您的心脏每天跳动100000次,泵出血液,穿越的动静脉,从而维持 您的血液循环。从出生后的那一刻起,它便24小时不司断地工作,为全身输送氧气和养份。心脏自身起搏点是窦房结,它位于右心房上部。窦房结接收大脑及其他中枢神经的信 号从而控制心脏搏动以满足身体各部 要。 窦房结传出很小的电信号通过心房,使心房泵出血液到心室,然后电信号至心室使心 室收缩。心房心室的顺序起搏即是心律。
自身的心电系统会出什么问题?
最常见的影自身心律的病变是窦房结及电传导系统的疾病。人工起搏器便在传导系统出问题时或心跳过慢时候起作用。
心电图是反应心脏电传导节律的图。心电图可以帮助医生判断心脏传导系统的情况。
当疾病侵犯窦房结会引起病窦综合症,它表现为不正常的心跳减慢或心动过速和心动 过缓相交替。
过慢的心率也可由于房室之间电传导阻滞引起,这种情况也称A—V阻滞。
心脏的正常和异常电生理特性
心脏节律性地收缩和舒张,是以心肌的生理特性为基础的.心肌具有兴奋性,自律性,传导性和收缩性四种生理特性.前三种是以肌细胞膜生物电活动为基础,总称为电生理特性,表现心脏的兴奋功能,形成心脏内兴奋的发生和传播,并引发收缩.人工心脏起搏亦以心脏电生理特性为基础,以引起心肌的机械收缩为目的,人工心脏起搏与之有密切的关系.
1,自律性与心脏的起搏:心肌能够在没有外来刺激的条件下自动地发生节律性兴奋的特性.自律性的高低用自动兴奋的频率(次/min)来衡量.窦房结的自律性最高,它所发出的冲动直接控制整个心脏的电活动,是正常心脏兴奋的起源部分,称正常起搏点.如由窦房结以外的起搏点发放冲动,暂时或永久控制了心脏,则称为异位节律.
2,传导性与传导障碍:心肌细胞具有传导兴奋的能力.传导性的高低用兴奋的传导速度来衡量.心内传导时间约为0.22s,其中心房内,心室内传导各0.06s,房室交界内传导0.1s.房室交界内传导慢,可使心房兴奋和收缩先于心室,有利于心室的充分充盈;同时该处传导慢,也容易发生传导阻滞.
3,兴奋性与不应期:人工心脏起搏中,能够引起心脏兴奋的最小刺激值即为心脏的起搏阈值.在不应期,非同步起搏脉冲可能落在心室易颤期,而引起致命性心律失常.
刺激
stimulus
作用于活体系统(细胞、组织、器官以至生物整体)并引起其反应的动因(内外环境的多种变化)。按其性质,刺激可分为电、光、声、冷热或机械等物理性刺激,以及各种化学性刺激;按其效应,刺激又可分为使生物组织、器官显示其功能或增强其功能的兴奋性刺激和使生物功能消失或减弱的抑制性刺激。
生物体中的所有细胞都具有对刺激作出反应的性质,即应激性,但不同细胞的敏感程度和反应程度却有明显差异。神经与肌肉细胞对刺激敏感,反应显著,很小能量变化的刺激,就能导致它们从静息状态迅速转入兴奋状态,产生冲动,即动作电位。因此,又把神经与肌肉细胞具有的这种应激特性叫做兴奋性。
引起神经或肌肉兴奋的刺激种类很多,如各种化学刺激、机械刺激、改变渗透压的物理化学刺激等。
瞬时的单一电刺激只要达到一定强度,就会引起神经纤维或细胞产生一个动作电位。能引起反应最弱的刺激叫阈刺激,其强度值称为阈强度。在达到阈值后再增强电刺激的强度,并不能引起更大的反应。生理学上把这种阈下刺激无反应,阈刺激和阈上刺激在单个神经纤维或肌肉细胞都出现同一幅度和时程的反应叫做全或无定律。在一个有效刺激后的很短时间内,神经纤维对下一个刺激不发生反应,这段时间叫做不应期。刺激可兴奋组织或细胞,需要有一定量的电荷通过才能引起其兴奋。这个量的大小与组织或细胞功能状态有关。一般情况下可将阈强度的大小作为反映组织兴奋性的指标;引起组织兴奋的阈强度低,说明它的兴奋性高,反之则其兴奋性低。
心脏的生物电传导系统
在心肌中,有一些特殊的心肌细胞,它们或聚集成团,或排列成束,形成了大大小小的“发电厂”,不断地发出脉冲电流。位于右心房上腔静脉入口处的窦房结,可以称得上是生物电的“源头”。在正常情况下,房室结和一些分布于心脏肌肉内的“小发电厂”(神经节)不发出生物电,以保证整个心脏用同一节律跳动。 窦房结发出的电流,经过房室束,传到房室结,然后再经希氏束,分左、右两条束支,传到左、右心室。每一次窦房结发出的脉冲生物电,就是经过这一线路,顺序传递到整个心脏,引发心脏的搏动。 心脏所发出的生物电流是极为微弱的,需用特殊的“电表’才能将它测出来。50多年前,心电图机问世,使心脏的电活动能用图像清晰地显示出来,为临床诊断和治疗提供了十分有用的指导。 目前使用的心电监护仪器更加先进,已能使心脏每分每秒的活动,置于医生的严密监视之下。过去是直接观察,现在已可进行遥控;应用心电起搏装置,显著提高了心脏疾病的治疗水平。
心脏的休息和工作 心脏在人的一生中之所以能够不停地搏动而不疲倦,其原因之一在于它的活动具有节律性。心脏怎样有节律地活动呢?这可以分析心脏每搏动一次,心房和心室的舒缩情况来说明。心脏每搏动一次的具体过程,简单地说,先是两个心房收缩,此时两个心室舒张;接着两个心房舒张,随后两个心室收缩;然后全心舒张。心脏就是这样有节律地搏动的。如果心率是75次/min,则心脏每跳动一次所需的时间如下图所示,即为0.8 s(60 s/75=0.8 s)。其中心房只“工作”(收缩)了0.1 s,却“休息”(舒张)了0.7 s;心室“工作”了0.3 s,却“休息”了0.5 s(下图)。可见,心脏每搏动一次,心房、心室的舒张期比收缩期长一些,这样就使心肌有充分的时间休息,并使血液充分回流到心脏,因此,在人的一生中,心脏能不停地搏动而不疲倦。
生物电
电在生物体内普遍存在,生物学家认为,组成生物体的每个细胞都是一合微型发电机.细胞膜内外带有相反的电荷,膜外带正电荷,膜内带负电荷,膜内外的钾、钠离子的不均匀分布是产生细胞生物电的基础.但是,生物电的电压很低、电流很弱,要用精密仪器才能测量到,因此生物电直到1786年才由意大利生物学家伽伐尼首先发现. 人体任何一个细微的活动都与生物电有关.外界的刺激、心脏跳动、肌肉收缩、眼睛开闭、大脑思维等,都伴随着生物电的产生和变化.人体某一部位受到刺激后,感觉器官就会产生兴奋.兴奋沿着传入神经传到大脑,大脑便根据兴奋传来的信息做出反应,发出指令.然后传出神经将大脑的指令传给相关的效应器官,它会根据指令完成相应的动作.这一过程传递的信息——兴奋,就是生物电.也就是说,感官和大脑之间的“刺激反应”主要是通过生物电的传导来实现的.心脏跳动时会产生1~2 毫伏的电压,眼睛开闭产生5~6毫伏的电压,读书或思考问题时大脑产生0.2~1毫伏的电压.正常人的心脏、肌肉、视网膜、大脑等的生物电变化都是很有规律的.因此,将患者的心电图、肌电图、视网膜电图、脑电图等与健康人作比较,就可以发现疾病所在.
在其他动物中,有不少生物的电流、电压相当大.在世界一些大洋的沿岸,有一种体形较大的海鸟——军舰鸟,它有着高超的飞行技术.能在飞鱼落水前的一刹那叼住它,从不失手.美国科学家经过10多年研究,发现军舰鸟的“电细胞”非常发达,其视网膜与脑细胞组织构成了一套功能齐全的“生物电路”,它的视网膜是一种比人类现有的任何雷达都要先进百倍的“生物雷达”,脑细胞组织则是一部无与伦比的“生物电脑”,因此它们才有上述绝技.
还有一些鱼类有专门的发电器官.如广布于热带和亚热带近海的电鳐能产生100伏电压,足可以把一些小鱼击死.非洲尼罗河中的电 缩,电压有400~500伏.南美洲亚马孙河及奥里诺科河中的电级,形似泥锹、黄绍,身长两米,能产生瞬间电流2安培,电压800伏,足可以把牛马甚至人击毙在水中,难怪人们说它是江河里的“魔王”.
植物体内同样有电.为什么人的手指触及含羞草时它便“弯腰低头”害羞起来?为什么向日葵金黄色的脸庞总是朝着太阳微笑?为什么捕蝇草会像机灵的青蛙一样捕捉叶子上的昆虫?这些都是生物电的功劳.如含羞草的叶片受到刺激后,立即产生电流,电流沿着叶柄以每秒14毫米的速度传到叶片底座上的小球状器官,引起球状器官的活动,而它的活动又带动叶片活动,使得叶片闭合.不久,电流消失,叶片就恢复原状.在北美洲,有一种电竹,人畜都不敢靠近,一旦不小心碰到它,就会全身麻木,甚至被击倒.
此外,还有一些生物包括细菌、植物、动物都能把化学能转化为电能,发光而不发热.特别是海洋生物,据统计,生活在中等深度的虾类中有70%的品种和个体、鱼类中70%的品种和95%的个体,都能发光.一到夜晚,在海洋的一些区域,一盏盏生物灯大放光彩,汇合起来形成极为壮观的海洋奇景.
科学家揭开生物电产生奥秘
20世纪50年代,科学家揭开了其中奥秘。原来,生物的每个细胞都有完整的细胞膜,细胞膜有两层脂肪分子,细胞内带电离子必须通过离子通道才能穿过细胞膜。在平时,细胞内钾离子多,细胞外溶液中钠离子多,细胞内外产生电位差,这就是膜电位。一旦细胞膜通道打开,细胞外高浓度溶液流向细胞内,就产生动作电位。一个个肌肉细胞排列整齐,上面布满神经,这就像把一个个小电池串联起来那样,虽然每个电池只有0.1伏特,如果有亿万个这样小电池的话,那么它的电压就不小了。这就是有些生物的生物电有那么高电压的原因。了解生物电的来龙去脉后,人们就用它来为人类造福。
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