心肌细胞电生理特性

心肌细胞均具有兴奋性和传导性,按动作电位特征可分为两类:一类是快反应细胞,其中又分为非自律性细胞和自律性细胞,前者是指心脏的工作细胞,即心房肌和心室肌细胞;后者是指心脏的传导细胞,包括节间束、房室束及其分支以及浦肯野纤维细胞。另一类是慢反应细胞,包括窦房结和房室结的起搏细胞,均为自律性细胞。慢反应细胞和快反应自律性细胞的动作电位及其离子转运的机制,如图29-1所示。

Ⅰ:快反应细胞动作电位时程(action potential duration,APD)包括5个时相:①0相除极期,主要由Na+迅速内流所致;②1相快速复极期,与Na+内流停止、K+短暂外流有关;③2相缓慢复极期,由逐渐衰减的Ca2+内流与逐渐增强的K+外流形成;④3相快速复极期,由K+快速外流形成;⑤4相静息期。自律细胞4相静息电位不稳定,会发生自动去极化,主要由K+外流减少、Na+内流逐渐增大所致,当达到阈电位水平时,又重新激发一个新的动作电位。在非自律细胞,4相膜电位维持在静息水平。

Ⅱ:慢反应细胞APD无1相和2相。0相除极主要由Ca2+内流形成。4相自动除极主要由K+外流减少、Ca2+内流逐渐增大诱发。

1.自律性 是指自律性细胞在无外来刺激的情况下,能自动发生节律性兴奋的特性。自律性的高低主要取决于4相自发除极的速度,这与快反应细胞的Na+内流和慢反应细胞的Ca2+内流有关。抑制Na+、Ca2+内流的药物可降低心肌细胞的自律性。

图29-1　心肌细胞动作电位及离子跨膜转运示意图

2.传导性 是指心肌细胞能够传导兴奋的特性。0相除极的速率和幅度越大,兴奋的传导速度就越快。快反应细胞和慢反应细胞0相除极分别由Na+、Ca2+内流介导,抑制Na+、Ca2+内流的药物可减慢兴奋的传导。

3.有效不应期(effective refractory period,ERP) 在心肌细胞的K+外流的复极过程中,当膜电位恢复到约-60m V、钠通道复活后,细胞才能对刺激产生可扩布的动作电位。从除极开始到这以前的时段即为ERP。ERP的长短主要取决于K+外流的快慢和钠通道的复活。药物可通过影响K+外流而显著延长ERP。