4.1.心肌电生理(1)(第六次课)
心肌电生理基础知识培训课件
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心脏特殊传导系统自律性
窦房结：90100次/分 房室结：40 60次/分 浦肯野氏纤维：15 40次/分
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心肌电生理基础知识
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心肌的兴奋性
心肌细胞受刺激时产生兴奋的能力 刺激的阈值衡量兴奋性的高低
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心肌电生理基础知识
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影响心肌细胞兴奋性因素
静息电位水平 阈电位水平 Na+通道状态
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心律失常电生理机制
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冲动发生异常： 自律性异常 触发活动 冲动传导异常： 单纯传导阻滞或延长 折返 冲动发生异常和冲动传导异常并存 并行心律
心肌电生理基础知识
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早期后除极示意图
触发活动
A
自发动作电位
延迟后电位示意图
B
早期后电位
C
早期后电位引起4次触发活
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甲
心电生理基础知识
复极、 ERP无改变 ， 0期v重抑
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心肌电生理基础知识
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II类： 受体阻滞剂
III类： 选择性延长复极的药物 抑制动作电位3相K+的外流 APD、ERP↑
IV类： 钙通道阻滞剂
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心肌电生理基础知识
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抗心律失常药的 Sicilian Gambit分类
类型 机制
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心肌的传导性
兴奋可传遍整个心肌细胞膜 和传递到另一个心肌细胞 传播速度衡量传导性
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心肌电生理基础知识
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影响心肌细胞传导性因素
动作电位0期除极速度和幅度 临近部位膜的兴奋状态 心肌细胞结构
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心脏电生理学
心肌静息电位数值的大小对其生理特性的维持 正常至关重要。
高血钾、心肌损伤细胞内钾外逸时由于细胞内外的 K+浓度/活度差减小，静息电位负值减小，发生除极。这 种除极的心肌由于细胞膜上的快钠通道部分失活，兴奋 时Na+内流量减少减慢，除极速度减慢，动作电位幅值减 小，传导速度因而减慢，易于发生传导阻滞和折返激动 而导致心律失常。另方面心肌除极时自动节律性增高， 易于形成异位起搏点，导致早搏或快速型心律失常。
心肌细胞内分为在体和离体两种记录方法: 1.在体记录法 优点在于能观察整体条件下的心肌细胞电活动， 研究各种因素通过神经、体液途径对心肌的调节和影响；缺点是微电 极在细胞内的稳定性较差，很难维持在一小时以上，因此限制了它的 应用。 2.离体灌流记录法 稳定性佳，通常电极可以稳定在同一细胞内 一整天，并可任意改变灌流液成分，作为一种分析性的研究方法，为 国际上普遍采用。
另一类是一些特殊分化的心肌细胞，组成心脏的特殊传导系 统如P细胞和浦肯野细胞，具有兴奋性、传导性和自动产生节律性 兴奋的自律性，又称自律细胞。
特殊传导系统包括窦房结，房室交界，房室束（又称His束， bund1e of His）和末梢浦肯野纤维网。窦房结主要含有P细胞（ pacemaker cells）和过渡细胞。P细胞是自律细胞，位于窦房结 的中心部分；过渡细胞位于周边部分，其作用是将P细胞产生的兴 奋向外传播到心房肌。房室交界是正常情况下兴奋由心房传至心 室的惟一通路，它可分为三个功能小区，自上而下分别称为房结 区，结区和结希区，除结区无自律性外均有自律性。
2．静息电位的形成原理 其形成机制与骨骼肌、神经
纤维静息电位的形成机制相似。正常心肌细胞膜内K+浓度 比膜外高35倍，且安静状态下心肌细胞膜对K+有较高的通 透性，而对其它离子的通透性则很低，因此K+顺浓度梯度 从膜内向膜外扩散而接近K+的平衡电位，构成静息电位的
心肌细胞电生理
心肌细胞电生理
心肌细胞是心脏的主要组织成分之一，具有产生电信号和传递信
号的本领。
心肌细胞的电生理主要包括以下过程：
1.自律性（spontaneous depolarization）：心肌细胞具有自主
产生电信号的能力，其发生在心肌细胞的特定区域，这些区域被称为
起搏点。
其中最主要的起搏点是窦房结，它产生的电信号引起牵引心
肌细胞的传导而致心脏收缩。
2.动作电位（action potential）：动作电位是以电化学反应为
基础，通过心肌细胞细胞膜上的离子通道传播的一种电信号，其传播
过程包括快速上升 (depolarization)、平台期 (plateau phase)和快
速下降 (repolarization) 三个阶段。
3.传导（conduction）：传导是指心肌细胞之间的电信号的传递，也被称为电波。
当一个心肌细胞发生动作电位时，它会通过跨膜电势
变化影响其他相邻细胞的电位，从而通过心肌组织传导，引发心脏收缩。
4.心肌细胞复极化（repolarization）：心肌细胞复极化是指动
作电位终止和细胞膜上离子通道重新恢复到其基础状态的过程。
在复
极化期间，细胞膜上的钾离子通道打开，让钾离子从内部流出，使细
胞膜电位恢复到负电位并维持安静状态，等待下一次动作电位的产生。
总之，心肌细胞电生理是指心肌细胞产生、传导和控制电信号的过程。
正常的心肌细胞电生理有助于心脏的正常功能，而电生理的异常可能会引起各种心律失常或心脏的结构和功能异常。
心脏生物电活动(1)
心脏生物电活动(1)
心肌工作细胞的动作电位及其形成机制：心肌工作细胞包括心房肌和心室肌细胞。
心室肌细胞的动作电位与骨骼肌和神经细胞的明显不同，通常将心室肌细胞动作电位为0期、1期、2期、3期和4期五个成分。
(1)去极化过程：心室肌细胞的去极化过程又称动作电位的0期。
(2)复极化过程：当心室肌细胞去极化达到顶峰时，由于Na+通道的失活关闭，立即开始复极化。
复极化过程比较缓慢，历时200～300ms，包括动作电位的1期、2期和3期三个阶段。
①复极1期。
②复极2
期：称为平台期。
这是心室肌细胞动作电位持续时间较长的主要原因，也是它区别于神经细胞和骨骼肌细胞动作电位的主要特征。
③复极3期：又称快速复极末期(膜内电位)，历时100～150ms。
3期复极是由于L型Ca2+钙通道失活关闭，内向离子流终止，而外向K+流(Ik)进一步增加，直到复极化完成。
(3)静息期：又称复极4期。
心肌细胞电生理特性培训课件
心肌细胞电生理特性
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▪ （2）药物反应的差别：常用抗心律失常药物主要影响心肌细胞膜的Na+、 K+孔道，对快反应自律性有明显的抑制作用，而对慢反应自律性作用很 小。例如奎尼丁、苯妥英钠、利多卡因等在治疗量，对普肯野细胞的自律 性有明显的抑制作用，而对窦房结自律性和浦肯野细胞在病理情况下的自 律性（由快反应自律性转变为慢反应自律性）则几乎无影响。说明常用的 抗心律失常药物治疗自律性异常引起的心律失常的效果并不一致的部分机 制。因此，目前发展的治疗内容，开展了针对抑制慢反应自律性的药物的 应用。
2
自律性
▪
▪ 心脏特殊传导系统的自律（起搏）细胞，在无外来 刺激的条件下，通过其自身的内在变化而自动地、 有节律地产生动作电位，发放电激动，引发心脏跳 动。心脏这种固有的自动性（automaticity）和节律 性（rhythmicity），合称“自动节律性”，简称自 律性。病理条件下，普通心房肌细胞和心室肌细胞 也可以呈现自律性。
心肌细胞电生理特性
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心肌细胞电生理特性
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（四）自律性的形成机制
▪ 1、自律性形成的基础 生理情况下心房肌与 心室肌无自律性，其静息电位保持在—90mV 的水平上。自律细胞的特点是4相电位不稳定，
称为舒张电位。达到阈电位时便爆发全面除
极化，产生动作电位。因此，自律性的形成 以4相自动除极化为基础，自律细胞4相除极
心肌细胞电生理特性
心肌细胞电生理特性
▪ 心肌细胞的电生理特性包括自律性、兴奋性、 传导性和不应性。它们都以生物电为基础， 称为电生理特性。反映了心脏的电生理功能， 并引发心脏的机械性舒缩活动，推动血液循 环运行，维持机体生命活动。心电生理异常， 产生心律失常，轻者可无任何症状，重者可 危及生命。
心脏电生理课规章制度
心脏电生理课规章制度第一章总则为了规范心脏电生理学课程的教学秩序，提高教学质量，培养学生的专业素养和实践能力，特制定本规章。
本规章适用于心脏电生理学课程的教学管理工作。
第二章课程设置1. 课程名称：心脏电生理学2. 课程性质：专业课程3. 学时安排：根据教学计划安排4. 授课对象：医学相关专业的本科生5. 主要内容：心脏电生理的基本原理、仪器操作、常见心律失常的诊断及治疗等第三章教学目标1. 掌握心脏电生理的基本原理和仪器操作技术2. 能够独立进行心脏电生理监测、分析和诊断3. 能够针对不同的心律失常制定合理的治疗方案4. 具备团队合作意识和沟通能力第四章教学内容1. 心脏电生理的基本原理2. 心脏电生理仪器及其使用方法3. 常见的心脏电生理检查和诊断方法4. 心律失常的分类、诊断和治疗5. 心脏起搏器和除颤器的使用及维护第五章教学方法1. 理论教学：讲授基本原理和技术知识2. 实验教学：操作心脏电生理仪器进行实践训练3. 临床实习：参与临床实践，观摩病例，学习诊疗技能4. 讨论与研究：开展学术讨论，研究学术问题，提高综合素质第六章考核评价1. 学习考核：包括平时成绩、实验报告、期中考试、期末考试等2. 行为评价：包括听课情况、参与讨论、实习表现等3. 考核方法：综合考核，按一定比例计算总成绩第七章教学管理1. 教学计划：制定每学期的教学计划，安排教学内容和学习任务2. 教学进度：按计划进行教学活动，保证教学质量和进度3. 教材选用：选用符合教学要求的教材和参考书籍4. 教学设备：保证实验室设备齐全，保持设备正常运转5. 教学环境：创造良好的教学氛围，营造积极向上的学习氛围第八章教学质量监控1. 定期评估：每学期结束后进行教学质量评估，调查学生对教学的满意度和建议2. 教学改革：根据评估结果和教学需求进行教学改革，提高教学质量和效果第九章其他事项1. 本规章由相关教师和教务管理部门共同监督执行2. 学生应严格遵守规章制度，不得擅自违反规定3. 如有违反教学规章的行为，将按照校纪校规进行处理总结：本规章制度是为了规范心脏电生理学课程的教学秩序，提高教学质量，培养学生的专业素养和实践能力而制定的。
《医学进修课件：心脏电生理》
药物研发
心脏电生理研究对于心血管药 物的开发和评估非常重要，可 以帮助研究人员了解药物对心 脏电活动的影响。
心脏电生理研究的新发展
1 基因和心脏电活动
最新的研究揭示了基因对心脏电活动的重要 影响，为遗传性心脏疾病的研究和治疗提供 了新的方向。
2 心脏电生理的计算模拟
利用计算模拟技术可以更深入地了解心脏电 活动的机制，帮助我们设计更有效的治疗策 略。
医学进修课件：心脏电生 理
在本课程中，我们将深入探讨心脏电生理的定义、背景以及其在医学领域的 重要性。
心脏电生理的定义和背景
1 什么是心脏电生理
心脏电生理是研究心脏电信号产生、 传导和调控的科学。它探索了心脏如 何通过电活动驱动和维持正常的心脏 功能。
2 背景和历史
心脏电生理的研究起源于19世纪末， 随着技术的进步，我们对心脏电活动 的认识日益深入，为心脏疾病的发现 和治疗提供了重要的基础。
3 ห้องสมุดไป่ตู้要性
心脏电生理的研究对于理解和诊断心脏病变非常关键，为心脏疾病的治疗和预防提供了 重要的指导。
心脏的电生理过程
心脏的传导系统
心脏有一个复杂而精确的电传导 系统，它负责调控心脏的收缩和 舒张。了解这个系统对于理解心 脏的正常功能至关重要。
心脏细胞的动作电位
心脏细胞通过产生和传递电脉冲 来调控心脏的收缩。了解心脏细 胞的动作电位可以帮助我们理解 心脏的电活动过程。
心电图
心电图是评估心脏电活动的一种 常用方法。了解心电图的基本原 理和解读可以帮助医生诊断心脏 病变。
心脏电图的基本原理
1 电极的应用
心电图使用电极在身体表面记录心脏 电信号。了解电极的位置和应用方法 对正确捕捉心脏电活动非常重要。
生理学 心肌电生理
生理学心肌电生理
生理学中心肌电生理主要研究心肌细胞的电活动规律，包括心肌细胞的兴奋性、自律性、传导性和收缩性等。
心肌细胞的电活动是心脏跳动和泵血的基础，对于维持人体正常生理功能至关重要。
心肌细胞在受到刺激时，会产生动作电位，这是心肌细胞兴奋的标志。
动作电位分为0期、1期、2期、3期和4期五个时相，每个时相都有不同的离子通道开放和关闭，从而形成电位的峰值和转折。
心肌细胞的自律性是指心肌细胞在没有外来刺激的情况下，能够自动产生节律性的兴奋和收缩。
自律性的产生依赖于心肌细胞的膜电位和特殊的离子通道。
心肌细胞的传导性是指兴奋在心肌细胞之间的传递速度和传递方向。
传导的速度和方向受到多种因素的影响，包括细胞内外的离子浓度差、细胞膜的通透性和特殊通道的开放状态等。
心肌细胞的收缩性是指心肌细胞在受到刺激时，能够通过兴奋-收缩耦联机制，将电兴奋转化为肌肉的机械收缩，从而推动血液的流动。
总之，心肌电生理是生理学中研究心肌细胞电活动规律的重要领域，对于理解心脏的正常生理功能和疾病的发生机
制具有重要意义。
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AP
Ca2+通道开放
外Ca2+内流
肌浆网释放Ca2+
心肌收缩
Electrical excitation at the sarcolemmal membrane activates voltage-gated Ca2+ channels, and the resulting Ca2+ entry activates Ca2+ release from the sarcoplasmic reticulum (SR) via ryanodine receptors (RyRs), resulting in contractile element activation (Bers 2002).
3期(phase 3)：又称快速复极末期。
0mV左右→ -90mV， 约100 ～150ms。 机制：Ca2+内流停止，K+
外流进行性增加所致。
4期(phase 4)：又称静息期。 膜电位稳定于-90mV，恢 复细胞内外离子的正常分布。 Na+-K+泵排出3个Na+－摄入2个K+。
Na+-Ca2+交换体（Na+-Ca2+ exchanger）
形态特点：持续时间长，动作 电位的升支和降支不对称。
(1)去极化过程的机制
0期（phase 0）：约 1 ms， 从-90mV→∼+30mV
刺激 细胞去极化到阈电位
Na+通道开放 Na+内流
Na+通道(fast channel): 激活快，失活也快. 由Na+通道激活产生去极化的细胞，称为快反 应细胞(fast response cell)。
一、心肌细胞的分类 Classification of cardiac myocytes
自律细胞： 兴奋性、自律性、传导性，无收缩性 Autorhythmic cell 窦房结细胞、房室结细胞
希氏束细胞、浦肯野细胞
工作细胞: 兴奋性、传导性、收缩性，无自律性
Working cell
心房肌、心室肌
二、 心肌细胞的跨膜电位及形成机制
②ICa：要在。4期自动去极化到-50mV时，T型Ca2+通道激活，引起少量
Ca2+内流参与4期自动去极化后期的形成。
③If: 因P细胞最大复极电位只有-70mV，If不能充分激活，在P细胞
4期自动去极化中作用不大。
窦房结细胞与心室肌细胞动作电位比较
窦房结细胞
静息电位
无
最大复极电位
-60 mV
0期去极化幅度
（一） 工作细胞 (以心室肌细胞为例)
1．静息电位(RP) -90 mV
形成机制： • 膜两侧离子分布的不均匀，形 成浓度梯度——离子泵的作用 • 膜在静息状态下对不同离子有选
择性通透，表现为对K+有通透性
RP接近K+的平衡电位，少量Na+内流也参与RP的 形成，使RP略低于K+的平衡电位。
2. 心室肌的动作电位(Action potential, AP)
心肌细胞的电生理学分类
心肌
快反应细胞
心房肌细胞 快反应非自律细胞 心室肌细胞
房室束细胞 快反应自律细胞 蒲肯野细胞
慢反应细胞
窦房结P细胞 房结区细胞 慢反应自律细胞 结希区细胞 结区细胞 慢反应非自律细胞
小 结 (SUMMARY)
窦房结自律细胞动作电位：
• 起搏电位：K+外流减少和Na+内流增加所致 • 膜去极化：由Ca2+内流造成 • 复极化：K+外流的结果
心室肌AP各时相中主要离子流动方向
（二）窦房结P细胞跨膜电位
AP：只有0、3、4期。
形成机制：
0期：Ca2+内流引起。由于L型 Ca2+通道激活、失活缓慢 ，故0期去极化缓慢，持续 时间长。
L型Ca2+通道又称慢通道（slow channel），凡由L型 Ca2+通道激活导致去极化的细胞，均称为慢反应细胞 （slow response cell），其AP称为慢反应动作电位（slow response action potential）。
3期：复极 L型Ca2+通道逐渐失 活，Ca2+内流相应减少， K+通道开放，K+外流增加。
4期：自动去极化，无RP，以最 大舒张电位表示，其起搏电流（ pacemaker current）由三种离 子流组成。
①IK：进行性衰减的K＋外流，当复极至-60mV时，IK通道因失活逐
渐关闭，导致K+外流衰减，在窦房结4期自动去极化中最为重
（2）复极过程
从0期结束→RP，分为4个期:
1期(phase 1)：又称快速复极化 初期。从+30mV→0mV，约 10ms，由一过性外向K+电流
(Ito)引起。
1期与0期呈尖锋状，称为锋电位(spike potential) 2期(Phase 2)：又称缓慢复极期，平台期(plateau)，
持续约100 ms～150ms。 慢通道 — Ca2+通道开放，Ca2+内流 Ca2+内流和K+外流，两种电流对抗，形成平台期。
工作肌细胞动作电位：
• 由邻近细胞进入的正离子触发电压门控Na+通道开放 • 膜去极化是由于快速Na+内流引起 • 平台期是由于Ca2+内流和K+外流的平衡 • 复极化是由于K+外流 • 静息期Na+-K+泵工作
复习题
1. 与神经纤维和骼肌细胞相比，心室肌细胞的AP 有何特征？各时相产生的离子机制如何？
第四章 血液循环
血液循环
心脏 (heart) —肌性动力器官
血管(blood vessel)
—输送血液的管道
生理功能
• 物质运输
• 实现体液调节
• 参与体温调节
• 协助防卫功能的完成
• 心脏的内分泌功能
第一节 心脏的生物电活动
Bioelectric Activity of the Heart
一、心肌细胞的分类 二、心肌细胞的跨膜电位 三、心肌的生理特性 四、心电图
低
复极1期和2期
无
4期自动去极化
有
心室肌细胞 有
-90 mV 高 有 无
骨骼肌与心室肌特点比较
启动因素
骨骼肌 神经冲动
AP的离子机制 不应期 Ca2+的来源 收缩形式
简单 短
肌浆网 可强直收缩
心肌
自动节律和特殊 传导系统
复杂，有平台期 长
细胞外液的Ca2+ “全”来自“无”式骨骼肌与心室肌AP和收缩曲线比较