1、第四章第四章 血血 液液 循循 環環 第一節第一節 心臟的泵血功能心臟的泵血功能 第三節第三節 血血 管管 生生 理理 第四節第四節 心血管活動的調節心血管活動的調節 第五節第五節 器器 官官 循循 環環 第二節第二節 心臟的生物電活動和生理特性心臟的生物電活動和生理特性 血液循環（血液循環（circulatory system） 循環系統：心臟循環系統：心臟（Heart）+血管（血管（blood vessels） 心臟：泵心臟：泵 血管：通道，物質交換場所血管：通道，物質交換場所 血液：載體血液：載體 功能：運輸物質功能：運輸物質 第一節第一節 心臟的泵血功能心臟的泵血功能 ： 心率、心動周

2、期、每 搏輸出量、射血分數、 心指數、心力儲備、 等容收縮期、心輸出 量 ： 心臟射血與充盈過 程 影響心輸出量的因 素 右心：泵血入肺循環；右心：泵血入肺循環； 左心：泵血入體循環。左心：泵血入體循環。 （一）心動周期（一）心動周期 (cardiac cycle) 1.1.心動周期：心動周期： 心臟一次收縮和舒張，構心臟一次收縮和舒張，構 成一個機械活動周期稱為心動成一個機械活動周期稱為心動 周期。心動周期通常是指周期。心動周期通常是指心室心室 的活動周期。的活動周期。 一、心臟泵血的過程和機制一、心臟泵血的過程和機制 心動周期中心房和心室活動的順序和時間關系心動周期中心房和心室活動的順序和

3、時間關系 心動周期與心率成反變關系。心動周期與心率成反變關系。 當心率為當心率為75次次/min時：時： 60s/750.8s，則：，則： 房縮期房縮期 0.1s 房舒期房舒期 0.7s 室縮期室縮期 0.3s 室舒期室舒期 0.5s 3.3.特點特點: : 舒張期時間舒張期時間 收縮期時間收縮期時間 全心舒張期全心舒張期0.4s 0.4s 利心肌休息和室充盈利心肌休息和室充盈 心率快慢主要影響舒張期：心率快慢主要影響舒張期： 心率心率 心動周期心動周期 室縮期室縮期 室舒期室舒期 0.351.15 40 1.5 75 0.8 150 0.4 0.300.50 0.250.15 心舒期心舒期

4、心舒期心舒期充盈充盈 休息休息心衰心衰 心縮心縮( (舒舒) )期習慣以心室的活動作為心臟活動的指標期習慣以心室的活動作為心臟活動的指標 （二）心臟的泵血過程（二）心臟的泵血過程 心臟的泵血過程心臟的泵血過程 心室收縮期心室收縮期 心室舒張期心室舒張期 等容舒張期等容舒張期 心室充盈期心室充盈期 快速射血期快速射血期 減慢射血期減慢射血期 快速充盈期快速充盈期 射血期射血期 等容收縮期等容收縮期 減慢充盈期減慢充盈期 心房收縮期心房收縮期 n 心室收縮期心室收縮期 等容收縮期等容收縮期 射血期射血期 快速射血期快速射血期 減慢射血期減慢射血期 n 心室舒張期心室舒張期 等容舒張期等容舒張期 心

5、室充盈期心室充盈期 快速充盈期快速充盈期 減慢充盈期減慢充盈期 心房收縮期心房收縮期 各時期壓力、瓣膜、血流、容積的變化各時期壓力、瓣膜、血流、容積的變化 房房 室室開開 關關房房室室A減慢充盈期減慢充盈期 房房 室室開開 關關房房室室A快速充盈期快速充盈期 不變不變關關 關關房房室室A等容舒張期等容舒張期 室室 關關 開開房房室室A減慢射血期減慢射血期 室室 關關 開開房房室室A快速射血期快速射血期 不變不變 存于心室存于心室關關 關關房房室室A等容收縮期等容收縮期 開開 關關房房室室A心房收縮期心房收縮期 容積容積血流方向血流方向房室瓣房室瓣壓力變化壓力變化 時時 相相A瓣瓣 存于心室存于

6、心室 房房 室室 小結：小結： 初級泵的作用初級泵的作用 增加充盈增加充盈10-30%10-30% 心動周期心房內壓力變化心動周期心房內壓力變化 a 波：波：心房收縮，心房內壓心房收縮，心房內壓 上升；上升； c 波：波：心室收縮開始，房室心室收縮開始，房室 瓣凸入心房，心房內瓣凸入心房，心房內 壓略上升；壓略上升； v 波：波：心室收縮末，血液從心室收縮末，血液從 靜脈流入心房，心房靜脈流入心房，心房 內壓持續升高。內壓持續升高。 頸外靜脈可記錄到，具有一定臨床應用價值。頸外靜脈可記錄到，具有一定臨床應用價值。 a c v （三）心房在心臟泵血活動中的作用（三）心房在心臟泵血活動中的作用 （

7、四）（四）心音的產生心音的產生 在在心動周期中，心動周期中，心肌收縮心肌收縮、瓣膜啟閉瓣膜啟閉、血血 液流速改變形成的渦流和血液撞擊心室壁及大液流速改變形成的渦流和血液撞擊心室壁及大 動脈壁引起的振動動脈壁引起的振動，可通過周圍組織傳遞到胸，可通過周圍組織傳遞到胸 壁，用聽診器便可在胸部某些部位聽到，壁，用聽診器便可在胸部某些部位聽到，這就這就 是是心音心音(heart sound)。 第一心音第一心音第二心音第二心音第三心音第三心音第四心音第四心音 特點特點音調低沉音調低沉( (勒勒) ) 持續較長持續較長 音調高清音調高清( (噠噠) ) 持續較短持續較短 音調低濁音調低濁 持續短持續短

8、音調低沉音調低沉 持續較長持續較長 成因成因 心室肌收縮和心室肌收縮和 房室瓣關閉的房室瓣關閉的 振動；射血大振動；射血大 A A擴張及產生擴張及產生 旋渦。旋渦。 動脈瓣關閉；射動脈瓣關閉；射 血突停導致大血突停導致大A A 和心室壁振動。和心室壁振動。 心室充盈減心室充盈減 慢，流速突慢，流速突 變導致室壁變導致室壁 及瓣膜振動及瓣膜振動 。 心房強烈收心房強烈收 縮，擠血擊縮，擠血擊 撞室壁。撞室壁。 標志標志心室開始收縮心室開始收縮 （心尖區）（心尖區） 心室開始舒張（心室開始舒張（ 動脈瓣區）動脈瓣區） 快速充盈期快速充盈期 末（心尖）末（心尖） 房縮強烈房縮強烈 聽診聽診 部位部位

9、 左鎖中線第五左鎖中線第五 肋間肋間 第二肋間胸骨左第二肋間胸骨左 右緣右緣 意義意義心室收縮力與心室收縮力與 房室瓣功能狀房室瓣功能狀 態態 動脈瓣功能狀態動脈瓣功能狀態 部分健康青部分健康青 年年 部分老年和部分老年和 心舒末期壓心舒末期壓 力高力高 二、心臟泵血功能的評定二、心臟泵血功能的評定 （一）心臟的輸出量（一）心臟的輸出量 1. 1. 每搏輸出量每搏輸出量和射血分數和射血分數 每搏輸出量每搏輸出量：一側心室每次搏出：一側心室每次搏出的血量（的血量（70ml70ml）。）。 射血分數射血分數= = 每搏輸出量心舒張末期容積每搏輸出量心舒張末期容積100100 606080ml80m

10、l120120130ml130ml100100 55556565 意義意義：心舒張末期容積與心縮力有關（因與心肌心舒張末期容積與心縮力有關（因與心肌 初長初長度呈正相關）。度呈正相關）。 心縮心縮每搏輸出量每搏輸出量射血分數射血分數 心室擴大、心功能下降（每搏輸出量可不心室擴大、心功能下降（每搏輸出量可不 變）變）心舒張末期容積心舒張末期容積射血分數射血分數 2. 2.每每分輸出量與心指數分輸出量與心指數 每分輸出量每分輸出量：一側心室每分鐘射出的血量：一側心室每分鐘射出的血量 每搏輸出量每搏輸出量心率心率5 56L/min6L/min 變變 異異：隨機體代謝和活動情況而變化（運動、：隨機體代

11、謝和活動情況而變化（運動、 情緒激動、懷孕時）；女子較相同體重男子的心輸情緒激動、懷孕時）；女子較相同體重男子的心輸 出量約低出量約低1010。 心心 指指 數數：空腹和安靜狀態下：空腹和安靜狀態下, , 每平方米體表面每平方米體表面 積的每分心輸出量。積的每分心輸出量。 3.03.03.5L/min.m3.5L/min.m2 2 變變 異異：1010歲心指數最大（歲心指數最大（4L/min.m4L/min.m2 2以上）；以以上）；以 后隨年齡增長而漸降后隨年齡增長而漸降, ,到到8080歲時接近歲時接近2L/min.m2L/min.m2 2。 意意 義義：評定不同個體心功能。：評定不同個體

12、心功能。 （二）（二）心臟作功量心臟作功量 因心臟收縮不僅射出一定量的血液，而且使這因心臟收縮不僅射出一定量的血液，而且使這 部分血液具有較高的壓強能和較快的流速。部分血液具有較高的壓強能和較快的流速。 在動脈血壓不同的個體，心臟要射出等量的血液，在動脈血壓不同的個體，心臟要射出等量的血液， 動脈血壓高者的心臟就必須加強收縮。動脈血壓高者的心臟就必須加強收縮。 因此，用心臟作功量要比單純用心輸出量評定心因此，用心臟作功量要比單純用心輸出量評定心 泵血功能更全面。泵血功能更全面。 搏搏 功功=搏出量搏出量1/101/103 3 ( (平均動脈壓平均動脈壓 平均心房壓平均心房壓)13.6 9.80

13、7 每分功每分功=搏搏 功功 心心 率率 = 63.5J/min （cmcm3 3）(mmHg)(g/cm(g/cm3 3) ) = 0.847J 三、心臟泵血功能的儲備三、心臟泵血功能的儲備 心輸出量能隨機體代謝的需要而增加的能力稱為心力貯備心輸出量能隨機體代謝的需要而增加的能力稱為心力貯備 （Cardiac reserveCardiac reserve）。）。 HR SV COHR SV CO 安靜安靜 7575次次/min 70 ml 5.0L/min/min 70 ml 5.0L/min 運動運動 180-200180-200次次/min 150ml 25-30L/min/min 15

14、0ml 25-30L/min 心衰患者靜息狀態下就已經被動用心衰患者靜息狀態下就已經被動用 四、四、 影響心輸出量的因素影響心輸出量的因素 心輸出量輸出量搏出量搏出量心心 率率 前負荷前負荷 后負荷后負荷 心肌收縮力心肌收縮力 體體 溫溫 神神 經經 因因 素素 體體 液液 因因 素素 （一）前負荷（一）前負荷 心室肌心室肌收縮前所承受的負荷收縮前所承受的負荷，它決定心肌，它決定心肌 的的初長度初長度。 前負荷取決于心室舒張末期容積（前負荷取決于心室舒張末期容積（充盈壓充盈壓）。）。 維持動脈壓于一個穩定的水平，改變左心維持動脈壓于一個穩定的水平，改變左心 室舒張末期的充盈壓室舒張末期的充盈壓

15、（橫坐標）（橫坐標），測算左心室，測算左心室 搏出功搏出功（縱坐標）（縱坐標），繪成的座標圖，稱為心功，繪成的座標圖，稱為心功 能曲線。能曲線。 心室功能曲線心室功能曲線 n 心室功能曲線心室功能曲線 n 分三段分三段 12-15mmHg12-15mmHg：最適前負荷：最適前負荷 15-20mmHg15-20mmHg：曲線逐漸平坦：曲線逐漸平坦 20mmHg20mmHg：無明顯下降支：無明顯下降支 正常：正常：5-6mmHg5-6mmHg n 異長自身調節異長自身調節 StarlingStarling機制機制 前負荷前負荷 （心舒末期容量（心舒末期容量） 心肌初長度心肌初長度 心肌收縮力心肌收

16、縮力 心搏出量心搏出量 異長自身調節：異長自身調節：心肌收縮力心肌收縮力 能隨心肌初長度的改變而改能隨心肌初長度的改變而改 變的現象。變的現象。 特點特點：調節范圍小（：調節范圍小（心心 肌初長度肌初長度2.252.252.30um2.30um）。）。 意義意義: :能精細調節搏出量，能精細調節搏出量， 使心室射血量和靜脈回心血使心室射血量和靜脈回心血 量相平衡。量相平衡。 Frank-Frank-StarlingStarling定律：定律：心室舒張末期容積在一定心室舒張末期容積在一定 范圍內增大可增強心室收縮力的規律范圍內增大可增強心室收縮力的規律。 影響前負荷的因素影響前負荷的因素 心室充

17、盈時間心室充盈時間 靜脈回流速度靜脈回流速度 靜脈回心血量靜脈回心血量心室內余血量心室內余血量 心舒末期容積心舒末期容積（前負荷前負荷） 心肌初長度心肌初長度 心肌收縮力心肌收縮力 搏出量搏出量 （二）后負荷（二）后負荷 心肌收縮后所遇到的負荷，即心肌收縮后所遇到的負荷，即大動脈血壓大動脈血壓。 臨床：臨床：A ABPBP持續持續心肌心肌 肥厚肥厚泵血功能泵血功能 搏出量恢復正常搏出量恢復正常 異長自身調節異長自身調節 等長自身調節（體液）等長自身調節（體液） 前負荷前負荷 剩余量剩余量回流量不變回流量不變 搏出量搏出量 射血期射血期射血速射血速 等容收縮期等容收縮期心肌縮速心肌縮速 后負荷后

18、負荷（一定范圍內）（一定范圍內） 30s后恢復正常后恢復正常 概念概念：指心肌不依賴前負荷和后負荷而能改：指心肌不依賴前負荷和后負荷而能改 變其力學活動（包括收縮的強度和速度）的變其力學活動（包括收縮的強度和速度）的 內在特性。內在特性。 這種這種通過改變心肌收縮能力的心臟泵功通過改變心肌收縮能力的心臟泵功 能調節，稱為能調節，稱為等長調節等長調節（homometrichomometric regulation regulation）。 意義意義：能對持續的、劇烈的循環變化有強大：能對持續的、劇烈的循環變化有強大 的調節作用的調節作用（如長跑時）（如長跑時）。 （三）心肌收縮能力（三）心肌收縮

19、能力 影響心肌收縮力的因素影響心肌收縮力的因素 凡是能影響興奮凡是能影響興奮- -收縮偶聯過程的因素：收縮偶聯過程的因素： l兒茶酚胺兒茶酚胺受體受體L型鈣通道開放型鈣通道開放 l鈣增敏劑：肌鈣蛋白對鈣的親和力增加鈣增敏劑：肌鈣蛋白對鈣的親和力增加 l甲狀腺素：橫橋甲狀腺素：橫橋ATP酶活性酶活性 1. 1. 4040180180次次/ /分分 心率心率每分心輸出量每分心輸出量 2. 2. 180180次次/ /分分 心動周期縮短（尤其心舒期）心動周期縮短（尤其心舒期） 充盈量充盈量每搏出量每搏出量每分心輸出量每分心輸出量 3. 3. 4040次次/ /分分 心動周期延長（尤其心舒期）心動周期

20、延長（尤其心舒期） 充盈量達極限而心率太慢充盈量達極限而心率太慢每分心輸出量每分心輸出量 （四）心率（四）心率 心率心率每搏輸出量每分輸出量每搏輸出量每分輸出量 影響心率的因素：影響心率的因素： 神經因素神經因素： 交感神經活動增強時，心率加快；交感神經活動增強時，心率加快； 迷走神經活動增強時，心率減慢。迷走神經活動增強時，心率減慢。 體液因素體液因素： 腎上腺素、去甲腎上腺素和甲狀腺激素，腎上腺素、去甲腎上腺素和甲狀腺激素， 均可使心率加快。均可使心率加快。 體溫體溫： 體溫升高體溫升高11，心率可增加，心率可增加12121818次。次。 注：注： 每搏輸出量在恒定的條件下每搏輸出量在恒定

21、的條件下,心率是調節心輸心率是調節心輸 出量的主要因素。出量的主要因素。 心率和心縮力是影響心輸出量的主要因素。心率和心縮力是影響心輸出量的主要因素。 一定范圍內一定范圍內, ,心率心率可使心輸出量可使心輸出量。 階梯現象階梯現象(staircase phenomenon) 心率增快引起心肌收縮力增強的現象心率增快引起心肌收縮力增強的現象 Ca2+ Ca2+i 第二節第二節 心臟的生物電活動和生理特性心臟的生物電活動和生理特性 心臟各部分心肌細胞的跨膜電位心臟各部分心肌細胞的跨膜電位 心肌細胞的分類：心肌細胞的分類： 工作細胞：包括工作細胞：包括心房肌心房肌和和心室肌心室肌細胞細胞 特點：特點

22、：收縮性、興奮性、傳導性，收縮性、興奮性、傳導性， 但無自律性，但無自律性，故屬于非自律細胞。故屬于非自律細胞。 自律細胞：自律細胞： 主要主要包括包括竇房結、房室交界、房室竇房結、房室交界、房室 束束和和浦肯野細胞浦肯野細胞 特點：興奮性、傳導性、自律性，特點：興奮性、傳導性、自律性， 但無收縮性，故稱為自律細胞。但無收縮性，故稱為自律細胞。 1.1.按組織學和電生理學特點分：按組織學和電生理學特點分： 2.2.按心肌細胞按心肌細胞APAP去極化的快慢及其產生機制分：去極化的快慢及其產生機制分： 快反應細胞快反應細胞: : 由由Na+Na+通道通道( (快通道快通道) )開放導致開放導致0

23、0期快期快 速去極的心肌細胞。速去極的心肌細胞。 有：心室肌細胞、心房肌細胞、浦肯野細胞；有：心室肌細胞、心房肌細胞、浦肯野細胞； 慢反應細胞慢反應細胞: : 由由Ca2+Ca2+通道通道( (慢通道慢通道) )開放導致開放導致0 0期緩期緩 慢去極的心肌細胞。慢去極的心肌細胞。 有：竇房結細胞、房室結細胞。有：竇房結細胞、房室結細胞。 Na+通道：激活和失活快、開放時間短通道：激活和失活快、開放時間短快快(鈉鈉)通道，通道， *快反應細胞及快反應動作電位快反應細胞及快反應動作電位 Ca2+通道通道: 激活和失活慢、再復活所需的時間長激活和失活慢、再復活所需的時間長慢慢(鈣鈣)通道通道 *慢反

24、應細胞及慢反應動作電位慢反應細胞及慢反應動作電位 1.1.靜息電位靜息電位（resting potential，RP） 以以心室肌心室肌為例，其為例，其RP約為約為808090mV90mV。 一、心肌細胞的跨膜電位及其形成機制一、心肌細胞的跨膜電位及其形成機制 （一）工作細胞的跨膜電位及其形成機制（一）工作細胞的跨膜電位及其形成機制 形成機制：形成機制： K+ 外流形成外流形成Ik1平衡電位平衡電位( (內向整流內向整流Ik1通道通道) ) 少量少量Na+內流內流 生電性生電性Na+-K+泵的活動（泵電流）泵的活動（泵電流） K K+ +平衡電位平衡電位 條件：條件：膜兩側存在濃度差：膜兩側存

25、在濃度差： 膜通透性具選擇性：膜通透性具選擇性：K K+ +/Na/Na+ +100/1100/1 結果：結果：K K+ +順濃度梯度由膜內向膜外擴散，達順濃度梯度由膜內向膜外擴散，達 到到K K+ +平衡電位。平衡電位。 KK+ + i i KK+ + o o351351 NaNa+ + i i NaNa+ + o o114.5114.5 2.2.動作電位動作電位（action potential, ,AP） 特征特征: :復極過程復雜復極過程復雜，持續時間較長持續時間較長; ;動作電動作電 位的位的升支和降支不對稱升支和降支不對稱。 去極化過程：去極化過程： 0 0期期( (去極化期去極化

26、期) )：90mV到到30mV，1ms 復極化過程：復極化過程： 1 1期期( (快速復極初期快速復極初期) )：30mV下降到下降到0mV，10ms 2 2期期( (平臺期平臺期) )：0mV左右，復極緩慢，左右，復極緩慢，100-150ms100-150ms 3 3期期( (快速復極末期快速復極末期) )：0mV下降到下降到90mV，100- 150ms 4 4期期( (靜息期靜息期) )：恢復至靜息電位（：恢復至靜息電位（-90mV-90mV）的時期）的時期 分期：分期： (1)去極化過程去極化過程 0期期：刺激刺激 膜電位膜電位 閾電位閾電位 激活快激活快Na+通道通道 Na+再生式內

27、流再生式內流 Na+平衡電位平衡電位 （1ms） 快快Na+通道通道：-70mV激活，激活，0mV失活，失活， 持續持續1-ms，特異性強，特異性強(只對只對Na+通透通透)， 阻斷劑阻斷劑(TTX)，激活劑，激活劑(苯妥因鈉苯妥因鈉)。 0 0期期 (2)復極化過程復極化過程 1)1期期-快速復極初期快速復極初期 快快Na+通道失活通道失活 + Ito通道激活通道激活 K+一過性外流一過性外流 快速復極化快速復極化 （10ms） Ito通道通道：-30mv時激活開放，持續時激活開放，持續 5-10ms；Ito可被可被K+通道阻斷劑通道阻斷劑（4- AP）阻斷，）阻斷，Ito的離子成分為的離子

28、成分為K+。 。 1 1期期 Na+ K+ 2) 2期平臺期期平臺期 0期去極達期去極達-40mV時時 已激活慢已激活慢Ca2+通道通道 + IK 通道激活通道激活（延遲整流）（延遲整流） 內向內向ICa L和外向 和外向Ik 慢失活鈉電流慢失活鈉電流 緩慢復極化緩慢復極化 （100-150ms） L-Ca2+通道通道：激活與失活比：激活與失活比Na+通道通道 慢，特異性不高：慢，特異性不高：Ca2+ （53%）、）、 Na+（27%）、）、K+ （20%）都通透，）都通透， 阻斷劑：阻斷劑：Mn2+和多種和多種Ca2+阻斷劑阻斷劑 延遲整流鉀電流延遲整流鉀電流(Ik)：-40mV激活，持激活

29、，持 續時間長，續時間長，-40-50mV失活失活 2 2期期 NaNa+ + K K+ + CaCa2+ 2+ K K+ + 按任意鍵顯示動畫2 3)33)3期期- -快速復極末期快速復極末期 L型慢型慢CaCa2+ 2+通道失活 通道失活, , 而外向而外向I IK K 電流 電流 -20mV-20mV，內向整流，內向整流I IK1 K1開放 開放 -50mV-50mV，I IK K關閉關閉 (-20 (-20 -60mV, I -60mV, IK1 K1減弱 減弱) ) 快速復極化至快速復極化至RP水平水平 （3 3期）期） 3 3期期 3 3期期 內向整流鉀（內向整流鉀（I Ik k）

30、電流的特點）電流的特點 超極化超極化鉀內流鉀內流 去極化去極化鉀外流。曲線鉀外流。曲線 平坦，在平坦，在30mV30mV時，已接時，已接 近近0.0. （3 3）4 4期靜息期期靜息期 因膜內因膜內Na+和和Ca2+ 升高，而膜外升高，而膜外K+升升 高高激活離子泵激活離子泵泵出泵出Na+和和Ca2+(Na+- Ca2+交交 換體換體)，泵入泵入K+恢復正常離子分布。恢復正常離子分布。 泵泵 NaNa+ +-K-K+ +泵泵: :排出排出3Na3Na+ +, ,攝入攝入2K2K+ +; ; CaCa2+ 2+-Na -Na+ +交換體交換體:3Na:3Na+ +入胞入胞,1Ca,1Ca2+ 2

31、+ 出出; ; CaCa2+ 2+泵 泵: :泵出少量泵出少量CaCa2+ 2+ （二）形成機制（離子基礎）（二）形成機制（離子基礎） 靜息電位靜息電位 同神經、骨骼肌，主要對同神經、骨骼肌，主要對K+通透，少量鈉通透。通透，少量鈉通透。 0 期期 同神經、骨骼肌，同神經、骨骼肌，Na+通道開放，大量通道開放，大量Na+內流內流(I(INa Na) )。 。 Na+通道為快通道，通道為快通道， 0 期除極由期除極由Na+通道開放所致的心肌通道開放所致的心肌 細胞細胞,稱為快反應細胞。稱為快反應細胞。 Na+通道可被通道可被TTX阻斷。阻斷。 1期期 Na+通道失活、關閉。通道失活、關閉。 瞬時

32、性外向瞬時性外向K 離子流 離子流 （Ito） ） 激活， 激活，K 快速外流。 快速外流。 2 期期 平臺期平臺期 3期期： Ca2+通道失活關閉，內向電流消失；通道失活關閉，內向電流消失；膜對膜對K 的通透性恢復， 的通透性恢復， K 迅速外流，膜電位復極 迅速外流，膜電位復極(I(Ik k + I + Ik1 k1) )。 。 4期期 Na/K泵泵, Na/Ca交換交換 Ito 消失，消失，2 種慢內向離子種慢內向離子 流流 (ICa-L 和和 INa)與與 K 外向離子 外向離子 流流(I(Ik k) )之間動態平衡的結果。之間動態平衡的結果。 已知的已知的Ca2+通道通道有多種類有多

33、種類 型；失活、激活均比型；失活、激活均比Na 通 通 道慢，稱為慢通道。可被道慢，稱為慢通道。可被 Mn2+和阻斷劑阻斷。和阻斷劑阻斷。 INa Ito Ik Ica-L Ik1 激活激活失活失活 去，去，-70mv 去，去，-30mv 去，去，-40mv 去，去，-40mv 復，復，1期末期末 復，復，2期末期末 極化極化去極化去極化 去，去，0mv 復，復，-50mv 特點：特點：4 4期自動去極化期自動去極化 心肌自律細胞的心肌自律細胞的4 4期自動去極化期自動去極化 （也稱（也稱4 4期自動除期自動除極）極），是心肌自律，是心肌自律 細胞能自動產生興奮的原因。細胞能自動產生興奮的原因

34、。 （二）自律細胞的跨膜電位及其形成機制（二）自律細胞的跨膜電位及其形成機制 1 1、竇房結竇房結P P細胞細胞 最大的復極電位為最大的復極電位為70mV，閾電位為，閾電位為40mV； 0期去極化的幅度較小期去極化的幅度較小7085mV、速率較慢、速率較慢10V/s、 持續時間較長持續時間較長7ms； 沒有明顯的沒有明顯的1期和期和2期，只能看到期，只能看到0、3、4期；期； 4期自動去極化速度快于浦肯野細胞。期自動去極化速度快于浦肯野細胞。 竇房結細胞竇房結細胞APAP的特征：的特征： (1)(1)去極化過程去極化過程0 0期期 當當前次前次4 4期自動去期自動去 極化達到閾電位極化達到閾電

35、位 激激活活L型慢鈣通道型慢鈣通道 （Ica-L型）型） Ca2+ 內流內流 0 0期期 (2)(2)復極化過程復極化過程3 3期期 慢鈣通道（慢鈣通道（Ica-L型）型） 漸失活，激活鉀通道漸失活，激活鉀通道 （IK） Ca2+內流減少，內流減少，K+ 外流逐漸增加，使膜外流逐漸增加，使膜 復極化并達到最大舒復極化并達到最大舒 張電位張電位 3 3期期 (3)(3)自動去極化過程自動去極化過程 4 4期期 1)IK：K+遞減性外流遞減性外流 2)If：Na+遞增性內流遞增性內流 3)Ica-T ：少量：少量Ca2+內流內流 4期期 鈣通道的種類：鈣通道的種類： L型：型：Ica-L(long

36、 lasting)為為0期和平臺期的慢通道，閾電期和平臺期的慢通道，閾電 位位-30 -40mV，兒茶酚胺可影響。，兒茶酚胺可影響。 T型：型：Ica-T(transient)的閾電位的閾電位 -50mV，被鎳阻斷，被鎳阻斷， 不受一般的鈣通道阻斷劑和兒茶酚胺的影響。不受一般的鈣通道阻斷劑和兒茶酚胺的影響。 2 2、浦肯野細胞、浦肯野細胞（Purkinje cell） 浦肯野細胞跨膜電位浦肯野細胞跨膜電位 （1 1）特點：）特點： 0 0期去極化速快，幅度大。期去極化速快，幅度大。 4 4期自動去極化速度比竇房結細胞慢，期自動去極化速度比竇房結細胞慢， 故自律性低。故自律性低。 0 0、1 1

37、、2 2、3 3期：與心室肌細胞基本相似。期：與心室肌細胞基本相似。 （2 2）形成機制：）形成機制： 次：遞減性外向次：遞減性外向K+電流電流（Ik） 主：遞增性主：遞增性NaNa+ +為主的內向離子流（為主的內向離子流（If） 4 4期：期： 快、慢反應心肌細胞快、慢反應心肌細胞AP的特征比較的特征比較 AP波形分波形分5個期：個期： AP波形分波形分3個期：個期： 0、1、2、3、4期期 0、3、4期期 電位幅度高電位幅度高 電位幅度低電位幅度低 0期去極速度快期去極速度快 0期去極速度慢期去極速度慢 0期主要與期主要與Na+內流有關內流有關 0期主要與期主要與Ca2+內流有關內流有關

38、具有快、慢通道具有快、慢通道 只有慢通道只有慢通道 （以快通道為主）（以快通道為主） RP大：大：-85mv-90mv RP小：小：-70mv RP穩定穩定（普通心肌細胞）（普通心肌細胞） RP不穩定不穩定（自律細胞）（自律細胞） 快反應細胞快反應細胞AP 慢反應細胞慢反應細胞AP 快通道與慢通道的比較快通道與慢通道的比較 比較項比較項快通道快通道慢通道慢通道 運載離子運載離子Na+Ca2+ 消耗時間消耗時間少少長長 激活和失活時間激活和失活時間快快慢慢 離子通透專一性離子通透專一性強強弱弱 閾電位（激活電位）閾電位（激活電位）-70 mV-30-40 mV 失活電壓失活電壓0 mV-20 m

39、V 通道門控性（依從性）通道門控性（依從性）電壓門控電壓門控電壓門控電壓門控 阻斷劑阻斷劑河豚毒（河豚毒（TTX） 異搏定異搏定(維拉帕米維拉帕米) Mn2+、D-600 再生性循環再生性循環有有無無 心肌細胞的生理特性包括心肌細胞的生理特性包括自律性自律性、傳導傳導 性性、興奮性興奮性和和收縮性收縮性。 自律性、傳導性、興奮性自律性、傳導性、興奮性是以心肌細胞是以心肌細胞 膜的生物電活動為基礎，故屬心肌細胞的膜的生物電活動為基礎，故屬心肌細胞的電電 生理特性生理特性。 收縮性則收縮性則屬心肌細胞的屬心肌細胞的機械特性機械特性。 二、心肌的生理特性二、心肌的生理特性 （一）興奮性（一）興奮性（

40、excitability） 心肌細胞每發生一次興奮，其膜電位就會心肌細胞每發生一次興奮，其膜電位就會 發生一系列有規律的變化，心肌細胞的興奮性發生一系列有規律的變化，心肌細胞的興奮性 也隨之發生相應的周期性的改變。也隨之發生相應的周期性的改變。 心室肌心室肌AP 機械收縮機械收縮 有效不應期有效不應期 膜膜 電電 位位 (mv) 0 -100 -90 +40 時間時間(ms) 300200100 -70 相對不應期相對不應期 超常期超常期 心室肌興奮性的周期性變化心室肌興奮性的周期性變化 周期變化周期變化 對應位置對應位置 機機 制制 新新APAP產生能力產生能力 有效不應期有效不應期 絕對不

41、應期絕對不應期 局部反應期局部反應期 相對不應期相對不應期 超超 常常 期期 去極相去極相 -55mV -60mV -80mV -90mV Na+通道處于通道處于 完全失活狀態完全失活狀態 Na+通道剛通道剛 開始復活開始復活 大部復活大部復活 恢復到備用狀態恢復到備用狀態 不能產生不能產生 僅能產生僅能產生 局部電位局部電位 閾上刺激閾上刺激 閾下刺激閾下刺激 Na+通道基本通道基本 心肌興奮性的心肌興奮性的周期性周期性 分分 期期 有有 效效 不不 應應 期期 相對不應期相對不應期超常期超常期 絕對不應期絕對不應期 局部反應期局部反應期 定定 義義 0 0期期3 3期期-55mV-55mV

42、3期期55-60mV3 3期期-60mV-60mV3 3期期-80mV-80mV-80mV-80mV-90mV-90mV 刺刺 激激閾上刺激閾上刺激閾上刺激閾上刺激閾上刺激閾上刺激閾下刺激閾下刺激 反反 應應無反應無反應局部反應局部反應可產生動作電位可產生動作電位產生產生APAP 興奮性興奮性最最 小小漸漸 增增最最 大大 鈉通道鈉通道 狀狀 態態 失活失活開始復活開始復活 逐漸復活逐漸復活 未恢復正常未恢復正常 基本恢復基本恢復 正常正常 2 2、影響興奮性的因素、影響興奮性的因素 （1 1）靜息電位或最大復極電位的水平）靜息電位或最大復極電位的水平 （2 2）閾電位的水平）閾電位的水平 （

43、3 3）引起）引起0 0期去極化的離子通道性狀期去極化的離子通道性狀 靜息電位或最大復極電位的水平靜息電位或最大復極電位的水平 閾電位的水平閾電位的水平 0 0期去極化離子通道的狀態期去極化離子通道的狀態 以以Na+通道通道為例，為例，Na+ 通道所處的機能狀通道所處的機能狀 態，是決定興奮性正常、低下和喪失的主要態，是決定興奮性正常、低下和喪失的主要 因素。因素。 NaNa+ +通道通道 關閉關閉靜息狀態下靜息狀態下 激活激活去極化的過程中去極化的過程中 失活失活復極化到復極化到-60mv之前之前 Na+通道或通道或L-Ca2+通道所處的機能狀態通道所處的機能狀態,是決定是決定 興奮性正常、

44、低下和喪失的主要因素興奮性正常、低下和喪失的主要因素,而通道處于何而通道處于何 種狀態則取決于當時的膜電位種狀態則取決于當時的膜電位(voltage-dependence)以及以及 該電位的時間進程該電位的時間進程(time-dependence)。 完全備用完全備用 失失 活活 剛復活剛復活 漸復活漸復活 基本備用基本備用 產生產生AP AP 絕對不應期絕對不應期 局部反應期局部反應期 相對不應期相對不應期 超常期超常期 興奮性正常興奮性正常 興奮性無興奮性無 興奮性低興奮性低 興奮性高興奮性高 3.3.興奮性的周期性變化與收縮活動的關系興奮性的周期性變化與收縮活動的關系 心室肌細胞的動作電

45、位、機械收縮曲線與興奮性變化的關系心室肌細胞的動作電位、機械收縮曲線與興奮性變化的關系 心室肌心室肌AP 機械收縮機械收縮 有效不應期有效不應期 膜膜 電電 位位 (mv) 0 -100 -90 +40 時間時間(ms) 300200100 -70 相對不應期相對不應期 超常期超常期 局部反應期局部反應期 相對不應期相對不應期 超常期超常期 心肌興奮性心肌興奮性特點特點:有效不應期很長有效不應期很長(數百毫秒數百毫秒), 相當于相當于 整個收縮期整個收縮期甚至甚至舒張早期舒張早期。 期前收縮期前收縮在心室肌的在心室肌的有效不應期有效不應期之后之后,心肌心肌 受到人為的刺激或來自竇房結以外的病受

46、到人為的刺激或來自竇房結以外的病 理性刺激時理性刺激時,心室可產生一次心室可產生一次正常節律以外正常節律以外 的收縮的收縮, 稱為期前收縮稱為期前收縮. 代償間歇代償間歇在在期前收縮期前收縮之后，來自竇房結的一之后，來自竇房結的一 次興奮往往落在期前興奮的次興奮往往落在期前興奮的有效不應期內有效不應期內 而脫失，須等下次竇房結的興奮傳來才能而脫失，須等下次竇房結的興奮傳來才能 發生收縮，這段間歇期稱代償間歇發生收縮，這段間歇期稱代償間歇 （2 2）期前收縮與代償性間歇）期前收縮與代償性間歇 期前收縮期前收縮 代償間歇代償間歇 *意義意義: (1) (生理意義生理意義)不發生不發生(完全完全)強

47、直強直收縮收縮: 使心肌使心肌不會發生強直收縮不會發生強直收縮, 而能而能 保持保持收縮收縮與與舒張舒張交替交替的節律活動的節律活動, 以實現心臟的泵血功能。以實現心臟的泵血功能。 (2) 導致導致期前收縮期前收縮后發生后發生代償間隙代償間隙 自律性的高低自律性的高低是指心肌細胞單位時間內是指心肌細胞單位時間內 自動興奮自動興奮頻率頻率的高低。的高低。 （二）自動節律性（二）自動節律性（autorhythmicity） 概念：概念：簡稱自律性，是指心肌細胞能在沒有簡稱自律性，是指心肌細胞能在沒有 外來刺激情況下具有自動發生節律性興外來刺激情況下具有自動發生節律性興 奮的能力或特性。奮的能力或特

48、性。 （1 1）正常起搏點）正常起搏點 竇房結竇房結P細胞細胞的自律性最高，的自律性最高，房室交界房室交界 和和房室束房室束及其分支次之，及其分支次之，浦肯野細胞浦肯野細胞的自律的自律 性最低。性最低。 因此，因此，竇房結是心臟的正常起搏點竇房結是心臟的正常起搏點，所，所 形成的心跳節律稱為形成的心跳節律稱為竇性節律。竇性節律。 1.1.心臟的起搏點心臟的起搏點 竇房結竇房結 房室交界區房室交界區 房室束房室束末梢浦肯野氏細胞末梢浦肯野氏細胞 100 50 40 25 (次次/min) （2 2）潛在起搏點和異位起搏點）潛在起搏點和異位起搏點 竇房結以外的其他自律組織的自律性較竇房結以外的其他

49、自律組織的自律性較 低，通常處于竇房結的控制之下，其本身的低，通常處于竇房結的控制之下，其本身的 自律性并不表現，只起傳導興奮的作用，稱自律性并不表現，只起傳導興奮的作用，稱 為為潛在起搏點潛在起搏點（latent pacemaker）。）。 潛在起搏點作用潛在起搏點作用: : 一方面是種一方面是種安全因素安全因素，可做為備用起，可做為備用起 搏點以較低的頻率維持心臟的興奮和搏動，搏點以較低的頻率維持心臟的興奮和搏動， 故具有重要的生理意義；故具有重要的生理意義； 另一方面，它也是一種另一方面，它也是一種潛在的危險因潛在的危險因 素素，可引起心律失常，是臨床心律失常發，可引起心律失常，是臨床心

50、律失常發 生的重要因素之一。生的重要因素之一。 心房纖顫心房纖顫 心室纖顫心室纖顫 在某些異常情況下，潛在起搏點替在某些異常情況下，潛在起搏點替 代竇房結控制心臟的興奮節律，則稱為代竇房結控制心臟的興奮節律，則稱為 異位起搏點異位起搏點（ectopic pacemaker），），由由 此引起的心臟興奮節律稱為此引起的心臟興奮節律稱為異位節律異位節律。 搶先占領搶先占領(capture)：也稱也稱奪獲奪獲。 （3 3）竇房結對潛在起搏點的控制方式）竇房結對潛在起搏點的控制方式 搶先占領搶先占領 超速抑制超速抑制 超速驅動壓抑超速驅動壓抑(overdrive suppression) 竇房結的快速

51、節律活動，對潛在起搏點竇房結的快速節律活動，對潛在起搏點 較低頻率的興奮有較低頻率的興奮有直接抑制作用直接抑制作用，稱為超速，稱為超速 抑制。抑制。 心臟啟搏器心臟啟搏器 2.2.影響自律性的因素影響自律性的因素 最大復極電位與閾電位之間的差距最大復極電位與閾電位之間的差距 4 4期自動去極化的速度期自動去極化的速度 最大復極電位與閾電位之間的差距最大復極電位與閾電位之間的差距 0 -20 -40 -60 膜電位（膜電位（mV） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 時間（時間（s） a b 閾電位閾電位 最大復極電位水平最大復極電位水平 最大復極電位水平最大復極電位水平上移

52、上移 與閾電位的與閾電位的差距縮小差距縮小 4 4期自動去極化達到期自動去極化達到 閾電位所需的時間縮短閾電位所需的時間縮短 自律性自律性 反之，自律性反之，自律性 閾電位水平閾電位水平 閾電位水平閾電位水平 下移下移 上移上移 最大復極電位到閾電位最大復極電位到閾電位 距離近距離近 距離遠距離遠 自動去極化達到閾電位自動去極化達到閾電位 時間短時間短 時間長時間長 自律性高自律性高 自律性低自律性低 膜電位（膜電位（mV） 0 -20 -40 -60 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 時間（時間（s） 閾電位閾電位 c a b 兒茶酚胺兒茶酚胺可可加速竇房結細加速竇房結

53、細 胞胞4 4期自動去極化速度，期自動去極化速度， 提高自律性，使心率提高自律性，使心率 。 若自動去極化速度若自動去極化速度 從最大復極電位到達閾從最大復極電位到達閾 電位所需的時間縮短電位所需的時間縮短 單位時間內自動興奮發生單位時間內自動興奮發生 的次數的次數 自律性自律性 反之，反之，4 4期自動去極化速期自動去極化速 度緩慢，則使自律降低。度緩慢，則使自律降低。 4 4期自動去極化的速度期自動去極化的速度 概念：概念： 心肌細胞具有傳導興奮的能力或特性。心肌細胞具有傳導興奮的能力或特性。 傳導方式：傳導方式：局部電流局部電流 心室肌內傳導興奮的心室肌內傳導興奮的結構：結構：閏盤閏盤(

54、縫隙連接縫隙連接) 閏盤（縫隙連接）閏盤（縫隙連接）為低電阻區，局部電為低電阻區，局部電 流很容易通過。流很容易通過。故心肌細胞在結構上雖互相故心肌細胞在結構上雖互相 隔開，但在功能上卻如同一個細胞，構成一隔開，但在功能上卻如同一個細胞，構成一 個功能性合胞體。個功能性合胞體。 （三）傳導性（三）傳導性（conductivity） 心室肌工作細胞心室肌工作細胞 1.1.心臟內興奮傳導的途徑和特點心臟內興奮傳導的途徑和特點 房室交界房室交界 心臟內興奮傳導的途徑心臟內興奮傳導的途徑 竇房結竇房結 心房肌心房肌 優勢傳導通路優勢傳導通路 （1.01.2m/s） （0.4m/s， 0.06S） 房室

55、交界房室交界 （0.02m/s，0.1S） 房室束房室束 左左右右束支（束支（2m/s ） 左、右心房左、右心房 浦肯浦肯野纖維網野纖維網 （4m/s） 左、右心室（左、右心室（1m/s， 0.06S） 傳導速度：傳導速度： 傳導時間傳導時間: : 心房內房室交界心室內心房內房室交界心室內 (0.06s) (0.10s) (0.06s)(0.06s) (0.10s) (0.06s) 束支束支(2m/s)(2m/s) 心室肌心室肌(1m/s)(1m/s) 心房肌心房肌(0.4m/s)(0.4m/s) 結區結區(0.02m/s)(0.02m/s) 浦氏纖維浦氏纖維(4m/s)(4m/s) 傳導特點

56、：傳導特點： 興奮由心房傳至心室的過程中，因房室交界興奮由心房傳至心室的過程中，因房室交界 （尤其是結區）的傳播緩慢而需經一個時間延擱，（尤其是結區）的傳播緩慢而需經一個時間延擱， 這一現象稱為這一現象稱為房室延擱房室延擱。 意義：意義：使心室收縮發生于心房收縮完畢之后，因而使心室收縮發生于心房收縮完畢之后，因而 不致于產生房室收縮的重疊，有利于心室的充不致于產生房室收縮的重疊，有利于心室的充 盈和射血。盈和射血。 1.1.浦氏纖維最快浦氏纖維最快 心室同步收縮，利于射血心室同步收縮，利于射血 2.2.房室交界最慢房室交界最慢利于心房排空、心室充盈 利于心房排空、心室充盈 1 1） 細胞直徑細

57、胞直徑 直徑粗大直徑粗大胞內電阻小胞內電阻小傳導速度快傳導速度快 直徑細小直徑細小胞內電阻大胞內電阻大傳導速度慢傳導速度慢 2 2） 縫隙連接的數量和功能狀態縫隙連接的數量和功能狀態 2.2.影響傳導性的因素影響傳導性的因素 （1 1）結構因素）結構因素 (2) (2) 生理因素：生理因素： 1） 0期除極化速度和幅度期除極化速度和幅度 0 0期除極速度快期除極速度快 局部電流形成快局部電流形成快 0 0期除期除 極幅度大極幅度大 與未興奮部位之間的電位差大與未興奮部位之間的電位差大 局部電流強局部電流強 傳導速度快。傳導速度快。 2）鄰近部位膜的興奮性）鄰近部位膜的興奮性: 鄰近部位膜的興奮

58、性高鄰近部位膜的興奮性高膜電位和閾電位間差距小膜電位和閾電位間差距小 傳導速度快傳導速度快 0 期除極速度快期除極速度快 臨近未興奮膜臨近未興奮膜 局部電流形成快局部電流形成快 達到閾電位快達到閾電位快 興奮傳導快興奮傳導快 0 期除極幅度大期除極幅度大 (興奮和未興奮部興奮和未興奮部 位之間位之間) 電位差大電位差大 局部電流強，擴布距離大局部電流強，擴布距離大， 使下游更遠處興奮使下游更遠處興奮 興奮傳導快興奮傳導快 Conductivity 膜反應曲線膜反應曲線 （四）收縮性（四）收縮性 1 1、心肌收縮的特點、心肌收縮的特點 ： 同步收縮同步收縮(“(“全或無全或無”式收縮式收縮) )

59、 不發生強直收縮不發生強直收縮 對細胞外對細胞外CaCa2+ 2+有依賴性：肌漿網不發達 有依賴性：肌漿網不發達 三、體表心電圖三、體表心電圖 -用測量電極置于人體表面的一定部位用測量電極置于人體表面的一定部位, 記錄出來的心電變化波形。記錄出來的心電變化波形。 P波波: 左右兩左右兩心心 房去極化房去極化過程過程 QRS波群波群: 左右兩左右兩 心室去極化心室去極化過程過程 P Q R T U ST段段 P-Q間期間期 Q-T間期 T波波: 左右兩左右兩心室心室 復極化復極化過程過程 P-Q間期間期: 興奮從心房傳到心室興奮從心房傳到心室 所需的時間所需的時間.(0.120.20s) Q-T

60、間期間期: 心室開始興奮去極化到心室開始興奮去極化到 完全復極到靜息狀態的時間完全復極到靜息狀態的時間. S-T段段: 與基線平齊與基線平齊. ElectroCardioGram in 1912 反映左右兩心房的去極化過程。反映左右兩心房的去極化過程。 1.1.P波：波： 2.2.QRS波群：波群：反映左右兩心室的去極化過程。 反映左右兩心室的去極化過程。 3.3.T波：波：反映左右兩心室的復極化過程。反映左右兩心室的復極化過程。 4.4.U波：波：U波升高常見于低血鉀及心室肥厚； 波升高常見于低血鉀及心室肥厚； U波倒置可見于高血鉀。波倒置可見于高血鉀。 5.5.PR間期（間期（PQ間期）：