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心脏传导系统的各种自律细胞动作电位特征

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【提问】什么是结希区细胞?请把整个题目分析一下。

【回答】答复:心脏传导系统的各种自律细胞动作电位特征

自律细胞

一些心肌细胞,在没有外来刺激时,能够自动地发生节律性兴奋,这种特性称为自动节律性,简称自律性。因此,这些具有自律性的心肌细胞,就称为自律细胞。

这些心肌细胞存在于我们命名为窦房结、房室交界(结区除外)、希氏束、浦肯野纤维等解剖结构中。

自律性和快反应性是两个无关联的属性。

根据动作电位去极化速率的快慢、电位变化幅值的大小、传导速率的快慢,心肌细胞被分为快反应细胞和慢反应细胞。前者的动作电位为快反应电位(fast response action potential;去极化快;变化幅值大;传导快),后者为慢反应电位。

心房肌、心室肌、房室束、束支和末梢浦肯野细胞的动作电位都表现为快反应电位,所以被划分为快反应细胞(fast response cell)。心房和心室的工作细胞没有自律性,是非自律性快反应细胞。(对应着就知道了自律性快反性细胞是指哪些了。)

窦房结和房室交界区的一些细胞兴奋时产生慢反应电位(slow response action potential),称为慢反应细胞(slow response cell)。和快反应细胞不同的是在心脏结构里,慢反应细胞都有自律性。

窦房结、房室交界(结区除外)、希氏束、浦肯野纤维等特殊传导系统中的一些心肌细胞,在没有外来刺激时,能够自动地发生节律性兴奋,这种特性称为自动节律性,简称自律性。因此,这些具有自律性的心肌细胞,就称为自律细胞。

自律细胞的动作电位在3期复极末,膜电位达到最大值(指绝对值),称为最大舒张电位。4期膜电位不稳定,在复极达到最大舒张电位之后,膜电位立即开始自动除极,当除极达到阈电位后引起兴奋,便产生下一个动作电位,如此周而复始,于是动作电位就不断产生。

各种不同的自律细胞,其动作电位的特征和产生机制不完全相同。

窦房结P细胞的动作电位明显不同于心室肌细胞,具有以下特征:①阈电位(—40mV)的绝对值较小;②0期除极幅度小(约70mV),不出现明显的反极化(除极峰值为0mV左右);③0期除极速度慢(斜率小),时程长,约为7ms;④无明显的1期和2期复极;⑤最大舒张电位(—70mV)的绝对值较小;⑥4期自动除极速度较快。其动作电位形成机制是:①0期除极由cA2+内流引起;②3期复极由K+外流所致;③4期自动除极的机制较复杂,有多种机制参与,其中K+外流进行性衰减可能为其主要原因。

房室交界又称房室结区,是心房与心室之间的特殊传导组织,是心房兴奋传人心室的唯一通道,主要包括房结区(位于心房与结区之间)、结区(相当于光镜下所见的房室结)和结希区(位于结区和希氏束之间)。房室交界区细胞的动作电位与窦房结P细胞相似,表现为0期除极速度慢、幅度小;其中房结区和结希区细胞存在4期自动除极,因而属于自律细胞;但结区细胞不存在4期自动除极,所以为非自律细胞。

希氏束又称房室束,主要含浦肯野细胞。浦肯野细胞的动作电位持续时间长,具有分明的0、1、2、3、4期。0期上升速率快,幅度高,形状与心室肌细胞十分相似,形成机制也基本相同;但与心室肌细胞不同的是,其4期也产生自动除极,所以浦肯野细胞也是一种自律细胞。关于浦肯野细胞4期自动除极的形成机制,目前认为是由一种Na+内流为主的起搏电流所引起,这种Na+内流与其0期除极过程中的Na+内流完全不同。

【追问】为何心房、心室肌细胞不是自律细胞?

【回答】解答:

心脏主要由心肌细胞(Myocardium)组成。心肌细胞分布不单在心壁上,临心大血管上也有心肌的分布。心肌也是横纹肌。相比起骨骼肌细胞,心肌细胞有其自身的特点:

自律心肌细胞具有自律性。即使离体的心脏仍表现出自律的舒张收缩活动。这主要是因为其4期自动去极化过程造成的。

心肌细胞互联成网,连接处有闰盘。胞间的紧密连结,最重要的形式为连接子(Connexon),後者横跨相邻细胞的细胞膜,使得兴奋信号能够更快的传递。紧密连接使整个心脏成为一个合胞体(functional syncytium)。

心肌细胞多数为单核细胞。

肌原纤维粗细不等,界限不明显。

横小管较粗。位于Z线水平。

肌浆网稀疏。纵小管不发达,终池少又小,横小管与一侧的终池形成二联体。心肌细胞的存钙能力低,收缩前要吸收细胞外的钙离子。

闰盘内有缝隙连接,是相接细胞的信息传导桥梁,是心肌传导性的基础。而闰盘的中间连接和桥粒,则能使相邻的心肌细胞牢固的连接在一起。

心肌因为有效不应期特别长,所以它们不会发生完全强直收缩。

“全或无”式收缩。

无再生能力。

心肌细胞具有机械门控信道,可以因血流所导致的牵拉而开放,向中枢反映血流状态。

心肌细胞根据其功能属性分为:工作心肌细胞和自律心肌细胞两类。

工作心肌细胞的跨膜电位

心室肌细胞的跨膜电位波形与骨骼肌细胞的有区别。其动作电位分为0,1,2,3和4五期。

静息电位。心室肌静息电位的形成与骨骼肌和神经纤维的有着相似的形成机制,其值为-90 mV。细胞膜内外的例子浓度分布存在差异。膜内的K+浓度是膜外的35倍。而膜外的Na+则比膜内要高。这样两种离子就在末的两边形成了浓度差。而在心肌细胞中,Ca2+是很重要的一种参与因素。它的浓度膜外比膜内高。

静息状态的细胞膜对K+有一定通透性,而对Na+的通透性则要低得多。K+由细胞膜内向外流动的平衡电位是构成心室肌细胞静息电位的主要部分。但因为少量的Na+内流,所以静息电位与K+有偏差。

动作电位

0期,又称为“去极化过程”。这是由于心室肌细胞在刺激下,少量电压门控式Na+信道开放,造成膜内电位上升,即去极化。当电位超过一“阈值”(-70 mV)时,Na+信道大量开放,导致急剧的去极化过程出现。直到Na+到达其平衡电位(+30 mV)为止。这就是上图中陡峭的上升支。

复极化

1期,“快速复极初期”。这是膜内离子外流,主要是K+,造成的。1期和0期形成所谓的尖峰期。

2期,“缓慢复极期”。这个时期有被称为“平台期”。过程缓慢。该时期,Ca2+的内流和K+的外流使得膜电位稳定维持在0 mV左右。而Ca2+的外流主要是通过慢钙离子信道实现的。而此时的钾离子信道,整体来说,通透性不高,激活和失活慢。所以两种离子的对流过程均显得缓慢。

3期,“快速复极末期”。此期钙离子信道关闭,钙离子内流停止。而钾离子信道的通透性增大,使得之一过程变快。膜内电位恢复到-90 mV。

恢复期

4期,“恢复期”。细胞膜上的钠钾泵,钙泵和钠钙交换体活动,以恢复静息电位时的离子浓度。

自律心肌细胞丧失了收缩性,但它们和工作心肌细胞一样具有传导性和兴奋性。而且它们还具有独特的自律性,所谓自律性,就是这些心肌细胞在其动作电位的4期存在着一个自动去极化过程,并会产生新一轮的动作电位。自律性可以分为肌源性自律性和神经源性自律性。肌源性自律性指心肌细胞不需外来的神经刺激,就可以产生动作电位,但其自律性受到植物神经系统的调节,见于绝大多数脊椎动物的心脏。神经源性的自律性则与前者相反。神经源性自律性见于鲎。但鲎在胚胎发育阶段,心搏也是肌源性的。等到第28天,其神经发育完善後,其管状心脏的自律性才变为神经源性。

自律心肌细胞包括有P细胞和浦肯野细胞。自律心肌细胞组成了心脏的特殊传导系统,鸟类和哺乳类动物的心脏的特殊传导系统已完善。人的起搏细胞集中在窦房结中,而在其他的哺乳类动物中尚见少量的起搏细胞分布在窦房结附近。

【追问】6.神经纤维动作电位下降相是由于

A.Na+内流

B.K+内流

C.Na+外流

D.K+外流

E.Ca2+内流

这题应该是哪个答案???

【回答】答复:考虑是B。

动作电位下降支——K+外流所致。

动作电位时细胞受到刺激时细胞膜产生的一次可逆的、可传导的电位变化。产生的机制为①阈刺激或阈上刺激使膜对Na+的通透性增加,Na+顺浓度梯度及电位差内流,使膜去极化,形成动作电位的上升支。②Na+通道失活,而 K+通道开放,K+外流,复极化形成动作电位的下降支。③钠泵的作用,将进入膜内的Na+泵出膜外,同时将膜外多余的 K+泵入膜内,恢复兴奋前是离子分布的浓度。

【追问】心房、心室肌细腿是什么

【回答】学员qiaodecong,您好!您的问题答复如下:

应该是心房、心室肌细胞,给您学习造成的不便请您谅解。祝您学习愉快!

【追问】什么是结希区细胞?是自律细胞?

【回答】学员xiaozhenghong,您好!您的问题答复如下:

感谢您对网校的支持!

请您复习以下内容:

房室交界:又称为房室结区,是心房与心室之间的特殊传导组织,是心房兴奋传入心室的通道。房室交界主要包括以下三个功能区域:

房结区:位于心房和结区之间,具有传导性和自律性。

结区:相当于光学显微镜所见的房室结,具有传导性 ,无自律性。

结希区:位于结区和希氏束之间,具有传导性和自律性。

房室束(又称希氏束)及其分支:房室束走行于室间隔内,在室间隔膜部开始分为左右两支,右束支较细,沿途分支少,分布于右心室,左束支呈带状,分支多,分布于左心室,房室束主要含浦肯野细胞。

组织、细胞能够在没有外来刺激的条件下,自动地发生节律性兴奋的特性,称为自动节律性,简称自律性。具有自动节律性的组织或细胞,称自律组织或自律细胞。组织、细胞单位时间(每分钟)内能够自动发生兴奋的次数,即自动兴奋的频率,是衡量自动节律性高低的指标。

祝您学习愉快!

★问题所属科目:临床执业医师---生理学

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