生理学血液循环

第四章血液循环本章需要解决的两个问题1）心脏是如何推动血液的？----心脏生理2）血液又是怎样在血管内流动的？------血管生理讲述内容心脏生理心脏是怎样收缩射血的？--心脏泵血的过程和机制好坏如何？1）心脏泵功能的评价2）心脏泵功能的调节心脏舒缩时发生了什么变化？--心肌的生物电现象和生理特性（伴随变化）血管生理心脏射血后，血液如何从动脉经静脉回到心脏？动脉、静脉血压的形成和影响在毛细血管中，是怎样进行（物质交换）的微循环与组织液的生成心血管活动受哪些因素的影响？心血管活动的调节（神经、体液和自身调节）心脏活动的三个周期心电周期：动作电位（兴奋）的产生和传导心动周期：心肌的收缩与舒张，导致房、室压力及容积的变化心音周期：由瓣膜的开闭及血液的流动引起一、心动周期(Cardiaccycle)概念：心脏一次收缩和舒张的机械性活动，构成一个心动周期。心动周期=60秒/心率0.80.50.40.30.20.10.70.6AtrioventricularvalvescloseSemilunarvalvesopenAtrioventricularvalvesopenSemilunarvalvescloseTimeingofthecontractionandrelaxationoftheatriumandventricleinaheartbeatingat75perminuteContractionofventricleContractionofatriumWholeheartdiastolerelaxationofventricleACBCABACB水泵工作原理ACBCAB水泵工作原理瓣膜的关闭，血液的冲击+心肌收缩产生的振动心音二尖瓣关闭产生第一心音，S1收缩期的开始特点：调低，持续时间长主动脉瓣关闭产生第二心音，S2舒张期的开始特点：调高，持续时间短室缩室内压室内压等容收缩期isovolumicsystole0.05s射血期ejectionperiod0.5s快速射血期rapidejectionperiod减慢射血期reducedejectionperiod关关关开房压动脉压房压动脉压室舒室内压室内压等容舒张期isovolumicdiastole0.06s充盈期fillingperiod0.44s快速充盈期rapidfillingperiod减慢充盈期reducedfillingperiod关关开关房压动脉压房压动脉压小结：1心脏收缩-射血的关键；心室舒张-受血2心收期（等容收缩期）-升高室内压-利于射血心舒期（等容舒张期）-降低室内压-利于受血3全心舒张期（0.4秒）-受血最多；最后0.1秒，心房收缩，进一步增加受血4心室收、舒变化-容积变化-压力变化-加上瓣膜的活动-决定血流的方向房室瓣关闭-开始收缩期（S1）半月瓣关闭-舒张期开始（S2）5心室的收缩，并没有将所有的血液全部射出去心脏泵血功能的评价每搏输出量（Strokevolume，SV）概念：一侧心室、一次心跳所射出的血液量。SV=收缩前心室容积—收缩后心室容积=舒张末期容积(end-diastolicvolume,EDV)—收缩末期容积(end-systolicvolume,ESV）每分输出量(MinuteVolume,MV)心输出量（Cardiacoutput，CO）MV=SV×HR心指数（Cardiacindex，CI）单位体表面积的MV射血分数（Ejectionfraction，EF）EF=SV/EDV×100%心力储备（Cardiacreserve，CR）MV随机体代谢需要而增加的能力。CardiacfunctionreserveMVHREDVESVSVAtrest5L75/min145ml75ml70mlAtexercise30L180/min160ml20ml140ml25L105/min15ml55ml70ml每搏功=搏出量×（射血相左心室内压—左室充盈压）+动能射血期平均左室内压平均动脉收缩压平均动脉压舒张压+1/3脉压（收缩压—舒张压）平均心房压（=6mmHg)1/2mv21mmHg=1333达因/cm21达因·cm=10-7焦耳四、心脏泵功能的调节（一）SV的调节1心脏收缩的特点：“全或无”影响单个细胞强度和速度的因素：前负荷后负荷心肌收缩能力2SV的自身调节1）前负荷与自身调节心肌的前负荷：相当于心室舒张末期压力（充盈压）心肌的初长度：相当于心室舒张末期容积异长自身调节：由于心肌本身初长度的改变而引起心肌收缩功能（收缩强度和速度）的改变，称为异长自身调节。骨骼肌的长度～张力曲线AT：主动张力RT：静息张力（被动张力）Tmax:最大张力Lopt:最适初长心肌的收缩性能与前负荷的关系如何呢？1895年，Frank离体蛙心实验充盈压EDV初长度测心脏收缩时的心室内压1914年，Starling狗的离体实验（心肺）灌注压回心血量EDV观察主动脉压的改变Leftventricular(LV)functioncurves（lcmH2O=0.098kPa）LVstrokeworkNEControlFailingLVEDP(cmH2O)心室舒张末期压搏出量搏功BAC心室功能曲线（A对照、B收缩能力增强、C收缩能力减弱）B100200AC张力%最大值100200-35%Lopt+35%骨骼肌的长度—张力曲线AT主动张力；RT静息张力（被动张力）Tmax最大张力；Lopt最适初长TmaxATRT影响前负荷的因素：（1）静脉回流量A心室充盈时间-与心率有关B静脉回流速度-心房与心室间的压力差（2）剩余血量的影响：（双重影响）A若回心血量不变-心室射血量增加B若心房、心室间压力差降低-回心血量减少-SV减少异长自身调节的生理意义对SV进行精确的调节2）心肌收缩能力（Cardiaccontractility,CC)通过改变心肌本身的收缩性能来调节心肌的收缩强度和速度，从而调节SV，它与心肌的初长度无关（也与前、后负荷无关）心肌收缩性能活化的横桥数胞浆内钙离子浓度肌钙蛋白对钙离子的亲和力肌球蛋白的ATP酶活性（横桥）影响因素凡是能影响胞浆中钙离子浓度、肌钙蛋白与钙离子的亲和力、横桥中ATP酶活性的因素，均能影响心肌的收缩性能。生理意义（1）对持续的、剧烈的循环变化具有强大的调节作用，（2）是神经-体液调节的基础3）后负荷的影响（动脉压）BP等容收缩期室内压峰值等容收缩期延长，射血期射血心室肌缩短的速度、和强度，导致射血速度SVSV的调节引起调节的因素效应生理意义异长自身调节心肌本身初长度的改变初长度收缩的速度、强度精细调节心肌收缩能力心肌本身的收缩性能机能状态收缩的速度、强度对持续、剧烈的循环变化有强大的调节作用后负荷的影响BP的变化BP射血速度射血期SV持续高血压心肌肥厚泵功能（病理意义）（二）心率（HR）对MV的影响MV=SV×HR影响因素交感神经兴奋迷走神经兴奋去甲肾上腺素、肾上腺素、甲状腺激素体温升高第二节心肌细胞生物电心肌细胞的分类兴奋性传导性收缩性自律性心房肌心室肌工作细胞++++—自律细胞窦房结++++—++房结区+++—+结区++——结希区+++—+浦氏细胞+++++—+房室交界二、心肌细胞的电活动（一）工作细胞的跨膜电位ActionpotentialinventricularcellRP:restingpotentialTP:thresholdpotentialRP特点1.RP稳定于-90mV2.AP不对称,复极复杂,时程长3.AP幅度大,-90~+30mV(约+120mV)超过0的部分称为超射值除极历时短,约1-2ms,故除极速率大称为快反应细胞4.AP曲线分5期形成的机制(离子基础)1.内向离子流(inwardcurrent)正离子(阳离子)从细胞外流向细胞内或负离子(阴离子)从细胞内流向细胞外作用除极2.外向离子流(outwardcurrent)正离子(阳离子)从细胞内流向细胞外或负离子(阴离子)从细胞外流向细胞内作用:复极或超极ActionpotentialinventricularcellRP:restingpotentialTP:thresholdpotentialRP慢通道的特点:1.慢-激活门和失活门的开闭均慢,故称慢通道(slowchannel)2.TP高(约-30~-40mV)3.特异性差4.离子流量较小,仅为INa的1/105.阻断剂:维拉帕米(异博定)、Mn2+钙通道的分类及其特性一、电压依从钙通道（Voltage-dependentCa2+Channels，VDCs）二、受体操纵钙通道（Receptor-voperatedCa2+Channels，ROCs）三、第二信使操纵钙通道（Second-messenger-operatedCa2+Channels，SMOCs）四、牵张激活钙通道（Stretch-activatedCa2+Channels，SACs）五、背景钙通道（BackgroundCa2+Channels）——细胞处与静息状态时可有少量通透Ca2+的通道，可能与平滑肌和心肌细胞基础张力的维持有关。除背景钙通道为静息钙通道外，其余四大类均为可兴奋钙通道，且以电压依从钙通道最为重要，普遍存在于各种组织中，为钙内流的主要途径。电压依从钙通道的分类及其特性L型通道：电导较大。高电压激活，衰减慢；普遍存在于心肌、骨骼肌、神经元及内分泌等不同细胞中，与兴奋-收缩耦联有关。T型通道：电导较小。低电压激活，衰减快；在窦房结细胞及神经的起步活动与重复发放中起重要作用，并参与调节细胞生长和增生N型通道：电导大小与电压依从性介于L与T型间，它需要较强的去极化激活，但失活较快。常存在于神经组织中。P型通道：需高电压激活，对DHP（双氢吡啶类）不敏感，但可被蜘蛛毒素所阻断，它介导递质的释放和神经元的高阈值发放。Q型通道：需高电压激活，其药理学特性与其他通道电流不同主要介导神经元递质的释放。R型通道：需高电压激活，失活最快；对Ni2+敏感它介导递质的释放。注：N、P、Q、R型钙通道几乎为神经组织所独有。ActionpotentialinventricularcellRP:restingpotentialTP:thresholdpotentialRPRPRPK+Na+K+Ca2+Na+K+K+Na+K+Ca2+Na+(二)浦氏细胞的跨膜电位TPActionpotentialinpurkinjecellTPNa+(If)K+(Ik)(三)窦房结细胞的跨膜电位-70-400mvActionpotentialinsinoatrialnode(P-cell)波形特点:1.最大复极电位(-70mV)和TP(-40mV)均高于浦氏细胞2.无明显的超射3.除极幅度小(70mV),但除极时程长(长达7ms)故称为慢反应细胞4.无明显的1,2期5.4期自动去极速度快(0.1V/S,浦氏为0.02V/S)-70-400mvActionpotentialinsinoatrialnode(P-cell)-70-400mv043TPK+(IK)Na+(If)Ca2+Na+心肌细胞的分类快反应细胞慢反应细胞非自律细胞心房肌,心室肌结区自律细胞浦氏细胞窦房结房结区结希区房室束快慢看0期自律与非自律看4期心室肌（A）与窦房结（B）细胞跨膜电位的比较浦氏细胞与P细胞的比较浦氏细胞P细胞最大复极电位–90mv–70mv阈电位-70mv-40mv激活与失活快慢离子活动Na+Ca2+阻断剂河豚毒异搏定去极幅度120mv70mv去极速度200-1000v/s2-6v/s去极时程1-2ms7ms复极1,2期明显不明显4期自动去极离子流If,IK,If,ICa4期自动去极速度0.02v/s0.1v/s0期去极三、心电图(electrocardiagram,ECG)ECG是反映心脏兴奋的产生、传导和恢复过程的生物电变化，它记录的是已兴奋部位和未兴奋部位（或已复极部位）膜外两点之间的电位差。NORMALECG典型ECG波型的意义P波：左右心房去极化时间0.11