心室肌细胞的动作电位

生理学教案（生理教研室）主讲人：吴惠文第四章血液循环Circulation组成：心血管系统；淋巴系统功能：1运输代谢物质生物活性物质2防卫功能免疫3维持内环境稳态4内分泌心房分泌钠尿肽第一章心脏的生物电活动BioelectricalActivitiesoftheHeart分类：工作细胞特性，兴奋性、传导性、收缩性（心房和心室肌细胞）自律细胞特性，兴奋性、传导性、自律性（窦房结细胞和浦肯野细胞）兴奋性、传导性、自律性称电生理特性收缩性称机械生理特性一、心肌细胞的跨膜电位TransmembranePotentialofMyocardialCells研究方法：常规微电极技术电压箝技术膜片箝技术在电生理学中，电流的方向以正离子在膜两侧的流动方向来命名：外向电流OutwardCurrent正离子外流或负离子内流，使膜复极Repolarization或超极化Hyperpolarization内向电流InwardCurrent正离子内流或负离子外流，使膜去极化Depolarization心脏不同部位细胞的跨膜电位TransmembranePotentialsinDifferentRegionsoftheHeart(一)工作细胞的跨膜电位及其离子机制TransmembranePotentialofWorkingCellsandItsIonicMechanisms1、静息电位和动作电位RestingPotentialandActionPotential静息电位人和哺乳类动物心室肌的静息电位约为-90mV阈电位ThresholdPotential：-70mV机制：同骨骼肌相似是的K+平衡电位、少量Na+内流和Na+－K+泵活动的综合反应。心室肌细胞的动作电位：(1)去极化期Depolarization(0期Phase0)-90－+30mvt：几个毫秒速率：200～400mv(2)快速复极初期EarlyPhaseofRapidRepolarization(l期Phase1)+30mv～0mvt：10ms锋电位(3)平台期Plateau(2期Phase2)：心肌动作电位的特征0mv左右t：100～150ms(4)快速复极末期TerminalPhaseofRapidRepolarization(3期Phase3)0mv～-90mv左右t：100～150ms(5)静息期RestingPhase(4期Phase4)2、离子机制IonicMechanisms(1)静息电位产生机理a.钾平衡电位K+EquilibriumPotential：主要机制b.钠内向背景电流INa,bc.生电性钠-钾泵外向电流Ip静息电位产生机理(2)动作电位产生机制MechanismsofAPGenesis0期：阈电位ThresholdPotential(约为-70mV)Na+内流，形成快钠内向电流INa再生性循环RegenerativeCycleNa+通道特征：a.激活、失活、复活快，故又称快Na+通道FastNa+Channel快反应细胞FastResponseCells（心房、心室肌、浦肯野细胞等）快反应电位FastResponsePotentialb.对Na+具高度选择性c.电位依从性，TP-70mVd.该处Na+通道对Tetrodotoxin(TTX)不太敏感1期：Na+内流停止（0mv）短暂的K+外向电流瞬时性外向离子电流，TransientOutwardCurrent,Ito-40mv左右被激活，开放约5～10ms2期：内向电流Ca2+内流为主和微弱的Na+内流Ca通道为慢通道（long－lastingchannel）去极化约-40mv左右开放，负载Ca2+内流和少量Na+内流，可被mn2+和多种Ca2+阻断剂所阻断。外向电流k+Ik此时对表现为内向整流3期：Ca2+通道完全失活K+外流逐渐递增，再生性K+外流Ik此时对表现为外向整流4期：钠－钾泵Na+-K+Pump3Na+-2K+钠－钙交换Na+-Ca2+Exchange3Na+-2Ca2+继发性主动转运钙泵Ca2+Pump（改活动始终进行）(二)自律细胞的跨膜电位及其离子机制TransmembranePotentialsofAutorhythmicCellsandItsIonicMechanisms工作细胞与自律细胞跨膜电位的区别工作细胞自律细胞安静时膜电位稳定4期自动去极化静息电位最大复极电位不同的自律细胞跨膜电位有所区别，以浦肯野细胞和窦房结细胞为例来研究1、浦肯野细胞PurkinjeCells属快反应自律细胞MRP-90mVTP-70mV动作电位形状与心室肌类似（除4期外）离子机制IonicMechanism:0期~3期：与心室肌同4期：(1)起搏电流If(FunnyCurrent,PacemakerCurrent)主要属超极化激活的非特异性内向电流Na+(主要)。If在复极化3期-60mv时开放（去极化到-50mv时关闭），到-100mv时完全开放，可被cs2+阻断。(2)Ik衰减IkDecay（0期去极化开始到-60mv时开始关闭，到MRP时完全关闭。）2、窦房结自律细胞：AutorhythmicCellsinSANode属慢反应自律细胞MRP-70mVTP-40mV动作电位形状与浦肯野细胞的明显不同离子机制IonicMechanism:0期：ICa－L去极化-40mv左右时，开始激活L型Ca2+通道，引起Ca2+内流，形成ICa－L。慢反应细胞（SlowResponseCells），慢反应电位（SlowResponsePotential）3期：去极化到0mv左右时，Ca2+通道逐渐失活K+通道激活（Ik），K+外流。4期：(1)Ik衰减IkDecay──主要复极达-40mV开始失活。(2)If进行性增强的内向离子流，最大激活电位100mv，故其离子流较小。(3)慢内向电流第二成分ICa－T为非特异性慢内向电流去极达-50mV激活,对一般Ca2+通道阻滞剂不敏感，可被Ni2+所阻滞。