生理学-血液循环

CHAPTER4血液循环CIRCULATIONWilliamHarvey1578-1657CIRCULATIONBloodHeartBloodvesselsClinicalInvestigationJasonisa19-year-oldcollegestudentwhogoestothedoctorcomplainingofchronicfatigue.ThedoctorpalpatesJason’sradialpulseanddiscoversthatitisfastandweak.Anechocardiogramandlatercoronaryarteriographrevealthathehasaventricularseptaldefectandmitralstenosis.Hiselectrocardiogram(ECG)indicatesthathehassinustrachycardia.Whenlaboratorytestresultsarereturned,theyindicatesthatJasonhasaveryhighplasmacholesterolconcentrationwithahighLDL/HDLratio.Whatcanbeconcludedfromthesefinding,andhowaretheyrelatedtoJason’scomplaintofchronicfatigue??CIRCULATION第一节心脏的泵血功能第二节心脏的生物电现象及节律性兴奋的产生和传导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PumpingfunctionofheartIntercalateddiscs第一节心脏的泵血功能第一节心脏的泵血功能心肌收缩的特点对细胞外液Ca2+的依赖性“全或无”收缩不发生完全强直收缩第一节心脏的泵血功能一、心动周期概念：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(cardiaccycle)。心率：心动周期与心跳频率如成人平均心率75次/分，心动周期0.8s。心率心动周期收缩期和舒张期均(舒张期缩短的比例大)心肌休息时间相对缩短心房心室例：冠心病：心率心肌易缺血缩舒舒舒缩舒第一节心脏的泵血功能一、心动周期二、心脏泵血过程心房的初级泵血功能心房大部分时间处于舒张状态，主要作为静脉回流的通道。血液从心房入心室，主要靠心室舒张，心房收缩可增加10%30%左右心室充盈，使心室舒张末期容积压力增加，有利于心室射血。(在心率加快/心室顺应性下降时更为重要)心动周期中，左心房压变化的幅度为212mmHg；右心房压变化的幅度为05mmHg。心房收缩第一节心脏的泵血功能二、心脏泵血过程心房的初级泵血功能心室的射血和充盈过程以左心室为例，心动周期可分为心室收缩期和心室舒张期(心室内压力、容积、瓣膜、血流)：1.心室收缩期(ventricularsystole)：(1)等容收缩期(periodofisovolumiccontraction)：从房室瓣关闭至主动脉瓣开启的这段时间。等容收缩期第一节心脏的泵血功能二、心脏泵血过程心室的射血和充盈过程1.心室收缩期(ventricularsystole)：(1)等容收缩期(periodofisovolumiccontraction)：(2)快速射血期(periodofrapidejection)：主动脉瓣开启，血液快速射入主动脉，约为总射血量的2/3，0.11s。(3)减慢射血期(periodofslowejection)：射血减慢，室内压主动脉压，依惯性逆压力梯度继续射血。射血期Pressure&Volume第一节心脏的泵血功能二、心脏泵血过程心室的射血和充盈过程1.心室收缩期(ventricularsystole)：2.心室舒张期(ventriculardiastole)：(1)等容舒张期(periodofisovolumicrelaxation)：心室舒张从主动脉瓣关闭至房室瓣开启的这段时间。心室舒张，室内压急剧下降。等容舒张期第一节心脏的泵血功能2.心室舒张期(ventriculardiastole)：(1)等容舒张期：(2)快速充盈期(periodofrapidfilling)：心室继续舒张，房室瓣开启，心室迅速充盈，总充盈量2/3，占整个舒张期的前1/3。(3)减慢充盈期(periodofreducedfilling)：房-室间压力梯度血流速度心室舒张期的后1/3，心房收缩使心室充盈增加10%-30%。充盈期第一节心脏的泵血功能二、心脏泵血过程心房的初级泵血功能心室的射血和充盈过程心动周期中心房内压力的变化心动周期中，左心房压力曲线依次出现a、c、v三个小的正波。心房收缩→房内压↑→a波。a波是心房收缩的标志。左心房压可升高67mmHg；右心房压可升高46mmHg。Cardiaccycleacv第一节心脏的泵血功能二、心脏泵血过程心房的初级泵血功能心室的射血和充盈过程心动周期中心房内压力的变化心房、心室舒缩和瓣膜在心脏泵血活动中的作用压力梯度瓣膜开启第一节心脏的泵血功能二、心脏泵血过程三、心音的产生心音是由心脏收缩、瓣膜关闭、血液速度改变形成的涡流、血液撞击心室壁和大动脉壁引起的振动所产生。可在胸壁一定部位用听诊器听取。心音图(phonocardiagram)。心动周期中多数只能闻及第一心音和第二心音。第一节心脏的泵血功能三、心音的产生第一心音：时间：发生在心缩期，标志着心室收缩期开始。位置：在心尖搏动处(胸壁第五肋间左锁骨中线内侧)原因：房室瓣关闭、心室收缩→血流冲击房室瓣引起心室壁振动，以及心室射血引起动脉壁振动等特点：音调较低，持续时间较长。第一节心脏的泵血功能三、心音的产生第一心音：第二心音：时间：发生在心舒期，标志着心室舒张期开始。位置：在主动脉瓣和肺动脉瓣区(第二肋间胸骨右缘和左缘)原因：与动脉瓣关闭、血流冲击大动脉根部以及心室壁振动等因素有关。特点：频率较高，持续时间较短。第一节心脏的泵血功能三、心音的产生第三心音：偶尔可听到第三心音发生在快速充盈期末，特点为低频、低幅。因心室充盈减慢，血流速度突然改变，造成室壁和瓣膜振动而致。第四心音：第四心音发生在房缩期，又称心房音。由心房收缩，血液进入心室引起振动而致。大多见于异常有力的心房收缩和左心室顺应性降低的病理情况。Cardiaccycle第一节心脏的泵血功能三、心音的产生四、心泵功能的评定每搏输出量和射血分数每搏输出量(strokevolume,SV)：一侧心室搏动一次所射出的血量。成年人静息平卧时每搏输出量约为70ml。舒张末期容量：舒张末期心室腔内充盈的血量，约145ml。第一节心脏的泵血功能四、心泵功能的评定每搏输出量和射血分数每搏输出量(strokevolume,SV)：舒张末期容量：射血分数：每搏输出量与心室舒张末期容量的百分比。正常时射血分数基本不变。人体安静时的射血分数约为60%。临床：心室扩大射血分数（每搏输出量可不变）第一节心脏的泵血功能四、心泵功能的评定每搏输出量和射血分数每分输出量和心指数每分输出量(minutevolume)：一侧心室每分钟射出的血液总量，即心输出量(cardiacoutput,CO)，=搏出量×心率。心指数(cardiacindex)：以单位体表面积(m2)计算的心输出量。中等身材成人1.61.7m2，心输出量约56L/min，心指数约为3.03.5L/(min*m2)。不同生理条件下，由于代谢水平的变化，心输出量和心指数也不同。第一节心脏的泵血功能四、心泵功能的评定每分输出量和心指数心脏做功量每搏功和每分功每搏功：心室一次收缩所作的功，称每搏功。可用搏出血液所增加的压强能和动能来表示。简化为：搏功=搏出量×(平均动脉压－平均心房压)每分功：心室每分钟所作的功，称每分功。每分功=搏功×心率第一节心脏的泵血功能四、心泵功能的评定心脏做功量每搏功和每分功右心室作功量仅为左心室的1/6。a)心肌耗氧量与作功量平行b)心肌收缩释放的能量主要用于维持血压。第一节心脏的泵血功能四、心泵功能的评定五、心泵功能的调节健康人心脏泵血功能有一定的贮备，在机体需要时成倍增长。心输出量=搏出量×心率每搏输出量的调节：前负荷(心室舒张末期容积)心肌收缩能力后负荷(动脉血压)心率对心泵功能的影响：心率增加使心输出量增加(在一定范围内)第一节心脏的泵血功能五、心泵功能的调节每搏输出量的调节：1.心泵功能的自身调节——Starling机制Starling在百余年前就发现，心脏能自动地调节并平衡心输出量和回心血量的关系：回心血量愈多，则心肌舒张时被牵拉愈长，其收缩力也愈强，搏出量也愈多。这种现象可通过心室功能曲线加以说明。Starling’sLaw第一节心脏的泵血功能每搏输出量的调节：1.心泵功能的自身调节——Starling机制前负荷(preload)：肌肉收缩前所负载的负荷前负荷肌肉具有一定的长度(初长度)心室舒张末期容积心室肌的初长度用心室舒张末期容积来反映心室前负荷时：a)仅在容积与压力呈直线相关时才可靠b)容积与压力的关系还受心室顺应性影响第一节心脏的泵血功能每搏输出量的调节：1.心泵功能的自身调节——Starling机制(1)12~15mmHg是心室的最适前负荷心肌细胞本身初长度的改变心肌收缩强度的变化称为异长自身调节(2)充盈压在15~20mmHg—曲线渐平坦。前负荷在此范围内变化对泵血功能影响不大。第一节心脏的泵血功能每搏输出量的调节：1.心泵功能的自身调节——Starling机制(3)随后曲线也不出现明显降支(不同于骨骼肌)。说明正常心室充盈压即使超过20mmHg，搏功不变或仅轻度减少，维持正常的泵血功能。只有在严重病理变化时才出现降支。不出现明显降支的主要原因是心肌细胞外间质含大量胶原纤维，阻止心肌细胞被继续拉长(难以超过最适初长度—正常的心功能曲线不出现降支)。第一节心脏的泵血功能每搏输出量的调节：1.心泵功能的自身调节——Starling机制(1)12~15mmHg是心室的最适前负荷(2)充盈压在15~20mmHg—曲线渐平坦。(3)随后曲线也不出现明显降支(不同于骨骼肌)。在心室肌顺应性等其他条件不变的情况下，心室前负荷—舒张末期压是由心室舒张末期充盈的血量所决定。生理意义：对搏出量的精细调节第一节心脏的泵血功能每搏输出量的调节：1.心泵功能的自身调节——Starling机制心室射血量与静脉回心血量相平衡(回流多，射血多)如：静脉回心血量射血量充盈压(舒张末期心室总充盈量)Starling机制(异长自身调节)搏出量持续、剧烈的循环机能变化（体力劳动等，需持久、大幅度提高搏出量）主要靠心肌收缩能力的变化调节Starling’sLaw第一节心脏的泵血功能五、心泵功能的调节每搏输出量的调节：1.前负荷(心室舒张末期容积)2.心肌收缩能力的改变对搏出量的调节心肌收缩能力(cardiaccontractility)：心肌不依赖于前、后负荷而能改变其力学活动（包括收缩的强度和速度）的一种内在特性—心肌的变力状态。Contractility心肌收缩能力↑→心室功能曲线向左上方移位心肌收缩能力↓→心室功能曲线向右下方移位Contractility2.心肌收缩能力的改变对搏出量的调节等长自身调节(homeometricautoregulation)：通过改变心肌收缩能力调节泵血功能的机制。血压搏出量等长自身调节(心肌初长度不变)心肌收缩能力搏出量Contractility2.心肌收缩能力的改变对搏出量的调节影响因素：主要受兴奋-收缩耦联和肌丝滑行过程中各个环节的影响(1)活化横桥的数目：活化横桥和最大横桥数目的比例，取决于a)兴奋后胞浆内Ca2+浓度(儿茶酚胺)b)肌钙蛋白对Ca2+的亲和力(钙增敏剂如茶碱)(2)肌凝蛋白头部ATP酶活性(甲状腺激素、体