心肌细胞的生物电活动及其形成机制
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生物电的产生过程及机制
生物电是生物体内电势差的产生和传导过程。
它主要通过细胞膜上的离子通道和细胞内外离子分布的差异来产生。
以下是生物电的产生过程及机制的主要内容:
1. 离子通道:细胞膜上存在各种离子通道,如钠离子通道、钾离子通道和钙离子通道等。
这些通道可以打开或关闭,从而控制离子的流动。
2. 静息电位:在细胞膜静息状态下,细胞内外离子分布存在差异,形成了静息电位。
通常情况下,在细胞内有较高的钾离子浓度,而在细胞外有较高的钠离子浓度。
3. 动作电位:当刺激到达细胞膜时,离子通道会打开或关闭,导致离子流动的改变。
当刺激足够强,使细胞膜上的钠通道打开,钠离子进入细胞内部,细胞膜产生反转,形成动作电位。
动作电位的传导是通过局部电流的流动实现的。
4. 神经冲动传导:动作电位在神经组织中的传导是通过细胞膜上的离子通道打开和关闭的过程实现的。
在神经纤维上,当动作电位到达轴突末端时,通过突触传递到下一个神经元。
5. 心脏电活动:心脏细胞具有自身除极和除极再极化能力,可以自主产生和传导电信号,控制心脏的收缩和舒张。
这种自主产生和传导电信号的能力是由细胞内钠、钾、钙离子的运动通过离子通道控制的。
总之,生物电的产生过程和机制主要涉及到细胞膜上的离子通道、细胞内外离子分布的差异以及离子的流动等方面。
通过这些机制,生物体能够产生和传导电信号,实现神经传导、肌肉收缩和心脏跳动等生理功能。
2021河南专升本生理病理学 - 心肌与心脏2021河南专升本生理病理学――心肌与心脏心肌细胞的生物电现象工作细胞动作电位及其形成机制:心肌细胞的动作电位包括去极化和复极化两个过程。
全过程分为5个时期,即去极化过程的0期和复极化过程的1、2、3、4期。
0期(去极化期):心室肌细胞兴奋时,膜内电位由静息状态的-90mv迅速上升到约+30mv,形成动作电位的上升支,称为去极0期。
0期主要是由Na+内流引起的。
1期(快速复极初期):膜内电位由去极时达顶峰后迅速降至Omv左右,形成复极1期。
0期和1期形成锋电位。
1期主要是由K+外流引起的。
2期(平台期或缓慢复极期):当复极1期膜内电位到Omv时,复极过程变得非常缓慢,滞留在Omv以下,并持续100~150ms时间,形成一平台状,故称之为平台期。
2期主要是由K+外流和Ca2+内流引起的。
3期(快速复极末期):此期复极速度加快,膜内电位由Omv较快地降到-90mv。
该期由Ca2+内流停止,K+快速外流而形成。
此期持续约100~150ms。
14期(静息期):3期之后,膜电位基本上稳定在―90mv,但膜内离子分布尚未恢复,需要离子泵的主动转运,将进入细胞内的Na+和Ca2+泵出膜外,同时摄回外流的K+,使细胞内外离子浓度恢复到兴奋前静息时的状态。
自律细胞的跨膜电位及其形成机制窦房结P细胞电位活动的特点:1)0期由膜上钙通道开放,Ca2+缓慢内流引起。
因此去极速较慢,去极幅度较小(由-60mV达OmV左右);2)复极过程无l期和2期,只有3期和4期;3)3期是由于K+外流形成,复极所达最大复极电位约为-60mV;4)4期电位不稳定,有自动去极活动。
心肌的生理特征心脏生理心肌组织具有兴奋性、自律性、传导性和收缩性四种生理特性。
自律性:心肌自律细胞在无外来刺激条件下自动发生节律性兴奋的特性,称为自动节律性,简称自律性。
正常情况下,窦房结自律性最高,因此,窦房结为心搏活动的正常起搏点。
心脏生物电活动(1)
心肌工作细胞的动作电位及其形成机制:心肌工作细胞包括心房肌和心室肌细胞。
心室肌细胞的动作电位与骨骼肌和神经细胞的明显不同,通常将心室肌细胞动作电位为0期、1期、2期、3期和4期五个成分。
(1)去极化过程:心室肌细胞的去极化过程又称动作电位的0期。
(2)复极化过程:当心室肌细胞去极化达到顶峰时,由于Na+通道的失活关闭,立即开始复极化。
复极化过程比较缓慢,历时200~300ms,包括动作电位的1期、2期和3期三个阶段。
①复极1期。
②复极2
期:称为平台期。
这是心室肌细胞动作电位持续时间较长的主要原因,也是它区别于神经细胞和骨骼肌细胞动作电位的主要特征。
③复极3期:又称快速复极末期(膜内电位),历时100~150ms。
3期复极是由于L型Ca2+钙通道失活关闭,内向离子流终止,而外向K+流(Ik)进一步增加,直到复极化完成。
(3)静息期:又称复极4期。
心肌细胞的生物电现象及其形成机制
心肌细胞的生物电现象是自然界中影响心肌收缩的重要物理现象。
当细胞内的离子电位差异发生改变时,它可以产生特殊的电荷改变,
从而激发心肌肌细胞产生收缩力量。
心肌电现象是可以被检测到的生
物学现象,并且其形成机制尚未完全理解。
但是,目前的研究显示,
心肌收缩过程中的电性现象的形成与细胞内的离子电位差异与膜上的
蛋白质有关。
在心肌收缩过程中,膜上主要的离子转换通道和内环路
是调节电位差异的关键因素,从而促进心肌肌细胞的收缩。