心肌具有多种生理特性,其中一些特性直接与生物电活动相关。主要涉及的是自律性、兴奋性、传导性和收缩性这四大特性。
首先,自律性是指心脏某些特定部位的细胞(如窦房结和浦肯野纤维)能够自发地产生动作电位的能力。这种能力使得心脏可以自动且有规律地跳动,无需外部神经或化学信号刺激。这些具有自律性的细胞通过钠离子、钙离子通道以及I_f电流等机制,在静息状态下也能逐渐去极化到阈值水平,从而触发新的动作电位。
其次,兴奋性是指心肌细胞对刺激产生反应并形成动作电位的能力。当心肌细胞受到足够强度的刺激时(如来自窦房结的电信号),其膜上的电压门控钠通道会迅速开放,导致快速去极化,即形成了动作电位。这是心脏能够对外界或内部信号作出响应的基础。
第三,传导性是指心脏内不同部位之间传递兴奋的能力。心肌细胞之间通过缝隙连接相互连通,使得动作电位可以沿着细胞间直接传播,保证了整个心脏的协调工作。特别是浦肯野纤维系统,在快速而有序地将冲动从房室结传至心室各部分中起着关键作用。
最后,虽然严格来说收缩性与生物电活动不是同一概念,但两者紧密相关。当动作电位到达肌细胞内部后,会触发Ca2 释放机制,进而引起肌肉纤维的滑动和缩短,实现心脏泵血功能。因此,在一定意义上可以说,心肌的收缩过程也是由其生物电活动所调控的结果。
综上所述,自律性、兴奋性和传导性是与心肌生物电活动直接相关的三大生理特性,而收缩性则是在这些特性的基础上完成的功能表现。