第二節(jié) 心臟的生物電活動和生理特性

　　心肌細胞主要根據(jù)組織學和電生理學特點分為兩類：

　　1.普通心肌細胞：包括心房肌細胞和心室肌細胞，也稱為工作細胞。

　　2.特殊心肌細胞：包括竇房結細胞和浦肯野細胞，也稱為自律細胞。

　　心肌細胞還可以根據(jù)動作電位去極化的速度和機制分為：

　　1.快反應細胞：0期去極化速度快，由快鈉通道開放、Na+內流形成。包括心房肌細胞、心室肌細胞和浦肯野細胞等。

　　2.慢反應細胞：0期去極化速度慢，由慢鈣通道開放、Ca2+內流形成。包括竇房結P細胞和房室結細胞等。

　　一、心肌細胞的跨膜電位及其形成機制

　　1.工作細胞的跨膜電位及其形成機制(以心室肌為例)

　　(1)靜息電位：

　　1)數(shù)值：約-80～-90mV;

　　2)形成機制：類似骨骼肌和神經(jīng)細胞，主要是K+平衡電位。

　　(2)動作電位：

　　特點：為快反應動作電位;去極過程和復極過程不對稱，分0、1、2、3、4期。

　　1)去極化過程(0期)：膜內電位由-80～-90mV迅速上升至+30mV，耗時1～2ms。

　　0期由鈉通道(INa通道)開放和Na+內流所引起。0期的特點：①閾電位-70mV，開放時間約1ms，有再生性循環(huán)現(xiàn)象;②去極化達0mV開始失活而關閉;③對河豚毒的敏感性低。

　　2)復極化過程(1、2、3期)：慢而復雜，歷時200～300ms。

　　①1期(快速復極初期)：膜內電位由+30mV迅速下降到0mV左右，耗時約10ms，與0期合稱為鋒電位。

　　1期的產生機制是K+外流。

　�、�2期(平臺期)：膜內電位穩(wěn)定在0mV左右，耗時約100～150ms。

　　平臺期的產生機制較復雜，主要包括內向電流和外向電流：

　　內向電流：L型鈣電流，也允許少量Na+內流。

　　外向電流：延遲整流鉀流。所以在平臺期的早期，Ca2+內流和K+外流所負載的跨膜正電荷量相當，因此膜電位滯留在0mV左右形成平臺;而在平臺期的晚期，IK電流形成的外向電流成為導致膜復極的主要離子流。

　　平臺期是心室肌細胞動作電位持續(xù)時間較長的主要原因，也是心肌細胞區(qū)別于神經(jīng)細胞和骨骼肌細胞動作電位的主要特征。

　�、�3期(快速復極末期)：膜內電位由0mV左右較快復極到-90mV，耗時約100～150ms。

　　3期的形成是由于L型鈣通道關閉、內向離子流減弱，而外向IK電流進一步增強并出現(xiàn)再生性循環(huán)。

　　3)靜息期(4期)：膜內電位恢復并穩(wěn)定在靜息電位(-80～-90mV)。

　　在4期，跨膜的離子轉運機制加強，排出細胞內的Na+和Ca2+，攝回細胞外的K+，使細胞內外各離子的濃度梯度得以恢復。包括①Na+-K+泵、②Na+-Ca2+交換體、③Ca2+泵。

　　2.自律細胞的跨膜電位及其形成機制

　　自律細胞動作電位的特點是：3期復極化末達到的最大復極電位不穩(wěn)定，會立即發(fā)生4期自動去極化，當去極化達閾電位水平時，將引起一次新的動作電位的爆發(fā)。

　　(1)竇房結P細胞

　　1)動作電位的特點：① 由0、3、4期組成，沒有明顯的1、2期;② 最大復極電位-70mV;③ 閾電位-40mV;④ 0期去極化幅度小、時程長、速率慢;⑤ 4期自動去極化速度快于浦肯野細胞。

　　2)動作電位的形成機制：

　�、�0期：Ca2+內流。

　�、�3期：K+外流(IK通道)。

　�、�4期：是外向離子流減弱和內向離子流增強的結果，主要包括三種離子流：①IK：逐漸衰減的K+外流是最重要的離子基礎;②If:進行性增強的Na+內流(較弱，因竇房結P細胞的最大復極電位只有-70mV，未達If開放的最大激活電位-100mV);③ICa-T:T型鈣通道在4期自動去極化達-50mV 時被激活的，形成較弱的Ca2+內流，主要影響4期的后半期。

　　(2)浦肯野細胞

　　1)動作電位的特點：① 0、1、2、3期與心室肌相似，但時程長(約400ms);② 最大復極電位-90mV，閾電位-70mV;③ 4期不穩(wěn)定，可自動除極化，達閾電位后自動興奮，產生動作電位。

　　2)4期形成機制：① 逐漸衰減的IK(作用小);② 逐漸增強的If(為主)。

　　心室肌細胞與竇房結細胞跨膜電位的不同點：