心脏的特殊传导系统由特殊分化的心肌细胞构成,包括窦房结、房室交界(房结区、结区、结希区)、房室束、左右束支和末梢心肌传导细胞(也称浦肯野纤维网)(图4-2)。
图4-2 心脏的特殊传导系统
重点提示
心肌细胞跨膜电位分期及主要离子流机制。
特殊心肌细胞除结区外均具有自律性,称为自律细胞。与工作细胞相比,自律细胞跨膜电位的最大特点是:4期膜电位不稳定,可产生自动去极化。自律细胞在动作电位复极达最大值,即最大复极电位时,膜电位开始自动去极化,当去极化达阈电位,就产生一次新的动作电位。因此,4期自动去极是自律细胞产生自动节律性兴奋的基础。不同类型的自律细胞,其4期自动去极的速率及离子基础各不相同。
(一)窦房结
窦房结细胞属慢反应自律细胞,其动作电位的形态与心室肌细胞动作电位明显不同,主要特征是:①无明显的1期和2期,仅表现为0、3、4三个时期;②动作电位0期去极化速度慢、幅度小,膜内电位仅上升到0m V左右,无明显的极化反转;③3期最大复极电位(-70m V)和阈电位(-40m V)的绝对值较小;④4期膜电位不稳定,从最大复极电位开始自动去极化,当去极化达到阈电位水平(-40m V)时,爆发一次动作电位;⑤4期自动去极化速度较快(约0.1V/s)。
窦房结细胞的最大复极电位为-60~-65m V。膜电位达最大复极电位后,发生自动去极,当去极到-40 m V时,激活膜上的Ca2+通道,引起Ca2+内流,导致0期去极。因Ca2+通道是慢通道,故窦房结细胞动作电位的0期去极幅度低、速度慢,称为慢反应细胞。随后Ca2+通道逐渐失活,K+通道被激活,出现K+外流。由于Ca2+内流减少和K+外流增强,膜逐渐复极,达最大复极电位。窦房结细胞动作电位幅值小,0期幅值约70m V,没有1期和2期。
窦房结细胞4期自动除极的离子基础比较复杂,依赖于多种离子流的参与。但主要是4期K+外流进行性衰减,而Na+和Ca2+内流不断增强的结果(图4-3)。
图4-3 窦房结细胞的动作电位和主要离子的跨膜活动
(二)浦肯野细胞
浦肯野细胞动作电位的波形与心室肌细胞的相似,其离子基础也基本相同。但其4期膜电位不稳定,出现和窦房结细胞一样的自动去极现象。浦肯野细胞的4期自动去极速率远较窦房结的为慢,故其自律性较窦房结为低。浦肯野细胞4期自动去极的离子基础主要是逐渐增强的内向电流(主要是Na+)超过逐渐衰减的外向电流(K+外流)。各种心肌细胞的动作电位见图4-4。
图4-4 各种心肌细胞的动作电位
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