1、第 四 章 血 液 循 环,一、血液循环系统的构成,二、血液循环的功能,运输 内分泌,三、本章的主要内容,心脏生理血管生理心血管活动的调节,心脏的基本结构,心脏的基本结构,心脏解剖、生理学特点,四个腔室、存在瓣膜 ;血液单向流动 闰盘处低电阻;心肌是一个功能合胞体 心房肌和心室肌纤维并无直接联系 心肌细胞有两种类型:工作细胞、自律细胞 肌质网终末池不发达,储钙量少, 心脏节律性活动表现为心电周期和心动周期,心肌组织的生理特性,兴奋性 自律性 传导性 收缩性 机械特性,电生理特性,心 肌 细 胞 的 类 型,工作细胞:收缩性、兴奋性、传导性无自律性(心房肌和心室肌) 自律细胞:兴奋性、传导性、自
2、律性无收缩性(特殊传导系统),第一节 心脏的生物电活动,内容1. 心肌细胞的生物电现象,内容2. 心肌电生理特性,一、心肌细胞的生物电现象,(一)心室肌细胞的静息电位,电位值:- 90mV 形成机理:K+的向外扩散( Ik1),(二)心室肌细胞的动作电位,心室肌细胞动作电位的构成,除极过程(0期)膜去极化,Ap上升支 复极过程1期快速复极初期2期平台期(主要特征)3期快速复极末期 静息期(4期)膜电位稳定于Rp水平,(三)动作电位形成机制,0 期: 心室肌细胞在窦房结传来的动作电位刺激下,心肌细胞膜上Na+通道部分激活开放, 少量Na+内流 膜部分去极化 去极化达阈电位 膜上Na+通道大量开放
3、 出现再生性Na+内流 膜完全去极化、反极化。,快Na+通道: Na+通道激活快、失活也快 ,开放时间短,电压依赖性通道 阻断剂:河豚毒(tetrodotoxin,TTX) 快反应细胞:以Na+通道为0期去极的心肌细胞 快反应动作电位:快反应细胞产生的动作电位。,1 期:Na+ 通道失活关闭, 同时K+通道(Ito) 激活,K+外流,导致膜快速复极化2期:平台期,是心肌动作电位时程较长的主要原因,也区别于骨骼肌 细胞的主要特征。这一期的 特征是:Ca2+的内流抵消K+ 外流。,Ca2+ channel,L-type Ca2+ channel:激活、失活、复活均慢,开放时间长,为电压门控通道,是
4、形成2期的主要离子,可被Mn2+和钙通道阻滞剂如维拉帕米等阻断。 T-type Ca2+ channel: 与Na+ channel相似,激活、失活均快,经T型Ca2+ channel 内流的Ca2+参与 0期去极化的过程,但在0期和2期的形成中所起的作用不大。,内向电流:正离子由膜外向膜内流动或负离子由膜内向膜外流动,造成膜除极。外向电流:正离子由膜内向膜外流动或负离子由膜外向膜内流动,导致膜复极或超极化,整流:指电流容易向一个方向流动,不易向反方向流动 内向整流(内入性整流):正离子容易从膜外流入膜内,而不易从膜内流向膜外。 外向整流(外出性整流):正离子容易从膜内流向膜外,而不易从膜外流
5、入膜内。,3期:Ca2+通道失活,膜对K+通透性增高,K+通过I k 通道外流,使膜内电位向负的方向转化,膜内电位越负,K+外流越快,造成再生性复极。,4期:膜电位数值已达静息电位水平,但细胞内外离子分布发生变化,膜内多了Na+、Ca2+, 膜外多了K+,激活膜上Na+-K+泵,每次泵出3个Na+,同时摄入2个K+;由胞外进入细胞内的Ca2+ ,通过Na+-Ca2+交换、膜上Ca2+泵排出胞外,使细胞内外离子分布恢复到静息状态,保证心肌正常兴奋性。,动作电位及其形成机制,0期Na+内流(再生性钠电流) 1期K+外流(Ito) 2期K+外流和Ca2+内流处于平衡 3期K+外流(Ik再生性复极)
6、4期离子恢复( Na+- K+泵和Na+-Ca2+ 交换、Ca2+泵),二、心肌的兴奋性,(一)心肌兴奋过程中兴奋性周期性变化心肌细胞发生一次兴奋后,兴奋性会发 生周期性变化,可用刺激阈值作为衡量指标,兴奋性的周期性变化,绝对不应期和有效不应期,相对不应期,超常期,(二)兴奋周期性变化与心肌收缩关系,不发生强直收缩期前收缩与代偿间隙,期前收缩:心室肌在有效不应之后受到一次额外的(人工或病理)刺激,可产生一次额外的兴奋和收缩,由于它发生在下一次窦房结兴奋所产生的正常收缩之前,所以称为期前收缩。代偿间歇:一次期前收缩之后,往往有一段较长的心室舒张期,影响兴奋性的因素,静息电位的水平,阈电位的水平,
7、Na+通道的状态,Na+通道状态,备用 (关),激活 (开),失活 (关),三、心肌的自动节律性,自动节律性(自律性)心肌能自动地、有节律地产生兴奋的能力 自律细胞:心脏内特殊传导系统的细胞,(一)自律细胞的跨膜电位及其形成机制,1. 窦房结细胞的动作电位及其形成机制 2. 浦肯野细胞的动作电位及其形成机制,窦房结细胞4期自动除极机制,1. Ik通道逐渐失活,K+外流进行性衰减 2. Na+内流进行性增强(If ) 3. T型Ca2+通道的激活, Ca2+内流,窦房结细胞0期去极化机制,1. 与Na +无关 2. Ca2+内向电流,窦房结细胞动作电位的特征,1. 4期膜电位不稳定,自动除极。
8、2 . 4期自动除极达阈电位时,激活膜上Ca2+通道,Ca2+内流,引起0期除极。,3. 慢反应自律细胞: 0期除极由 Ca2+内流形成 4. 没有明显的复极化1期和2期3 期复极是K+外流,3期末膜 电位达到最大复极电位。,浦肯野细胞4期自动除极机制,1. 复极化时外向电流K+逐渐衰减 2. 进行性增强的内向电流 If (内向电流的主要成分为Na +,但不同于心室肌0 期除极的快Na +通道,不能被TTX阻断,可被铯阻断)。,(二) 心脏传导系统的自律性 及影响因素,窦房结,心房内传导,房室交界,房室束,浦氏纤维,100次/分,50次/分,50次/分,40次/分,25次/分,依 次 降 低,
9、正常起搏点窦房结潜在起搏点房室结等传导系统窦性心律:心脏节律性活动以窦房结为起搏点异位心律:以窦房结以外的部位为起搏点的心脏活动,窦房结对潜在起搏点的控制方式,抢先占领超速驱动压抑,抢先占领:,由于窦房结自律性高于其它潜在起搏点,当潜在起搏点4 期限自动去极化尚未达到阈电位水平时,已被窦房结传来的冲动所激动而产生动作电位,其自身的自律性无法表现出来。,超速驱动压抑,当自律细胞受到高于它的固有自律频率的刺激时,按外加刺激的频率发生兴奋,称超速驱动。 当外来超速驱动刺激停止后,自律细胞不能立即恢复其固有自律性活动,需经一段时间才恢复其自律性。,影响自律性的因素,4相去极化的速度 最大复极化电位(最
10、大舒张期电位) 阈电位水平,自动去极化的速度,快,慢,到达阈电位所需时间,缩短,延长,单位时间爆发AP的次数,多,少,自律性,最大复极化电位水平,小,大,与阈电位差距,大,小,四、心肌细胞的传导性和兴奋在心脏的传导,(一)心肌细胞的传导性 电传导 (二)兴奋在心脏内的传导过程和特点,窦房结,心房内传导,房室交界 (结区),房室束,浦氏纤维,0.05米/秒,0.4米/秒,0.05米/秒 (0.02米/秒),0.2米/秒,4米/秒,影响传导性的因素,(1)结构因素:细胞直径大,横截面积大,电阻小,兴奋传导快,(2)生理因素:0期除极化速度和幅度邻近部位膜的兴奋性,心肌细胞,粗,细,细胞内电阻,小,大,局部电流,大,小,传导速度,快,慢,0期去极化 速度 幅度,局部电流形成 速度 强度,未兴奋区产生AP的时间 局部电流传播的距离,传导速度,邻近部位膜的兴奋性高,膜电位和阈电位间差距小,传导速度快,心电图,定义(electrocardiogram,ECG)每一心动周期中,心脏兴奋的产生、传播和恢复过程中的生物电变化,将引导电极置于肢体或躯体一定部位记录到的心电变化的波形。 性质心动周期中各细胞电活动的综 合向量变化,正常心电图,P波两心房去极化QRS波心室去极化综合波T波心室复极化波,