15第四章 血液循环

第四章血液循环第一节心脏的生物电活动第三节血管生理第二节心脏的泵血功能第五节器官循环第四节心血管活动的调节BloodCirculation【目的与要求】掌握工作细胞的跨膜电位及其形成机制，影响自律性、兴奋性、传导性的因素，有效不应期的意义。熟悉窦房结细胞的动作电位及其形成机制，正常/异位起搏点。掌握心动周期、搏出量、心输出量、射血分数、心指数概念。心脏的泵血过程，心泵血功能调节。掌握动脉血压概念、正常值、形成和影响因素。组织液生成。中心静脉压概念、正常值、意义。掌握心交感、心迷走神经及其作用，心血管中枢，颈动脉窦和主动脉弓压力感受性反射(过程及意义)。肾上腺素和去甲肾上腺素。熟悉冠脉循环的生理特点；冠脉血流量的调节。了解:本章其他内容心肌类型:1.工作细胞：心房肌细胞，心室肌细胞2.特殊分化的心肌细胞:自律细胞：P细胞，浦肯野细胞非自律细胞：过渡细胞，结区细胞第一节心脏的生物电活动窦房结：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)心脏特殊传导系统的组成和分布一、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制跨膜电位:静息电位(RP),动作电位(AP)内向电流:去极化外向电流:复极化或超极化表4-1心肌细胞内液和外液中几种主要离子的分布离子浓度(mmol/L)平衡电位(mV)细胞内液细胞外液Na＋10145+70K＋1404-94Ca2＋10-42+132Cl-9104-65IK1钠内向背景电流IP(一)工作细胞的跨膜电位及其形成机制1.静息电位(以心室肌细胞为例）2.动作电位SlowFast不同于骨骼肌和神经细胞不同的心肌细胞，其跨膜电位的幅度、持续时间、波形、产生机制亦不相同心室肌AP特点：①复极过程复杂②持续时间长③升降支不对称2.动作电位机制：(1)0期(去极化过程):INa(2)1期(快速复极初期):Ito(3)2期(平台期):ICa-L,INa,IK(4)3期(快速复极末期):IK,IK1(5)4期(恢复期/静息期):IP,INa-Ca,ICaPIK通道激活Ica-L通道激活Ito通道激活IK1通道激活INa通道激活钾外流2期：是心室肌细胞动作电位区别于神经和骨骼肌细胞动作电位的主要特征。自律细胞AP特点：4期自动去极化①随时间而递增②去极速度较0期的慢③不同自律细胞的4期除极速度不一致043(二)自律细胞的跨膜电位及其形成机制递增性净内向电流的可能原因：①内向电流的逐渐增强②外向电流的逐渐减弱③两者兼有++1.浦肯野细胞（快反应自律细胞）与心室肌细胞比较：①AP相似（2期较长）②4期会自动去极化自动去极化的机制：①If递增②IK递减2.窦房结P细胞（慢反应自律细胞）与浦肯野细胞比较：①最大复极电位及阈电位的绝对值均较小②AP幅度较小（约70mV）0期时程较长（约7ms）且速度较慢③无明显的1、2期④4期速度较快•图4-3窦房结P细胞的动作电位窦房结P细胞的跨膜电位分为0、3、4期机制：0:ICa-L3:IK4:IK递减ICa-TIf递增IK通道失活If通道激活Ica-T通道激活Ica-L通道激活IK通道激活二、心肌的生理特性电生理特性机械特性兴奋性传导性自律性收缩性（一）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1.心脏起搏点正常起搏点：主导心脏正常兴奋和跳动的部位。窦性心律：以窦房结为起搏点的心脏节律。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：异常情况下控制心脏兴奋和跳动的潜在起搏点。异位心律：异位起搏点控制的心脏活动节律。窦房结控制潜在起搏点的机制：①抢先占领②超速驱动压抑（窦房结）2.影响自律性的因素(1)4期自动去极化的速度:正变(2)最大复极电位与阈电位之间的差值:反变abacacdeab(二)兴奋性组织或细胞对刺激产生动作电位的能力。所有心肌细胞都具有兴奋性衡量指标：阈值1.影响兴奋性的因素(1)静息电位与阈电位之间的差值：反变(2)离子通道的状态：静息状态（良好兴奋性）激活状态(离子扩散)失活状态（兴奋性为零）2.兴奋性的周期性变化(1)有效不应期:兴奋性为零=绝对不应期+局部反应期(2)相对不应期:兴奋性低于正常(3)超常期:兴奋性高于正常SNPRRPERP3.兴奋性的周期性变化与心肌收缩活动的关系(1)不产生完全强直收缩:有效不应期特别长,使收缩、舒张交替进行，实现心脏泵血功能SNPRRPERP期前收缩(早搏):在有效不应期之后，心肌受到人工或来自异位起搏点的激动而产生的收缩。代偿间歇:期前收缩后一段较长的心室舒张期。代偿间歇的机制:窦性兴奋冲动落在期前收缩的有效不应期上(2)期前收缩和代偿间歇•图4-6期前收缩与代偿间性歇•箭头示刺激，曲线1～3，刺激落在有效不应期内，无反应。曲线4～6，刺激落在有效不应期之后，引起期前收缩与代偿性间歇(三)传导性细胞传导兴奋的能力。衡量指标：AP的传播速度1.兴奋在心脏内的传播(1)传播途径：特殊传导系统（含优势传导通路）(2)传播速度特点：①房室交界的传导速度最慢②末梢浦肯野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）才开始收缩以确保其射血功能2.影响传导性的因素(1)心肌细胞的结构心肌细胞直径:正变缝隙连接的数量和功能:正变(2)0期的速度和幅度:正变(3)邻近部位膜的兴奋性:正变（四）收缩性衡量指标：收缩力特点：①对细胞外液Ca2＋的依赖性较大②“全或无”式收缩③不发生完全强直收缩三、体表心电图表4-2心电图各波、段(期)的意义及正常值名称意义幅度(mV)时间(s)P波两心房去极化0.05～0.250.08～0.11QRS波群两心室去极化变化较大0.06～0.10T波两心室复极化0.10～1.50.05～0.25PR间期心房开始兴奋到心室开始兴奋所需时间PR段去极化通过房室交界等传至心室肌所需的时间QT间期两心室兴奋的总时程＜0.40ST段两心室处于去极化状态与基线同水平0.05～0.15与基线同水平0.06～0.140.12～0.20第二节心脏的泵血功能心房或心室一次收缩和舒张构成的机械活动周期。一、心动周期收缩期(systole)舒张期(diastole)图4-9心动周期中心房和心室活动的顺序和时间关系二、心脏的泵血过程1.心室收缩期(1)等容收缩期(2)射血期快速射血期减慢射血期2.心室舒张期(1)等容舒张期(2)心室充盈期快速充盈期减慢充盈期心房收缩期图4-10心室收缩和舒张时心瓣膜、血流方向的变化时期主要内容特点时间(s)等容收缩期心室收缩，房内压＜室内压＜动脉压，室内压剧升，0.05房室瓣及动脉瓣均关闭心室容积不变(最高值)快速射血期心室继续收缩，房内压＜室内压＞动脉压，室内压升至峰值，0.10房室瓣关闭，动脉瓣开放，心室快速射血心室容积剧减减慢射血期心室继续收缩，房内压＜室内压＜动脉压，心室容积继续减小0.15房室瓣关闭，动脉瓣开放，心室缓慢射血等容舒张期心室舒张，房内压＜室内压＜动脉压，室内压剧降，0.07房室瓣及动脉瓣均关闭心室容积不变(最低值)快速充盈期心室继续舒张，房内压＞室内压＜动脉压，期末时室内压降至最低，0.11房室瓣开放，动脉瓣关闭，心室快速充盈心室容积剧增减慢充盈期心室继续舒张，房内压＞室内压＜动脉压初始时室内压降至最低，0.22房室瓣开放，动脉瓣关闭，心室缓慢充盈心室容积缓慢增加心房收缩期心房收缩，房内压＞室内压＜动脉压，心房主动射血，0.10房室瓣开放，动脉瓣关闭，心室主动充盈期末心室容积增至最大心动周期中压力、瓣膜和血流的变化心动周期中心房压力的变化:房缩室缩室射血V血入房房血入室房缩a升波V血入房v升波室缩c升波房血入室y降波室射血x降波室缩：室-A压力梯度升高，动脉瓣开，心室射血室舒：房-室压力梯度升高，房室瓣开，心室充盈(75%)房缩：房-室压力梯度升高，心室继续充盈（25%）房舒、室舒：中心V压降低，V回流心房心室在泵血中的作用心音的产生S1调低，较响，持续时间较长，标志心室收缩开始S2调高，较弱，持续时间较短，标志心室舒张开始1.搏出量一侧心室一次收缩射出的血量。三、心脏泵血功能的评定2.射血分数搏出量占心室舒张末期容积的百分比。55%～65%1255570/125703.每分输出量(心输出量):一侧心室每分钟射出的血量。心输出量=心率×搏出量CO=HR×SV=75beats/min×70ml/beat=5250ml/min男：4.5～6.0L/min女：低约10%4.心指数以每平方米体表面积计算的心输出量。静息心指数:安静、空腹时的心指数。3.0～3.5L/(min·m2)5～6L/min1.6～1.7m25.心脏做功量搏功：心室一次收缩所作的功。=搏出量×(平均动脉压－平均心房压)(mmHg)×13.6(g/cm3)×9.807×(1/1000)0.803J60.2J/min每分功：心室每分钟作的功。=搏功×心率四、心泵功能的贮备心输出量安静时：5L/min运动时：25～30L/min最大输出量：一侧心室每分钟射出的最大血量。心力贮备：心输出量随机体代谢需要而增加的能力。1.心率贮备：2～2.5倍160～180次/分2.搏出量贮备：①舒张期贮备15ml②收缩期贮备35～40ml140(ml)1512570554015五、影响心输出量的因素(一)搏出量1.前负荷2.后负荷3.心肌收缩能力1.前负荷或指心室肌的初长度心室舒张末期容积心室舒张末期心房内压力常用心室舒张末期压力来表示前负荷对搏出量的影响心室功能曲线：①15mmHg以下，升支异长自身调节(Staring机制)②15～20mmHg，趋平坦③20mmHg以上，平或轻度下倾原理：肌小节胶原f，肌f走势及排列初长度兴奋-收缩耦联(钙，亲和力)意义：对搏出量进行精细调节，平衡心室射血量和回心血量•图4-12心室功能曲线长度-张力曲线左图：骨骼肌右图：心肌AT：主动张力RT：静息张力通过心肌本身初长度的改变引起心肌收缩强度变化，继而影响搏出量的调节。异长自身调节（Staring机制）意义：防止心室舒张末期压力和容积发生过久和过度的改变心室充盈量=静脉回心血量+心室射血后剩余血量静脉回心血量取决于：①心室充盈时间：正变②静脉回流速度：正变充盈量大,搏出量多；充盈量少，搏出量少。主A压越高，等容收缩期越长，射血时间推迟并缩短，心肌缩短程度和速度降低，射血速度减慢，搏出量减少整体时：主A压在80～170mmHg变化，通过异长自身调节而恢复搏出量张力-速度曲线a:乙酰胆碱b:正常c:去甲肾上腺素2.后负荷：指动脉血压3.心肌收缩能力指心肌不依赖于外部负荷而改变其收缩功能的内在特性。影响因素：兴奋-收缩耦联各环节①胞质内Ca2＋浓度②横桥活动各步骤的速率③活化横桥数目④ATP酶的活性等•图4-15张力-速度曲线•a:乙酰胆碱b:正常c:去甲肾上腺素通过心肌收缩能力这个与初长度无关的因素改变而实现对心脏泵血功能调节。等长调节：(二)心率（Heartrate,HR）一定范围内，HR增快，心输出量增加但HR过快160～180次／分钟过慢40次／分钟阶梯现象：HR增快引起心肌收缩能力增强的现象。HR影响因素：①交感N、CA、T3T4、BT:正变②迷走N、ACh:反变心输出量减少第三节血管生理一、各类血管的结构和功能特点1.弹性贮器血管：指主动脉和肺动脉主干及其发出的最大分支。功能：“弹性贮器”的作用。2.分配血管：指中动脉功能：输送血液至器官组织3.阻力血管：指小动脉和微动脉功能：控制局部血灌流量4.毛细血管前括约肌功能：控制Cap开关5.交换血管：指真毛细血管功能：物质交换的场所6.容量血管：指静脉系统功能：容纳60%～70%的循环血微静脉和小静脉称毛细血管后阻力血管功能：改变毛管前/后阻力比值7.短路血管：指小动脉和小静脉之间的吻合支功能：调节体温二、血流动力学基础血流量：Q=⊿P/R=π⊿Pr4/(8ŋL)血流速度：与血流量成正比，与血管横截面积成反比血流阻力：R=