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正常人体心肌的生物电现象及基础

【摘要】:心的活动是以心肌细胞的生物电现象为基础的。两类细胞的生物现象各自不同。(一)心室肌细胞的生物电现象1.静息电位心室肌细胞的静息电位约为-90 mV,其产生的机制与神经纤维相同,也是主要由K+外流引起的K+平衡电位而产生的。这种4期自动去极化过程是自律细胞与非自律细胞生物电现象的主要区别,是形成自动节律性的基础。

考点提示

心肌细胞动作电位的特点。

心的活动是以心肌细胞的生物电现象为基础的。心肌细胞有两类:一类是具有收缩能力的心房肌和心室肌,称为工作细胞。另一类是特殊分化的心肌细胞,它们具有自动产生节律性兴奋的能力,故称为自律细胞,构成心的特殊传导系统。两类细胞的生物现象各自不同。

(一)心室肌细胞的生物电现象

1.静息电位 心室肌细胞的静息电位约为-90 mV,其产生的机制与神经纤维相同,也是主要由K+外流引起的K+平衡电位而产生的。

2.动作电位 心室肌细胞的动作电位比较复杂,历时较长,分为5个时期。

(1)去极化过程(0期):此期与神经纤维的去极化过程相似。历时1~2 ms,膜内电位由静息时的-90 mV迅速上升到+30 mV左右,上升幅度为120 mV。此期形成的机制与神经纤维相同,是Na+大量内流的结果。

(2)复极化过程:心室肌细胞复极化过程历时较长,约为200~400 ms,分为4个时期:

1期(快速复极化初期):心室肌开始复极,膜内电位由+30 mV快速下降到0 mV左右,历时约10 ms。其形成机制是由于心肌细胞膜上的Na+通道已经关闭,K+快速外流的结果。(www.chuimin.cn)

2期(缓慢复极期,平台期):此期复极缓慢,电位持续保持在近零电位水平。历时100~150 ms,形成平台期。此期的形成主要是由于膜上Ca2+通道已开放,Ca2+缓慢而持久地内流,同时少量的K+外流,两种离子电荷相同,流动方向相反,致使复极化过程较长时间停留在0 mV水平。平台期是心室肌细胞动作电位时程较长的主要原因,也是区别于神经细胞、骨骼肌细胞动作电位的主要特征。

3期(快速复极化末期):此期膜电位快速下降,直至降到静息水平,完成复极化过程,历时100~150 ms。此期的形成是由于Ca2+通道关闭,K+快速外流造成的。

4期(静息期):此期膜内电位稳定在静息电位水平。由于在动作电位发生过程中,有一定量的Na+、Ca2+内流和K+外流,使细胞内外原有的离子浓度有所改变。这种改变激活了膜上的钠泵,将Na+迅速泵出,将K+泵入,同时膜上Na+-Ca2+交换体的活动也加强,每泵出一个Ca2+可将3个Na+泵入,进入的Na+再由钠泵泵出,实际上,Na+-Ca2+交换体和钠泵的活动是持续进行的,这对维持细胞膜内外离子分布的稳态具有重要意义。

各期膜电位变化、形成机制及时长见表7-3。

表7-3 心室肌细胞膜电位各期特点

(2)窦房结等自律细胞的生物电特点

自律细胞与心室肌细胞相比较,自律细胞动作电位3期末复极化达到最大值(最大舒张电位)之后,4期的膜电位并不稳定于这一水平,而是立即开始自动去极化,当去极化达到阈电位便引起兴奋,产生新的动作电位。这种4期自动去极化过程是自律细胞与非自律细胞生物电现象的主要区别,是形成自动节律性的基础。