㈠ 心肌细胞生物电现象
心肌细胞可分为两个类型,一为工作细胞,分为心房肌和心室肌,含有丰富的肌原纤维,执行收缩功能,具有兴奋性,传导性,收缩性。二为自律细胞,主要包括窦房结和浦肯野细胞,兴奋性,传导性,自律性,不具收缩性。特殊的传导系统,窦房结,房室交界,房室束,浦肯野纤维网。
心肌细胞的生物电现象,
(一)工作细胞的跨膜电位及其形成机制
1.静息电位:心室肌细胞在静息状态下膜两侧呈极化状态,膜内电位比膜外电位约低 90
mV。
2.工作细胞的静息电位的形成机制:K+在细胞内的浓度远高于细胞外,细胞膜对 K+有通
透性,于是,K+外流,使得细胞膜内负电荷增多,细胞外正电荷增多,随之产生内向电场,
电场力阻止 K+外流,当 K+浓度梯度形成的化学力与电场力取得平衡时,K+外流停止,此时,
细胞内外形成的电位差即是静息电位。
3.工作细胞的动作电位的主要特征:复极化过程比较复杂,持续时间很长,动作电位下
降支与上升支很不对称。
4.工作细胞动作电位的构成:(1)去极化过程又称 0 期。(2)复极化过程:分为 1 期(快
速复极初期)、2 期(平台期,是整个动作电位持续时间长的主要原因,也是心肌细胞的动
作电位区别于骨骼肌和神经细胞动作电位的主要特征)和 3 期(快速复极末期)。(3)4 期
(心室肌细胞或其它非自律细胞的 4 期又称静息期)。
5.锋电位:心肌细胞 0 期去极化和 1 期复极化这两个时期的膜电位的变化速度都很快,
记录图形上表现为尖锋状,故常把这两部分合称为锋电位。
6.快反应细胞和快反应电位:心室肌细胞(以及具有同样特征的心肌细胞)去极化速度
很快,而且去极化幅度很大,称为快反应细胞;其动作电位称为快反应电位。
7.工作细胞动作电位形成的机制:(1)去极化过程(0 期):快 Na
+通道开放,Na
+内流。
(2)复极化过程:1 期:Ito通道激活,形成外向电流 Ito,Ito的主要离子成分是 K
+,即 K
+外
流;2 期:此期外向电流和内向电流同时存在。K
+(Ik1和 Ik)外流,Ca
2+内流。3 期: K
+ 外
流(Ik1 和 Ik)形成,3 期的 K
+ 外流是正反馈的过程。(3)4 期:通过肌膜上 Na
+
-K
+泵、Ca
2+ 泵和 Na
+
-Ca
2+交换体的活动将动作电位产生过程中跨膜扩散的离子转运回去。 (二)自律细胞的跨膜电位及其形成机制
1.自律细胞与非自律细胞(工作细胞)跨膜电位的最大区别是在 4 期,4 期的自动去极
化是自律细胞产生自动节律性兴奋的基础。
2.浦肯野细胞动作电位产生机制: 浦肯野细胞是一种快反应自律细胞。它的动作电位
0-3 期产生的离子基础与心室肌细胞相同;4 期可产生自动去极化,形成的机制包括 K
+(Ik)
外流的逐渐衰减和 Na
+(If)内流的逐渐增强,两者中尤其是以 If更为重要,又被称为起搏电
流。
3.窦房结细胞动作电位的特征:窦房结的自律细胞是一种慢反应自律细胞,①最大复极
电位和阈电位绝对值均小于工作细胞;② 0 期去极化使膜电位仅达到 0 mV 左右,不出现明
显的极性倒转;③ 0 期去极化幅度和速度都不及浦肯野细胞,动作电位升支远不如后者那
么陡峭;④ 没有明显的复极 1 期和 2 期;⑤ 4 期自动去极化速度比浦肯野细胞快。
4.窦房结细胞动作电位产生机制:(1)0 期去极化:膜上 L 型钙通道激活,Ca
2+内流(ICa-L);
由“慢”通道所控制、由 Ca
2+内流所引起的缓慢 0 期去极,是窦房结细胞动作电位的主要特征。
(2)复极化:K
+通道激活,K
+外流(Ik)逐渐增加,Ca
2+内流的逐渐减少形成复极化过程。
(3)4 期自动去极化:是一种外向电流和两种内向电流共同作用的结果。K
+外流(Ik)进行
性衰减,是窦房结细胞 4 期自动去极最重要的原因;同时伴有 Na
+(If)内流和 Ca
2+内流(T
型 Ca
2+通道激活)。
5.慢反应细胞和慢反应电位:窦房结细胞 0 期去极由“慢”通道所控制、由 Ca
2+缓慢内流
所引起,因此被称为慢反应细胞;其动作电位称为慢反应电位。
㈡ 自律性细胞和非自律性细胞生物电活动的主要特征
自律性细胞和非自律性细胞生物电活动的主要特征
和神经组织一样,心肌细胞在静息和活动时也伴有生物电(又称跨膜电位)变化。研究和了解心肌的生物电现象对进一步理解心肌生理特性具有重大意义。从组织学,电生理特点和功能可将心肌细胞分为两大类。一类是普通细胞,含有丰富的肌原纤维。具有收缩功能,称为工作细胞,工作细胞属于非自律性细胞,它不能产生节律性兴奋活动,但它具有兴奋性和传导兴奋的能力。它们包括心房肌和心室肌。另一类是一些特殊分化了的心肌细胞,它们含肌原纤维很少或完全缺乏;故已无收缩功能。它们除具有兴奋性、传导性外,还具有自动产生节律性兴奋的能力,故又称自律细胞。它们主要包括P细胞和浦肯野细胞。它们与另一些既不具有收缩功能又无自律性,只保留很低的传导性的细胞组成心脏中的特殊传导系统。特殊传导系统是心脏中发生兴奋和传导兴奋的组织,起着控制心脏节律性活动的作用。特殊传导系统包括窦房结、房室交界、房室束和末梢浦肯野纤维。
㈢ 心肌生物电特点及其形成原理
心肌的生物电现象和生理特征
心房和心室不停歇地进行有顺序的、协调的收缩和舒张交替的活动,是心脏实现泵血功能、推动血液循环的必要条件,而细胞膜的兴奋过程则是触发收缩反应的始动因素。本节需要阐述的问题是:引起心脏收缩活动的兴奋来自何处?为什么心脏四个腔室能够作协调的收缩活动?为什么心脏的收缩活动始终是收缩和舒张交替而不出现强直收缩?要回答这些问题,必须了解心肌的生理特性,主要是心肌兴奋和兴奋传导的特征。兴奋和传导是以细胞膜的生物电活动为基础的。因此,首先叙述心肌细胞的生物电现象,然后,根据生物电现象分析叙述心肌兴奋和兴奋传播的规律和生理意义。
心肌细胞的类型组成心脏的心肌细胞并不是同一类型的,根据它们的组织学特点、电生理特性以及功能上的区别,粗略地分为两大类型:两类心肌细胞分别实现一定的职能,互相配合,完成心脏的整体活动。一类是普通的心肌细胞,包括心房肌和心室肌,含有丰富的肌原纤维,执行收缩功能,故又称为工作细胞。工作细胞不能自动地产生节律性兴奋,即不具有自动节律性;但它具有兴奋性,可以在外来刺激作用下产生兴奋;也具有传导兴奋的能力,但是,与相应的特殊传导组织作比较,传导性较低。另一类是一些特殊分化了的心肌细胞,组成心脏的特殊传导系统;其中主要包括P细胞和哺肯野细胞,它们除了具有兴奋性和传导性之外,还具有自动产生节律性兴奋的能力,故称为自律细胞,它们含肌原纤维甚小或完全缺乏,故收缩功能已基本丧失。还有一种细胞位于特殊传导系统的结区,既不具有收缩功能,也没有自律性,只保留了很低的传导性,是传导系统中的非自律细胞,特殊传导系统是心脏内发生兴奋和传播兴奋的组织,起着控制心脏节律性活动的作用。
心脏特殊传导系统的组成和分布心脏的特殊传导系统由不同类型的特殊分化的心肌细胞所组成。包括窦房结、房室交界、房室束和末梢浦肯野纤维网(图4-5)。
窦房结:位于右心房和上腔静脉连接处,主要含有P细胞和过渡细胞。P细胞是自律细胞,位于窦房结中心部分;过渡细胞位于周边部分,不具有自律性,其作用是将P细胞自动产生的兴奋向外传播到心房肌。
房室交界:又称为房室结区,是心房与心室之间的特殊传导组织,是心房兴奋传入心室的通道。房室交界主要包括以下三个功能区域:
房结区:位于心房和结区之间,具有传导性和自律性。
结区:相当于光学显微镜所见的房室结,具有传导性,无自律性。
结希区:位于结区和希氏束之间,具有传导性和自律性。
房室束(又称希氏束)及其分支:房室束走行于室间隔内,在室间隔膜部开始分为左右两支,右束支较细,沿途分支少,分布于右心室,左束支呈带状,分支多,分布于左心室,房室束主要含浦肯野细胞。
图4-5 心脏各部分心肌细胞的跨膜电位和兴奋传导速度
SAM:窦房结 AM:心房肌 AVN;结区 BH:希氏束 PE;哺肯野纤维
TPF:末梢浦肯野纤维 VM:心室肌传导速度单位m/s
浦肯野纤维网:是左右束支的最后分支,由于分支很多,形成网状,密布于左右心室的心内膜下,并垂直向心外膜侧伸延,再与普通心室肌细胞相连接。房室束及末梢浦肯野纤维网的作用,是将心房传来的兴奋迅速传播到整个心室。
关于是否存在心房传导束的问题,争论很多。60年代,Janes提出在窦房结和房室结区之间有三条由浦肯野细胞构成的心房传导束,分别称前、中、后结间束,其兴奋传导速度比一般心房肌为快。但是,近20年来的研究未能证实心房内有形态结构上不同于心房(工作)细胞的特殊传导组织组成的心房传导束存在;另一方面,研究结果表明,在右心房的某些部位(如卵圆窝前方和界嵴处)心房肌纤维排列方向一致,结构整齐,因此其传导速度较其它部位心房肌(这些心房肌被右心房壁上腔静脉开口卵圆窝所形成的孔穴所分割,形成断续状)为快,从而在功能上构成了将窦房结兴奋快速传播到房室交界处的所谓优势传导通路(preferential pathway) 。
一、心肌细胞的生物电现象
与骨骼肌相比,心肌细胞的跨膜电位在波形上和形成机制上要复杂得多;不但如此,上述不同类型的心肌细胞的跨膜电位(图4-5),不仅幅度和持续时间各不相同,而且波形和形成的离子基础也有一定的差别;各类心肌细胞电活动的不一致性,是心脏兴奋的产生以及兴奋向整个心脏传播过程中表现出特殊规律的原因。
(一)工作细胞的跨膜电位及其形成机制
1.静息电位和动作电位人和哺乳动物的心室肌细胞和骨骼肌细胞一样,在静息状态下膜两侧呈极化状态,膜内电位比膜外电位约低90mV,但两者的动作电位有明显不同。骨骼肌细胞动作电位的时程很短,仅持续几个毫秒,复极速度与去极速度几乎相等,记录曲线呈升支和降支基本对称的尖锋状。心室肌细胞动作电位的主要特征在于复极过程比较复杂,持续时间很长,动作电位降支与升支很不对称。通常用0、1、2、3、4等数字分别代表心室肌细胞
㈣ 心机有哪些生理特性,这些生理特性与心脏机能有何联系
心肌的生理特性包括兴奋性,自律性,传导性和收缩性。由于心肌的这些特性共同决定着心脏的活动,实现心脏的泵血功能。
(1)兴奋性:当心脏的“泵”受一定强度的刺激时就能发生一定形式的反应。即有对刺激发生反应的能力或特性。
(2)自律性:指心脏有规律的节律性收缩起源于心脏本身。即心肌在没有外来刺激的情况下,能通过其本身的内在变化而自动地发生节律性的兴奋。在正常生理功能情况下,心肌自律性,主要表现在特殊传导系统(窦房结、结间束、房室交界,蒲金野氏纤维)。
(3)传导性:心肌细胞和神经细胞一样具有传导兴奋的能力或特性。即一处发生了兴奋能沿着细胞膜向外扩散,并能由一条肌纤维扩散到其它相邻的肌纤维。
(4)收缩性:指心肌在接受一次阈上刺激时有发生收缩反应的能力,此称心肌的收缩性。心肌细胞收缩的原理与骨髂肌相似。因为心肌的兴奋性、自律性和传导性是以心肌细胞膜的生物电活动为基础的,故又称之为心肌的电生理特性。而心肌的收缩性是指心肌细胞在肌膜动作电位的驱动下,有发生收缩反应的能力,而称为心肌的机械特性。
心肌生理特性包括:自律性、兴奋性、传导性、收缩性。
心肌自律性的基础是自律细胞的4期自动去极。窦房结的4期去极速率最快,自律性最高。所以窦房结为心脏起搏点;传导性的特点是房室交界传导最慢,形成房—室 延搁,所以每次心室兴奋在心房兴奋之后,心室收缩在心房收缩之后,房室不发生同时收缩,保证了心室充分的血液充盈;兴奋性的特点是有效不应期特别长,一直 延续到机械收缩的舒张早期,保证心肌不发生强直收缩,收缩舒张交替进行,充盈射血交替进行,有效推动血液循环;其收缩性明显依赖于细胞外Ca2+,有“全 或无”的特性等,也完全适应了机体对心脏的特殊要求。
㈤ 脉管系统的构成
一,心血管系统
心血管系统由心脏,血管(包括动脉,毛细血管和静脉)和血液组成.
(一)心脏
1,心脏的位置和形态
心是一个中空的纤维器官,形似倒置的、前后稍扁的圆锥体,周围裹以心包,斜位于胸腔中纵隔内,约2/3位于正中线左侧,1/3位于正中线右侧。前方对向胸骨体和第2~6肋软骨;后方平对第5~8胸椎;两侧与胸膜腔和肺相邻;上方连出入心的大血管;下方临膈。心的长轴自右肩斜向左肋下区,与身体正中线构成45度角,心底部被出入心的大血管根部和心包翻折缘所固定,心室部分则较活动。
2,心腔的构造
心腔以纵走的房间隔和室间隔分为左右互不相通的两半.每半又分为上部的心房和下部的心室,同侧的心房和心室各以房室口相通.
3,心壁的构造
心壁由心外膜,心肌和心内膜组成.
4,心脏的血管
5,心脏的传导系统和神经支配
6,心包
(二)血管
1,血管的种类及分布规律
2,肺循环的血管
3,体循环的血管
⑴体循环的动脉系
⑵体循环的静脉系
(三)胎儿血液循环的特点
二,淋巴系统
淋巴系统由淋巴管道,淋巴组织,淋巴器官和淋巴组成.
(一)淋巴管
淋巴管道为淋巴液通过的管道,根据汇集顺序,口径大小及管壁薄厚,可分为毛细淋巴管,淋巴管,淋巴干和淋巴导管.
1,毛细淋巴管
2,淋巴管
3,淋巴干
4,淋巴导管
5,淋巴生成和淋巴循环
(二)淋巴组织和淋巴器官
1,淋巴组织
2,淋巴器官
⑴胸腺
⑵脾
⑶扁桃体
⑷血淋巴结
⑸淋巴结
脉管学显微解剖
一,心血管系统
(一)血管
1,毛细血管
⑴构造
⑵分类
①连续性毛细血管
②有孔毛细血管
③血窦
2,动脉
3,静脉
(二)心脏
1,心内膜
2,心肌膜
3,心外膜
4,心瓣膜
(三)微循环
微动脉,微静脉之间的微血管内的血液循环.
1,结构
2,途径
二,淋巴系统
(一)胸腺
1,皮质
2,髓质
3,血胸腺屏障
(二)淋巴结
1,皮质
2,髓质
(三)脾
1,被膜与小梁
2,实质
⑴白髓
⑵红髓
循环生理
一,心脏的泵血功能
(一)心动周期
心脏每收缩和舒张一次,称为一个心动周期.
通常将一个心动周期过程划分为
1,心房收缩期
2,心室收缩期
3,心室舒张期
(二)心率
每分钟内心脏搏动的次数称为心率.
(三)心音
(四)心输出量及其影响因素
1,每搏输出量和每分输出量
每搏输出量=心室舒张末期容量-心室收缩末期容量
每分输出量=心率×每搏输出量
2,影响心输出量的主要因数
⑴静脉回流量
⑵心室肌的收缩力
⑶心率
二,心肌的生物电现象和生理特性
心肌细胞的类型:
A,工作细胞:构成心房,心室壁.
具有兴奋性,传导性,收缩性,但不具自律性.
B,特殊心肌细胞:构成心脏的特殊传导系统,具有兴奋性,传导性,自律性,几乎没有收缩功能.
(一)心肌细胞的生物电现象
1,工作细胞的跨膜电位及形成机制
⑴静息跨膜电位:静息状态下膜两侧呈极化状态,膜内为-90mv.
⑵动作电位:和骨骼肌相比,心室肌的动作电位在复极化过程中要复杂得多,持续时间要长,与上升支并不对称,一般用0,1,2,3,4,等数字表示心肌动作电位的各个时期.
①除(去)极过程(0期)
②复极1期:
③2期复极化—平台
④快速复极末期(3期)
⑤静息期(4期)
(二)心肌的电生理特性
所有心肌细胞都具有兴奋性.
1,决定和影响兴奋性的因素:
___①静息电位水平
___②阈电位水平
___③Na+通道的性状:Na+通道有激活,失活和备用三种状态.
2,心肌细胞一次兴奋后的兴奋性的周期性变化:
___①有效不应期
___②相对不应期
___③超常期
3,兴奋过程中兴奋性周期性变化与收缩活动的关系:
⑴不发生强直收缩
⑵机能合体性
⑶期前收缩和代偿间歇
(三)心肌的自动节律性
组织,细胞能够在没有外来刺激条件下,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).心肌的自动节律性起源于心肌细胞本身.具有自动节律性的组织或细胞,称自律组织或自律细胞.
(四)心肌的传导性和兴奋在心脏的传导__
三,血管生理
(一)血流量,血流阻力,血压
1,血压的形成及其影响因素
血压是指血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力,即压强.血压的单位为千帕.
⑴血压的形成
①血液对血管的充盈和循环系统平均充盈压:只有血液充盈血管时才能谈得上对血管壁的侧压力.
②心脏射血:心室收缩时所释放的能量为两部分
___A,用于推动血液流动,是动能,
___B,形成对血管壁的侧压力,是势能.
③外周阻力
⑵影响动脉压的因素
凡是能影响心输出量和外周阻力的因素都能影响动脉血压.
①心脏每博输出量
②心率
③外周阻力
④动脉和大动脉的弹性贮器
⑤循环血量和血管系统容量的比例
2,血压,脉搏压
心室收缩时动脉压上升到最高值,称收缩压;心室舒张时血压下降到最低值,称舒张压;收缩压和舒张压之差称脉搏压.
(二)组织液的生成和影响因素
有效滤过压=(毛细血管压+组织胶体渗透压)-(血浆胶体渗透压+组织静压力).
有效滤过压>0时则有组织液生成,否则组织液被重吸收.
(三)淋巴液的生成
一部分留在组织中的组织液回到淋巴管中形成淋巴液.
1,淋巴液回流的生理意义
①能将组织液中的蛋白质分子带回血液中
②清除组织液中不能被毛细血管重吸收的较大的分子以及组织中的红细胞和细菌等,
③对营养物质特别是脂肪的吸收起到重要作
④在组织液的生成和重吸收平衡中起到一定作用.
2,影响淋巴液生成的因素:
四,心血管活动的调节
(一)神经调节
1,心脏的神经支
2,血管的神经支配
3,心血管中枢
4,心血管反射
⑴颈动脉窦,主动脉弓压力感受性反射—减压反射
⑵颈动脉体和主脉体化学感受性反射
(二)体液调节
1,肾素—血管紧张素系统
2,血管升压素(抗利尿素)
3,肾上腺素,去甲肾上腺素
4,血管内皮生成的血管活性物质
§血液
一,机体的内环境
动物体内所含液体总称为体液
单细胞生物生活在水中,可直接和水环境进行物质交换.多细胞生物的大部分细胞不能直接和外环境的水环境接触,只能通过细胞外液间接地与水(或外)环境进行交换.所以细胞外液构成了细胞生活的直接环境,称为内环境,以区别整个机体所生存的外环境.
二,血液的组成和理化特性
1,血液的组成
2,血液的理化特性
⑴血色和血味
⑵血液的密度
⑶血液的粘滞性
⑷血液的渗透压
渗透压是指溶液中的溶质促使水分子通过半透膜从一侧溶液扩散到另一侧溶液的力量.
血浆渗透压包括血浆晶体渗透压和血浆胶体渗透压,血浆中晶体物质(如电解质)形成的血浆渗透压主称为晶体渗透压.对保持细胞内外的水平衡极为重要.由血浆蛋白质所形成的渗透压称为胶体渗透压.对血管内外的水平衡有重要作用
⑸酸碱度
动物的血液呈弱碱性,在正常的情况下,除了通过肺和肾排除过多的酸碱物质外,主要依赖血液中的缓冲对,其中最重要的缓冲对是NaHCO3/H2CO3,血液中NaHCO3的含量称为碱贮.
三,血细胞生理
1,红细胞
⑴可塑性
红细胞在通过口径小于它的血管时将发生变形,通过后又恢复原状.
⑵红细胞悬浮稳定性
红细胞在血浆中能够保持悬浮状态而不下沉的特性称为红细胞的悬浮稳定性.以第1小时末在血沉管中下沉的距离表示红细胞沉降速度,简称血沉.
⑶红细胞渗透脆性
红细胞由于物理的原因而引起破裂称为机械性脆性.当NaCl浓度进一步降低时,部分红细胞将因过度膨胀并破裂,使血红蛋白释出,这一现象称红细胞溶解,简称溶血.红细胞在低渗溶液中发生膨胀,破裂和溶血的特性,称为渗透性脆性.血红蛋白的功能,只有在完整的红细胞中才能发挥.
0.85%-0.9%的NaCl即是等渗溶液,也是等张溶液.
2,白细胞生理的功能
3,血小板
⑴血小板的生理特性
A,粘附
当血管内皮损伤而暴露胶原组织时,立即引起血小板的粘着,这一过程称为血小板粘附.
B,聚集
血小板彼此之间互相粘附,聚合成团的过程,称为血小板聚集.
C,收缩
指血小板内的收缩蛋白发生的收缩过程.它可导致血凝块回缩,血栓硬化,有利于止血过程.
D,吸附
血小板能吸附血浆中多种凝血因子于表面.
⑵血小板的生理功能
主要参与生理性止血和血液凝固过程.
四,生理性止血
(一)生理止血
血液从血管流出,在正常情况下经数分钟出血将自行停止,称为生理止血.
生理止血过程包括三个过程:
___⑴小血管受伤后立即收缩
___⑵血栓形成,实现初步止血
___⑶纤维蛋白块形成
(二)血液凝固
1,概念
血液离开血管,由溶胶状态变成不能流动的凝胶状态,叫血液凝固(或血凝).
2,凝血过程可分为三个步骤
第一阶段是凝血因子FX激活成FXa并形成凝血酶原酶复合物(凝血酶原激活物);
第二阶段是凝血酶原(FⅡ)激活成凝血酶(FⅡa);
第三阶段是纤维蛋白原(FⅠ)转变成纤维蛋白(FⅠa).
3,触发血液凝固有两种途经
①依靠血浆内部的凝血因子使凝血致活酶形成而发生的凝血称为内源性激活途经.
②依靠血管外组织释放的组织因子激活凝血因子,而发生的凝血称为外源性激活途经
(三)抗凝和促凝措施
1,抗凝措施
①去除血液中的钙离子
②低温延缓凝雪
③光滑的表面:可减少血小板的聚集和解体,减弱对凝血过程的触发,因而延缓了凝血酶的形成.
④使用肝素和双香豆素
⑤搅拌
2,促凝措施
①Ca2+促进凝血
②维生素K促进凝血
③加温
㈥ 心肌细胞的生物电
心肌细胞生物电产生的基础:心肌细胞跨膜电位取决于离子的跨膜电-化学梯度和膜对离子的选择性通透。 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,细胞膜处于外正内负的极化状态,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,当前,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。
蒲肯野细胞的跨膜电位及产生机理
蒲肯野细胞的动作电位及其产生机理与心室肌细胞基本相似,但其有4期自动除极化。4期自动除极化是膜对Na+通透性随时间进行性增强(If内向电流)的结果。If通道与快Na+通道的主要区别是:①If的通道对离子的选择性不强,虽然主要选择的是Na+,但还有K+参与。而快Na+通道的选择性强,主要允许Na+通透。②If的通道在复极达-60mV左右被激活,而快Na+通道在膜内电除极达-70mV左右被激活。③If的通道可被铯(Cs)所阻断,而快Na+通道可被河豚毒阻断。
窦房结P细胞跨膜电位及产生机理
1.P细胞动作电位的主要特征4期膜电位不稳定,可发生自动除极,这是自律细胞动作电位最显着的特点。
此外:
1)除极0期的锋值较小,除极速度较慢,约为10V/s,0期除极只到0mV左右。
2)复极由3期完成,基本没有1期和2期。
3)复极3期完毕后进入4期,这时可达到的最大膜电位值,称为最大舒张电位(或称最大复极电位),约为-70mV。
心肌细胞
2.P细胞动作电位的形成及离子流的活动
(1)0期除极的形成:0期除极的内向电流主要是由钙离子负载的。
(2)3期复极的形成:0期除极后,慢钙离子通道逐渐失活。3期是由钙离子内流和钾离子外流共同作用的结果。
(3)4期自动除极的形成:当前研究与三种离子流有关。
A:钾离子外流的进行性衰减;
B:钠离子内流的进行性增强;
C:生电性Na+--Ca2+离子交换。
心肌细胞的电生理学 心肌细胞的电生理学分类
心肌细胞除了解剖生理特点分为工作细胞(非自律细胞)和自律细胞外,还可根据心肌细胞动作电位的电生理特征(特别是0除极速率),把心肌细胞所产生的动作电位分为两类:快反应电位和慢反应电位,而把具有这两不同电位的细胞分别称为快反应细胞和慢反应细胞:
1.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。
2.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。
心肌细胞分类小节如下:
自律细胞
快反应自律细胞:如蒲肯野氏细胞
慢反应自律细胞:窦房结和房室交界区(房结区,结希区)细胞
非自律细胞快反应非自律细胞:心房肌、心室肌细胞
慢反应非自律细胞:结区细胞
美国科学家在《自然》(Nature)杂志上发表研究报告指出,发现了一组可培植心肌细胞的干细胞。带领这项研究的科学家正是华人WilliamPu。美国麻省波士顿儿童医院的研究人员表示,新发现的干细胞位于心脏最外层的心外膜,或能修复已受损害的心脏组织。WilliamPu称:“当病人心脏出现问题时,便会失去驱动心跳的心肌细胞。唯一的补救方法就是制造更多这类细胞。”据悉,研究人员是在偶然的情况下发现新干细胞的。他们当时正在研究心外膜的另一组基因,所以要在活老鼠的胚胎上,用红色荧光蛋白复合体标签特定的细胞。出乎意料之外,他们竟然目睹心外膜细胞转化成心肌细胞。WilliamPu的研究成果显示,用基因编号为“Wt1”的干细胞能制造出心肌细胞、滑肌细胞及内皮细胞。