强化心脏。
3 戒烟限酒
4 保持心理健康
戒烟和限制饮酒，有助于减ห้องสมุดไป่ตู้心脏病发 作和其他心脏问题的风险。
积极管理压力和情绪，保持健康的心理 状态对心脏健康至关重要。
结论
心脏的生物电现象对我们了解心脏功能和健康至关重要。通过心电图的分析，可以早期发现心脏 的异常和疾病，帮助我们采取相应的预防和治疗措施，保持心脏的健康。
3
心肌细胞
心肌细胞是心脏中最重要的细胞类型，它们会在受到电信号刺激时发生收缩，推 动血液循环。
心电图的解读
心率
心电图可以测量心脏的心率，即每分钟心脏搏动的次数。
心律
心电图可以分析心脏的心律，即心脏搏动的规律性和节奏。
心脏健康
心电图可以检测心脏的健康状况，如心脏肥大、心肌缺血和心律失常。
心脏疾病的诊断
心脏的生物电现象
心脏的生物电现象是指心脏在工作过程中产生的电信号。这些信号可以通过 心电图来观察和记录，从而帮助我们理解心脏的功能和健康状况。
心脏的电流传导
1
起搏器细胞
起搏器细胞是心脏中的一种特殊细胞，它们会在一定的节律下产生电信号，引发 心脏的收缩。
2
传导组织
传导组织将电信号从起搏器细胞传递给心脏的其他部分，确保心脏的协调收缩。
心脏的生物电现象及节律性兴奋的产生和传导(精)
*意义:
(1)(生理意义)不发生(完全)强直收缩: 使心肌不会发生强直收缩, 而能保持
收缩与舒张交替的节律活动,以实现心脏 的泵血功能。 (2)导致期前收缩后发生代偿间隙
二、心肌的自动节律性
自动节律性——细胞能自动地、按一定节 律发生兴奋的能力。(自律细胞)
*心脏的自律细胞： 特殊传导系统的细胞(除结区外)。
有：窦房结细胞、房室结细胞。
*综合分类:
1.快反应非自律细胞: 心室肌细胞、心房肌 细胞
2.快反应自律细胞: 浦肯野细胞； 3.慢反应细胞自律细胞:窦房结细胞、房结
区细胞、结希区细胞； 4.慢反应细胞非自律细胞: 结区细胞。
跨膜离子流及其对膜电位的作用 (1)内向电流: 正离子内流或负离子外
流，使膜除极化 (2)外向电流: 正离子外流或负离子内
第二节 心脏的生物电现象及节 律性兴奋的产生和传导
心肌组织的生理特性
兴奋性(所有心肌细胞) 电生理特性 自律性(自律细胞)
传导性(所有心肌细胞) 机械特性 收缩性(工作细胞)
心肌细胞的类型:
*依工作性质及有无自律性分类: 1.普通心肌细胞(工作细胞):心房肌、心室肌 有兴奋性、收缩性、传导性,无自律性; 2.特殊传导系统的心肌细胞：
★特点2: 在心室内浦肯野系统传导速度快,可几
乎同时(0.03s内)到达心室内壁各处.
*生理意义: 使心室肌能同步收缩 (功能合 胞体), 产生较大力量.
四、体表心电图 (electrocardiogram,ECG)
(一)体表心电图的概念及意义 概念：如果将测量电极放置在人体表面的
一 定部位，可以记录到心脏兴奋过 程中发生的电变化，所记录到的图 形。 意义：反映心脏兴奋的产生、传导和恢 复过程中的生物电变化。 注意：与心脏的机械收缩活动无直接关系
4、心肌细胞的生物电现象
心肌细胞的电生理学分类
• 据心肌细胞动作电位的电生理特征（特别 是0除极速率） • 快反应细胞包括：心房肌、心室肌和蒲肯 野细胞，其动作电位特点是：除极快、波 幅大、时程长。快反应电位 • 慢反应细胞包括窦房结和房室交界区细胞， 其动作电位特点是：除极慢、波幅小、时 程短。慢反应电位
心肌生理特性
• • • • • 自律性 兴奋性 传导性 收缩性 前三者为心肌的电生理特性，收缩性是心 肌的一种机械特性。它们共同决定着心脏 的活动。
自律性
• 组织细胞能够在没有外来刺激的条件下， 自动发生节律性兴奋的特性。 • 衡量指标：自动兴奋的频率。
• 正常情况下，窦房结的自律性最高，100次/分。 它自动产生的兴奋依次激动心房肌、房室交界、 房室束及其分支和心室肌，引起整个心脏兴奋和 收缩。由于窦房结是正常心脏兴奋的发源地，又 是统一整个心脏兴奋和收缩节律的中心，故称为 心脏的正常起搏点。故由窦房结控制的心跳节律， 称为窦性节律。而正常情况下，窦房结以外的心 脏自律组织因受窦房结兴奋的控制，不表现其自 律性，故称为潜在起搏点。
心室肌细胞跨膜电位及其产生机理
• 1．静息电位：心室肌细胞在静息时，细胞膜处于内正外负的极化状 态，其主要由K+ 外流形成。 • 2．动作电位：心室肌动作电位的全过程包括除极过程的0期和复极过 程的1、2、3、4等四个时期。 • 0期：心室肌细胞兴奋时，膜内电位由静息状态时的-90mV上升到 +30mV左右，构成了动作电位的上升支，称为除极过程（0期）。它 主要由Na+内流形成。 • 1期：在复极初期，心室肌细胞内电位由+30mV迅速下降到0mV左右， 主要由K+ 外流形成。 • 2期：1期复极到0mV左右，此时的膜电位下降非常缓慢它主要由 Ca2+内流和K+ 外流共同形成。 • 3期：此期心室肌细胞膜复极速度加快，膜电位由0mV左右快速下降 到-90mV，历时约100~150ms。主要由K+的外向离子流（Ik1和Ik、Ik 也称Ix）形成。 • 4期：4期是3期复极完毕，膜电位基本上稳定于静息电位水平，心肌 细胞已处于静息状态，故又称静息期。Na+、 Ca2+ 、K+的转运主要 与Na+--K+泵和Ca2+泵活动有关。关于Ca2+的主动转运形式目前多 数学者认为：Ca2+的逆浓度梯度的外运与Na+顺浓度的内流相耦合进 行的，形成Na+- Ca2+交换。
心肌的生物电现象-2
(2) 4期自动去极化速度比窦房结细胞的慢，
故自律性低。
小结：快反应自律细胞的电位形成机制
3 期 末 K+ 通 道 的 递 增 性 失 活 K+ 递 减 性 外 流 电 位 复 极 至 -60mV 时 If 通 道 的 递 增 性 激 活 Na+ 递 增 性 内 流
断
自 动 去 极 达 阈 电 位 快 Nａ+ 通 道 开 放 Na+ 再 生 式 内 流 去 极 化→产 生 AP 的 0 期
自 动 去 极 达 阈 电 位（-40mV） 慢 Ca2+ 通 道（L型）开 放
Ca2+ 内 流 ↑
产 生 AP 的 0 期
(三)浦肯野细胞(快反应自律细胞)的电位
1.机制： 0、1、2、3期：与心室肌细胞基本相似。 4期：递增性Na+为主的内向离子流(If)+ 递减性外 向K+电流所引起的自动去极化 2.特点： (1) 0期去极化速快，幅度大(快反应)
3期（快速复极末期）
慢Ca2+通道失活 + Ik 通道通透性增加 ↓ K+再生式外流 ↓ 快速复极化 至RP水平
4期（静息期）
因膜内[Na+]和[Ca2+] 升高,而膜外[K+]升高 激活离子泵 排出Na+和Ca2+,泵入K+ 恢复正常离子分布。
小结：心室肌RP和AP的形成机制
工作细胞和自律细胞跨膜电位
4期：K+递减性外 流(IK) + 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
小结：慢反应自律细胞的电位形成机制
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ST段
ST段代表心室缓慢复极过程。 任一导联，ST段下移一般不超过0.05 mV； ST段上抬在V1~V2导联不超过0.3mV，V3不 超过0.5mV，V4~V6导联与肢体导联不超过 0.1mV。
T波
T波：代表心室快速复极时的电位变化。 方向：正常情况下，T波方向大多与QRS波 主波方向一致，且若V1的T波向上，则 V2~V6导联就不应再向下。 振幅：正常情况下，除Ⅲ、 aVL、 aVF、 V1~V3导联外，T波的振幅一般不应低于同导 联 R波的1/10。
P-R间期
P-R间期代表心房开始除极到心室开始除极 的时间。 心率在正常范围时，成人的P-R间期为 0.12~0.20秒，在幼儿及心动过速的情况下， P-R间期相应缩短，在老年人及心动过缓的 情况下， P-R间期可略延长，但不超过0.22 秒。
QRS波群
QRS波群：代表心室肌除极的电位变化。 时间：正常成年人多为0.06~0.10秒，最宽不 超过0.11秒。 波形和振幅：正常人的胸导联R波自V1~V6 逐渐增高，S波逐渐减小，V1的R/S小于1， V5的R/S大于1， aVR导联的QRS主波向下， Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的QRS波群的主波一般向上。
一、心电图测量
1、心电图纸的记录单位
0.1mV
0.04s
2、心电图波的测量方法
心电图
正常心电图
一、心电图测量
3、心率的计算
60 =心率 R-R间期(S)
60 =75次/min 如： 0.80S
正常心电图波形
窦性心律的心电图特点为： P波规律出现， 且P波形态表明激动来自窦房结（P波在Ⅰ、 Ⅱ、aVF、V4~V6直立，在aVR倒置）。 P波： P波代表两心房的去极化过程，正常人 P波时间小于0.12秒， P波振幅在肢体导联小 于0.25mV，胸导联小于0.2mV。
正常心电图波形
P-R间期 QRS波群 ST段 T波 Q-T间期 U波和Q波
心电图
二.心脏的传导系统
1、激动起源和传导
窦房结 结间束
房室结
房室束 左束支
右束支
qRs
qR
Rs
Qr
在QRS波群中，如波形的电压＞0.5mv 用大 写字母，如电压＜0.5mv 用小写字母
QS
rS
rsR’
心电图检查
正常心电图
心脏传导系统各部位的自律性
心脏特殊传导系统，包括窦房结，房室交界， 希氏束，浦肯野纤维等具有自律性。 窦房结为90~100次/分，房室结为40~60次/分， 浦肯野纤维为15~40次/分。 窦房结的自律性最高，成为正常心脏活动的 起搏点。
兴奋在心脏的传导
窦房结发出的兴奋，经心房肌及功能上的优 势传导通路传播到左、右心房。与此同时， 窦房结的兴奋也可通过心房肌传导到房室交 界，然后由房室束（希氏束）传到左右束支， 最后经浦肯野纤维到达心肌。
形成机制
心肌细胞动作电位是指细胞在兴奋过程中膜 内外电位差的变化过程。 内向电流促使细胞膜除极，外向电流导致膜 复极或超极化。 心室肌静息电位的形成：心室肌细胞在静息 时，膜对K的通透性较高，K顺浓度梯度由膜 内向膜外扩散所达到的平衡电位。
心肌细胞动作电位的形成
0期：钠通道开放，Na内流； 1期：钠通道失活关闭， 外向钾流通道激活； 2期：Ca和Na的内向离子流 K的外向离子流处于平衡状态； 3期：钙通道失活关闭，膜对钾通透性恢复并增高； 4期：排出细胞内的Ca和Na，摄回细胞外的K。
Q-T间期
Q-T间期代表心室肌除极和复极全过程所需的 时间。 心率在60~100次/分时， Q-T间期的正常范围 应为0.32~0.44秒。
U波和Q波
U波：是在T波之后0.02~0.04秒出现的振幅 很小的波，代表心室后续电位，方向大体与T 波相一致，在胸导联较易见到，尤其V3导联 更明显。 U波明显增高常见于血钾过低。 Q波：除aVR导联外，正常Q波振幅应小于同 导联中R波的1/4，时间应小于0.04秒。
心脏的生物电现象
ＩＣＵ 简静
心肌生理特性
兴奋性，自律性，传 导性是心肌的电生理 特征，收缩性是心肌 的机械特征。 工作细胞 心肌细胞 自律细胞
收缩性
兴奋性
生理特性
自律性传Βιβλιοθήκη 性心室肌的静息电位和动作电位
正常心室肌细胞的静息电位 约-90mV，其兴奋时产生的 动作电位由除极和复极两个 过程组成，通常将此整个过 程分为0，1，2，3，4五个 时期。 除极过程：0期 复极过程：1，2，3期 静息期：4期
影响兴奋性因素
静息电位水平； 阈电位水平； Na通道状态 ：钠通道有备用、激活和失活 三种状态。
兴奋性的周期性变化
绝对不应期：从除极相开始到复极 达-55mV这一期间内无论给予多大 的刺激,心肌细胞都不产生反应。 有效不应期：从除极开始复极达-60mV这段时间内， 给予刺激均不产生动作电位。 相对不应期：从复极达-60mV到-80mV这段时间内， 用大于正常阈值的强刺激才能产生动作电位。 超常期：相当于复极达-80mV到-90mV的时期，这 一时期用低于正常阈值的刺激就能产生动作电位。