血液循环

第四章血液循环2020/2/28第一节心脏生理心脏主要由心肌构成，其生理功能是泵血，即把静脉中压力较低的血液送到压力较高的动脉内，为推动血液循环提供动力。一、心脏的泵血功能（一）心动周期与心率心房或心室每收缩和舒张一次所用时间称为心动周期。心脏每分钟跳动的次数称为心率。正常成人心率为60~100次/分，平均75次/分。新生儿可达140次/分以上。心动周期与心率成反比，即心动周期=60/心率。心动周期两心房先收缩，持续0.1s，继而舒张，历时约0.7s在两心房舒张的同时，两心室开始收缩，持续0.3s心室开始舒张，历时约0.5s，在心室舒张的前0.4s期间，心房也在舒张，称为全心舒张期。在心室舒张的最后0.1s开始时，两心房有收缩，进入下一心动周期。由于心室在泵血活动中起主要作用，因此，心动周期通常是指心室的活动周期。2020/2/28心动周期示意图在心动周期中，心房和心室的舒张期都明显长于收缩期，这有利于血液充盈，从而保证心脏有效的射血。心脏在收缩期工作，在舒张期得到休息。心率增快时，心动周期缩短，收缩期和舒张期均缩短，但舒张期缩短更明显。因此，心率增快，心脏工作时间相对增多，休息时间相对减少，易造成疲劳，故不利于心脏持久活动。（二）心脏的泵血过程1、心室收缩与射血过程（1）等容收缩期心室收缩之前，室内压低于房内压和动脉压，此时房室瓣处于开放状态，动脉瓣处于关闭状态。心室开始收缩后，室内压迅速升高。当室内压高于房内压时，房室瓣关闭，此时心室腔吃鱼密闭状态。心室收缩但心室容积不变，故称等容收缩期。（2）射血期：当心室继续收缩使室内压超过动脉压时，动脉瓣开放，血液由心室迅速射入动脉内，故称为射血期。2020/2/282、心室舒张与充盈过程（1）等容舒张期：心室开始舒张后，室内压迅速下降，当室内压低于动脉压时，动脉瓣关闭。此时室内压高于房内压，房室瓣处于关闭状态，心室腔又呈密闭状态。心室舒张但心室容积不变，故称等容舒张期，历时0.08s，此期的特点是心室容积不变，室内压急剧下降。（2）充盈期当心室继续舒张，使室内压低于房内压时，房室瓣开放，血液由静脉和新房快速流入心室，心室容积随之增大，故称为充盈期，历时约0.42s。在心室舒张期的最后0.1s，下一个心动周期的心房收缩开始，进一步将血液挤入心室，以增加心室的血液充盈量。心室充盈量的70%是靠室内压降低的抽吸作用，30%是靠心房收缩充盈。（三）心排出量及其影响因素单位时间内心脏射出的血量，是衡量心功能的基本指标。1、每搏排出量每侧心室每分钟射出的血量称为没分排出量，简称搏出量。正常成人安静状态下的搏出量为60~80ml，平均70ml。2、每分排出量每侧心室每分钟射出的血量称为每分排出量，等于搏出量与心率的乘积。3、影响心排出量的因素（1）搏出量在心率不变的情况下，搏出量的多少取决于前负荷、后负荷和心肌的收缩力。1）心室舒张末期容积（前负荷）：是指射血前心室内的血量，主要静脉回流的多少而定。静脉回流量的多少与心肌收缩力的强弱密切相关。2）动脉血压（后负荷）：时心室射血时所遇到的阻力3）心肌的收缩力：是指心肌细胞本身的功能状态（2）心率：在一定范围内，心率增快，心排出量增加。如果心率超过180次/分，由于心动周期过短，特别是心舒期过短，心室血液充盈不足，导致搏出量和心排血量减少。心率过慢，低于40次/分，心舒期虽然延长，但心室充盈量有限，心排出量亦减少。4、心力储备心排出量伴随机体代谢需要而增加的能力，称为心力贮备。（四）心音心音是指心脏在心动周期中产生的声音。心肌收缩、瓣膜开闭以及血液流动等引起的振动所产生，经周围组织传导到第一胸壁的一定部位，可借助听诊器听取。1、第一心音发生在心室收缩期，标志着心室收缩的开始。第一心音的强弱可反映心室收缩力的强弱和房室瓣的功能状态。2、第二心音发生在心室舒张期，标志着心室舒张的开始。第二心音的强弱可反映动脉血压的高低及动脉瓣的功能状态。当心肌和心瓣膜发生病变时，心音便发生异常，称为心杂音。根据杂音发生的时间、性质和响度，可以推断瓣膜病变的性质的程度。此外，听心音还可判断心率和心脏节律是否正常。二、心肌细胞的生物电现象工作细胞：普通心肌细胞，具有收缩功能自律细胞：特殊分化的心肌细胞，具有自动产生节律性兴奋的功能（一）心肌细胞的生物电现象心室肌细胞的静息电位约—90mV，其产生的原理与神经纤维基本相同，主要是K+外流形成的电-化学平衡电位。心肌细胞动作电位的特点是去极化迅速而复极化缓慢2020/2/28图中，A图为心室肌细胞动作电位，B图为窦房结P细胞动作电位。窦房结P细胞动作电位与心室肌细胞动作电位不同，①动作电位幅度小；②没有明显的1期和2期，由0期、3期和4期组成；③0期上升较缓慢；④4期不稳定，自动去极化。心室肌细胞动作电位与离子转运2020/2/280期去极化1期2期复极化3期4期动作电位1、0期（去极化期）当心室肌细胞受到刺激发生兴奋时，膜电位从-90mV陡直上升到+30mV左右，其电位变化幅度达到120mV左右，构成动作电位的上升支，历时仅1~2ms。形成的原因是细胞膜的Na+通道开放，大量Na+顺浓度差和电位差快速内流，形成Na+的电-化学平衡电位。2、1期（快速复极初期）此期心肌开始复极化，膜电位由+30mV快速下降到0mV形成峰电位，历时约10ms。形成原因是Na+通道关闭，Na+内流停止，膜对K+的通透性增高，K+外流，使膜电位下降所致。3、2期（缓慢复极期或平台期）膜电位保持在0mV，历时约150ms，波形平坦，故称平台期4、3期（快速复极末期）此期复极化速度加快，膜电位由0mV左右迅速下降至-90mV水平，历时100~150ms。此期是由于Ca2+内流停止，膜对K+通透性增高，K+快速外流所致。5、4期（静息期）此期膜电位稳定在静息电位水平，故称静息期。在形成动作电位的过程中，有一定数量的Na+、Ca2+内流和部分K+外流，致使细胞内外原有的离子分布发生改变。激活细胞膜上的离子泵，将内流的Na+、Ca2+泵出，同时将外流的K+摄回，使细胞内外的离子分布恢复正常。（二）自律细胞的生物电特点自律细胞与心室肌细胞相比，动作电位的4期不同。心室肌细胞4期电位稳定在静息水平。自律细胞4期电位不稳定，在动作电位复极化达到最大值（最大复极电位）时，膜电位开始自动缓慢去极化，称为4期自动去极化。当去极化达到阈电位水平时，产生一次新的动作电位。所以，4期自动去极化是形成自动节律性的基础。2020/2/28心房肌、窦房结和浦肯野纤维的膜电位波形比较三、心肌的生理特性心肌的生理特性兴奋性传导性收缩性自律性（一）自律性心肌在没有外来刺激的情况下，能自动地产生节律性兴奋的特性,称为自动节律性，简称自律性。心肌的自律性来源于自律细胞。4期自动去极化是自律形成的基础。正常心脏的节律性活动受自律性最高的窦房结控制，因而窦房结是心脏活动的起搏点。以窦房结控制的心跳节律为窦性心律。当窦房结的自律性异常低下或兴奋下传受阻或潜在起搏点的自律性过高时，潜在起搏点的自律性就可表现出来，称为异位起搏点（二）兴奋性心肌细胞具有接受刺激产生兴奋的能力或特性，称为兴奋性。1、心肌兴奋性的周期变化（1）有效不应期：心室肌细胞兴奋时，从0期去极化开始，到3期复极化达到-60mV的这段时间内，给予任何强大的刺激心肌细胞均不能产生动作电位，称为有效不应期。2020/2/28心室肌兴奋的周期性变化及其与机械收缩的关系（2）相对不应期：从复极化-60mV至-80mV的这段时间内，给予阈上刺激才能使心肌细胞产生动作电位，称为相对不应期。说明此期心脏的兴奋性在逐渐恢复，但低于正常。（3）超常期：从复极化-80mV至-90mV的这段时间内，由于膜电位水平接近阈电位，给予阈下刺激就可引起动作电位，称为超长期。说明此期心肌的兴奋性高于正常。兴奋性呈现周期性变化，是神经和肌组织的共性，但心肌兴奋性的特点是有效不应期特别长，相当于整个收缩期和舒张早期。这一特点使心肌不会发生强直收缩，而是保持了收缩与舒张交替的节律性活动，以保证实现泵血功能。2、期前收缩和代偿间歇正常情况下，心脏按照窦房结的节律进行活动。如果在有效不应期之后，下一次窦房结的兴奋性到达之前，心室接受一个额外刺激，可使心肌产生一次提前的兴奋和收缩，称为期前收缩，临床上称为早搏。期前收缩也有自己的有效不应期。当下一次从窦房结传来的兴奋性恰好落在期前收缩的有效不应期内，则不能引起心室的兴奋和收缩，必须等到窦房结的兴奋再次传来，才能引起心室的兴奋和收缩。因此，在一次期前收缩之后，往往出现一段较长的舒张期，称为代偿间歇。（三）传导性心肌细胞具有传导兴奋的能力称为传导性。其传导兴奋的机制与神经纤维相同。窦房结发出兴奋后，通过心房肌传至左、右心房，使两心房产生同步兴奋和收缩。同时兴奋沿心房肌迅速传到房室交界区。房室交界区是正常兴奋由心房传入心室的的唯一通道，兴奋性传导的速度较慢，需要时间较长（0.1s），称为房室延搁。其生理意义在于心室的收缩总是发生在心房收缩完毕之后，故有利于心室的充盈和射血。2020/2/28（四）收缩性心肌细胞收缩原理与骨骼肌收缩原理相似，但有其特点。1、对细胞外液Ca2+浓度依赖性大2、不发生强直收缩3、同步收缩2020/2/28心电图每个心动周期中，心脏兴奋发生和传导过程中的电变化可通过体液和组织传导到体表，将心电图机的测量置于体表一定部位记录出来的心脏电变化曲线，称为心电图。正常心电图主要由P波、QRS波群和T波及各波剪短间线段组成。1、P波P波反应左、右心房的去极化过程。波形小而圆顿，历时0.08-0.11s，幅度不超过0.25mV。2.QRS波群QRS波群反应左、右心室的去极化过程。典型的QRS波群包括3个紧密相连的电位波动，第一个向下的波称为Q波，第一个向上的波群称为R波，紧接R波之后向下的波称为S波。正常的QRS波群历时0.06-0.10s，各幅度在不同导联中变化较大。2020/2/283.T波T波反应左、右心室的复极化过程。T波方向与R波方向一致。历时0.05-0.25s，波幅0.1-0.8mV，一般不低于同到导联R波的1/10。4.P-R间期从P波起点到T波终点的这段时间，历时0.12-0.20s。P-R间期反映由窦房结产生的兴奋传到心室，引起心室开始兴奋所需的时间。2020/2/285.Q-T间期从QRS波群起点到T波终点的这段时间，历时0.36-0.44s。Q-T间期反映心室从去极化开始到复极化结束所需要的时间。6.S-T段从QRS波群终点到T波起点的线段。S-T段反映左、右心室全部处于去极化状态，心室肌表面各部分之间没有电位差，所以，在正常情况下S-T段处于基线水平。2020/2/28正常成人心电图模式图2020/2/282020/2/28