一、心肌細胞興奮時的生物電變化

(一)心室肌細胞的生物電現象

心室肌細胞靜息電位為-90mV。動作電位時間較長(約250～300ms)，主要是復極化過程，歷時長。電位變化過程可分為五個時相，其主要特點是有復極2期即平臺期。

0相(除極相)

-90→+30mV，快通道(鈉通道)開放，Na+迅速內流。

1相(快速復極初期)

+30mV→0mV快鈉通道關閉，K+通道開放，K+外流。

2相(平臺期)

持續(xù)在0mv左右，慢通道(鈣通道)開放，Ca2+內流，鉀通道開放，K+少量外流。

3相(快速復極后期)

0→—90mV，慢通道逐漸關閉，鉀通道大量開放，K+迅速外流。

4相(靜息期)

穩(wěn)定在-90mV，Na+-K+泵轉運，使細胞膜內外離子分布復原。

(二)浦肯野細胞

生物電變化過程與形成機理與普通心肌細胞基本相同，唯4相不同。它沒有穩(wěn)定的靜息電位，當復極化達90mV時(稱最大舒張電位)，膜電位又自動緩慢地減小，這種現象稱為4相自動除極化，由恒定的少量Na+內流和遞減的K+外流所造成。當膜電位減小到閾電位時即自動爆發(fā)動作電位。故浦肯野細胞有自動節(jié)律性興奮(自律性)。

(三)竇房結P細胞

電位變化與普通心肌細胞顯著不同:1.0相除極化速度較慢、幅度小，沒有明顯超射(由慢通道開放，Ca2+內流所形成)2.復極化過程沒有1相和2相，直接由0相轉入3相(K+外流)。3.有4相自動除極化，且除極速度較快(由恒定的少量Ca2+內流和遞減性的K+外流所造成)。4.最大舒張電位約-60mv，閾電位在-40mv。故竇房結有較高的自律性。

(四)心肌的生理特性

1、自動節(jié)律性(自律性)

心肌組織在沒有外來刺激(包括神經沖動)的情況下，能自發(fā)地發(fā)生節(jié)律性興奮的特性，稱自律性。

自律性的原因是心肌細胞的4相自動除極化。因此，只有自律組織才有自律性。自律性的高低以自發(fā)興奮的頻率為標志，竇房結的自律性最高(100次/分)所以正常心臟，竇房結的自律興奮主宰著整個心臟的搏動，稱為正常起搏點，由竇房結自律性控制的心跳節(jié)律心律則稱為竇性心律。其他自律組織則受竇房結興奮所控制，不表現本身的自律性，只起傳導興奮作用，被稱為潛在起搏點。但在某些異常情況下(如竇房結興奮傳導被阻斷或其他自律組織的自律性異常升高)，也有可能發(fā)生自律興奮，則此時潛在起搏點成為異位起搏點，由此而引起的心搏節(jié)律稱為異位心律。

2、傳導性

傳導性的高低以傳導速度為標志心臟各部分的傳導速度不同。

興奮從竇房結發(fā)出傳導到心室外表為止，整個心內傳導時間約0.22秒，其中心房內傳導約需0.06秒，房室交界需0.1秒，心室內傳導約需0.06秒。興奮在房室交界傳導較慢，稱為房室延擱。其生理意義在于:當興奮傳入心室，引起心室肌興奮時，心房收縮已經完成，所以心室收縮與心房收縮不會重疊，有利于心臟實現其泵血功能。房室交界是正常興奮從心房傳入心室的唯一通路，傳導性又較低，較易產生房室傳導障礙稱房室傳導阻滯，臨床較常見。

3、興奮性

興奮性以刺激閾值為指標。心肌每次興奮(動作電位)時，其興奮性也發(fā)生一系列周期性變化:

有效不應期從0相除極化開始到復極化到-60mV.包括(1)絕對不應期(0相除極開始到復極至55mV)，其興奮性為零。(2)局部反應期(從55mV到-60mV期間)，強大刺激可引起局部興奮，但不發(fā)生可擴布的動作電位，有效不應期持續(xù)時間較長(150～200ms)為其特點。它一直持續(xù)到收縮完成進入舒張初期，所以心肌不會發(fā)生完全強直性收縮。

相對不應期從復極化60mV到-80mV期間。

超常期從復極化-80mV到-90mV期間。

4、收縮性

心肌的收縮原理與骨骼肌基本相同。但有下列特點:(1)對細胞外液Ca2+的依賴性大;心肌的肌漿網終池不發(fā)達，心肌興奮一收縮耦聯所需的Ca2+有很大部分有賴于細胞外液中Ca2的流入。(2)同步收縮:心臟有傳導性很高的特殊傳導系統(tǒng)，且心房和心室都是功能合胞體，所以興奮可迅速傳到整個心房和心室，使心房和心室各心肌細胞同步收縮，這對造成強大的室內壓，實現心臟的泵血功能是很重要的。(3)不發(fā)生強直收縮。

(五)正常典型心電圖的波形及意義

1.P波反映左右兩心房的興奮除極過程。

2.QRS波群反映室間隔和左右兩心室的興奮除極過程。

3.T波反映心室的復極化過程。

4.PR間期反映由竇房結產生的興奮傳導到心室引起心室開始興奮所需的時間。

5.Q-T間期反映從心室開始除極到全部復極完畢所需的時間。

6.S-T段反映心室各部分已全部除極，此時各部分之間不存在電位差。

二、心動周期

(一)心動周期與心率

心率指心搏頻率(/分)。正常成人安靜時，心率在60～100次/分范圍內。大于100次/分稱為心動過速，低于60次分稱為心動過緩。小兒心率較快，新生兒可達130次分。心臟每收縮和舒張一次為一個心動周期，包括心房和心室各收縮、舒張一次。

不論心房或心室，收縮期都比舒張期短，這使心肌有充分休息時間，有利于心臟不疲勞地持久工作。心率增加時，心動周期相應縮短，雖然收縮期與舒張期都縮短，但舒張期的縮短更顯著，致使心肌休息時間相對減少，這對心臟的持久活動是不利的。

(二)心臟的射血過程

1.心臟的射血和充盈過程

心臟的射血和充盈以心室活動為主，心室收縮與舒張造成室內壓的變化，從而導致心瓣膜的開放和關閉，決定著血流的方向。

(1)室縮期①等容收縮期;心室開始收縮，室內壓升高＞房內壓＜動脈壓，房室瓣關閉，半月瓣關閉，心室容積不變，心室血流不變。②射血期:室內壓繼續(xù)升高＞動脈壓但仍＞房內壓時，半月瓣開放，房室瓣關閉，血液急速輸入動脈，心室容積急劇縮小。

(2)室舒期①等容舒張期:心室開始舒張，室內壓降低＜動脈壓，但仍＞房內壓，半月瓣關閉，房室瓣關閉，心室內壓急劇下降，血液滯留于心室內。②充盈期:當室內壓降低＜房內壓時，半月瓣關閉，房室瓣開放，心房和靜脈血液流入心室，心室容積擴大。此期內心室的充盈量約占整個充盈量的70％。③房縮期(充盈末期):房內壓＞室內壓＜動脈壓，半月瓣關閉，房室瓣開放，心房血流入心室，此期內心室的充盈量約占整個充盈量的30％。

2.心室射血和充盈的機理

心室肌收縮使室內壓升高是心臟射血的基本動力。等容收縮期室內壓升高的速度最快，射血期室內壓最高。心室舒張造成室內壓降低，形成房一室壓力梯度，是血液從心房流入心室的主要原因，即心室充盈主要是因心室舒張的低壓抽吸作用。

所以，心室在心臟的泵血功能(射血和充盈)中起主要作用。心內瓣膜單向開放，保證了血液循定方向流動，使心臟能順利地將血液從靜脈泵入動脈。

(三)心音

在一個心動周期中，由于心室收縮和舒張、瓣膜開放以及血流沖擊，都要引起機械振動產生聲音。通常一個心動周期中聽到兩個心音，稱為第一心音和第二心音。

1.第一心音由于心室肌收縮、房室瓣關閉時振動造成。音調低而持續(xù)時間較長。第一心音標志著心室收縮的開始，響度?？煞从承目s力強弱;性質改變可反映房室瓣機能異常。

2.第二心音由于心室舒張時，主動脈瓣和肺動脈瓣關閉時振動造成，音調較高而歷時較短，第二心音標志著心室舒張的開始，響度?？煞从持鲃用}壓和肺動脈壓高低;性質改變可反映半月瓣機能異常。

三、心臟泵血功能的評價

心臟射血的多少，是評價心臟功能好壞的指標正常人左右兩側的心輸出量是大致相等的。

(一)每搏輸出量和射血分數:

每一次心搏一側心室輸出的血量為每搏輸出量(搏出量)。正常成人安靜時約60～80mL。搏出量占心室舒張末期容積的百分數稱射血分數。安靜時約50％～60％。心肌收縮力越強，搏出量越大，射血分數越高。

(二)每分輸出量和心(臟)指數:

每分鐘每個心室輸出的血量稱為每分輸出量，通常簡稱為心輸出量(或心排出量)。它等于搏出量與心率的乘積。正常成人安靜時約5～6L/min。心輸出量與體表面積成正比，為了比較，通常按體表面積計算心輸出量，稱為心指數。成人靜態(tài)(空腹、安靜)心指數一般約3～3.5L/min/m2

(三)心力儲備：

指心輸出量隨機體代謝增強而增多的能力。健康人有較大的心力儲備，劇烈運動或強體力勞動時，最大心輸出量可達安靜時的5～6倍。心力儲備的大小可反映心臟的健康程度。

四、影響心輸出量的因素

(一)心室舒張末期容積

即心臟的前負荷。心舒末期容納的血量愈多，心肌的初長度越大，收縮力也愈強，搏出量愈大。反之，靜脈回流量減少，心舒末期容積減小，則搏出量減少，這是心肌的自身調節(jié)，稱為異長自身調節(jié)。自身調節(jié)有一定范圍，超過一定限度，心肌初長度過大，收縮力反而減弱(如急性充血性心力衰竭)

(二)心肌收縮力

心臟受神經支配，也受體液因素影響。交感神經興奮或腎上腺素等作用，可使心肌收縮力增強，射血分數增大，搏出量增加。迷走神經興奮和乙酰膽堿則有相反作用。這種調節(jié)方式與心肌初長度無關，稱為搏出量的等長調節(jié)。

(三)心率的改變

心率在40～160次/分范圍內心輸出量隨心率增加而增多，超過160次，因心舒期過短，心室充盈不全，搏出量減少，心輸出量反而減少。心率低于40次，雖然心舒期延長，但心室充盈已達最大限度，并不能增大搏出量，反而心率過低，心輸出量減少。

(四)后負荷(大動脈血壓)

大動脈血壓為心室射血時所遇到的阻力，稱為心室肌的后負荷在其他因素不變，后負荷增大時，將使心室的等容收縮期延長，射血期縮短，搏出量減少。在生理情況下，搏出量減少造成心室射血末期剩余血量增加，使心室舒張末期充盈量增大，通過前負荷的調節(jié)，可使搏出量恢復到原來的狀態(tài)。