一、心臟的生物電現(xiàn)象

　　(一)心室工作細胞的跨膜電位及產(chǎn)生的機制

　　1.靜息電位以心室肌為例，靜息電位約為-90mV。靜息電位的形成主要是由于靜息狀態(tài)下，心肌細胞內(nèi)的K+濃度比細胞外液高，并且此時細胞膜對K+有較高的通透性，于是K+向細胞外擴散形成接近K+電一化學平衡電位的靜息電位。

　　2.動作電位由除極和復極兩個過程組成。共分5個時期。

　　0期(除極過程)膜內(nèi)電位由-90mV迅速上升為+30mV，即呈反極狀態(tài)，構(gòu)成動作電位的上升支，這是由于細胞膜的快Na+通道突然大量開放，Na+順濃度和電位梯度由膜外迅速大最流入膜內(nèi)直至接近Na+電一化學平衡電位。

　　1期(快速復極初期)除極達到頂峰后，膜內(nèi)電位迅速下降到0mV。此期的形成主要是膜對K+通透性的一過性增高，K+外流使膜內(nèi)電位下降所致。

　　2期(緩慢復極期或平臺期)膜內(nèi)電位下降速度減慢，基要上停滯于OmV左右的等電位狀態(tài)。此期是由于膜的慢鈣通道開放引起Ca2+緩慢內(nèi)流，以及K+的通透性增高引起少齡K+外流，使復極過程啦常緩慢，形成平臺。

　　3期(快速復極末期)膜電位由0mV左右較快下降到-90mV。此時慢鈣通道關(guān)閉，Ca2+內(nèi)流停止，膜對K+外流，膜對K+的通透性繼續(xù)增高，K+外流增多。

　　4期(靜息期)此期細胞膜上的Na-K泵轉(zhuǎn)運功能增強，逆著濃度差泵出Na+，Ca2+，攝回K+。使細胞內(nèi)外離子濃度恢復靜息狀態(tài)。

　　(二)心肌自律細胞的跨膜電位及產(chǎn)生的機制

　　自律細胞沒有穩(wěn)定的靜息電位，在3期復極達到最大復極電位(最大舒張期電位)后，立即開始自動除極。

　　1.竇房結(jié)P細胞的動作電位及產(chǎn)生機制竇房結(jié)P細胞動作電位與心室肌細胞不同，復極過程沒有明顯的1期和2期，只有復極3期和4期。

　　0期：膜內(nèi)電位由060mV到0mV，此期電位變化速度較慢，除極幅度較小，主要由膜上鈣通道開放，Ca2+緩慢內(nèi)流引起。這種緩慢電位變化稱為慢反應(yīng)電位，該細胞為慢反應(yīng)細胞，主要由Ca2+內(nèi)流形成。

　　3期：鈣通道逐漸失活，鉀通道開放，K+外流形成。復極電位最大約為-60mV。

　　4期：鉀通道逐漸衰竭，K+外流減少;而Na+通道開放，慢慢地Na+內(nèi)流大于K+外流，則膜內(nèi)電位上升，商至Ca2+通道開放電位，Ca2+通道開放，Ca2+緩慢內(nèi)流，出現(xiàn)自動除極現(xiàn)象。

　　4期自動除極是自律性細胞的特征。

　　2.普肯野細胞的動作電位及產(chǎn)生機制普肯野細胞的動作電位的波形及產(chǎn)生機制與心室肌工作細胞類似，但其0期除極速度更快。4期也自動除極，當膜電位達到最大復極電位-90mV時，即開始自動除極，其機制也主要與K+外流進行性減少和Na+內(nèi)流進行性增強有關(guān)，但以后者為主。

　　除按照解剖生理的特點將心肌細胞分為工作細胞和自律細胞之外，還可根據(jù)其動作電位的電生理特征，特別是動作電位0期除極的速度，可將心肌細胞分為快反應(yīng)細胞和慢反應(yīng)細胞，然后再結(jié)合其自律性，將心肌細胞分為以下幾種類型：

　　(1)快反應(yīng)非自律細胞包括心房肌細胞和心室肌細胞，0期除極的速度快(由快鈉通道的開放引起)，4期無自動除極現(xiàn)象。

　　(2)快反應(yīng)自律細胞普肯野自律細胞，0期除極的速度快(由快鈉通道的開放引起)，4期有自動除極現(xiàn)象。

　　(3)慢反應(yīng)自律細胞竇房結(jié)自律細胞，以及房結(jié)區(qū)和結(jié)希區(qū)的自律細胞，0期除極的速度慢(由慢鈣通道的開放引起)，4期有自動除極現(xiàn)象。

　　(4)慢反應(yīng)非自律細胞結(jié)區(qū)細胞，0期除極的速度慢(由慢鈣通道的開放引起)，4期無自動去極現(xiàn)象。

　　(三)心肌的生理特性

　　心肌的生理特性有：自動節(jié)律性、傳導性、興奮性(電生理特性)和收縮性。

　　1.自動節(jié)律性在沒有外來刺激的情況下，心肌細胞能自動產(chǎn)生節(jié)律性興奮和收縮的特性，稱為自動節(jié)律性，簡稱自律性。因心傳導系統(tǒng)各部自律細胞4期自動去極化的速度快慢不一，故自律性的高低不同。其中竇房結(jié)的自律性最高，約為100次/分：房室交界次之，約為50次/分;普肯野纖維最低，約20～40次/分。心的正常節(jié)律，受自律性最高的竇房結(jié)所控制，因而竇房結(jié)足心的正常起搏點。以竇房結(jié)為起搏點的心節(jié)律活動，稱為竇性心律。竇房結(jié)以外的自律組織由于自律性較低，其自律性通常不能表現(xiàn)出來，稱為潛在起搏點。當竇房結(jié)的自律性低下或潛在起搏點自律性過高時，潛在起搏點成為異位起搏點，由它引起的心律，稱為異位節(jié)律。

　　2.心肌的興奮性

　　(1)心肌興奮性的周期性變化

　　(2)期前收縮與代償間歇

　　正常情況下，心室按竇房結(jié)傳來的沖動進行節(jié)律性活動。如果在有效不應(yīng)期以后到下一次竇房結(jié)興奮傳來之前受到竇房節(jié)以外的額外刺激，可提前產(chǎn)生一次興奮和收縮，稱為期前興奮和期前收縮。期前興奮也有它自己的有效不應(yīng)期，緊接在期前興奮之后傳來的一次竇性興奮，落在了期前興奮的有效不應(yīng)期內(nèi)，未能引起心室興奮和收縮，必須等下一次竇房結(jié)興奮傳來，才引起心室興奮和收縮。這樣，在期前收縮之后，有一個較長的心室舒張期，稱為代償間歇。

　　(3)決定和影響興奮性的因素

　　3.心肌的傳導性

　　(1)心臟內(nèi)興奮傳播的特點心肌細胞問可進行直接的電傳遞。興奮是通過特殊傳導系統(tǒng)有序地傳播。心臟內(nèi)各部位興奮的傳導速度有所不同，有兩個高速區(qū)和一個低速區(qū)，興奮在心房和心室內(nèi)的傳播速度較快，興奮通過房室交界區(qū)速度較慢。起搏點竇房結(jié)的節(jié)律興奮可通過心房肌較快地傳到左右心房，使心房肌同步收縮。心室內(nèi)傳導組織的傳導性很高，由房室交界是傳人心室的興奮可迅速向左右心室壁傳導。使整個心室同步收縮。但是房室交界區(qū)細胞的傳導性很低，使心房傳至心室的興奮在這里延擱一段時間(房-室延擱)，這樣，心房收縮完畢之后心室才開始收縮，不致產(chǎn)生房室收縮重疊。

　　(2)影響心肌細胞傳導性的因素心肌細胞直徑越大，傳導速度越快;心肌細胞0期除極速度越快，幅度越大，傳導速度越快;而臨近未興奮部位的興奮性越高，傳導速度越快。

　　4.收縮性

　　工作細胞在接受有效刺激而產(chǎn)生動作電位，引起心肌收縮的特性。心肌的收縮與骨骼肌收縮相比，具有以下特點：(1)收縮是同步，“全或無”式的。(2)不會發(fā)生強直收縮。(3)興奮一收縮耦聯(lián)所需要的Ca2+主要來自于細胞外液。

　　(四)心電圖

　　心臟的電活動可以通過體液傳到體表。利用心電圖機在體表一定部位引導記錄出的心臟的電變化曲線，稱為心電圖。心電圖的波形隨著引導電極的位置而有差異。

　　二、心動周期

　　(一)心動周期和心率的概念

　　1.心動周期心臟不停地搏動，從心房開始收縮到下一次心房開始收縮之間足一個心動周期。在一個心動周期中，心房和心室的機械活動均可分為收縮期和舒張期。心房收縮在先，心室收縮在后，二者的時差約為0.12～0.20s。由于在心泵血功能過秘中，心室起主要作用，故所稱的心動周期都是指心室的舒縮活動而言。

　　2.心率單位時間內(nèi)心臟搏動的次數(shù)為心率，正常人安靜時心率約在60～100次/min，女性比男性稍快，兒童心率也較快。臨床上靜息時心率超過100次/min者，稱為竇性心動過速;低于60次/min者稱為竇性心動過緩。