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1、第三節(jié)心肌細胞的生理特性自律性興奮性傳導(dǎo)性收縮性—機械特性電生理特性一、自律性自律性(autorhythmicity):心肌細胞在無任何外來刺激的情況下,能自動地按一定的節(jié)律發(fā)生興奮的能力和特性,稱為自動節(jié)律性,簡稱自律性。1.自律性的概念單位時間內(nèi)自動產(chǎn)生興奮的次數(shù)是衡量自律性高低的指標。竇房結(jié)房室交界房室束浦氏纖維100次/分50次/分40次/分25次/分依次降低不同自律細胞的自律性:異位心律:2.心臟的正常起搏點正常起搏點:其他自律組織的自律性較低,通常處于竇房結(jié)的控制之下,其本身的自律性并不表現(xiàn),只起傳導(dǎo)作用。竇性心律:異位起搏點:潛在起搏點:
2、竇房結(jié)在竇房結(jié)控制下的心臟節(jié)律性活動。潛在起搏點控制部分或整個心臟的活動。由竇房結(jié)以外的部位為起搏點的心臟活動。3.竇房結(jié)對潛在起搏點的控制方式①搶先占領(lǐng)(capture)②超速驅(qū)動壓抑(overdrivesuppression)搶先占領(lǐng):由于竇房結(jié)自律性高于其它潛在起搏點,當潛在起搏點4期限自動去極化尚未達到閾電位水平時,已被竇房結(jié)傳來的沖動所激動而產(chǎn)生動作電位,其自身的自律性無法表現(xiàn)出來。這種搶先占領(lǐng)的方式是自律性高的組織控制自律性低的組織的主要方式。超速驅(qū)動壓抑自律細胞高的組織對自律低的組織的直接抑制作用,稱超速驅(qū)動壓抑。自律細胞受到高于它的固有
3、自律頻率的刺激時,按外加刺激的頻率發(fā)生興奮。當外來超速驅(qū)動刺激停止后,自律細胞不能立即恢復(fù)其固有自律性活動,需經(jīng)一段時間才恢復(fù)其自律性。自律細胞復(fù)極化達最大復(fù)極復(fù)極電位后,立即開始自動去極化,當達閾電位時,則引起又一次動作電位,如此周而復(fù)始,就不斷有節(jié)律性興奮發(fā)放。自動節(jié)律性興奮的基礎(chǔ):4期自動去極化。4.自律性形成的原理(1)浦肯野細胞最大復(fù)極電位約為-90mV,其動作電位的0、1、2、3期的形態(tài)及離子機制與心室肌細胞相似,但有4期自動去極化。4期自動去極化的離子基礎(chǔ):If內(nèi)向起搏電流If內(nèi)向起搏電流特點:①隨時間而逐漸增強的內(nèi)向離子電流。②If主要
4、為Na+(也有少量K+),但不同于快Na+通道。③If在復(fù)極至-60mV時開始激活,至-100mV時完全激活。④If在0期去極化至-50mV時因通道的失活而終止。⑤If可被銫(Cs)所阻斷,而對河鲀毒素不敏感。(2)竇房結(jié)P細胞Ik激活I(lǐng)k失活I(lǐng)fICa-TICa-LICa-L因竇房結(jié)P細胞缺乏Ik1通道,膜對K+的通透性相對較低,PNa相對高,故最大復(fù)極電位小MRPAP0期去極:L型Ca2+通道激活,Ca2+內(nèi)流。由于L型Ca2+通道激活、失活緩慢,故0期去極化緩慢,持續(xù)時間長3期復(fù)極:L型Ca2+通道逐漸失活,Ca2+內(nèi)流相應(yīng)減少,及IK通道的開放
5、,K+外流增加。竇房結(jié)P細胞生物電活動的形成機制4期自動去極化IK:逐漸關(guān)閉ICa-T:4期自動去極化到-50mV時激活.參與自動去極化后期的形成。If:If不能充分激活,在P細胞4期自動去極化中作用不大。5.決定和影響自律性的因素(2)最大復(fù)極電位與閾電位之間的差距:(1)4期自動去極化速度:間差距小,自律性增高。4期自動去極化速度增快,自律性增高。4期自動去極化的速度快慢到達閾電位所需時間縮短延長單位時間爆發(fā)AP的次數(shù)多少自律性最大復(fù)極化電位水平小與閾電位差距大二、興奮性心肌的興奮性和其它可興奮細胞一樣,表現(xiàn)為受刺激后產(chǎn)生動作電位的能力。其興奮性高
6、低也用刺激的閾值來衡量,閾值大表示興奮性低;閾值小表示興奮性高。1.一次興奮過程中興奮性的周期性變化心肌細胞在一次興奮過程中,其興奮性也發(fā)生一系列的周期性變化。表現(xiàn)為對第二個刺激的反應(yīng)能力而發(fā)生規(guī)律性的改變。這種興奮性的周期變化主要是由于膜電位的變化引起離子通道的狀態(tài)發(fā)生變化的結(jié)果。以心室肌細胞為例,分析其興奮性的變化。(1)有效不應(yīng)期(2)相對不應(yīng)期(3)超常期(supernormalperiod,SNP)絕對不應(yīng)期(ARP)局部反應(yīng)期(effectiverefractoryperiod,ERP)(relativerefractoryperiod,R
7、RP)ERPARP局部反應(yīng)期分期(1)有效不應(yīng)期(2)相對不應(yīng)期(3)超常期不應(yīng)期的實質(zhì)是由于膜電位過低,Na+通道處于完全失活狀態(tài)或復(fù)活的數(shù)目太少。此期的膜電位已基本恢復(fù),Na+通道已部分復(fù)活,興奮性有所恢復(fù),但仍低于正常。從去極開始到復(fù)極膜電位達-60mV這段時期膜電位-60mV復(fù)極到-80mV這段時間內(nèi)機制膜電位從-80mV到-90mV的時期快Na+通道已基本復(fù)活到備用狀態(tài),膜電位的水平比靜息電位更接近閾電位,故興奮性高。特點心肌興奮性周期變化的特點:有效不應(yīng)期長,約200~300ms,相當于心肌整個收縮期和舒張早期(骨骼肌的不應(yīng)期約2~3ms,
8、神經(jīng)僅約1ms)。心肌不會像骨骼肌那樣產(chǎn)生完全強直收縮,始終保持著收縮和舒張交替的節(jié)律活動,這