心血管核心知识库

Appearance

18 The Cardiac Action Potential ​

⚡️ 核心考点 (30s速读)

  • 核心考点：心脏动作电位是心肌细胞电活动的基础，其产生依赖于多种离子通道的协同作用。理解快反应与慢反应动作电位的各时相、对应的离子流及其门控特性，是掌握心律失常机制和抗心律失常药物作用原理的关键。
  • 临床意义：离子通道功能障碍是多种遗传性心律失常（如长QT综合征、Brugada综合征）的病理基础。抗心律失常药物（如I-IV类）主要通过影响特定离子通道（钠、钾、钙）的活性来发挥作用。

🧠 深度精讲 ​

  • 离子通道的一般特性：离子通道是贯穿细胞膜的蛋白质，具有选择性通透性，能根据离子的大小和电荷进行区分。它们通过门控机制开放或关闭，主要分为电压门控通道（响应膜电位变化）和配体门控通道（响应化学物质结合）。例如，心脏钠通道（NaV1.5）具有激活门（M门）和失活门（H门），使其存在关闭、开放和失活三种状态。
  • 平衡电位与静息膜电位：
    • 平衡电位：指恰好抵消某种离子因浓度梯度而产生的扩散力所需的跨膜电压。此时，该离子的净电化学梯度为零，无净流动。对于钾离子（K⁺），其平衡电位（E_K）约为-90mV，是形成静息膜电位的主要驱动力。
    • 静息膜电位：主要由钠钾泵（Na⁺/K⁺-ATP酶）的活动建立。该泵每消耗1分子ATP，将3个Na⁺泵出细胞，同时将2个K⁺泵入细胞，直接造成膜外正电荷略多（膜内相对为负），并建立了Na⁺（外高内低）和K⁺（内高外低）的浓度梯度。静息时，细胞膜对K⁺的通透性远高于Na⁺，K⁺顺浓度梯度外流是形成负值静息膜电位（约-85mV至-90mV）的主要离子基础。
  • 快反应与慢反应动作电位：
    • 快反应动作电位：见于心房肌、心室肌和浦肯野纤维。其特点是去极化迅速，由快速钠内流（I_Na） 介导。时相包括：
      • 0相（快速去极化期）：膜电位达到阈值，电压门控钠通道快速激活开放，大量Na⁺内流。
      • 1相（快速复极初期）：钠通道失活，同时瞬时外向钾电流（I_to）激活，K⁺外流。
      • 2相（平台期）：内向的L型钙电流（I_Ca-L）与外向的延迟整流钾电流（I_K）形成平衡，膜电位维持相对稳定。这是心肌动作电位时程长的关键。
      • 3相（快速复极末期）：钙电流失活，而延迟整流钾电流（尤其是I_Kr）进一步增强，K⁺外流加速，膜电位迅速复极。
      • 4相（静息期）：膜电位恢复并稳定在静息水平，钠钾泵和钠钙交换体活动恢复离子平衡。
    • 慢反应动作电位：见于窦房结和房室结细胞。其特点是去极化缓慢，幅度低，由L型钙内流（I_Ca-L） 介导。4期存在自动去极化，是自律性的基础，主要由起搏电流（I_f，一种由Na⁺和K⁺携带的混合电流） 和衰减的钾外流等共同作用。

📚 双语术语表 (Terminology) ​

英文术语中文翻译定义/解释
Cardiac Action Potential心脏动作电位心肌细胞膜电位发生的一系列快速、有序的波动，是心脏电兴奋的基础。
Ion Channel离子通道细胞膜上允许特定离子被动通过的蛋白质孔道，具有选择性和门控特性。
Selectively Permeable选择性通透离子通道根据离子的大小和电荷区分并允许特定离子通过的特性。
Gating门控离子通道在特定刺激（如电压变化、配体结合）下开放或关闭的特性。
Voltage-gated Channel电压门控通道其开放或关闭受膜电位变化调控的离子通道。
Ligand-gated Channel配体门控通道其开放或关闭受特定化学物质（配体）结合调控的离子通道。
Equilibrium Potential平衡电位某种离子净电化学驱动力为零时的膜电位，由该离子的跨膜浓度梯度决定。
Resting Membrane Potential静息膜电位细胞未受刺激时，细胞膜内外两侧存在的稳定电位差，通常内负外正。
Sodium-Potassium Pump (Na⁺/K⁺-ATPase)钠钾泵（钠钾ATP酶）一种消耗ATP的膜蛋白，主动将3个Na⁺泵出细胞，2个K⁺泵入细胞，建立离子浓度梯度。
Fast Response Action Potential快反应动作电位由快速钠电流介导的、去极化速率快、幅度高的动作电位，见于工作心肌细胞。
Slow Response Action Potential慢反应动作电位由L型钙电流介导的、去极化速率慢、幅度低的动作电位，见于窦房结、房室结细胞。
Depolarization去极化膜电位绝对值减小（如从-90mV变为-70mV）的过程。
Repolarization复极化膜电位从去极化状态恢复至静息电位水平的过程。
Inactivation失活离子通道在开放后进入的一种不应期状态，此时即使刺激存在，通道也无法开放，需复极化后才能恢复。

🗺️ 知识图谱 ​