心血管系统生理.

血液循环(bloodcirculation)心血管系统生理梅河口市新华医院循环系统(circulatorysystem)心血管系统(cardiovascularsystem)淋巴系统(lymphaticsystem)血液循环(bloodcirculation)：心脏将血液泵出，并由血管将血液分配到各器官、组织；血液在心血管系统中按一定的方向流动，最后回入心脏。这一整个过程称为血液循环。心脏的功能泵血功能；内分泌腺功能。血液循环的主要功能：①运输营养物质和代谢产物，使机体新陈代谢得以正常进行；②运输各内分泌腺分泌的激素或其他体液物质，实现机体的体液调节；③实现机体内环境的相对稳定、血液的防御功能以及其他功能；④心脏和血管具有重要的内分泌功能：心脏合成和分泌心房肽激素、血管平滑肌细胞和血管内皮细胞可合成和分泌多种血管活性物质，参与心血管功能活动的体液调节。Atrialnatriureticpeptidefamily第一节心脏的生物电活动心肌细胞的特性：兴奋性(excitability)；传导性(conductivity);收缩性(contractility);自律性(autorhythmicity)。心肌细胞的分类：1.工作细胞细胞：心房肌和心室肌细胞特性：兴奋性、传导性和收缩性，但不具有自律性。功能：主要执行收缩和内分泌功能。2.自律细胞：组成心脏的特殊传导系统细胞，主要窦房结细胞和浦肯野细胞。特性：兴奋性、传导性和自律性，但基本丧失收缩功能。功能：产生和传导兴奋，控制整个心脏的节律性活动。心脏特殊传导系统(specializedconductionsystem)心脏特殊传导系统(specializedconductionsystem)心脏特殊传导系统(specializedconductionsystem)：心脏特殊传导系统(specializedconductionsystem)：心脏特殊传导系统(specializedconductionsystem)：一、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制心肌细胞跨膜电位形成的主要原因：不同离子浓度梯度、跨膜电位梯度（电位差）、生电性离子泵(如Na+-K+/ATPase)、离子交换体(如Na+-Ca2+exchanger)。心肌细胞膜内外几种主要离子的浓度及平衡电位值浓度(mmol/L)平衡电位(mV)离子细胞内液细胞外液膜内／外比例（根据Nernst公式计算）Na+101451:14.5＋70K+140435:1－90Ca2+10-421:20,000＋132Cl－91041:11.5－65（一）工作细胞的跨膜电位及其形成机制1.静息电位(restingpotential,RP)：静息电位的形成机制2.动作电位(actionpotential,AP):Na+Ca2+K+Na+（1）去极化过程(depolarization)－0期:特点：1.膜内电位变化幅度大(-90mV+30mV)；2.持续时间很短，仅1～2ms；3.去极化速度快Vmax可达200～400V/s。机制：再生性Na+内流。阈电位(thresholdpotential)＝-70mV快通道(fastchannel)：激活开放的速度和失活关闭的速度都很块一般对河豚毒不敏感。快反应细胞(fastresponsecell)：由快Na+通道开放引起快速去极化的心肌细胞称为快反应细胞，如心房肌、心室肌及浦肯野细胞。快反应AP：快反应细胞的AP。（2）复极化过程(repolarization)－1～3期:历时200～300ms。1）1期－快速复极初期：特点：①膜内电位+30mV0mV左右；②持续时间很短，历时10ms。机制：快Na+通道已经失活，并引起一过性外向电流。一过性外向电流(Ito)：主要成分K+。2）2期－平台期(plateau)：IK1IKL-typeCa2+chnnel特点：1期复极膜内电位达到0mV左右时，复极化过程非常缓慢(历时100～150ms)。平台期：心室肌细胞AP持续时间较长的主要原因，是区别于骨骼肌和N细胞AP的主要特征。机制：Ca2+通道激活(膜去极化达到－40mV时被激活)引起Ca2+(和少量Na+)缓慢内流与K+通道逐渐开放引起K+少量外流(IK1)共同作用的结果。内向整流(inwardrectification)：IK1通道对K+的通透性因膜的去极化而降低的现象称为内向整流，它是造成平台期较长的一个重要原因。慢通道：L-typeCa2+通道的激活、失活以及再复活所需的时间均比Na+通道的长。可被Mn2+和Ca2+通道阻断剂所阻断。3）3期－快速复极末期：历时100～150ms特征：复极化速度加快，膜内电位由0mV左右较快地下降到－90mV。机制：L型Ca2+通道失活关闭内向离子流终止，外向K+流进一步增加所至（IK进一步增加和IK1正反馈的再生性循环内向整流作用K+外流）。动作电位的时程(actionpotentialduration)：从0期去极化开始到3期复极化完毕的这段时间，约200～300ms。（3）4期－静息期：特征：膜复极化完毕，跨膜电位稳定在静息电位水平(-90mV)。机制：1.Na+-K+／ATPase活动增强：恢复正常静息时细胞内外离子浓度水平。K+Na+K+Na+Na+2.Na+-Ca2+exchanger&Ca2+ATPase:Ca2+通过Na+-Ca2+交换体交换(1:3)被主动转运出细胞，属继发性主动转运；尚有少量的Ca2+可通过膜上的Ca2+ATPase主动排出细胞。3.3期末Na+通道逐渐复活到备用，4期完全复活到备用。※Na+-K+／ATPase和Na+-Ca2+exchanger并非只是在4期进行活动，实际上其活动是持续进行的，对维持细胞内外离子分布的稳态起重要的作用。（二）自律细胞的跨膜电位及其形成机制自律C与工作CAP区别：最大区别在于4期：工作细胞4期的膜电位基本稳定；自律细胞4期膜电位并不是稳定立即开始自动去极化阈电位爆发一次新的AP。4期自动去极化特点：随时间而递增，去极化的速度远较0期去极化缓慢。机制：自律细胞在3期复极化的净外向电流达到最大复极电位后，4期又出现进行性净内向电流，使膜逐渐去极化。进行性净内向电流产生的可能原因：内向电流逐渐增强；外向电流逐渐减弱；二者兼有。1.浦肯野细胞(Purkinjecell)：AP形成机制—4期：外向电流（IK）逐渐减弱：IK通道的开放：0期开始开放，K+电流在平台期逐渐增强；IK通道的关闭：3期复极化至－60mV左右时开始关闭，至最大复极电位时接近完全关闭→对4期自动去极化所起的作用较小。内向电流(If,起搏电流)逐渐增强：主要Na+负载，可被Cs2+选择性阻断：If通道的开放：3期复极化至－60mV左右时开始被激活开放，其程度随膜内负电性增加而增加，至－100mV时完全激活开放。特点：If通道激活较为缓慢，具有时间依从性，即随时间的推移逐渐增强。If通道的关闭：膜的去极化水平达到－50mV左右时关闭。2.窦房结细胞(sinusnodecell,慢反应自律细胞)：AP形成机制：0期：慢Ca2+通道开放而缓慢Ca2+内流所致。L-typeCa2+channel3期：K+快速外流引起4期：主要是3期K+外流进行性衰减引起；T-typeCa2+channel(阈电位在－50mV)自动去极化后期参与。A，IK通道时间依从性失活，K+外流随时间进行性衰减。B，If通道(主要Na+流)：Vmax＝-100mV∵窦房结细胞的Vmax＝-70mV激活慢，电流小，对4期自动去极化所起的作用不大。C，Ica-T：T(transient)-typeCa2+channel阈电位在－50mV左右成为自动去极化后期组成成分。窦房结细胞跨膜电位的特点（与工作细胞和浦肯野细胞相比）：①最大复极电位(-70mV)和阈电位(-40mV)绝对值均小于浦肯野细胞；②0期去极化幅度较小(约-70mV)，时程较长(约7ms)，去极化速率较慢(约10V/s)；③没有明显的复极1期和2期；④4期自动去极化速度(约0.1V/s)快于浦肯野细胞。二、心肌的电生理特性（一）兴奋性(excitability)：1.影响兴奋性因素1)静息电位水平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+通道的性状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。完全备用→失活→刚复活→渐复活→基本备用‖‖‖‖‖产生AP绝对不应期局部反应期相对不应期超常期‖‖‖‖兴奋性正常兴奋性无兴奋性低兴奋性高2.兴奋性的周期性变化与收缩活动的关系心肌细胞每次兴奋，其膜通道存在备用状态、激活、失活和复活过程；其兴奋性也随之发生相应的周期性改变。-55mV-60mV-80mV心室肌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去极相→复极相-60mV不能产生绝对不应期↓Na+通道处于-55mV完全失活状态局部反应期↓Na+通道-60mV刚开始复活相对不应期↓Na+通道能产生-80mV大部复活(但0期小)超常期↓Na+通道基本-90mV备用状态同相对不应期（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性间歇。（二）自动节律性(autorhythmicity)：心肌组织能够在外来刺激的情况下自动地发生节律性兴奋的特性。1.心脏的起搏点：正常起搏点：窦房结是主导整个心脏兴奋和波动的正常部位。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/分抢先占领超速驱动压抑[注]：①除外窦房结，其它自律组织为潜在起搏点或异位起搏点。②以窦为起搏点的心跳为窦性节律，以窦外为起搏点的心跳为异位节律。2.影响自律性的因素1）4期自动去极化速度2）最大舒张电位水平3）阈电位水平在上述因素不变的前提下：阈电位水平下移上移↓↓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)心肌细胞的传导性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→利房排空、室充盈。⑶房室交界是传导必经之路，易出现传导阻滞（房室阻滞）。3.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4.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)影响传导的因素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距新AP传导0期幅度→的电位差→部电流→阈电位→产生→速快高大大近易快慢低小小远不易慢3）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。4.静息电位或舒张期电位的水平在一定范围内：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5.阈电位水平邻旁部位RP与邻旁部位传导阈电位水平→阈电位差→兴奋性→速度下移小易产生AP快上移大难产生AP慢三、体表心电图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。正常心电图波形及生理意义名称时间（S）幅