第四章 血液循环
心肌细胞的跨膜电位及产生机制
1.心室肌细胞的跨膜电位及机制
心室肌细胞静息电位约为-90mv,其形成机制与骨骼肌类似,是K+平衡电位、少量Na+内流和生电性Na+-K+泵活动的综合反映。但心室肌细胞的动作电位与骨骼肌和神经细胞的明显不同,见左图。
(1)心室肌细胞和窦房结细胞动作电位的产生机制 见下表,注意比较。
分期 | 心室肌细胞动作电位的产生机制 | 窦房结细胞动作电位的产生机制 |
静息电位 | 大量K+外流达平衡,少量Na+内流 | 同左 |
0期(去极化过程) | 快Na+通道开放,Na+内流增加 | ca2+缓慢内流 |
1期(快速复极初期) | 快Na+通道关闭,一过性K+外流(Ito)增加 | 无 |
2期(平台期) | Ca2+内流、少量Na+负载、K+外流 | 无 |
3期(快速复极末期) | Ca2+内流停止,K+外流增多 | K+外流超过Ca2+内流 |
4期(静息期/自动去极化) | 钠泵(将Na+排出细胞外,摄入K+)Na+-ca2+交换体(将Ca2+排出细胞外) | K+外流逐渐减少(主要因素)Na+、Ca2+内流逐渐增加 |
A.Na+内流
B.Ca2+内流
C.Cl-内流
D.K+内流
E.K+外流
【例l】2004N095B窦房结细胞动作电位0期去极化的原因是
【例2】2004N0968心室肌细胞动作电位3期复极化的原因是
A.K+外流
B.Ca2+内流
C.二者均有
D.二者均无
【例3】2002N0117C心室肌细胞动作电位平台期离子流有
【例4】2002N0118C窦房结细胞动作电位4期离子流有
【例5】1997N03A、1996N09A心室肌细胞动作电位平台期,主要是由哪些离子跨膜运动形成的?
A.Na+内流,cl-外流
B.Na+内流,K+外流
c.Na+内流,Cl-内流
D.Ca2+内流,K+外流
E.K+内流,Ca2+外流
(2)心室肌细胞动作电位的常考特点
①O期去极速度快、幅度高。
②有平台期、有超射。有平台期是心室肌细胞动作电位持续时间较长的主要原因,也是它区别于骨骼肌细胞和神经细胞动作电位的主要特征。
③静息电位负值大,达-90mV。
④4期电位稳定,无自动去极化
2.窦房结细胞的跨膜电位及机制 窦房结细胞是自律细胞,其动作电位示意图见前图,其产生机制见前表。
3.心室肌细胞、窦房结起搏细胞和浦肯野细胞跨膜电位的不同点如下:
4.窦房结起搏细胞动作电位的特点
(1)比较大特点就是有明显的4期自动去极化,且自动去极速度快(0.1v/s)。4期自动去极是自律细胞产生自动节律的基础。优势起搏细胞的舒张去极速度比较快,在每次心搏活动中,它比较先去极达到阈电位水平,产生一个新的动作电位。正因为窦房结起搏细胞的4期自动去极速度快,才使之成为心脏正常的起搏点。
(2)其动作电位由0期(去极化)、3期(复极化)和4期(自动去极)组成,无l、2期。
(3)比较大复极电位(-70mV)及阈电位(--40mV)的绝对值均低于心室肌细胞。
(4)比较大复极电位、阈电位的绝对值小于浦肯野细胞。0期去极化幅度较小(70mV),时程较长(约7ms)。
(5)无明显超射。
A.动作电位去极相有超射现象
B.复极时间长于去极时间
C.有复极2期平台期
D.有明显的4期自动去极化
E.动作电位的总时间长于骨骼肌
【例6】1995N01018心室肌细胞动作电位的主要特点是
【例7】1995N0101B窦房结细胞动作电位的主要特点是
A.0期去极速度快、幅度高
B.4期电位不稳定
C.二者都是
D.二者都不是
【例8】1993N0107C心室肌细胞动作电位的特征是
【例9】1993N0108C浦肯野细胞动作电位的特征是
A.0期去极速度快、幅度高
B.4期自动去极
C.两者均有
D.两者均无
【例10】1998N0119C窦房结细胞动作电位的特征是
【例11】1998N0120C浦肯野细胞动作电位的特征是
5.浦肯野细胞动作电位的特点
(1)与心室肌细胞相似,0期去极化速度快、幅度大。
(2)与窦房结细胞相似,4期自动去极化,但去极化速度(0.02V/s)要明显慢于窦房结起搏细胞的去极化速度(0.1V/s),因此浦肯野细胞的自动兴奋频率要低于窦房结细胞。
(3)4期自动去极化的离子基础与窦房结细胞不同。浦肯野细胞为一种外向电流(1 k)逐渐减弱和内向电流(1f)的逐渐增强。窦房结细胞为一种外向电流(1k)逐渐减弱和两种内向电流(1f、ICa-T的逐渐增强。
7.Na+通道的生理学特性
Na+通道的生理学特点经常考,内容散见于教科书各章节,现归纳总结如下。
(1)离子选择性该通道比较适合Na+通过。对于大多数可兴奋细胞而言,Na+通道开放与否决定其兴奋性的有无。
(2)电压门控性Na+通道是电压门控通道,主要表现在:
①易受静息电位影响静息电位绝对值越大,处于备用状态的Na+通道越多。静息电位可影响Na+通道开放的数量和速度,从而影响动作电位比较大去极化速度和幅度。
②去极化达一定程度才开放只有去极化达阈电位水平,通道才能开放,Na+内流而产生动作电位。
③复极化程度影响Na+通道的复活 只有复极化到一定程度,才能由失活状态恢复到备用状态。
④易受[Ca2+]。的影响
(3)时间依从性If通道(一种Na+通道)具有时间依从性,即随时间的推移而逐渐增强。
(4)各种可兴奋细胞的Na+通道特性心室肌细胞Na+通道的特性与骨骼肌、神经细胞的Na+通道不完全相同,一般对河豚毒不敏感。
(5)两种Na+通道的比较
1Na通道 | 1f通道 | |
特性 | 快通道,激活开放和失活关闭的速度很快 | 缓慢激活,具有时间依从性 |
开放 | 0期 | 4期 |
激活 | 去极化达-70mV | 3期复极化达-60mV(-100mV时充分激活) |
失活 | 0期去极化达0mV | 4期去极化达-50mV |
参与 | 心室肌细胞0期去极化 | 窦房结、浦肯野细胞4期自动去极化 |
记忆:①快Na+通道的阈电位为-70mV;L型Ca2+通道为-40mV;T型Ca2+通道为-50mV。
②骨骼肌细胞和神经细胞的Na+通道阻断剂为河豚毒,心室肌细胞一般对河豚毒不敏感。
③K+通道的阻断剂为四乙胺。
④L型Ca2+通道的阻断剂为Mn2+、维拉帕米;T型Ca2+通道的阻断剂为Ni2+ (镍).
【例l2】2006N08A下列关于心室肌细胞钠通道的叙述,错误的是
A.是电压依从性的
B.激活或失活的速度都快
C.可被河豚毒阻断
D.去极化到-40mV时被激活
E.只有Na+可通过
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