第二节 心脏的生物电活动和生理特性

　　心肌细胞主要根据组织学和电生理学特点分为两类：

　　1.普通心肌细胞：包括心房肌细胞和心室肌细胞，也称为工作细胞。

　　2.特殊心肌细胞：包括窦房结细胞和浦肯野细胞，也称为自律细胞。

　　心肌细胞还可以根据动作电位去极化的速度和机制分为：

　　1.快反应细胞：0期去极化速度快，由快钠通道开放、Na+内流形成。包括心房肌细胞、心室肌细胞和浦肯野细胞等。

　　2.慢反应细胞：0期去极化速度慢，由慢钙通道开放、Ca2+内流形成。包括窦房结P细胞和房室结细胞等。

　　一、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制

　　1.工作细胞的跨膜电位及其形成机制(以心室肌为例)

　　(1)静息电位：

　　1)数值：约-80～-90mV;

　　2)形成机制：类似骨骼肌和神经细胞，主要是K+平衡电位。

　　(2)动作电位：

　　特点：为快反应动作电位;去极过程和复极过程不对称，分0、1、2、3、4期。

　　1)去极化过程(0期)：膜内电位由-80～-90mV迅速上升至+30mV，耗时1～2ms。

　　0期由钠通道(INa通道)开放和Na+内流所引起。0期的特点：①阈电位-70mV，开放时间约1ms，有再生性循环现象;②去极化达0mV开始失活而关闭;③对河豚毒的敏感性低。

　　2)复极化过程(1、2、3期)：慢而复杂，历时200～300ms。

　　①1期(快速复极初期)：膜内电位由+30mV迅速下降到0mV左右，耗时约10ms，与0期合称为锋电位。

　　1期的产生机制是K+外流。

　　②2期(平台期)：膜内电位稳定在0mV左右，耗时约100～150ms。

　　平台期的产生机制较复杂，主要包括内向电流和外向电流：

　　内向电流：L型钙电流，也允许少量Na+内流。

　　外向电流：延迟整流钾流。所以在平台期的早期，Ca2+内流和K+外流所负载的跨膜正电荷量相当，因此膜电位滞留在0mV左右形成平台;而在平台期的晚期，IK电流形成的外向电流成为导致膜复极的主要离子流。

　　平台期是心室肌细胞动作电位持续时间较长的主要原因，也是心肌细胞区别于神经细胞和骨骼肌细胞动作电位的主要特征。

　　③3期(快速复极末期)：膜内电位由0mV左右较快复极到-90mV，耗时约100～150ms。

　　3期的形成是由于L型钙通道关闭、内向离子流减弱，而外向IK电流进一步增强并出现再生性循环。

　　3)静息期(4期)：膜内电位恢复并稳定在静息电位(-80～-90mV)。

　　在4期，跨膜的离子转运机制加强，排出细胞内的Na+和Ca2+，摄回细胞外的K+，使细胞内外各离子的浓度梯度得以恢复。包括①Na+-K+泵、②Na+-Ca2+交换体、③Ca2+泵。

　　2.自律细胞的跨膜电位及其形成机制

　　自律细胞动作电位的特点是：3期复极化末达到的最大复极电位不稳定，会立即发生4期自动去极化，当去极化达阈电位水平时，将引起一次新的动作电位的爆发。

　　(1)窦房结P细胞

　　1)动作电位的特点：① 由0、3、4期组成，没有明显的1、2期;② 最大复极电位-70mV;③ 阈电位-40mV;④ 0期去极化幅度小、时程长、速率慢;⑤ 4期自动去极化速度快于浦肯野细胞。

　　2)动作电位的形成机制：

　　①0期：Ca2+内流。

　　②3期：K+外流(IK通道)。

　　③4期：是外向离子流减弱和内向离子流增强的结果，主要包括三种离子流：①IK：逐渐衰减的K+外流是最重要的离子基础;②If:进行性增强的Na+内流(较弱，因窦房结P细胞的最大复极电位只有-70mV，未达If开放的最大激活电位-100mV);③ICa-T:T型钙通道在4期自动去极化达-50mV 时被激活的，形成较弱的Ca2+内流，主要影响4期的后半期。

　　(2)浦肯野细胞

　　1)动作电位的特点：① 0、1、2、3期与心室肌相似，但时程长(约400ms);② 最大复极电位-90mV，阈电位-70mV;③ 4期不稳定，可自动除极化，达阈电位后自动兴奋，产生动作电位。

　　2)4期形成机制：① 逐渐衰减的IK(作用小);② 逐渐增强的If(为主)。

　　心室肌细胞与窦房结细胞跨膜电位的不同点：

	心室肌细胞	窦房结细胞
静息电位/最大复极电位值	静息电位-70～-90mV	最大复极电位-70mV
阈电位	-70mV	-40mV
0期去极化速率	迅速	缓慢
0期结束时膜电位值	+30mV	0mV左右
去极幅度	大（120mV）	小（70mV）
4期膜电位	稳定	不稳定，可自动去极化
跨膜电位分期	分0、1、2、3、4期	分0、3、4期