生理学讲义5-1

1、第五章 血液循环第一节 心脏生理第二节 血管生理第三节 心血管活动的调节血液循环系统: 心脏:推动血液流动的器官 血管:血液流动的管道运输血液分配血液物质交换第一节 心脏生理心脏由心肌细胞组成心肌细胞: 普通心肌细胞(心房心室肌):有兴奋性, 传导性, 收缩性; 无自律性 特殊心肌细胞(传导系统):有兴奋性, 传导性,自律性; 无收缩性窦房结房室结房室束 (希氏束)浦肯野纤维房室束左右支结间束 (心房肌)(房结区-结区-结希区)第一节 心脏生理一. 心肌生物电与心肌特性 心肌细胞的跨膜电位及产生原理 心肌兴奋的发生与传布 心肌细胞的兴奋性 心肌细胞的收缩性心肌细胞膜的离子通道与电流流向离子通道

2、(电流)特 征快反应 Na+通道 (INa)去极化(-70mv)激活, 速度快If (Na+为主)通道 (If)超极化激活,速度慢,随时间, 最大激活电位约-100mvL 型 Ca2+通道 (ICa-L)去极化至-40mv 激活,速度慢内向电流(Na+Ca2+) T 型 Ca2+通道 (ICa-T)去极化激活, 阈电位-50mv内向整流 K+通道 (IK1) 非门控, 静息状态通透性大,去极化至 -20mv, IK10延迟整流 K+通道 (IK)去极化至-40mv 激活, 复极化至-50mv 去激活, 速度慢外向电流(K+)快瞬时 K+ 通道 一过性外向电流 (Ito)去极化至 -30mv 时

3、激活,灭活很快电压门控离子通道 门控(gating)特性和离子选择性(ion selectivity)通道关闭(备用状态)通道打开(激活状态)通道失活(失活状态)激活失活复活Na+通道亚单位的分子结构示意图离子选择电压门控m闸门h闸门P段S4失活机制快反应 Na+ 通道与延迟整流 K+ 通道内向整流钾流Ik1的电流-电压曲线一一. 心肌生物电与心肌特性心肌生物电与心肌特性(一). 心肌细胞的跨膜电位及其产生原理1. 心肌细胞的静息膜电位普通心肌细胞(静息电位稳定)接近于K+平衡电位; 膜对K+通透性大大超过其它离子特殊心肌细胞(静息电位不稳定)窦房结, 房室结的起搏细胞: 跨膜的Ca2+ ,

4、Na+内流逐渐加大并超过随时间而递减的K+外流浦肯野纤维:跨膜的Na+内流逐渐加大并超过随时间而递减的K+外流2. 心脏组织的动作电位根据动作电位0期除极的速度及其产生原理的不同, 把心肌动作电位分为两类:1). 快反应动作电位2). 慢反应动作电位1). 快反应动作电位 快反应细胞: 分布于心房, 心室肌, 传导束 特点: 静息电位大(-85-95mV); 0期除极速度快, 幅度高; 0期除极主要与Na+内流有关; 具有快, 慢通道 动作电位分5个时期: 除极过程(0期); 复极过程: 快速复极初期(1期); 平台期(2期); 快速复极末期(3期); 静息期或舒张期(4期)K+K+(Ik1)

5、 (Ito) (Ik) (Ik1)2). 慢反应动作电位 慢反应细胞: 主要分布于窦房结, 房室交界处. 特点: 静息电位小(-60 -70mV); 0期除极速度慢, 幅度低; 0期除极主要与Ca2+内流有关; 只有慢通道. 动作电位分4, 0, 3期: 4期: 不稳定, 自动除极 Ca2+内, Na+内 K+外 0期: Ca2+通道开放 3期: Ca2+通道关闭, K+外流403 快反应非自律细胞: 心房心室肌; 快反应自律细胞: 希氏束, 浦氏纤维; 慢反应非自律细胞: 房室交界(结区); 慢反应自律细胞: 窦房结, 房室交界(房结区, 结希区)3). 心肌细胞膜的离子通道 快, 慢反应细

6、胞电生理特性的比较快反应细胞慢反应细胞静息膜电位阈电位除极化幅度除极化速度传导速度0 期离子活动0 期离子通道-85 -95 mV-60 -70 mV100 130 mV200 1000 V/s0.5 3.0 m/sNa+快速内流快通道为主-60 -70 mV-30 - 40 mV35 75 mV1 10 V/s0.01 0.1 m/sCa2+缓慢内流慢通道离子通道特性激活时间常数失活时间常数阻断剂引起完全失活的膜电位 1 ms K+外 (逐渐加大) (逐渐减少) 慢反应自律细胞: 窦房结: Ca2+内 , Na+内 (If) K+外 (逐渐加大)(逐渐减少)K+K+Ca2+Ca2+Na+窦房

7、结细胞4期自动除极(Na+)浦氏细胞4期自动除极Na+ (If)K+ (IK)(3). 影响自律性的因素自律性: 1 对照 2高 低2. 兴奋的传布-传导性(1). 兴奋传导的原理细胞间闰盘 (缝隙 连接) 传导: 局部电流通过低电阻孔道2. 兴奋的传布-传导性(2). 心内兴奋传导的途径(传导系统)窦房结心房肌, 结间束左,右心房传导时间 房室交界心室肌房-室传导延搁:避免房室同时收缩; 心室收缩前有较多血液充盈.心房,心室内传导速度快: 同步收缩, 泵血效果好0.06 s0.1 s0.06 s0.22 s希氏束左右支浦氏纤维窦房结房室交界浦氏纤维房室束左右支2. 兴奋的传布-传导性(3).

8、 影响心肌细胞传导的因素 传导速度心肌细胞的直径羊: 浦氏纤维细胞直径 70 m, 传导速度 4 m/s;房室交界细胞直径 3 m, 传导速度 0.05 m/s 0期除极的速度与幅度 静息电位或舒张期电位水平 阈电位水平 邻旁(前缘)部位细胞膜的电位水平(三). 心肌细胞的兴奋性 1. 兴奋的周期性变化有效不应期绝对不应期 局部反应期相对不应期超常期时相0 期3 期3 期复极3 期复极3 期复极膜电位-55mV-55-60mV-60-80mV -80-90mV兴奋性为零有局部兴奋,但不能产生动作电位兴奋性正在恢复, 但低于正常超过正常最后, 膜电位达静息电位, 兴奋性恢复正常心肌兴奋性变化的特

9、点:有效不应期特别长(整个收缩期+舒张早期)心脏不会发生强直收缩, 始终保持着 收缩与舒张交替的节律性活动 心脏: 射血 充盈2. 影响兴奋性的因素兴奋性的高低决定于静息电位与阈电位之间的差距 静息电位:,兴奋性低; 阈电位:,兴奋性高; Na+ (Ca2+)通道的状态: 备用, 激活, 失活3. 期前收缩与代偿间歇 期前收缩心室发生在下次窦房结兴奋所产生的正常收缩之前的收缩. 代偿间歇在一次期前收缩之后一段较长的心脏舒张期.(四). 心肌细胞的收缩性收缩机制: 与骨骼肌相同刺激细胞膜爆发动作电位兴奋-收缩耦联肌丝滑行整个肌细胞收缩1. 心肌收缩的特点: 对细胞外液的Ca2+浓度有明显依耐性;

10、 同步收缩(全或无式收缩); 不发生强直收缩.心 肌骨骼肌（终末池膜）ryanodine 受体 (RYR)(RYR)+_+_+_+_2. 影响收缩的因素1). 前负荷 -影响初长度收缩时产生的张力 心室肌初长度收缩前进入心室的血量静脉回流量 左心室最适前负荷时, 舒张期心室内压1012mmHg, 收缩时产生的压力最大 2). 后负荷的影响在整体心脏中, 后负荷大动脉血压(射血时阻力)前负荷固定: 后负荷, 收缩张力, 收缩时间、速度、距离, 每次射血量前负荷不固定:后负荷, 前负荷, 收缩张力, 速度不变后负荷射血量心室余血量+ 静脉回流量不变 心室舒张末期容量射血量收缩张力射血速度 不减慢3