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第七章:循环与运动一、心肌的生理特性二、心动周期及周期中各种变化三、心输出量和心脏做功四、血管中的血压与血流五、心血管活动的调节六、运动对心血管活动的影响一、心脏的一般结构右心：泵血入肺循环；左心：泵血入体循环。定义:心脏和血管组成了机体的血液循环，血液在其中按一定方向周而复始流动称为血液循环功能：运输O2、CO2、营养物质、代谢产物、激素和其他体液因子；调节体温等。分泌生物活性物质，如心钠素。意义：血液循环对生命活动的正常进行起至关重要的作用，血液循环一旦停止，生命也随之终结。第一节心脏生理一、心肌的生理特性心肌细胞的类型：1普通的心肌细胞工作细胞2特殊分化的心肌细胞自律细胞心肌的生理特性心肌具有自动节律性、传导性、兴奋性和收缩性。前三种特性都是以肌膜的生物电活动为基础，故又称为电生理特性。心肌的收缩性是指心肌能够在肌膜动作电位触发下产生收缩反应的特性，是心肌的一种机械特性。1.兴奋性:心肌细胞具有对刺激产生兴奋的能力,即受到一个有效刺激作用后会产生动作电位的能力。2.自动节律性:心脏特殊传导系统内的自律细胞能自动地发生节律性兴奋。（工作细胞无）窦性心律、窦性心动徐缓3.传导性:所有心肌细胞均具有传导性。其中特殊传导组织的自律性较一般心肌细胞高。4.收缩性:心肌兴奋后也能产生缩短反应。（自律细胞无）其特点如下:1.对细胞外液的Ca2+浓度有明显的依赖性2·全或无同步收缩3·不发生强直收缩传导过程窦房结↓↓结间束房间束（优势传导通路）↓↓房室交界心房肌↓房室束↓左、右束支↓浦肯野纤维↓心室肌一、兴奋性所有心肌细胞都具有兴奋性,心肌细胞受到刺激时产生兴奋反应的能力称为心肌细胞的兴奋性。与骨骼肌和心肌相比，有其自身的特征。与神经或骨骼肌一样，心肌细胞兴奋性总要经历有效不应期、相对不应期和超常期，然后才恢复到正常这样一段周期性变化（一）心肌细胞的生物电现象1不同于骨骼肌和神经细胞2不同的心肌细胞，其跨膜电位的幅度、持续时间、波形、产生机制亦不相同•0期：Na离子内流1期：K离子外流2期：Ca离子内流和K离子外流3期：K离子外流4期：离子的主动转运，恢复膜内外正常的离子浓度（自律细胞4期膜电位不稳定）AP机制：工作细胞的跨膜电位及其形成机制离子细胞内液细胞外液平衡电位钠30140+41钾1404-94钙0.00012+132氯30104-33(mmol/L)(mmol/L)(mV)（二）兴奋性的影响因素①静息电位或最大复极电位水平静息电位绝对值增加，与阈电位之间的距离加大，兴奋性下降。反之，兴奋性则升高。②阈电位水平阈电位水平上移→与静息电位之间的距离加大，兴奋性下降。反之，兴奋性则升高。③Na+通道的性状Na+通道有备用、激活和失活三种状态。备用状态Na+通道可被激活开放，细胞的兴奋性正常；激活状态的Na+通道已经开放，不可能再开放；失活状态的Na+通道不能被激活，因此，Na+通道处于激活和失活状态时，细胞的兴奋性暂时丧失。（三）兴奋性的周期性变化心肌一次兴奋过程中兴奋性的周期性变化心肌发生兴奋后，兴奋性将经历有效不应期、相对不应期和超常期等时期。心肌一次兴奋过程中兴奋性的周期性变化的原因是由于膜电位的改变引起的钠通道性状的变化，特点表现为有效不应期特别长，相当整个心肌的收缩期和舒张早期。其生理意义是使心肌不会产生强直收缩,始终保持收缩和舒张交替进行。RP：同前AP的特点：1复极过程复杂2持续时间长3升降支不对称RP、AP及其分期二、自律性组织细胞能自动发生节律性兴奋的特性。衡量指标：自动兴奋的频率自律性与自律组织的关系正常起搏点：主导心脏兴奋和跳动的正常部位（窦房结）。潜在起搏点：正常情况下不表现本身自律性的自律组织。异位起搏点：异常情况控制心脏兴奋和跳动的潜在起搏点。三、传导性传导性:所有心肌细胞均具有传导性。其中特殊传导组织的自律性较一般心肌细胞高。优势传导通路：在窦房结与房室交界之间有一些排列比较整齐的心房肌细胞，其传导速度较其他心房肌细胞快，在功能上构成心房的优势传导通路。前节间束分支连接左、右心房，其传导速度可达1m/s，因此左、右心房可以几乎同时收缩。1.心脏特殊传导系统的组成和分布：窦房结：P细胞、过渡细胞优势传导通路：卵圆窝前方等处的心房肌纤维房室交界：房结区、结区、结希区房室束及其分支：浦肯野细胞浦肯野纤维网：浦肯野细胞2.心内兴奋传播途径：特殊传导系统（含优势传导通路）特点：①房室交界的传导速度最慢②浦氏纤维网的传导速度最快房室延搁的意义：使心室在房缩完成后（心室充分充盈）才开始收缩以确保射血四、收缩性其特点有：（1）同步收缩又称心肌收缩的“全或无”现象，由于心肌细胞间有低电阻的闰盘相互连接，使整个心房或心室几乎同时兴奋和收缩。闰盘intercalateddisk心肌细胞之间的连接，呈阶梯形。横位部分有中间连接和桥粒－连接牢固纵位部分有缝隙连接－信息传导，同步舒缩（2）对细胞外Ca2+的依赖性大心肌细胞的终末池不发达，储存的Ca2+较少，兴奋—收缩藕联所需的Ca2+来自细胞外液。（3）不发生强直收缩心肌细胞有效不应期特别长，从心肌收缩开始一直到舒张中期，这保证了心肌总是收缩和舒张交替进行，有利于充盈和射血功能的完成。代偿性间歇在期前收缩之后，由窦房结下传的兴奋往往落在期前收缩的有效不应期内,不能引起心室兴奋和收缩,使期前收缩之后往往出现一段较长时间的舒张期称为代偿性间歇期前收缩在有效不应期后、下一次窦房结产生的兴奋下传到达之前，由于异常刺激(人工或病理性刺激)作用于心肌，使心肌产生一次额外的兴奋和收缩,称为期前收缩心动周期与心电图(一)心动周期与心率心房或心室每收缩和舒张一次，称为一个心动周期(cardiaccycle)。心动周期的长短与心率有关,心率是每分钟心脏搏动的次数。每个人的心率增加都有一定的限度，这个限度叫最大心率(又称极限心率，HRmax)，最大心率(次/分)=220－年龄(岁)。心率是了解循环系统机能的简单易行指标。在运动实践中常用心率来反映运动强度和生理负荷量，并用于运动员的自我监督或医务监督。优点：以控制检测，无损伤。二、心脏的泵血过程和机制通常将心脏泵血过程划分为七个时相：等容收缩期、快速射血期、减慢射血期、舒张前期、等容舒张期、快速充盈期、减慢充盈期。(一)心房的初级泵血功能心房收缩↓心房容积↓↓房内压↑(右房↑4-6mmHg)(左房↑6-7mmHg)↓房室瓣开放（动脉瓣处关闭状态）↓进一步挤血入心室（占心室充盈量25%）↓心房舒张（75%由大静脉V经心房流入心室）（二）心室的泵血（射血与充盈过程）1.心室收缩期(1)等容收缩期：心室开始收缩↓室内压急剧↑（左室内压↑近80mmHg）↓房室瓣关闭(动脉瓣仍处于关闭状态)（不射血、容积不变）↓继续收缩↓快速射血期减慢射血期●等容收缩期的特点：①其时程长短与与肌缩力、后负荷有关：肌缩力↓→等容收缩期↑后负荷↑→等容收缩期↑②房室瓣、动脉瓣处关闭状态；产生第一心音③等容收缩末的动脉压最低；④室内压上升速度最快。（2）快速射血期：心室继续收缩↓室内压＞动脉压↓动脉瓣开放（房室瓣仍处于关闭状态）↓迅速射血入动脉（占射血量70%）↓心室容积迅速↓室内压可因心室肌继续收缩而升高至最大值↓减慢射血期特点：①快速射血期末室内压与主动脉压最高；②用时少(≈收缩期1/3)，射血量大。(3)减慢射血期：迅速射血入动脉后↓心室容积继续↓↓室内压＜动脉压↓血液的动能较大，继续射血入动脉（占射血量30%）↓心室容积继续↓↓心室舒张前期特点：①用时长（≈收缩期2/3），射血量少；②因外周血管的阻力作用，血液的动能在主动脉转变为压强能，使动脉压略＞室内压。2.心室舒张期(1)等容舒张期：心室开始舒张↓室内压迅速↓（室内压=动脉压）↓动脉瓣关闭↓心室继续舒张↓室内压急剧迅速↓(室内压仍＞房内压房室瓣仍处于关闭状态)（容积不变、血液不流）↓快速充盈期特点：①动脉瓣、房室瓣都处于关闭状态；②动脉瓣关闭产生第二心音。等容舒张期末↓室内压↓（室内压＜房内压）↓房室瓣开放↓心室继续舒张↓室内压↓(室内压更房内压负压)↓心房和大V内的血液快速入室（占总充盈量2/3）↓心室容积迅速↑特点：快速充盈期末的室内压最低。(2)快速充盈期(3)减慢充盈期：随着心室内血液的充盈，心室与心房、大V间的压力差减小，血液流入心室的速度减慢。其前半期为大V的血液经心房流入心室；后半期为心房收缩期的挤血入心室。③心动周期中的压力变化：最高：室内压：快速射血期初动脉压：快速射血期末最低：室内压：等容舒张期初动脉压：等容收缩期末④后负荷：后负荷↑↓等容收缩期延长↓射血期缩短↓射血量↓①心动周期中的4对矛盾：心脏缩与舒（容积大小,主要矛盾）压力升与降瓣膜开与关血液进与出②心动周期中的瓣膜变化：房室瓣关：等容收缩期初房室瓣开：快速充盈期初动脉瓣关：等容收缩期初动脉瓣开：快速射血期初三、心音用听诊器在胸壁某些部位听到的、由心脏瓣膜关闭和血流冲击心室壁引起的振动所产生的声音。心音特征产生主要原因最响部位意义第一心音音调较低、持续时间较长房室瓣关闭，血流冲击房室瓣引起心室壁振动和血液射出冲击大动脉壁引起振动所致。心尖部标志心室收缩开始第二心音音调较高、持续时间较短动脉瓣关闭，血流冲击大动脉根部和心室内壁引起振动所致。胸骨旁第2肋间标志心室舒张开始第三心音青年人偶尔听到，音调较低，振幅小血流速度突然改变产生于快速充盈期末第四心音老年人偶尔可用心音记录仪记录听到，音调较低，振幅小心房收缩将血液挤入心室引起的振动所致产生房缩期开始四心电图心电图是用心电图机在机体体表记录到的反映心脏电变化的波形，反映了心脏兴奋的产生、传导和恢复过程中的生物电变化。（二）心肌细胞的除极、复极过程和动作电位•心肌细胞在兴奋时所发生的电位变化称为动作电位，包括心肌细胞的除极和复极过程分为去极化的0相和复极化的1、2和3相，4相为静息期。心肌细胞AP示意图一、典型心电图心电图由一系列不相同的“波组”构成。一个典型的心电图包括下述各波及波段：P波（Pwave）：反映左右心房的电激动过程电位和时间的变化。P-R间期（P-rinterval）：代表心房开始除极至心室开始除极的时间。QRS波群（QRSComplex）反映左右心室除极过程电位和时间的变化，典型的QRS波群包括三个相连的波。第一个向下的波为“Q”波；继之向上的波为“R”波；继R波之后的向下波为“S”波。S-T段（S-Tsegment）从QRS波群终点到T波起点的线段，反映心室早期复极过程电位和时间的变化。T波（Twave）反映晚期心室复极过程电位的变化。U波（Uwave）代表心肌活动的“激后电位”（afterpotential）.Q－T间期（Q-tinterval）：从QRS波群起点到T波终点的时间；反映心室除极和复极的总时间。（二）心率的计算方法1.测定邻近2个P-P间隔的时间（代表一个心动周期），然后代入以下公式：心率＝60/P-P或R-R间期（s）例如R-R间隔平均为0.8s，心率便是75次/分。或自R-R间隔推算心率表查表。2.数30大格相当于6秒钟距离中P或R波的数目，乘以10，便得出一分钟心房或心室率，此法常用于计算心率不齐者的平均心率。波形持续时间(秒)波幅mV意义与心肌细胞动作电位的对应关系P波0.08-0.110.05-0.25反映左、右两心房去极化过程心房肌动作电位0期QRS波群0.06-0.10不定反映左、右两心室去极化过程心室肌动作电位0期T波0.05-0.250.1-0.8反映心室复极化过程的电变化心室肌动作电位2期末和3期PR间期0.12-0.20代表窦房结产生的兴奋从心房传至心室所需的时间QT间期0.32-0.44代表心室去极和复极全过程所需的时间心室肌动作电位0~4期ST段0.05-0.15基线代表心室肌细胞全部处于动作电位平台期,各部分间无电位差的时期心室肌动作电位2期反映心脏功能的指标•1.心输出量：有两种表示方法，即每搏输出量与每分输出量。2.心率：每分钟心跳的次数，安静时60—100次/分，但与年龄、性别、生理状态有关。3.心力贮