第九章血液循环

第九章血液循环心脏和血管组成机体的循环系统，血液在其中按一定方向流动，周而复始，称为血液循环。血液循环的主要功能①新陈代谢：运输代谢原料、代谢产物；②体液调节：运输激素或其它体液因素；③内环境的相对稳定；④血液防卫功能等。人体死亡的标志：心跳呼吸停止脑死亡第一节心脏生理一、心肌的电活动二、心脏的泵血功能三、心输出量及其影响因素一、心肌的电活动心肌分类1.心肌细胞：•工作细胞：•自律细胞：2.特殊传导组织：窦房结、房室交界、房室束等窦房结:P细胞及过渡细胞房室结:房结区,结区,结希区房室束左束支右束支心脏的特殊传导系统组成和分布3.心肌的四种生理特性：兴奋性(excitability)自律性(autorhythmicity)传导性(conductivity)收缩性(contractivity)心肌细胞收缩模式一）、心肌细胞的动作电位和兴奋性（一）心室肌的静息电位和动作电位1.静息电位（RestingPotential,RP）：约-90mV2.动作电位（ActionPotential,AP）：与骨骼肌细胞明显不同主要分为5个时相：表4-2动作电位的5个时相时期别称膜电位（mV）时程（ms）0除极化期–90→+301-21快速复极初期+30→0102平台期停滞在0100-1503快速复极末期0→–90100-1504静息期停滞在–90Actionpotential(二)动作电位的形成机制：细胞膜两側的离子浓度梯度为驱动力，细胞膜相应离子通道开放为前提，进行跨膜转运。外向电流(outwardcurrent)内向电流(inwardcurrent)离子泵及离子交换心肌电活动的离子基础表4-1心肌细胞中各种主要离子的浓度及平衡电位离子浓度（mmol/L）比值平衡电位（mV）（由Nernst公式计算）细胞内液细胞外液Na+301401∶4.6+41K+140435∶1-94Ca2+10-421:20000+132Cl-301041∶3.5-33iNaiCaiNaiKiK0期:1-2ms1期:10ms2期:100-150ms3期:100-150ms4期(1)静息电位：膜对K+的通透性较高，对其它离子通透性很低，K+顺其浓度梯度由膜内向膜外扩散至平衡电位。-90mV,内负外正（2）动作电位：0期：快Na+通道激活，并出现再生性Na+内流，形成Na+内向电流。使0期去极速度快，幅度大，这类细胞称为快反应细胞其动作电位称为快反应电位。快Na+通道的特点①电压依从性，阈电位–70mV②激活快、失活也快。③可被TTX或细胞膜的持续低极化状态阻断。1期：Na+通道失活，Na+内流终止，出现一过性外向离子流（Ito）目前认为Ito主要由K+外流形成。阻断剂：四乙基铵和4-氨基吡啶2期：Ca2+内向电流和K+外向电流综合的结果早期；外向电流=内向电流，膜电位0mV左右晚期：外向电流＞内向电流，膜电位趋向降低慢Ca2+（L—型钙通道）通道的特点：①电压依从性，阈电位–40mV。②激活慢、失活也慢。③可被异搏定、Mn2+阻断。3期：K+外向电流。Ca2+通道失活，Ca2+内流停止，同时细胞膜对K+通透性增加。在-60mv时Ik1激活，K+外流，复极加快。4期：Na+–K+泵(3Na+交换2K+)Na+-Ca2+交换(3Na+交换1Ca2+)（三）影响兴奋性的因素1.静息电位水平2.阈电位水平3.Na+通道的性状：激活(activated)失活(inactivated)备用(resting)(四)兴奋性的周期性变化与收缩的关系1.兴奋性的周期性变化⑴有效不应期：0期开始复极-60mV，包括绝对不应期，局部反应期⑵相对不应期：60mV-80mV⑶超常期：-80mV-90mV绝对不应期：0期开始复极-55mV，兴奋性为零。局部反应期：复极-55mV复极-60mV,可发生局部兴奋，无AP。有效不应期：除极0mV复极-60mV。有效不应期=绝对不应期+局部反应期相对不应期兴奋性低于正常，Na+通道处于复活状态，但并未完全复活，高于阈值的强刺激可诱导期前兴奋期前兴奋的特征：1）一种可转播的AP，但比正常的AP小2）0期速度慢、幅度小3）传导性低4）AP持续时间短插入图34-9，P1140超常期(supranormalperiod)：•兴奋性比正常高，膜电位绝对值比RMP低•离阈电位水平近，产生的AP比正常小•其去极化的速度和幅度由RMP决定•Na+通道的复活由膜电位所决定3.兴奋性周期性变化与心肌收缩活动的关系⑴不发生强直收缩⑵期前收缩与代偿间歇二）.心肌的自动节律性自律细胞的特点：4期自动缓慢除极由进行性净内向电流引起，产生原因包括：1）内向电流逐渐增强；2）外向电流逐渐减弱；3）二者兼有1．浦肯野细胞浦肯野细胞跨膜电位和心肌工作细胞的0、1、2、3期的形状、幅度及形成机制类似，但存在4期自动除极。（3期复极末膜电位的最大值称最大复极电位）自动除极的形成机制：1.主要为If内向电流(起搏电流)，特点①随时间推移而逐渐增强。②复极电位达-55mV左右开始被激活-100mV左右充分激活。(见图)③主要Na+内流，次要K+(非选择性正离子通道)。④可被铯（Cs）所阻断。2.逐渐衰减的外向K+电流（次要）-50mV减小，-90mV基本关闭。2.窦房结细胞的跨膜电位及其形成机制窦房结细胞跨膜电位的特点：①最大复极电位（-70mv）和阈电位(-40mv）较高。②除极结束时,不出现明显的极化倒转(0mV左右)③0期除极幅度和速度小。④没有明显的复极1期和平台期。⑤4期自动除极速度快（为正常起搏点）。窦房结细胞跨膜电位形成机制0期：Ca2+内流；3期：Ca2+内流减少、K+外流增加。4期：自动除极4期自动除极的机制：三种电流①Ik电流（K+外流）:进行性衰减，最重要。②If电流:一种进行性增强的内向离子（主要位Na+）流，作用比Ik小得多。③T型钙通道的激活和钙内流(非特异性的缓慢内向电流)。钙通道的种类：L型：Ica-L(longlasting)为0期和平台期的慢通道，阈电位-30~-40mV，儿茶酚胺可影响。T型：Ica-T(transient)的阈电位-50~-60mV，被镍阻断，不受一般的钙通道阻断剂和儿茶酚胺的影响。插入图4-11，P92（二）心脏传导系统各部位的自律性及影响自律性的因素窦房结：约90-100次/分房室结：约40-60次/分浦肯野纤维：约15-40次/分正常起搏点和窦性心律、潜在起搏点、异位起搏点窦房结对潜在起搏点的控制机制①抢先占领②超速驱动压抑其程度决定于：A.二者间自动兴奋的频率差别：频率差大，则压抑效应强。B.超速驱动的时间：时间长，则压抑效应强蛙心脏结扎实验临床意义：起搏器⑴4期自动除极的速度:⑵最大舒张电位水平⑶阈电位水平:影响自律性的因素:三）、心肌的传导性和兴奋在心脏的传导衡量传导性的指标：动作电位沿细胞膜传播的速度（一）心肌细胞的传导性：机理：（二）心脏内兴奋传搏的途径和特点：P细胞和过度细胞房室延搁(0.1s)及其意义临床：传导障碍和心律失常单纯性传导阻滞决定和影响传导性的因素⑴结构因素：心肌细胞的直径缝隙连接数量⑵生理因素：心肌细胞电生理特性是决定和影响传导性的主要因素①AP0期除极的速度和幅度：•0期除极化速度↑→局部电流产生的速率↑→除极化达到阈电位的时间↓→传导性↑•0期除极化幅度↑→局部电流强度↑→传播距离↑→传导性↑②邻近未兴奋膜的兴奋性1）静息电位和阈电位的差距2）邻近未兴奋膜决定0期除极的离子通道形状不应期是导致兴奋传导障碍的重要原因四、体表心电图心电图(electrocardiogram,ECG):反映了心脏兴奋的产生、传导和恢复过程中的生物电变化•定义：用置于体表一定部位的引导电极测记带心电变化的波形即心电图。•组成：一般有一个P波、一个QRS波群和T波、有时在T波之后还出现一个小的U波。•P波：反映左右心房的兴奋过程即心房去极化过程的电位变化，•QRS波群：代表左右心室先后兴奋时的去极化过程，T波反映心室复极化过程的电位变化•P-R间期：代表心房开始兴奋到心室开始兴奋所需时间（房室传导时间）•P-R间期：延长表示房室传导阻滞•S-T段正常时它与基线平齐，因为这时心室肌已全部兴奋，处于去极化状态，各部之间无电位差。二、心脏的泵血功能心动周期指心脏机械活动的周期；心肌电周期指心脏生物电变化的周期。合胞体，闰盘心脏泵血作用,由心肌电活动、机械收缩和瓣膜活动三者相互联系配合而实现。一）、心动周期心动周期:心脏一次收缩和舒张，构成一个机械活动周期，称为心动周期。正常成年人心率平均每分钟75次，每个心动周期持续0.8s。一个心动周期中:•1）两心房首先收缩(0.1s)，继而舒张(0.7s)•2）心房收缩后心室收缩(0.3s)，随后进入舒张期(0.5s)•3）心室舒张的前0.4s期间心房也处于舒张期，这一时期称为全心舒张期•心脏的工作与休息。二）、心脏泵血过程（一）心房的初级泵血功能（二）心室的射血和充盈过程1．心室收缩期包括等容收缩期、快速射血期和减慢射血期。(1)等容收缩期：产生第一心音。其特点是室内压大幅度升高，且升高速率很快。这一时相持续0.03s左右。临床：高血压病（2）快速射血相：特点：时间占射血相1/3左右，射血量占总射血量的2/3左右。持续0.11s左右。由于大量血液进入主动脉，主动脉压相应增高。（3）减慢射血相：特点：时间占射血相2/3左右，约0.16s。心室内压和主动脉压都相应由峰值逐步下降。2．心室舒张期•(l)等容舒张相：•产生第二心音。•特点：心室内压急剧下降。房室瓣和动脉瓣均关闭，持续时间约0.03s—0.06s。(2)快速充盈相：占舒张期的前1/3，占总充盈量的2/3，(3)减慢充盈相：约0.22s，占总充盈量的1/3。此后，进入下一个心动周期。心房开始收缩并向心室射血，心室充盈又快速增加。亦有人将这一时期称为心室的主动快速充盈相(占时0.1s)。心音的产生心音的定义第一心音：标志心室收缩开始第二心音：标志心室舒张开始第三心音：心室壁和瓣膜振动产生第四心音：心房音临床：心音听诊三）、心动周期与心电图、心音的关系心室收缩期和舒张期可以分别通过心脏的电活动周期（心电图）和机械活动周期（心动周期）来划分：心室收缩期是心电图中的QRS波开始到T波结束的时间，也是二尖瓣关闭到主动脉瓣关闭时间。第一心音和第二心音分别标志着心室收缩期的开始和结束。四)心房、心室舒缩和瓣膜在心脏泵血活动中的作用心室→动脉：心室收缩形成心室-动脉压力梯度心房→心室：主要依靠心室的舒张+心房收缩（后1/5时间发挥作用）如果心房收缩缺失，将会导致房内压增加，不利于静脉血液回流，从而间接影响心室射血。临床：瓣膜性心脏病（如二尖瓣狭窄、二尖瓣关闭不全、二尖瓣脱垂等）注意:一个心动周期中，右心室内压变化的幅度(射血时达3.2kPa或24mmHg)比左心室(射血时达17.3kPa或130mmHg)要小得多。三、心泵功能的评定(一)每搏输出量（strokevolume）和射血分数(ejectionfraction):1．每分输出量和每搏输出量一次心跳一侧心室射出的血液量，称每搏输出量，简称搏出量。每分钟射出的血液量，称每分输出量，简称心输出量，等于心率与博出量的乘积。左右两心室的输出量基本相等。健康成年男性静息状态下：心输出量约为：75×70ml=5L/min,剧烈运动时可高达25—35L／min，麻醉情况下则可降低到2.5l／min。2.射血分数舒张未期容积与收缩末期容积之差，即为博出量。搏出量占心室舒张末期容积的百分比，称为射血分数。健康成年人搏出量较大时，射血分数为55％一60％。在评定心泵血功能时，射血分数较单纯用博出量可靠。(二)每分输出量和心指数：每平方米体表面积的心输出量。心指数：以单位体表面积(m2)计算的心输出量，称为心指数；中等身材的成年人体表面积约为1.6一1.7m2，安静和空腹情况下心指数约为3.0一3.5L／min﹒m2。安静和空腹情况的心指数，称之为静息心指数，是分析比较不同个体心功能时常用的评定