1）心室肌细胞的分类及特点

根据心肌细胞的结构和功能可将心肌细胞分为下述两类。

①非自律细胞：普通的心肌细胞又称工作细胞，包括心房和心室肌细胞。它们具有接受外来刺激，产生兴奋并传导兴奋以及收缩的能力，但不能自动产生兴奋。

②自律细胞：特殊分化的心室肌细胞，主要为P细胞和浦肯野细胞，P细胞主要存在于窦房结中，浦肯野细胞分布在除窦房结和房室结以外的所有心脏传导系统中，是心脏的特殊传导系统。此类细胞能自动地、节律性地产生兴奋，但基本丧失了收缩能力，故属于自律细胞。

2）普通心室肌细胞的跨膜电位及形成机制

（1）静息电位

心室肌细胞与神经细胞、骨骼肌细胞的静息电位基本相同，主要是钾离子外流所达到的平衡电位。在安静状态下，心肌膜内、外的电位为0 mV，心肌膜内的电位约为-90 mV，即膜内电位比膜外电位低90 mV，此状态称为极化。

（2）动作电位

心室肌细胞受到刺激兴奋后即会产生动作电位，由去极化和复极化两部分组成，整个动作电位可分为0、1、2、3、4五个时期，其中0期为去极化过程，1、2、3、4为复极化的过程，与骨骼肌相比，它的形式比较复杂，时程也长得多。现将心肌动作电位的各个时期分述如下。

心室肌细胞动作电位及主要离子活动如图4.1所示。

图4.1　心室肌细胞动作电位及主要离子活动

①0期（去极化）：表现为膜内电位由-90 mV迅速上升到20～30mV，构成了动作电位的上升支，心室肌细胞的0期过程幅度大、速度快，仅1～2 ms就可完成，除极化速度可达200～400 V/s。膜内电位由0 mV转化为正电位的整个过程称超射，又称反极化。

0期除极化的机制主要由Na+的快速内流所致。在静息状态下，心室肌细胞膜上的Na+通道是关闭的，当心室肌细胞受到刺激时，细胞膜上的部分Na+通道激活开放，少量Na+内流造成膜的部分去极化，膜电位绝对值下降，当电位降到阈电位（-70 mV）时，Na+通道全部开放，膜外Na+顺电、化学梯度快速进入膜内，在膜内电位达到0电位时，膜外Na+仍可随膜内、外浓度梯度继续内流，直至接近钠平衡电位，形成动作电位的上升支。因为钠通道激活快，失活也快，开放时间很短，因此称为快通道。心室肌、心房肌和浦肯野细胞都属于快反应细胞，它们所形成的电位称为快反应电位。钠通道可被河鲀毒选择性地阻断。

当心室肌细胞去极化达到峰值后，由于Na+通道的失活关闭，就开始分阶段的复极化，复极过程包括1、2、3、4四个时期。

②1期（快速复极初期）：去极化达顶峰后立即快速下降到0电位水平的时期，历时约10 ms。1期形成的机制为Na+通道失活、Na+停止内流，同时出现由K+外流引起的一种短暂的外向电流，使膜内电位快速降低。0期除极和1期复极共同构成了动作电位的锋电位。

③2期（缓慢复极或平台期）：当电位降至0 mV左右后，复极化速率变得很缓慢，膜内电位基本上停滞于0 mV左右，细胞膜两侧呈等电位状态，记录曲线形似平台，因此又称为平台期。2期形成的机制是由于Ca2+持续缓慢内流的同时，少量K+通过慢钾通道外流，最终使内向离子电流和外向离子电流达到动态平衡。平台期电位稳定于0mV左右可达100～150ms。

④3期（快速复极末期）：复极化速度加快直至膜内电位降回-90 mV。3期形成的机制是Ca2+通道已经失活，内向离子流消失，膜对K+的通透性恢复并升高，膜内K+顺电、化学梯度大量流出膜外，造成膜的复极化，占时100～150 ms。(www.daowen.com)

⑤4期（静息期）：指膜电位复极完毕，恢复正常的时期。虽然此时膜电位已经恢复，但在动作电位中产生了大量的离子跨膜转运，使膜内外离子浓度与静息时不一致，在Na+-K+泵的作用下，离子恢复成细胞外Na+内K+的高势能，使心肌恢复正常的兴奋能力。

心室肌细胞动作电位及主要离子活动如图4.1所示，其各个时期的电位变化、持续时间以及原理见表4.1。

表4.1　心室肌细胞动作电位各个时期

3）自律细胞的跨膜电位及形成机制

（1）浦肯野细胞的跨膜电位及特征

浦肯野细胞动作电位的0、1、2、3期的波形、幅度和形成机理与心室肌细胞的相似，只是持续时间较长，但4期则不同。浦肯野细胞4期复极时的膜电位并不稳定于静息电位水平，而是出现缓慢的自动除极现象。因此，浦肯野细胞4期复极起始部的电位就不称为静息电位，而称为舒张期最大电位或最大复极电位。浦肯野细胞的舒张期最大电位约为-90 mV，随着缓慢复极化，当膜电位达到阈电位（-70 mV）时，快Na+通道被激活、开放，即可触发一次动作电位。由于浦肯野细胞主要是通过快Na+通道的激活而兴奋的，故称为快反应自律细胞。浦肯野细胞4期自动除极的离子基础是随时间而逐渐增强的内向电流和逐渐衰减的外向K+电流引起的（表4.2）。

表4.2　浦肯野细胞动作电位各个时期

（2）窦房结P细胞的跨膜电位及特征

P细胞的动作电位只有0、3和4期，无1、2期。动作电位的幅值也小，约70 mV，最大复极电位为-60～-65 mV，超射也小。P细胞4期自动除极是由随时间而增长的净内向电流所引起。这个净内向电流由3部分组成：

①间依赖性的K+外流逐渐衰减。

②进行性增强的内向离子流，主要是Na+流。

③T型钙通道激活和钙内流。T型钙通道的阈电位为-50～-60 mV，离P细胞最大复极电位很近。

窦房结P细胞动作电位及主要离子活动如图4.2所示。

图4.2　窦房结P细胞动作电位及主要离子活动