心肌细胞的生物电特点
心脏的生物电活动和生理特性
9
两种钙通道、钠通道的区别 ICa-T：去-50mV 阻断剂：NiCl2镍 ICa-L：去-40mV 阻断剂：Mn2+、异搏定（钙拮抗剂） INa：去-70mV 0mV失活 阻断剂：TTX（0期） If：复极达-60mV,-100mV充分激活,去极达-50mV失
活) 阻断剂:铯（4期）
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10
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23
2、决定和影响心肌传导性的因素
1）结构因素
细胞直径，缝隙连接数量
2）生理因素
a.0期去极化 速度、幅度
-Na+通道开放的速度和数量
膜电位水平
b.邻近部位膜兴奋性
为什么房-室交界传导速度慢？
tivity
心肌收缩的特点
1）“全或无”式收缩 ：同步收缩（功能合胞体） 2）不发生完全强直收缩 3）对外源性Ca2+的依赖性（钙触发钙释放）
第二节 心脏的生物电活动 和生理特性
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1
心肌细胞的分类：
功能
心 肌 细 胞
生物电
工作细胞（心室，心房） 自律细胞（窦房结、房室交界、
房室束、蒲肯野纤维）
快反应细胞 （心房肌细胞、心室肌细胞 浦肯野细胞）
慢反应细胞（窦房结P细胞、房室结细胞）
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2
一、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制
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血钾轻度升高，兴奋性？
TP
血钾重度升高，兴奋性？
RP
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13
2. 兴奋性的周期性变化
有效不应期
绝对不应期 0期-55mV 局部反应期 -55-60mV
相对不应期 -60-80mV 超常期 -80-90mV
在相对不应期和超常期可以引起新的动作电位
心肌细胞生物电
心肌细胞生物电
心肌细胞生物电是指在心肌细胞内产生的电信号。
心肌细胞内存在着许多离子通道和离子泵，它们通过控制离子的流动来产生电信号。
心肌细胞生物电的变化可以反映心脏的功能状态，因此对于心脏疾病的诊断和治疗具有重要意义。
在心肌细胞内，钠离子和钙离子的内流以及钾离子的外流是产生电信号的主要机制。
心肌细胞的动作电位可以分为快速反应和慢速反应两种类型，它们的特点和机制不同。
在快速反应中，钠离子通道起主要作用，电位迅速升高并迅速下降，这是心肌细胞收缩的基础。
而在慢速反应中，钙离子通道和钾离子通道起主要作用，电位升高和下降的速度都比较缓慢，这是心肌细胞舒张的基础。
心肌细胞生物电的变化可以通过心电图来观察和记录。
心电图可以反映心脏的节律和传导功能，对于心脏疾病的诊断和治疗有很大的帮助。
在临床上，常用的心电图检查包括常规心电图、动态心电图、静态心电图和心脏负荷试验等。
此外，心电图还可以用于观察心肌梗死、心肌缺血等疾病的程度和范围。
总之，心肌细胞生物电是心脏正常功能的基础，对于心脏疾病的诊断和治疗有着重要的意义。
通过心电图的检查和分析，可以更好地了解心脏的状况，为临床治疗提供指导和帮助。
- 1 -。
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。
心肌细胞的生物电现象
d.交感神经或儿茶酚胺 促进膜的钙通道开放,加速Ca2+内流,并促进
肌质网终末池释放贮存的Ca2+和促进ATP释放 供能,兴奋-收缩耦联加强，心缩力增强。
e.迷走神经或乙酰胆碱 增加膜对K+的通透性和抑制钙通道开放,
Ca2+内流减少，心缩力减弱。
影响兴奋性因素
1.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↑
有 应期 到
2和3相 刺激均不反 活
效
-55mV 初
应
不
应 局部反 -55至 期 应期 -60mV
3相中 阈上刺激引 Na通道少 起局部电位 量复活
相对不 -60mV至- 3相中、 阈上刺激引 Na通道部
应期
80mV
末
起AP
分恢复
超常期 -80mV至- 3相末 阈下刺激引 与阈电位差
90mV
起AP
距小
Ca2+ channel
L-type Ca2+ channel:激活、失活、
复活均慢，开放时间长，为电压门控通 道，是形成2期的主要离子，可被Mn2+ 和钙通道阻滞剂如维拉帕米等阻断。
IK通道
IK通道在+20mV时激活，-40~-50mV时失 活，其激活和失活缓慢，可持续数百毫秒， 又称延迟整流电流（delayed rectifier）。 尽管IK通道在0期去极末开始激活，但通透 性增加缓慢，从而形成平台期逐渐增大的外 向K+电流。
与阈电 位差距
延长
小
大
自律性 少
四、心肌细胞的传导性和兴奋在心 脏的传导
（一）心肌细胞的传导性—— 电传导 （二）兴奋在心脏内的传导过程和特点
心肌电生理特性
参与维持静息电位和动作电位的平衡，在各 种类型的心肌细胞中均有分布。
心肌细胞的兴奋性与传导性
01
02
03
兴奋性
心肌细胞受到刺激后能够 产生动作电位，从而触发 肌肉收缩和传导电信号。
传导性
心肌细胞之间能够通过缝 隙连接相互传导动作电位 ，从而将电信号传导至整 个心脏。
传导速度
心肌细胞的传导速度受到 多种因素的影响，如细胞 直径、离子浓度、温度等 。
心肌电生理特性
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目录
• 心肌电生理特性概述 • 心律失常的电生理机制 • 心肌缺血与再灌注的电生理特性 • 心脏起搏与除颤的电生理基础 • 心律失常的诊断与治疗
01
心肌电生理特性概述
心肌细胞的类型与特点
心室细胞
主要负责收缩和泵血功能，分 为工作细胞和自律细胞。
心房细胞
主要负责传导和节律功能，分为传 导细胞和特殊传导细胞。
收缩力增强。
心肌再灌注后，心肌细胞内代谢 恢复正常，能量生成增加，进一
步促进心肌细胞的恢复。
心肌缺血与再灌注的损伤与保护
心肌缺血与再灌注过程中，会产生一系列损伤效应，包括氧 化应激、炎症反应、钙离子过载等，这些因素可导致心肌细 胞坏死和凋亡。
针对心肌缺血与再灌注的损伤效应，可以采取一些保护措施 ，如使用药物（如硝酸酯类药物）、介入治疗（如经皮冠状 动脉介入治疗）等，以减轻心肌细胞的损伤和促进心肌细胞 的恢复。
窦性心律失常
由窦房结异常引起的心律 失常，包括窦性心动过速 、窦性心动过缓等。
房性心律失常
由心房肌异常引起的心律 失常，包括房性早搏、房 颤等。
室性心律失常
由心室肌异常引起的心律 失常，包括室性早搏、室 颤等。
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）。
心肌细胞的生物电特点
心肌细胞的生物电特点
心肌细胞是构成心肌组织的基本单元，具有独特的生物电特点。
心肌
细胞的生物电特点包括自律性、传导性和收缩性。
其次，心肌细胞具有传导性。
传导性是指心肌细胞能够将电信号传导
到其他心肌细胞。
在心肌组织中，心肌细胞之间通过细胞间连接部位的间
隙连接形成紧密的耦联。
通过这些间隙连接，电信号可以沿心肌细胞之间
的纵向和横向传导。
这种细胞之间的电信号传导是通过细胞间连接的离子
通道进行的。
当一个心肌细胞兴奋时，产生的电信号能够快速传导到相邻
的心肌细胞，引发这些细胞的兴奋。
这种细胞之间的传导性能使得心脏能
够以一定的速率、节奏和协调地收缩。
最后，心肌细胞具有收缩性。
收缩性是指心肌细胞能够产生力量，引
发心室收缩。
心肌细胞内的肌丝蛋白通过钙离子的调控，能够发生收缩和
舒张的运动。
当心肌细胞受到来自电信号的刺激时，细胞内的钙离子储存器，肌质网中的钙释放通道会向细胞内释放钙离子。
钙离子的释放刺激肌
丝蛋白的收缩蛋白，使肌丝蛋白的重叠状态发生改变，导致心肌细胞收缩。
当电信号消失时，钙离子被肌质网重新吸收，肌丝蛋白恢复原状，心肌细
胞舒张。
心肌细胞的收缩性使得心脏能够有效地泵血。
总结起来，心肌细胞的生物电特点包括自律性、传导性和收缩性。
这
种特点使得心肌细胞能够自主产生电信号、传导电信号并引发收缩，从而
保证心脏的正常功能。
心肌细胞的生物电特点对于心脏的正常运转至关重要，也为心脏病的发生和治疗提供了理论基础。
第四章心肌细胞的生物电现象
传导特点：
各部分传导速度不同： 浦氏纤维(4m/s) ＞优势传导通路(1.8m/s) ＞心室肌(1m/s)＞心房肌 (0.4m/s)＞结区(0.02m/s)
房室交界除最慢---房室延搁 心房内---房室交界---心室内
(0.06s) (0.1s) (0.06s)
房室延搁意义：保证心房收缩完毕后心室方才收缩，有利于心室的充 盈和射血。
0期速度去极化速度快→形成部电流快→达阈电位时间短→产生新AP快→ 传导快 0期幅度高→与邻旁的电位差大→局部电流强→传播距离远→传导快
0期去极化的速度和幅度受兴奋前膜电位水平的影响 膜反应性：静息电位水平与0期去极化速度的关系。
0期去极化的速度和幅度取决于：Na+通 道开放效率（速度和数量）。 Na+通道效率有电压依从性，取决 于临受刺激前的静息电位水平。
INa通道激活
快Na+通道：-70mV激活，-55mV失活，持续1２ms，阻断剂(TTX)。
1期：
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通道激活
K+
Na+
Ito 通 道 ： 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，Ito的离子 成分为K+ 。
2.影响传导性的因素
(1)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
部位
窦房结 心房肌 房室束 浦肯野细胞 房室结（结区）
纤维直径μm
5-10 12 15 40-70 3
传导速度m／s
心肌自律细胞生物电活动的共同特征
心肌自律细胞是心脏中特殊的细胞，它们负责产生并传导心脏的生物电信号，控制心脏的节律和收缩。
这些细胞具有一些共同的特征，这些特征对于理解心脏生物电活动至关重要。
1. 膜电位的变化心肌自律细胞的一个共同特征是其膜电位会周期性地发生变化。
在兴奋-传导过程中，细胞膜上的离子通道会开放或关闭，导致细胞内外的离子浓度产生变化，从而引起膜电位的变化。
这种周期性的膜电位变化是心肌自律细胞产生生物电信号的基础。
2. 自律性心肌自律细胞具有自律性，即它们能够自发产生膜电位的变化和生物电信号，而不需要外部神经系统的调控。
这种自律性是心脏能够保持持续跳动的重要基础，同时也决定了心律失常的发生机制。
3. 特定蛋白的表达心肌自律细胞通常会表达特定的离子通道蛋白和钙蛋白，这些蛋白在调控细胞膜电位和细胞内钙离子浓度方面起着重要作用。
钠离子通道、钾离子通道和钙离子释放通道的表达就是心肌自律细胞的共同特征之一。
4. 心肌细胞节律性心肌自律细胞不仅具有自律性，而且它们还具有明显的节律性。
在正常情况下，心脏的跳动节律受到心肌自律细胞的调控。
这种节律性保证了心脏能够稳定地跳动，并且在不同负荷下能够调整跳动的频率。
心肌自律细胞的共同特征包括周期性的膜电位变化、自律性、特定蛋白的表达和节律性。
这些特征决定了心脏的生物电活动特点，同时也为心脏疾病的发生提供了基础。
就个人观点而言，对心肌自律细胞生物电活动的共同特征的深入理解有助于我们更好地理解心脏节律的调控机制，为心脏疾病的诊断和治疗提供了重要参考。
希望通过对这些特征的研究，我们能够找到更有效的治疗心律失常和其他心脏疾病的方法，使更多患者受益。
心脏是人体的重要器官，它通过持续的收缩和舒张来将氧和营养物质输送到全身各个组织和器官，同时将代谢产物和二氧化碳运回肺脏和肾脏进行排泄。
而心脏能够保持稳定的跳动节律和合适的收缩力量，得益于心肌细胞的自律性和节律性。
心肌自律细胞作为控制心脏跳动的关键细胞，其生物电活动具有一些共同特征，这些特征对于理解心脏的功能和疾病具有重要意义。
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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心肌细胞的生物电特点
1.动作电位：心肌细胞在兴奋传导过程中会产生动作电位。
动作电位
是指心肌细胞在兴奋传导时由负值逐渐变为正值然后再恢复到静息状态的
电位变化。
动作电位可分为快速反应的动作电位（例如心室肌细胞）和缓
慢反应的动作电位（例如心房肌细胞）。
2.自律性：心肌细胞具有自主产生动作电位的能力，称为自律性。
心
肌细胞中含有自主节律细胞，这些细胞在缺乏外界刺激时仍可自发产生周
期性兴奋传导。
这是心脏能够自主跳动的基础。
3.传导性：心肌细胞能够传导兴奋信号。
传导系统由窦房结、房室结、希氏束和浦肯野纤维等组成。
其中，窦房结是起搏点，它产生的兴奋信号
通过房室结传导到心室，最终引发心肌收缩。
4.平台期：心肌细胞的动作电位中存在一个平台期，即电位在正值上
升后，保持一个相对稳定的状态。
这个平台期是由于电位依赖钙通道的开
放导致的，使得细胞在此期间持续收缩，确保足够的时间供心室排血。
5.心肌细胞之间的耦联：心肌细胞通过间质连接物质和细胞膜上的间
隙连接（如疏松结合和密集结合）相互连接在一起，形成一个功能上紧密
耦联的网络。
这种耦联可以使兴奋传导在心肌细胞之间迅速传递，实现心
脏的同步收缩。
6.心肌细胞的不应期：心肌细胞具有绝对不应期和相对不应期。
绝对
不应期是指在一个动作电位期间，心肌细胞不能再次兴奋；而相对不应期
是指在一个较短时间内，心肌细胞对兴奋的反应比较低，但仍能产生一定
的动作电位。
总之，心肌细胞具有自律性、传导性、平台期、动作电位等特点，这些特点是心脏能够自主跳动和正常传导的重要基础。
了解心肌细胞的生物电特点对于心脏疾病的诊断和治疗具有重要意义。