数理演讲比赛.PPTVIP

數理演講比賽 心臟電流是如何產生的？ 簡介 自古以來，人們一直認為心臟是人類最重要的器官，常言道：「心、肝、脾、肺、腎」，心居首位，可見其之重要。我們身體上的營養物質隨著血液，透過心臟的泵送，輸送到身體各處。究竟，是甚麼力量賦予下，使心臟能夠不停地跳動？那就是心臟電流。 分析 電流是電子的流動，也可以是離子的流動。 人體細胞中充滿了電解質、或帶電的離子與分子。因此，細胞是個小「離子包」，人體則是一個大離子包。這些帶電的原子、分子在人體正常體溫下，無時無刻不在動，也就是隨時都在來電，產生電流。人體中的電流以離子(電)流主，電流使得了心臟跳動。 分析 心臟電流的產生主要因為離子的流動而產生，與心臟電流有關的離子主要為K+ 、Na+ 及Ca2+三種。 離子有所流動，其主因是細胞膜內外離子具有濃度差，且細胞膜可視作一半透膜，滲透作用兩大條件皆備，離子從高濃度一方向低濃度移動，形成離子的流動，亦即心臟電流。 分析 心室肌細胞的跨膜電位與普通的骨骼肌細胞有所區別。兩者均有靜息電位及動作電位，但心室肌細胞的動作電位可分為0、1、2、3、4五期。 分析－－靜息電位 心室肌靜息電位的形成與骨骼肌和神經纖維的有著相似的形成機制，其值為-90 mV。細胞膜內外的離子濃度分布存在差異。膜內的鉀離子濃度是膜外的35倍。而膜外的鈉離子則比膜內要高。這樣兩種離子就在膜兩邊形成了濃度差。 靜息狀態的細胞膜對鉀離子有一定通透性，而對鈉離子的通透性則要低得多。K+由細胞膜內向外流動的平衡電位是構成心室肌細胞靜息電位的主要部分。 分析－－動作電位（去極化） 0期，又稱為「去極化過程」。這是由於心室肌細胞在刺激下，少量電壓門控式Na+通道開放，造成膜內電位上升，即去極化。當電位超過一「閾值」（-70 mV）時，Na+通道大量開放，導致急劇的去極化過程出現。直到Na+到達其平衡電位（+30 mV）為止。這就是圖中陡峭的上升支。 分析－－動作電位（復極化） 1期，「快速復極初期」。這是膜內離子外流，主要是K+，造成的。1期和0期形成所謂的尖峰期。 分析－－動作電位（復極化及恢復期） 3期，「快速復極末期」。此期鈣離子通道關閉，鈣離子內流停止。而鉀離子通道的通透性增大，使得之一過程變快。膜內電位恢復到-90 mV。 總結 心臟電流的產生離不開離子的活動，而離子主要是鉀、鈉、鈣三類，透過一系列的活動，使得心臟能夠透過電流，週而復始地活動起來。 * * 下面以工作心肌細胞為例作解釋： 2期，「緩慢復極期」。這個時期有被稱為 「平台期」。過程緩慢。該時期，Ca2+的內 流和K+的外流使得膜電位穩定維持在0 mV左 右。而Ca2+的內流主要是通過慢鈣離子通道 實現的。而此時的鉀離子通道，整體來說， 通透性不高，激活和失活慢。所以兩種離子 的對流過程均顯得緩慢。 4期，「恢復期」。細胞膜上的鈉鉀泵，鈣泵和鈉鈣交換體活動，以恢復靜息電位時的離子濃度。 ~完~ 梁俊傑（高二A） 曾霖（高二A）