生理学-第四章-血液循环

第四章血液循环第一节心脏的泵血功能第二节心肌细胞的电活动和生理特性第三节血管生理第四节心血管活动的调节第五节器官循环第一节心脏的泵血功能右心：泵血入肺循环；左心：泵血入体循环。心泵(heartpump)（一）心率(heartrate,HR)1.概念:单位时间内（每分钟）心脏跳动的次数。2.正常成人安静状态：60-100次/分钟，平均75次/分钟。一、心率和心动周期（二）心动周期(cardiaccycle)1.概念：心脏每收缩和舒张一次，构成一个机械活动周期。2.时程：T∝1/f＝60s/75＝0.8s房缩0.1s房舒0.7s室缩0.3s室舒0.5s3.特点:心率心动周期心缩期心舒期0.351.15401.5750.81500.40.300.500.250.157:233:55:3①舒张期时间＞收缩期时间②全心舒张期0.4s→利心肌休息和心室充盈③习惯以心室的活动作为心脏活动的指标④心率增快时，舒张期的缩短更明显HR↑→心舒期↓→充盈↓＋休息↓→心衰二、心脏的泵血过程和机制（一）以左心室为例，说明心室射血和充盈过程压力房室瓣动脉瓣血流方向容积时间心室收缩期等容收缩期室房室动关关-不变0.05快速射血期室房室动关开室到动脉↓↓0.10减慢射血期室房室动关开室到动脉↓0.15心室舒张期等容舒张期室房室动关关-不变0.07快速充盈期室房室动开关静脉到房到室↑↑0.11减慢充盈期室房室动开关静脉到房到室↑0.22心房收缩期室房室动开关房到室↑0.10心动周期中,各项指标的变化心动周期中压力的变化1=主动脉压2=左室压3=左房压⑦=心房收缩期①=等容收缩期②=快速射血期③=减慢射血期④=等容舒张期⑤=快速充盈期⑥=减慢充盈期②①④③⑤⑦⑥312（二）心动周期中心房内压的变化a波：心房收缩的标志——心房收缩期c波：房室瓣凸入心房——等容收缩期x降波：房室瓣被向下牵拉——快速射血期初v波：回心血量增多——快速射血期末-减慢射血期-等容舒张期y降波：心房内血液流入心室——充盈期心音第一心音第二心音产生时间心室收缩期开始心室舒张期开始产生原因1.房室瓣关闭2.心室壁振动及心室射血冲击血管及血液涡流引起的振动1.动脉瓣关闭2.血液冲击动脉壁根部及心室内壁振动声音性质音调低、钝音调高、亢持续时间长短听诊部位左锁骨中线第五肋间隙(即心尖部)胸骨右,左缘第二肋间隙(主,肺动脉瓣听诊区)（三）心音(heartsound)听诊区位置①二尖瓣区：位于心尖搏动最强点，又称心尖区。②肺动脉瓣区：在胸骨左缘第2肋间。③主动脉瓣区：在胸骨右缘第2肋间。④主动脉瓣第二听诊区：在胸骨左缘第3肋间⑤三尖瓣区：在胸骨下端左缘，即胸骨左缘第4、5肋间。三、心脏泵血功能的评价（一）心脏的输出量每搏输出量(搏出量)（strokevolume,SV）=心室舒张末期容积-心室收缩末期容积=125-55=70ml射血分数（ejectionfraction,EF）=搏出量（ml）／心室舒张末期容积（ml）×100%＝55％～60％每分输出量（minutevolume）（心输出量）(cardiacoutput,CO)＝搏出量×心率＝4.5～6L/min心指数（cardiacindex,CI）=心输出量/体表面积＝3.0～3.5L/(min.m2)（二）心脏作功量因心脏收缩不仅射出一定量的血液，而且使这部分血液具有较高的压强能和较快的流速。在动脉血压不同的个体，心脏要射出等量的血液，动脉血压高者的心脏就必须加强收缩。因此，用心脏作功量要比单纯用心输出量评定心脏泵血功能更全面。每搏功（strokework）=搏出量×(射血期左心室内压－左心室充盈压)=搏出量×(平均动脉压－平均心房压)×血液密度×水银密度每分功（minutework）=每搏功×心率四、心脏泵血功能的贮备（心力贮备）概念：心输出量随机体代谢需要而增加的能力。意义：反映心脏的健康程度、心脏泵血功能。组成心率贮备：160-180次搏出量贮备：收缩期贮备：35～40ml五、心脏泵血功能的调节等长调节异长（自身）调节前负荷、后负荷、心肌收缩能力↓心输出量＝搏出量×心率↓↓（一）搏出量的调节1.前负荷:心肌收缩前所承受的负荷前负荷↑（心室舒张末期容积↑）↓初长度↑↓心肌收缩强度↑↓搏出量↑异长自身调节特点：调节范围小意义：能精细调节搏出量Starling定律心脏不依赖神经-体液因素自身调节并平衡搏出量与回心血量之间关系的现象心泵功能的自身调节机制，可通过心室功能曲线进一步说明：左段：较陡。心功正常工作段：表明初长度在未达到最适前负荷时，搏功随初长度↑而↑。中段：稍平。说明前负荷-初长度达上限，但对搏出量影响不大。右段：平坦或略降。说明心肌有抵抗过度延伸的特性，保持搏功基本不变。2.心肌收缩能力（心肌变力状态）（等长调节）：指心肌在前、后负荷不变,而改变肌缩程度、速度和张力等方面,实现调节搏出量的内在特性。神经调节体液调节3.后负荷:心室收缩后所承受的负荷搏出量恢复正常异长调节＋等长调节前负荷↑剩余量↑＋回流量不变搏出量↓射血期↓＋射血速度↓等容收缩期↑＋心肌缩速↓后负荷（动脉血压）↑（一定范围内）(二)心率40～180次/分:↑→心输出量↑。＞180次/分→心动周期缩短（尤其心舒期）→充盈量↓→搏出量↓→心输出量↓。＜40次/分→心动周期延长（尤其心舒期）→充盈量达极限而心率太慢→心输出量↓。一定范围内,心率↑可使心输出量↑第二节心肌细胞的电活动和生理特性心肌细胞分类普通心肌细胞心室肌细胞（工作细胞）心房肌细胞特殊心肌细胞窦房结细胞房结区细胞结希区细胞结区细胞房室束细胞浦肯野细胞一、心肌细胞的生物电活动骨骼肌细胞神经元心室肌细胞心房肌细胞浦肯野细胞房室束细胞窦房结细胞房结区细胞结希区细胞去极化：Na＋内流0期：Na＋内流0期：Ca2＋内流复极化：K＋外流1期(快速复极初期)：K＋外流－2期(平台期)：早期Ca2＋(Na＋)内流＝K＋外流晚期Ca2＋(Na＋)内流K＋外流－3期(快速复极末期)：K＋外流3期：K＋外流超极化：Na＋泵4期(静息期)：Na＋泵Na＋－Ca2＋交换Ca2+泵4期(浦肯野细胞)：Na＋内流↑K＋外流↓4期(窦房结细胞)：K＋外流↓Na＋内流↑Ca2＋内流静息电位：K＋平衡电位静息电位：K＋平衡电位－－细胞生物电离子流基础根据各类心肌细胞AP的O期去极化速率和4期有无自动去极化,将心肌分为:①快反应自律细胞：0期去极速率快，4期有自动去极化。②快反应非自律细胞：0期去极速率快，4期无自动去极化。③慢反应自律细胞：O期去极速率慢,4期有自动去极化。④慢反应非自律细胞：O期去极速率慢，4期无自动去极化。普通心肌细胞心室肌细胞（工作细胞）心房肌细胞特殊心肌细胞浦肯野细胞房室束细胞窦房结细胞房结区细胞慢反应，自律结希区细胞结区细胞----慢反应，非自律快反应，非自律快反应，自律心肌细胞分类体表心电图（electrocardiogram，ECG）将引导电极置于身体一定部位，记录整个心动周期中心电变化（各细胞的综合心电向量）的波形图。正常心电图的波形心电图各导联的连接及正常图形aVLaVRAvfⅠⅡⅢ1.标准导联与加压肢体导联V1V2V3V4V52.胸导联心肌动作电位与心电图的关系P波：≈心房肌的AP的0期QRS波群：≈心室肌AP的0期S-T段：≈心室肌AP的2期T波：≈心室肌AP的复极化过程，因先后不一，故T波较宽二、心肌的生理特性心肌的生理特性：兴奋性自律性电生理特性传导性收缩性——机械特性心肌细胞分类普通心肌细胞心室肌细胞（工作细胞）心房肌细胞特殊心肌细胞浦肯野细胞房室束细胞窦房结细胞兴、自、传房结区细胞结希区细胞结区细胞————兴、传兴、传、收（一）兴奋性1、影响兴奋性的因素（1）静息电位或最大复极电位水平RP↑→距阈电位远→需刺激阈值↑→兴奋性↓RP↓→距阈电位近→需刺激阈值↓→兴奋性↑（2）阈电位水平（为少见的原因）上移→RP距阈电位远→需刺激阈值↑→兴奋性↓下移→RP距阈电位近→需刺激阈值↓→兴奋性↑(3)Na+通道的状态Na+通道所处的机能状态,是决定兴奋性正常、低下和丧失的主要因素,而通道处于何种状态则取决于当时的膜电位以及有关的时间进程。2、心室肌细胞兴奋性的周期性变化绝对不应期：↓Na+通道处于-55mV完全失活状态不能产生局部反应期：↓Na+通道-60mV刚开始复活相对不应期↓Na+通道能产生(但0期幅-80mV大部复活度、传导、时程等较正常小)超常期↓Na+通道基本-90mV恢复到备用状态同相对不应期心室肌细胞兴奋性的周期性变化周期变化对应位置机制新AP产生能力有效不应期3.兴奋性的周期性变化与收缩活动的关系（1）不发生强直收缩∵心肌的有效不应期特别长,相当于整个收缩期加舒张早期，任何刺激落在此期内，心肌都不会发生兴奋反应。∴当刺激频率↑→多数刺激落在有效不应期内，最多引起期前收缩，不会发生强直收缩。（2）期前收缩与代偿间歇期前收缩：心脏受到窦性节律之外的刺激，产生的收缩在窦性节律收缩之前,称为期前收缩。代偿间歇：一次期前收缩之后所出现的一段较长的舒张期称为代偿间歇。因窦性节律的兴奋是规律下传的，当窦性兴奋落在期前收缩的有效不应期内,就不能引起心室的兴奋和收缩,而出现一次窦律“脱失”，需等待下次窦律刺激引起兴奋才产生收缩，此等待期间为代偿间歇。（二）自动节律性概念：心脏在离体和脱离神经支配下，仍能自动地产生节律性兴奋和收缩的特性。起源为心内特殊传导系统（房室结的结区除外），其自律性窦房结房室交界心室内传导组织。窦房结为正常起搏点，其它组织为潜在起搏点。心肌自律性与心律的关系∵自律细胞4期的缓慢自动去极速率的不同∴各部位的自律细胞的自律性高低不一窦房结-------房室结-------浦氏纤维（90-100次/分）（40-60次/分）（20-40次/分）心肌自律性与心律的关系是：节律高者控制节律低者：∵节律高者具有抢先夺获（抢先达到阈电位产生AP)和超速驱动压抑（抢先夺获压抑节律低者的“被动”节律性兴奋）的机制。1.4期自动去极化速度影响自律性的因素2.最大舒张电位水平a.最大舒张电位水平小→距阈电位近→自动去极化达到阈电位的时间短→自律性高。b.最大舒张电位水平大→距阈电位远→自动去极化达到阈电位的时间长→自律性低。a.自动去极化速快→达到阈电位的时间短→自律性高。b.自动去极化速慢→达到阈电位的时间长→自律性低。3.阈电位水平在上述因素不变的前提下：阈电位水平下移（图中TP1）上移（图中TP2）↓↓最大舒张电位→阈电位距离近距离远↓↓自动去极化达到阈电位时间短时间长↓↓自律性高自律性低（三）传导性1．传导原理：局部电流闰盘(缝隙连接)为低电阻区局部电流很容易通过特殊传导系统2.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3.传导速度浦氏纤维(4m/s)↓束支(2m/s)↓心室肌(1m/s)↓心房肌(0.4m/s)↓结区(0.02m/s)传导时间心房内---房室交界---心室内(0.06s)(0.1s)(0.06s)4．传导特点:⑴浦氏纤维最快→房、室内快→同步收缩，利射血。⑵房室交界最慢→房室延搁房室延搁的生理意义：使心室的收缩必定发生在心房收缩完毕之后，利于心室的充盈和射血。⑶房室交界是传导必经之路，易出现传导阻滞（房室阻滞）。5、影响传导性的因素（1）细胞的直径直径粗大→胞内电阻小→传导速度快直径细小→胞内电阻大→传导速度慢（但在同一心肌细胞,兴奋传导快慢主要受局部电流形成和邻近部位膜兴奋性的影响）（2）0期去极化的速度和幅度0期速度与邻旁间产生局RP到阈电位新AP传导0期幅度→的电位差→部电流→速度→产生→速度快高大大快易快慢低小小慢不易慢（3）RP水平RP绝对值大→0期去极的速快、幅高→传导快RP绝对值小→0期去极的速慢、幅低→传导慢（4）邻旁部位细胞膜的兴奋性心肌细胞的兴奋传导是沿着细胞膜的兴奋扩散的过程,只有邻近未兴奋部位膜的兴奋性正常,兴奋才能正常地传导通过。（四）收缩性1.心