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。