1．什么是心肌生物电现象?    

    各种活组织细胞(包括心肌细胞)的相对静止或明显活动时所产生有规律性的电现象，称为生物电现象。心肌的生物电现象是心肌细胞兴奋的标志，表现为细胞膜内外的电位变化，称为跨膜电位，简称膜电位。它是阐明心脏兴奋功能达到以电位变化和离子活动为依据的亚细胞水平，是获得更为明确的物理、化学概念的基本论证。 

   1)心肌细胞跨膜电位的形成  

    跨膜电位包括安静时的静息电位和兴奋时的动作电位。以往一直认为跨膜电位形成是钾、钠、钙离子活动的结果．但近几年发现心细胞的离子活动更为复杂。目前比较明确的至少有5种离子电流参加跨膜电位的活动，即快钠内向电流(iNa)、。慢钙内向电流(iCa)、最初外向电流或氯电流(iCl)、快钾外向电流(iK1)和慢钾外向电流(iK2)(起搏电流)．    

    ‘在静息状态下．心肌细胞处于膜内为负电荷，膜外为正电荷的极化状态(钾离子外流所致)．称静息膜电位。这种静止状态下的离子转运并不消耗能量，称为被动性离子转运。心细胞还有一种主动性离子转运功能。此功能是由泵的交换作用，使心细胞内外离予保持恒定状态，细胞内不致失去过多的钾离子和容纳过多的钠离子，使膜电位保持在一90毫伏左右。    

  动怍电位

    系心细胞兴奋时的膜电位，它包括除极和复极两个过程，共分5个时相。    

    (1)除极过程  此过程主要是由钠内流形成的。当心肌细胞受到刺激，膜静息电位或极化程度减小，达到临界水平“阈电位”  (膜内约为170毫伏)，膜的离子通道“快通道”被激活而开放，细胞膜对钠离子通透性增强，通过快通道迅速内流，由于膜外Na+浓度高于膜内，使膜内电位急剧上升，直至由负变正(上升约+20～+30毫伏)，即动作电位。此时，细胞膜内为正电位，膜外为负电位，相当于动作电位曲线的快速0时相。动作电位曲线坡度和速度，主要取决于膜的Na+通透性以及膜内外Na+的浓度差和电位差。    

    除极化停止是由于心肌细胞内电位小于一60毫伏以后，膜的快通道开始失活，钠内流也随着停止造成的。    

    (2)复极过程  此过程分为四个阶段。    

    ①0时相(快速复极早期)t钠内流停止后，即有氯内流出现，使膜内电位快速下降而形成复极化初期．细胞内电位由+20毫伏急剧下降接近0电位，相当于动作电位曲线0时相和l时相合成的峰电位．在心室肌细胞所占时间约为10毫秒。    

    ②2时相(缓慢复极期)：此期是造成动作电位时间和不应期很长的原因，是心肌细胞跨膜电位特点之一。在心室肌细胞所占时间约为100毫秒，是由缓慢持久的钙离子内流所形成的。心细跑外的钙浓度高于细胞内的约为10000：1，平时不能通过细膜，只有当膜内电位小于一55毫伏，才能通过。2时相时，细胞膜除极达到一定程度，即膜内电位小于一55毫伏，膜的离子通道(慢通道)被激活而开放，使膜外高浓度钙向细胞膜内流动，细胞外的钙离子(Ca+十)带正电荷，通过慢通道而缓慢内流，形成慢钙内向电流(iCa)，使复极化处于停滞状态，膜内电位保持较高水平，继1时相之后，出现较平坦缓慢下降近于水平线的电位线，形成平顶状。    

    ③3时相(快速复极未期)。此期是复极化的主要部分，在心室肌细胞所占时间约100"150毫秒。由于膜对K+的通透性增高和Na+，与Ca++内流而处于较高水平，膜内外钾浓度差和电位差推动钾加速弥散外流。钾离子(K+)带正电荷加速向膜外渗透，形成快钾外向电流(iK1)。膜内电位快速下降，钾外流和复极化继续进行．直至恢复静息电位水平和膜外为正电荷，膜内为负电荷的极化状态，而完成复极过程。    

    ④4时相(静止期或舒张期)：继细胞膜复极完毕和膜电位恢复后，在静息状态下，心房肌和心室肌(此自律细胞)在此期的电位保持稳定水平，称为静息电位。窦房结、房室内特殊传导纤维(自律细胞)的电位则不保持稳定水平。而自动除极并使膜电位逐渐减小称为舒张电位。

  2)心细胞膜离子的转运    

    心肌细胞复极化完毕后，虽然膜电位恢复，但细胞内外离子浓度尚未恢复。在每次动作电位过程中，一定量的钠、钙离子内流和钾离子外流，在4时相开始后，使细胞膜的离子转运功能增强，排出内流的钠、钙，摄回外流的钾．以恢复细胞内外离子浓度差，使离子活动电位变化和兴奋功能得以继续进行。此种离子转运是逆着浓度差而进行的主动转运过程，需要做功和耗能，是以生化代谢和能量供应为基础。    

    钠和钾的转运是由膜内钠外运和膜外钾内运互相耦联进行的，形成钠——钾交换。钠和钾转运的直接能源来自三磷酸腺苷(ATP)。在膜外钾浓度与膜内钠浓度升高时，细胞膜ATP酶被激活分解，ATP释放能量并参与转运过程．这种钠钾转运也称钠——钾泵，简称钠泵。    

    钙的转运是由膜内钙外运和膜外钠内运互相耦联进行的，形成钠——钙交换。此种交换是靠细胞膜内一种载体完成的。钙转运的动力来自钠泵及其所形成的跨膜钠浓度。细胞外钠浓度升高，则钠——钙交换增强，而钙外运增多，细胞内钙浓度降低，反之钙浓度增强．

  3)心肌细胞跨膜电位的类型    

    根据心脏各种细胞的膜电位的明显差别，主要可分两类。    

    (1)快反应电位心房肌、心室肌、房、室内特殊传导组织(结间束、房间束、希氏束——浦倾野系统)表现快反应电位。这些细胞的静息(或舒张)电位较大(约一90毫伏)，其动作电位除极化由快钠内向电流和慢钙内向电流两部分组成。其中快钠内向电流是当除极化达到膜阈电位(膜内为一70毫伏)，膜的快通道被激活开放，在膜内外钠浓度差和电位差的作用下，膜的钠通透性能和钠电导性能大为增高，膜外带正电荷的钠离子通过快通道迅速内流，形成快钠内向电流(iNa)而导至膜除极化O时相。由于快通道激活和失活都是很快的。故钠内流具有迅速、强大而暂短的特点。当膜除极化而膜电位减小到一定程度(膜内小于一40毫伏)，膜的慢通道被激活开放，慢钙内向电流在膜内外钙浓度差和电位差的作用下，细胞外的钙离予带着正电荷，通过慢通道缓缓内流，形成慢钙内向电流(iCa)，而使膜保持一定的除极化水平，因此，复极化缓慢停滞形成2时相平坡。·趺反应电位主要特点是静息(或舒张)电位较大(约一90毫伏)，除极0时相幅度和速皮较高，故兴奋扩布和传导较快。    

    (2)慢反应电位窦房结和房室交界区等组织表现为慢反应电位。这些细胞的静息(或舒张)电位较小(小于一70毫伏)，其动作电位除极由钙内流所形成，不存在快通道和钠内流。当膜除极化达到阈电位(膜内约一40毫伏)时，膜的慢通道被激活开放，带正电筒的钙离子通过慢通道从膜外缓缓向内流动，形成慢钙内向电流(iCa)，而导至膜缓慢除极化0时相，慢反应电位主要特点是静息(或舒张)电位较小(小于一70毫伏)，除极化幅度和速度较低，因此扩布传导较慢。