掌握心室肌细胞动作电位的产生机制、窦房结P细胞动作电位的产生机制。

心肌细胞的跨膜电位

一、心肌细胞的类型

心脏是具有瓣膜结构的空腔器官，通过其节律性的收缩和舒张实现对血液的驱动作用，完成其射血和促进外周血液回心的功能。而组成心脏的细胞分为普通的心肌细胞和特殊的心肌细胞，普通的心肌细胞包括心房肌细胞和心室肌细胞，它们主要执行收缩功能，因此，又称它们为工作细胞；特殊心肌细胞包括窦房结P细胞、房室束细胞、浦肯野细胞等等，它们几乎没有收缩功能，但具有产生自动节律性兴奋的能力，称为自律细胞。

二、心肌细胞的生物电现象

（一）心室肌细胞的生物电现象

1.静息电位：正常心室肌细胞的静息电位大约为-90mv，其形成机制和神经细胞、骨骼肌细胞类似，主要也是由钾离子外流所致。

2.动作电位

（1）分期：心室肌细胞在安静状态下，给它一个有效刺激，它便会在静息电位的基础上，产生一个动作电位。心室肌细胞的动作电位可以分为5期：0期去极化，1期2期3期复极化，4期静息期。其中复极化的2期膜电位波动较缓，又称为平台期，是心室肌细胞动作电位区别与其他细胞的最大特征。

（2）形成机制：在适宜的外来刺激作用下，心室肌细胞兴奋，膜电位由静息状态的-90mv迅速上升至+30mv，构成动作电位的上升支，此期去极化的时间较短，速度快，上升幅度大，其具体机制是：当心室肌细胞受到有效刺激时，细胞膜上少量钠离子通道开放，钠离子内流，膜电位上升，当膜电位上升至阈电位时，细胞膜上钠离子通道大量开放，钠离子大量、快速内流，膜电位迅速上升至+30mv。当膜电位上升至+30mv时，钠离子内流停止，此时膜上钾离子通道激活，钾离子迅速外流，膜电位从+30mv迅速下降至0mv左右，此时动作电位便由快速去极化的0期来到了迅速去极化的1期，0期去极和1期复极的电位变化都很快，在动作电位图形上便形成尖峰状，也就是峰电位。当膜电位到达0mv左右时，膜上钙离子通道处于全面激活状态，钙离子内流，同时膜上钾离子通道激活，使钾离子持续外流。在初期，钙离子内流和大体上等电荷的钾离子外流，使膜电位持续在0mv左右，细胞膜缓慢复极，动作电位在此期比较平坦，也就是平台期。平台期是心室肌细胞动作电位区别与骨骼肌细胞和神经细胞动作电位的主要特征。随后，随着细胞膜上钙离子通道逐渐失活关闭，钾离子通道开放逐渐增多，钾离子外流逐渐增大，使膜电位迅速下降至-90mv，来到动作电位快速复极化的3期。心室肌细胞经过一次动作电位后，细胞内外的离子分布有了变化，细胞内有了钠离子和钙离子，细胞外有了钾离子，因此，在4期静息期，细胞膜上的钠钾泵被激活，钠钾泵将细胞内的钠离子泵出，细胞外的钾离子泵入；同时，细胞膜上的钠-钙交换体也将把细胞内的钙离子转运至细胞外。通过钠钾泵和钠-钙交换体的共同作用，细胞内外的离子分布恢复到静息电位水平，从而为下一次动作电位做好准备。

（3）小结：心室肌细胞0期去极化主要是由钠离子大量快速内流所致；快速复极化1期主要是由一过性钾离子外流所致；复极化的2期，也就是平台期是由于钙离子的内流和钾离子的外流引起的；快速复极化的3期主要是由钾离子大量快速外流所致；最后一期静息期，主要是由钠钾泵和钠-钙交换体的活动，以此恢复静息状态下细胞内外的离子分布。心室肌细胞的4期是一条直线，也就是说如果不给予心室肌细胞一个刺激，心室肌细胞自身是永远也不会兴奋，产生动作电位的，因此心室肌细胞是工作细胞。

（二）窦房结P细胞的动作电位

相对于心室肌细胞来说，窦房结P细胞0期去极化的速度慢和幅度小，没有明显的1期和2期，同时，窦房结P细胞动作电位的四期是一条缓缓向上倾斜的线，也就是说，窦房结P细胞是可以自动去极化的，不用给予它任何刺激，它可以自动产生节律性兴奋。其具体原因与它的动作电位产生机制有关，窦房结P细胞的动作电位机制：窦房结P细胞0期去极化是由钙离子内流所致，钙离子通道激活慢，失活也慢，故此期持续时间较长，此后钙离子通道失活关闭，3期复极的钾离子通道开放，钾离子外流导致3期复极。在4期，钾离子通道逐渐失活导致钾离子外流进行性衰减；钠离子内流进行性增强，同时钙离子通道开放，钙离子内流。三种因素共同作用，使膜电位逐渐上升，自动去极化达到阈电位水平，从而引起0期去极化，产生动作电位。正是由于窦房结P细胞的4期可以自动去极化，决定了窦房结P细胞是自律细胞。