心肌自律性主要与通过慢钙通道产生的内向离子流(If)和钾离子的外向流相关,但更具体地来说,心肌自律性的产生主要是由If电流(也称为起搏电流或 funny 电流)以及L型钙通道介导的钙离子内流所引起的。在心脏的特殊传导系统中,特别是窦房结细胞、房室结细胞等,这些电流对于自动除极化过程至关重要。
1. If电流:这种电流主要由超极化激活的环核苷酸门控阳离子通道(HCN)介导,在膜电位处于较高水平时被抑制,在膜电位下降到一定阈值以下时开始激活。随着If电流逐渐增加,细胞膜电位缓慢上升,这是窦房结等自律组织4期自动除极化的重要机制之一。
2. 钙离子内流:在心肌细胞4期末期至0期初期,L型钙通道开放,引起少量的Ca2 进入细胞内,这不仅促进了动作电位的产生,也对维持和增强自律性具有重要作用。此外,在某些情况下,如肾上腺素作用下,通过β-肾上腺能受体激活蛋白激酶A途径可以增加If电流强度和L型钙通道活性,从而加强心肌细胞的自律性。
总之,心肌自律性的产生与If电流以及由L型钙通道介导的钙离子内流密切相关。这些电生理特性使得心脏能够自主地、有节奏地跳动,保证了血液循环的基本需求。