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刺激→快钠通道少量开放 发生部分去极化 刺激 快钠通道少量开放→发生部分去极化 快钠通道少量开放 发生部分去极化→ 达到阈电位( 快钠通道激活大量开放, 达到阈电位(-70 mV)→快钠通道激活大量开放, ) 快钠通道激活大量开放 钠离子顺电-化学势快速内流 化学势快速内流→形成再生性钠内流 钠离子顺电 化学势快速内流 形成再生性钠内流 正反馈) 钠内流速度大大超过钾外流速度 钠内流速度大大超过钾外流速度→去 (正反馈)→钠内流速度大大超过钾外流速度 去 极化并发生倒极化至钠的平衡电位+30 mV 极化并发生倒极化至钠的平衡电位 由于快钠通道激活快,有再生性循环,失活快, 由于快钠通道激活快,有再生性循环,失活快, 0 期除极速度快,将0 期去极化速度快的心肌细胞称 期除极速度快, 为快反应细胞, 称为快反应电位. 为快反应细胞,其AP称为快反应电位. 称为快反应电位
2. 动作电位 (1) 0期 :去极化过程 达阈电位 ( -70 mV ) ) 期 通道( 快Na+通道( fast sodium ion channel, I Na+)开 内流(心肌的快Na 通道对TTX不敏感) 不敏感) 放,Na+内流(心肌的快 +通道对 不敏感 I k1 通透性降低 ICa2+ - T, transient calcium channels :阈电位 – 50 ~ - 60 mV,激活快,失活也快,电导很小,作用不大 激活快, 激活快 失活也快,电导很小, 0期上升速度快,故称快反应细胞 期上升速度快, 期上升速度快 Phase 0: (voltage-gated fast sodium channels open and Na+ flows inward)
其它部位的电活动: 心房肌细胞心房肌和心室肌细胞动作 电位形成机制大致相同,但心房肌AP平 台期较短 房室交界细胞 房结区 结区 结希区
二,心肌的电生理特性
( 一)兴奋性 1. 决定和影响兴奋性的因素 Factors affecting excitability (1)静息膜电位水平 静息膜电位水平Level of resting potential 静息膜电位水平
心肌慢钙通道 Ica – L, long – lasting calcium channel 特性 a. 慢钙通道:激活,失活和恢复较慢, 开放后持 续时间长 b. 电压依赖式,且阈电位高(- 30 ~ - 40 mV) c. 对Mn2+,异搏定,D600敏感(阻断剂)
3)3 期 :快速复极末期 慢钙通道失活,Ca2+内流 逐渐停止 IK 通透性在平台期时逐渐加大,随复极化呈 IK1 Phase 3 Slow calcium channels opens for several tenths of a second and then close , stopping the entry of Na+ and Ca2+ Voltage-gated K+ channels are open and K + diffuses rapidly to the outside of cells. 再生性加大,而后减小 随复极化逐渐开放概率升高
Phase 4: (auto-depolarization ) Progressively more and more of the K+ channels close The inward –leaking sodium ions once again overbalance the outward flux of K+ , causing the "resting potential" to drift upward once more , finally reaching the threshold level of about –40mv. Therefore, sinus node cells can self-excite rhythmically 节律性地 This characteristics is called autorhythmicity . Besides, pacemaker cells in sinus node, A-V junctional cells, and Purkinje fibers also have autorhythmicity.
产生机制
(; 内流 ( I Ca - L long lasting) 对胞外Na+ 浓度变化无影响;用TTX不能阻断; 异搏定,D – 600 和 Mn2+ 可阻断.
Phase 0 : L-type Ca2+ channels (activation and inactivation is slow,)open →Ca2+ → inward current. (Mn2+ and verapamil can block L-type calcium channel)
2. 窦房结 P细胞 细胞的跨膜电位及形成机制 细胞 Action potentials contour波形 of pacemaker action potential
Ap的波形 去极相: 0期 复极相: 3期 4期自动去极化
2. Pacemaker cell in sinus node ( rhythmic cell )
特点(与工作细胞相比) ⑴ 最大舒张电位小(-70 mV) TP(- 40 mV) ⑵ 无明显超射 ⑶ 0期除极幅度小 ( 70 mV ),除极速度慢 (7ms) ( 10V / s : 200 ~ 1000V / s ) ⑷ 无明显1期和平台期 ⑸ 4期自动除极速度则很快(0.1v/s : 0.02v/s ) 试述窦房结细胞动作电位的形成机制. 比较快反应电位和慢反应电位的异同.
动作电位时程 action potential duration :200 ~ 300 ms APD20 APD50 APD90 当心率加快时,动作电位时程缩短(可能是因为IK 时活慢的缘故)
4)4 期: 稳定在-90mv左右( IK1) 钠钾泵启动 钠钾泵 生电性 Na+- Ca2+ 交换 交换(继发性主动转运, 以钠离子跨膜梯度为动力) Phase 4 (Resting membrane potentials ): Restoring 恢复 the concentrations of K+, Na+ and Ca2+ on the two sides of the membrane by way of a. Na+ - Ca2+ exchange ( 3Na+ -- Ca2+ ) b. Na+ -K+ pump (electrogenic pump) c. Ca2+ pump in the endoplasmic胞桨的 reticulum网 状组织.
膜外轻度高钾→RP降低→兴奋性升高
(2)阈电位水平 阈电位水平
Level of threshold potential
膜外重度高钾→静息膜电位持续减小 →快钠通道失活→ 阈电位升高→兴奋性降低
心房肌和心室肌细胞动作电位形成 机制大致相同,但心房肌AP平台期较短
试述工作肌细胞动作电位的形成机制.
心肌的自动节律性
自动节律性 autorhythmicity :心肌能自动地, 按一定节律发生兴奋的能力,称为自动节律 性. (二)自律细胞的跨膜电位及其离子基础
Bioelectricity of Pacemaker Cells in Sinus Node
a. Characterisics: ① maximal repolarization potential : -70mv and threshold potential : -40mv. ② Amplitude of depolarization at phase 0 is low (70mv) , depolarization velocity is slow (10v/s) but duration of depolarization is long (7ms) ③ No overshot. ④ Has no phase 1 and plateau ⑤ Autodepolarization at phase 4 is fast ( 0.1v/s )
⑶ 4期自动除极化 (起搏电流 pacemaker current) 起搏电流
外向电流逐渐衰减: IK 外流进行性减少, 复极达 – 60 mv 时便开始失活 内向电流进行性增强 If (超极化缓慢激活的内向电流,可被铯阻 断)进行性增强. I Ca-T transient : 除极达 – 50 mv 激活,可被镍 阻断
(2)3期复极 期复极: 期复极 I Ca-L 失活,钙内流减少 IK 钾通道激活,钾外流 特点:0期除极慢,4期自动除极快 0 4
Phase 3 : L-type Ca2+ channel closes and Ik channel opens →K+ →diffuses → outward currents
2)2期(平台期或缓慢复极期):
存在外向电流和内向电流,所以电位较长时间稳定 在 0 mV左右
外向电流: 外向电流 IK1: 静息时通透性较高,0期 下降,平台期后缓慢恢复(内 向整流钾通道高于反转电位时通 透性下降,至 – 30 mV时IK1接近 于0 ) 内向整流钾电流 inward retification: 钾电导因膜去极化而降低的现象称为内向整流
1. 浦肯野细胞
最大复极电位: ⑴ 最大复极电位: - 90 mv 期自动除极化( ⑵ 4期自动除极化(速率慢) 期自动除极化 速率慢) a If (内向电流) 内向电流) 复极 – 60 mv 开始激活 复极 – 100 mv 充分激活 除极 – 50 mv 失活 特异性内向电流( Na+为主) 特异性内向电流( 为主) 阻断剂为铯( ) 阻断剂为铯(Cs) 起搏电流 b 外向 K电流逐渐衰减:去极化时开始激活 外向I 电流逐渐衰减: 平台期逐渐增强 复极 – 60 mv 关闭
