描述心肌生理特性与心脏功能的关系
描述心肌生理特性与心脏功能的关系
1. 心肌的生理特性
心肌组织具有兴奋性、自律性、传导性和收缩性四种生理特性。
心肌的收缩性是指心肌能够在肌膜动作电位的触发下产生收缩反应的特性，它
是以收缩蛋白质之间的生物化学和生物物理反应为基础的，是心肌的一种机械特性。
兴奋性、自律性和传导性，则是以肌膜的生物电活动为基础的，故又称为电生理特
性。心肌组织的这些生理特性共同决定着心脏的活动。
（1） 兴奋性
所有心肌细胞都具有兴奋性，即具有在受到刺激时产生兴奋的能力。心
肌的兴奋性是可变的，在一次兴奋过程中，细胞的兴奋性也相应发生一次周
期性的变化。兴奋周期各个阶段的特点：
A． 有效不应期 细胞发生一次兴奋后，在一段时间内，无论给予多强的刺
激，都不会产生动作电位。
B． 相对不应期 心肌细胞一次兴奋后，在有效不应期后，有一段时间，用
阈上刺激可以引起动作电位。
C． 超常期 相对不应期后，有一段时间，用小于阈强度的刺激就能引起心
肌细胞产生动作电位。
心肌兴奋性的特点是有效不应期长，相当于整个收缩期和舒张期早
期。
（2） 自律性
组织、细胞能够在没有外来刺激的条件下，自动地发生节律性兴奋的特
性，称为自动节律性，简称自律性。心肌的自动节律性和各自律级组织的相
互关系很早以前就有人观察到，在适宜条件下，两栖类和哺乳类动物的离体
心脏，在未受到任何刺激的情况下，可以长时间地、自动地、有节奏地进行
兴奋和收缩。不是所有心肌细胞，而只是心脏特殊传导组织内某些自律细胞
才具有自动节律性。
特殊传导系统各个部位（结区除外）的自律性有等级差别；其中窦房结
细胞自律性最高，自动兴奋频率约为每分钟100次，末梢浦肯野纤维网自律
性最低（约每分钟25次），而房室交界（约每分钟50次）和房室束支的自
律性依次介于两者之间。
由于窦房结自律性最高，它产生的节律性按一定次序传播，引起其他部
位的自律组织和心房、心室肌细胞兴奋，产生与窦房结一致的节律性活动，
因此，窦房结是心脏的正常起搏点。其他自律组织的自律性并不明显，只起
传导兴奋的作用，故称为潜在起搏点。
抢先占领是窦房结控制潜在起搏点的主要方式，这种方式亦称夺获，由
于窦房结的自律性最高，在潜在起搏点4期自动去极化达到阈电位水平以前
已被自律性最高的窦房结传来的兴奋抢先激动，使之产生与窦房结节律一致
的动作电位，从而使潜在起搏点自身的节律兴奋不能出现。此外窦房结的快
速节律活动还对潜在起搏点的兴奋具有直接抑制作用，称为超驱动抑制。
（3） 传导性
心肌细胞具有传导兴奋的能力。心肌细胞膜的任何部位产生的兴奋不但
可以沿整个细胞膜传播，并且可以通过闰盘传递到另一个心肌细胞，从而引
起整块心肌的兴奋和收缩。
心脏内兴奋传播的途径：窦房结→心房肌及“优势传导通路”→房室交
界区→房室束及左右束支→浦肯野纤维→心室肌。
心肌传导性的特点：
A． 兴奋在心脏各个部位的传导速度是不一致的，心室内的传导组织
的传导性很高，浦肯野纤维最高，心室肌细胞次之，由房室交界是传
入心室的兴奋可迅速向左右心室壁传导，使整个心室同步收缩。
B． 房室交界区传导速度最慢，兴奋在此延搁一段时间，称为房室延搁
C． 房室交界区是传导的必经之路。
（4） 收缩性
心肌收缩性是其机械特性，其原理与骨骼肌相似——肌丝滑行原理
心肌收缩的特点：同步收缩、不发生强直收缩、对细胞外Ca2+的依赖性。
2. 与心脏功能的关系
心脏的四大生理特性与心脏的泵血功能密切相关。
（1） 心脏兴奋的有效不应期较长，一直到机械反应的舒张期开始之后才结束，使
得心脏不会像其他骨骼肌一样发生完全强制性收缩，而始终保持收缩与舒张
交替的节律性活动，心脏的充盈和射血才有可能完成。
（2） 心脏的自律性使心脏能自发的保持搏动，而不依赖于外界组织，对于维持心
脏的稳定性至关重要。
窦房结对潜在起搏点的控制对维持各自律组织的统一和心律的稳定有
重要的生理学意义。
同时，潜在起搏点的存在具有重要的安全意义，在异常情况下，如窦房
结的功能降低，或窦房结的兴奋传导受阻，此时潜在起搏点可作为备用起搏
点，以较低的频率维持心脏的兴奋和搏动。
（3） 心肌传导性对维持心肌的同步收缩有重要意义。兴奋通过心房肌传导至整个
右心房和左心房，引起心房收缩，并通过心房肌组成的“优势传导通路”迅
速传导至房室交界区，经房室束，左、右束支和网状分布的浦肯野纤维迅速
传导至心室肌，通过心室肌由内向外引起整个心室的同步收缩。
兴奋在各部位的传导速度不一致，特别是房室延搁的存在使得心室在心
房收缩完毕之后才开始收缩，不至于产生房室收缩重叠，有利于心室的充盈
和心脏的射血。
心脏内兴奋传导途径的特点和传导速度的不一致性，对心脏各部分有次
序的、协调地进行收缩活动有十分重要的意义。
（4） 心肌的同步收缩具有“全”或“无”的特性。心肌细胞要么不产生收缩，一
旦产生收缩则是所有心肌细胞全部产生收缩，因此收缩力量大，有利于心脏
泵血。
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
4-2心脏的电生理
窦房结P细胞的AP
⑴ 波形
⑵ 特点
① 有0.3.4期，无1.2期 ②0期去极速度慢、幅度 低，膜内电位仅上升到 0mv左右 ③最大复极电位为-70mV 阈电位为-40mV ④4期自动去极化快
➢ 窦房结P细胞动作电位的离子机制
➢ 窦房结P细胞动作电位的离子机制
0期去极化：Ca2+内流（ICa-L膜去极达－40mV时开放）
第二节 心脏的电生理及生理特性
一、心肌细胞的生物电现象
心脏的功能——泵血 泵血←心脏节律性舒缩 舒缩←心肌细胞产生兴奋 兴奋=动作电位
心肌细胞的分类 1、按功能分：
工作细胞：心房肌、心室肌细胞
特点：执行收缩功能，无自律性
自律细胞：窦房结P细胞、房室交界、房室束、 浦肯野细胞
特点：自动产生节律性兴奋，无收缩性
3期复极化：K+外流（IK通道开放） 4期自动去极化：三种电流
IK：逐渐衰减的K+外流（基础离子流 ）
最重要，3期达-50mV开始关闭，有时间依赖性
If：进行性增强的Na+内流
在3期复极达－60mV时激活、缓慢开放， 作用较弱（最大激活电位为－100mV）
ICa-T：4期后期激活的Ca2+内流
在4期去极化达－50mV时激活
的最低值称为最大复极电位 ，为-90mv ✓ 4期膜电位不稳定，存在自动 去极化
➢ 形成机制 0～3期：同心室肌细胞
在静息电位时通透性很大，K+外流； 膜超极化时通透性也很大，K+内流； 膜去极化时通透性降低， K+外流减少； 膜去极化达-20mV或更正时，K+外流接近0。
心肌细胞的0期去极化使IK1通道对K+的通透性 明显降低的现象
《心脏生理功能》ppt课件
抑制血小板聚集、扩张血管
内皮素
收缩血管、促进细胞增殖
03 04
02
01
心脏代谢过程及能量供应
脂肪酸代谢
提供能量、维持心脏正 常功能
葡萄糖代谢
提供能量、参与细胞信 号传导
氨基酸代谢
提供能量、合成蛋白质 和多肽类物质
能量供应
ATP合成与分解、线粒 体呼吸链等
心脏与其他器官相互作用
01
02
03
肺循环பைடு நூலகம்
右心室→肺动脉→肺泡周围毛细血管网→肺静脉→左心房。意义在于完成气体 交换，使静脉血变成富含氧的动脉血。
影响心脏泵血功能因素
心肌前负荷
指心室肌收缩前所承受的负荷，与心室舒张末期容积有关。在一定范围内，前负荷增加可 使心肌收缩力加强，搏出量增多。
心肌后负荷
指心肌收缩后所遇到的阻力或负荷，又称压力负荷。主动脉压和肺动脉压分别是左、右心 室的后负荷。后负荷增加时，心肌收缩力加强，但搏出量减少。
04
心脏与血管
共同组成循环系统，维持血液 流动和氧气供应
心脏与肺
协同工作，实现氧气和二氧化 碳的交换
心脏与肾脏
共同调节体液平衡和电解质平 衡
心脏与神经系统
相互调节，维持心脏节律和血 管张力
06 心脏神经调节与体液调节
心脏神经支配及作用机制
A
心脏的神经支配：心脏受交感神经和副交感神 经（迷走神经）双重支配。
交感神经兴奋时，释放去甲肾上腺素，作 用于心肌细胞膜上的肾上腺素能β受体，导 致心率加快、传导加速、心肌收缩力增强 。
B
C
副交感神经兴奋时，释放乙酰胆碱，作用于 心肌细胞膜上的M型胆碱能受体，导致心率 减慢、传导减缓、心肌收缩力减弱。
4-3心脏生理特性
为什么在静脉窦和心房之间结扎后，心室停止跳 动？ 过几分钟之后，为什么心室又开始跳动？为什么 心室跳动比静脉窦慢得多？ 在心室和房室结处结扎后，为什么心室又停止跳 动？
心脏的起搏点
• 正常起搏点：窦房结
• 窦性心律：由窦房结起搏而形成的心搏节律 • 潜在起搏点：窦房结以外的起搏点，作为备用 • 异位心律：在病理情况下，潜在起搏点成为异 位起搏点，由异位起搏点引起的心脏活动，成 为异位心律
窦房结控制潜在起搏点的方式 ： 1、抢先占领（抢先达到阈电位产生AP ） 窦房结兴奋驱动→潜在起搏点的兴奋不易出现。
2、超速驱动压抑 A、长期超速驱动→潜在起搏点自身活动被压抑 B、窦房结驱动中断→潜在起搏点恢复本身节律
1. 影响兴奋性的因素
心肌细胞的兴奋包括两个过程：
-70
◆即从静息电位去极化达到阈电位， -90 ◆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（最大复极电位）与阈电位之间的差值
思考：差值越大，心肌兴奋性？
差值↑ →需刺激阈值↑→兴奋性↓ 例:血钾浓度对心肌兴奋性的影响。 （血钾浓度轻度升高 、血钾浓度明显升高）
×
静息状态 （关） 激活状态 （开） 失活状态 （关）
复活
钠通道状态的变化
迅速
激活
去极化达 阈电位
失活
复活
关闭 （静息）
2.心肌兴奋时兴奋性的周期变化 骨骼肌兴奋时兴奋性的周期变化
心室肌兴奋性的周期性变化
周期变化 对应位置 机 制 兴奋性 新AP产生能力 不能产生 0
有效不应期 0期→复极-60mV ①绝对不应期：↓ Na+通道处于 -55mV 完全失活状态 ②局部反应期：↓ -60mV 相对不应期 ↓ -80mV 超 常 期 ↓ -90mV Na+通道少量复活 Na+通道部分复活
心脏功能
2〉动作电位（Ap)
动作电位的波形
+40 +20 0 0 1
除极过程： 0期
2
3
复极过程： 1期（快速复极初期） 2期（平台期） 3期（快速复极末期） 4期（静息期）
-70
-90
4
动作电位的形成机制
+40 +20 0
0期：Na+快速内流 1期：K+ 外流 2期: Ca2+内流 达平衡 K+外流 3期：K+外流
（二）心室的泵血
2.心室舒张期
(1)等容舒张期：
心室开始舒张 ↓ 室内压迅速↓ ↓ 动脉瓣关闭 ↓ 心室继续舒张 ↓ 室内压急剧迅速↓ （容积不变、血液不流） ↓ 充盈期
（二）心室的泵血
1.心室收缩期
(1)等容收缩期：
心室开始收缩 ↓ 室内压急剧↑ ↓ 房室瓣关闭 (动脉瓣仍处于关闭状态) （容积不变、血液不流） ↓ 继续收缩 ↓ 射血期
●等容收缩期的特点：
①其时程长短与与肌缩力、后负荷有关：
肌缩力↓→等容收缩期↑
后负荷↑→等容收缩期↑
②房室瓣、动脉瓣处关闭状态； ③等容收缩末的动脉压最低； ④室内压上升速最快。
其他为潜在起搏点（频率较低）——异位心律
自律性最高的窦房结控制着正常心脏的节律活
动，是心脏的正常起博点。
窦房结对潜在起搏点的控制方式 抢 先 占 领
超 速 抑 制
影响自律性的因素
1.4期自动去极化速度
自动去极化速快→达到阈电位的时间短→自律性高
2.最大复极电位水平 最大复极电位水平小→距阈电位近→自动去极化达 到阈电位的时间短→自律性高 3.阈电位水平 阈电位上移→自动去极化达到阈电位的时间短→自 律性高
心脏的生理ppt课件
目录
• 心脏结构与功能概述 • 心肌细胞特性与电生理 • 心脏泵血功能与血液循环 • 心脏神经调节与体液调节 • 心脏病理生理变化与临床表现 • 心脏保健与预防措施
01
心脏结构与功能概述
心脏位置及形态
心脏位于胸腔中纵隔 内，约2/3位于正中 线左侧，1/3位于右 侧。
心脏表面有三条浅沟， 可作为心脏分界的标 志。
02 03
血管紧张素
当血容量减少或血压下降时，肾素-血管紧张素系统被激活， 导致血管紧张素Ⅱ生成增加。血管紧张素Ⅱ具有强烈的缩血 管作用，从而提高血压和心输出量。
抗利尿激素
抗利尿激素（ADH）又称血管升压素（VP），由下丘脑视 上核和室旁核神经元合成和分泌。其主要作用是促进肾小管 和集合管对水的重吸收，使尿量减少、血压升高。同时， ADH也能增强心肌收缩力和心输出量。
04
心脏生理功能及意义
心脏是推动血液循环的动力器官，通过收缩和 舒张将血液泵入全身各组织器官。
心脏还参与体液调节和神经调节，与机体其他 系统相互协调，共同维持内环境稳态。
心脏通过调节心率、心输出量、血压等生理参 数，维持机体正常生理功能。
心脏的正常生理功能对维持生命活动具有重要 意义，一旦心脏功能受损或衰竭，将严重影响 机体健康甚至危及生命。
动作电位
心肌细胞受到刺激时产生 的膜电位变化，包括0期、 1期、2期、3期和4期五个 时相。
兴奋-收缩耦联
心肌细胞兴奋后触发细胞 内钙离子释放，进而引起 肌原纤维收缩的过程。
动作电位与心电图关系
动作电位与心电图波形
动作电位异常与心律失常
心肌细胞动作电位的变化与心电图上 各波形的形成密切相关，如P波、 QRS波群和T波等。
心肌的生物电现象和生理特性
（三）传导性 心肌具有传导兴奋旳能力，称传导性。
心肌旳兴奋(动作电位)沿着心肌细胞膜向外扩 布旳特征。
传导方式：局部电流。 传导特点： ①闰盘(缝隙连接)
②心脏特殊传导系统 心脏特殊传导系统具有起 搏和传导兴奋旳功能。兴奋在心脏内旳传播是经过心 脏特殊传导系统完毕旳。
1.心脏内兴奋传播旳途径和特点
共同作用旳成果。 目前以为主要有两种离子流： 1.k+外流进行性衰减，形成背景内向电流 2.T型钙通道激活， Ca2+内流，激活L型钙通道，又产
生一次动作电位。
2.浦肯野细胞：
其动作电位旳形态和各期形成旳离子基础与工作 细胞基本相同。所不同旳是浦肯野细胞4期膜电位不 稳定，能自动去极化，产生另一种动作电位。故属于 自律细胞。 形成机制：形成4期旳自动去极化是随时间而逐渐
心肌细胞旳分类
（一）工作细胞旳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Ｋ+旳平衡电位。
K电流 Na、Cl、Ca背景电流 泵电流（3Na+出，2K+入）
2.心室肌细胞旳动作电位（Action Potential，AP）
最大复极电位（Maximal diastolic potential，MDP）： 自律细胞复极化达最大值旳电位。
4期自动去极化：是心肌自律细胞自动产生节律性兴奋旳基础，是能够 自动产生兴奋旳原因。不同类型旳自律细胞， 4期自动去极化旳离子 本质并不完全相同。
1.窦房结P细胞 P细胞是窦房结旳起搏细 胞，与心室肌细胞相比， 其动作电位旳特点：
快通道（fast channel） 快反应细胞（fast response cell） 快反应动作电位（fast response
心肌细胞的机械生理特性
心肌细胞的机械生理特性
心肌细胞的机械生理特性是心脏的最基本而又最重要的特征之一。
它主要涉及心肌细胞的膜电位、内外环境的变化、神经抑制等特性，和其他组织器官系统的机械特性不同。
本文将从心肌细胞机械生理特性的膜电位、内外环境变化、神经抑制作整体性介绍。
心肌细胞的膜电位是极其重要的机械特性，膜里所含离子分布均衡时，有一种内部电势存在。
随着心肌细胞表面离子的扩散和转化作用，当细胞外和细胞内的电场的不平衡发展，细胞膜的电势会发生改变。
当离子的外部压力发生变化或膜通道活动崩溃时，膜电位也会随之发生变化。
心肌细胞的内外环境变化是心肌细胞收到外界信号和发送内部信号的重要特性。
心跳时，心肌细胞内外的离子会发生变化，从而影响心室内细胞的传导功能。
心肌膜的离子介质较外界的离子介质差，这看似是一种障碍，但实际上它是有利的，因为它可以控制心脏各部分的变化，使细胞可以对外界的刺激作出反应。
心跳过程中，心肌细胞神经抑制也是重要的机械特性之一，神经干扰可以减弱心跳感受，使心跳过程更加稳定。
有两种神经抑制机制参与心跳过稳：一种是细胞间抑制机制，营养性抑制机制；另一种是自发性抑制机制，也就是神经抑制发放化学物质来抑制心脏的收缩。
心肌细胞的机械特性不仅受到离子的变化影响，也受到神经元和营养性传递物质的影响。
正是这些机械特性，使心脏灵敏、精确地响应外界信号，可以做出适当的调节，保证心脏正常、有效地工作。
心肌细胞的四个生理特性
心肌细胞的四个生理特性
【心肌细胞的四个生理特性】
1. 兴奋激励：心肌细胞具有兴奋感受和激励性行为能力，即当存在有
刺激性刺激时，可以产生一系列生理反应。
这些反应包括心跳减慢，
血管扩张，心脏容积增加，血液压力升高以及其它的生理信号变化。
2. 收缩：当心肌细胞受到兴奋性刺激时，它们会开始呈现紧张形态，
从而让血液流回心脏，以及其它脏器和组织。
这一调节回路可以帮助
调节心脏的功能，并帮助保持器官细胞的健康状态。
3. 排除：心肌细胞也具有出血性行为能力，使其能够将血液快速排除
或容积减少，从而调节心脏电位平衡和心跳频率。
通过快速排除血液，心肌细胞能够减少血压，改善血流量，增加血液中的氧气含量，以及
调节心脏的功能。
4. 恢复：心肌细胞还具有恢复能力，即它们可以抵抗受损的环境，或
者重新启动暂时中断的完整通路。
心肌细胞通过调节收缩和排除，以
及适当调节心脏功能，来恢复其健康。
它们还能够修复心脏结构中的
损害，增强心脏的抗炎、抗病毒和免疫功能，以及促进心脏的修复和
重建过程。
《心脏的生理特性》课件
呼吸频率和深浅程度的变化会影响心率和心输出量，进而影响心脏的生理功能。
心脏与消化系统的关系
消化系统负责摄取、消化和吸收 食物，而心脏则通过循环系统为 消化过程提供必要的营养物质。
消化道的血液供应主要来自心脏 输出的富含氧气的血液，以确保 消化酶的活性以及食物的消化和
心律失常
心脏电信号传导异常导致心跳 不规则。
心脏疾病的预防
控制血压、血糖和血脂水平
保持健康的生活方式，如合理饮食、 适量运动和戒烟限酒。
定期体检
及早发现心脏异常，采取相应措施。
控制体重
肥胖会增加心脏负担，引起心血管疾 病。
心理调适
保持良好心态，避免过度紧张和焦虑 。
心脏疾病的治疗
药物治疗
根据不同心脏疾病的类型和程 度，使用相应的药物进行治疗
《心脏的生理特性》ppt 课件
CATALOGUE
目 录
• 心脏的解剖结构 • 心脏的生理功能 • 心脏的生理调节 • 心脏与其他系统的关系 • 心脏的疾病与防治
01
CATALOGUE
心脏的解剖结构
心脏的位置和形态
位置
位于人体胸腔中部偏左，约2/3在 正中线左侧，1/3在右侧。
形态
心形，大致呈倒置的圆锥形，大 小与本人的拳头相近。
心脏与循环系统的关系
心脏是循环系统的核心器官，负责将 血液泵送到全身各个组织和器官。
心脏的节律性搏动与循环系统的其他 组成部分协同作用，维持正常的血液 循环。
心脏通过收缩和舒张运动，推动血液 在血管中流动，为身体提供充足的氧 气和营养物质，并带走代谢废物。
心脏与呼吸系统的关系