老师课件-人体解剖生理学第四章_心脏生物电活动+心脏泵血功能

1第四章血液循环2血液循环：血液循一定方向在心血管系统内循环流动初级泵肺循环肺循环3第二节心脏的生物电活动4心房和心室不停歇地进行有顺序的协调的收缩和舒张交替的活动，是靠心肌的生物电活动实现的。心肌细胞的动作电位触发心肌的收缩。心脏的节律性收缩舒张是由于心肌细胞的自发性节律兴奋引起的。5工作细胞：执行收缩功能如：心房肌、心室肌兴奋性、传导性、收缩性心肌细胞自律细胞：主要功能是产生和传播兴奋，控制心脏活动的节律，这一类细胞合称心脏的特殊传导系统如：窦房结、房室交界区、房室束、左右束支、浦肯野纤维兴奋性、传导性、自律性6一、心肌细胞的电活动心肌细胞跨膜电位形成的主要原因：不同离子在心肌细胞膜两侧不均匀分布所形成的浓度梯度（浓度差）和跨膜电位梯度（电位差），驱动各种离子通过离子通道进行跨膜扩散生电性离子泵（Na+-K+泵）和离子交换体（Na+-Ca2+交换体）也参与其形成7心肌细胞的跨膜电位变化在波形和形成机制上要比神经和骨骼肌细胞复杂的多心脏各部位不同类型的心肌细胞的动作电位不同幅度和持续时间不相同形成的离子基础不一致以心室肌细胞、浦肯野细胞、窦房结细胞为例学习心肌细胞的跨膜电位8（一）工作细胞的跨膜电位及其形成机制以心室细胞肌细胞为例91.静息电位静息电位：-80～-90mV形成原理和骨骼肌、神经细胞的静息电位相似102.动作电位动作电位的复极化过程复杂，持续时间长，下降支和上升支很不对称通常用0期、1期、2期、3期、4期代表动作电位的各个时期11去极化过程（0期）同神经细胞和骨骼肌细胞类似，0期很短暂，仅占l-2ms0期去极化的Na+通道是一种快通道，其激活、开放、失活的速度都很快属于快反应细胞，AP属于快反应电位12阈强度刺激细胞膜→一定数量的膜Na+通道开放，Na+内流→膜电位去极化（负值减小），Na+电导↑（初始去极化）→更多的Na+通道开放，Na+内流增多（阈电位）→膜通透性越来越大及去极化越来越快（正反馈或再生性循环）→内流的Na+多于外流的K+→产生动作电位（再生性去极化）13复极化过程历时200～300ms分为1、2、3三个期141期（快速复极初期）膜电位迅速复极，由+30mv到0mv，历时10ms0期和1期构成峰状图形，称为峰离子基础：快纳通道失活一过性外向外流（Ito），主要成分是K+去极化到-30～-40mV时激活开放开放约5～10ms152期（平台期）复极缓慢，电位停滞在0mV水平，形成平台，持续约100～150ms涉及多种离子流，主要是Ca2+的内流和K+的外流处于相对平衡状态而形成是心肌细胞整个动作电位持续时间长的主要原因，是心室肌细胞的动作电位区别于骨骼肌和神经纤维的主要特征。162期中，总的是出现种随时间推移逐渐增强的微弱的净外向电流，使膜电位缓慢复极化。Ca2+内流停止，K+外流显著增加时，动作电位由2期（缓慢复极期）转入3期（快速复极期）IK的外流启动3期复极173期（快速复极末期）复极过程加速膜电位由0mV水平快速复极到-90mV，占时100～150ms主要是K+外流2期和3期之间没有明显的界限。184期（静息期）4期是膜复极化完毕、膜电位恢复后处于稳定的静息电位水平恢复细胞内外各种离子的正常浓度梯度，保持心肌细胞的正常兴奋性。Na+,Ca2+逆浓度梯度外流；K+逆浓度梯度内流。钠-钾泵、钙泵、钠-钙交换体19Na+-K+泵的活动:逆向转运：3个Na+外流和2个K+内流Na+-Ca2+交换体：1个Ca2+外流，3个Na+内流其驱动力是细胞膜内外的Na+浓度差20自律细胞的动作电位4期自动除极是自律细胞产生自动节律性兴奋的基础，是自律细胞和非自律细胞跨膜电位最大的区别21自律细胞：3期末到达最大舒张复极电位4期自动除极（随时间而递增)当去极化到达阈电位水平，兴奋性动作电位产生22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，在4期又出现一种逐渐增强的净内向电流，使膜内的负电位值逐渐变小，膜便逐渐去极化4期自动去极化都是由进行性的净内流引起的231.浦肯野细胞（快反应自律细胞）除4期外，快反应自律细胞动作电位的形态和离子基础与心肌工作细胞一致。最大舒张电位为-90mV持续时间长，可达400～500ms浦肯野细胞动作电位244期自动去极化的离子机制：外向电流：Ik（作用较小）：去极化到-40mV时开放，复极化到-40～-50mV时逐步关闭，至最大复极电位时接近完全关闭在自动去极化过程中作用很小25内向电流：IfIf（主要作用）：起搏电流，主要由Na+负载的内向电流。If通道在动作电位3期复极化至-60mV左右时开始被激活开放，其激活程度随着膜内负电性的增加而增加，至-100mV时完全激活开放，在膜的去极化水平达-50mV左右时关闭。If的开放速率缓慢，浦肯野细胞的自律性低不能被河豚毒阻断，和快钠通道完全不同262.窦房结细胞（慢反应自律细胞）心脏自律性最高的心肌组织，具有起搏功能，又名P细胞（palecell）P细胞去极化仅到0mV，很少超射，去极化速度慢最大舒张电位（-60mV）和域电位（-40mV）的绝对值小于浦肯野细胞没有明显的复极1期和2期4期自动去极化速度（约0.1V/s）快于浦肯野细胞(约0.2V/s)窦房结细胞动作电位27心室肌细胞（A）和窦房结细胞（B）跨膜电位的比较280期去极化Ca2+内流引起缓慢去极化窦房结细胞动作电位的主要特征294期自动去极化外向电流（IK）逐渐衰减内向电流（IT-Ca）逐渐增强30离子基础：随时间增长的净内向电流所引起一种外向电流（减弱）两种内向电流（增强）IkIfIT-Ca31二、心肌的电生理特性兴奋性生理特性自律性传导性收缩性电生理特性机械特性32(一)兴奋性所有心肌细胞都具有兴奋性，即细胞在受到刺激时产生兴奋的能力可用刺激的阈值来衡量心肌兴奋性的指标，阈值高表示兴奋性低，阈值低表示兴奋性高331、静息电位水平2、阈电位水平3、0期去极化的离子通道状态备用、激活、失活决定和影响兴奋性的因素34一次兴奋：膜电位发生有规律的变化；离子通道状态发生改变；心肌细胞的兴奋性发生周期性改变以心室肌细胞为例兴奋性的周期性变化35（1）绝对不应期和有效不应期绝对不应期：0期～-55mV(3期)膜的兴奋性完全丧失(对任何强度的刺激都不能产生任何程度的去极化反应)局部反应期：-55mV～-60mV(3期)给予一个足够强度的刺激，心肌细胞可以产生局部的去极化反应，不能发生动作电位。有效不应期：0期～-60mV(3期)心肌细胞不能产生新的动作电位36（2）相对不应期相对不应期：-60mV～-80mV（3期）若给予心肌细胞一个阈刺激，不能产生新的动作电位，若给予一个阈上刺激，则可能会产生一次新的动作电位。37（3）超常期超常期：-0mV～-0mV(3期)膜电位已基本恢复，Na+通道复活至静息状态，膜电位的绝对值小于静息电位，与阈电位水平的差距较小。若给予心肌细胞一个阈下刺激，可能引起一个新的动作电位，此时心肌细胞的兴奋性高于正常。3839a.和诱发骨骼肌细胞收缩所需要的时间相比，骨骼肌细胞的不应期很短。b.连续刺激骨骼肌，可诱发总和效应和强直收缩c.心肌细胞的不应期特别长，几乎延续到整个收缩时程。d.由于不应期长短的差异，心室肌细胞没有总和效应，如果刺激落在心肌纤维的不应期内，不能引发收缩，直到不应期结束才继发下一个肌肉收缩。401）不发生强直收缩始终作收缩和舒张相交替的活动2）期前收缩和代偿间歇在心室肌的有效不应期之后、下一个窦房结兴奋到达之前，心室受到一个外来刺激，可产生一次提前出现的兴奋和收缩。在一次期前收缩之后往往会有一段比较长的心室舒张期，称为代偿间歇兴奋性的周期性变化与收缩活动的关系41期前收缩代偿间歇42（二）自律性自律性：心肌组织在没有外来刺激的情况下自动地发生节律性兴奋的特性。包括频率和规则性43自律性的衡量指标：自律细胞的自发放电频率窦房结：100/min－正常起搏点房室结区：50/min房室束：40/min浦肯野纤维：25/min心脏的起搏点44自动兴奋频率的高低主要取决于4期自动去极化的速度，和最大复极电位与阈电位之间的差距影响自律性的因素45（1）最大复极电位与阈电位之间的差距差距小，自律性高，频率高阈电位变化少迷走神经AchIk-Ach通道开放，K+外流，最大复极电位绝对值加大，自律性降低，心率减慢。46（2）4期自动去极化的速度速度增快，频率增高儿茶酚胺可增强窦房结的If和Ica-T，加快4期自动去极化速度，从而提高自律性。47成人安静状态下，心率为60～100次/min过快、过慢或不规整均为心率失常自律性和心率失常心动过速心动过缓48（三）传导性传导性：心肌细胞具有传导兴奋的能力传导性的高低可用兴奋的传播速度来衡量49结构因素：心肌细胞直径小，胞内电阻大，局部电流小，兴奋的传导速度慢细胞间连接：缝隙连接，其数量和功能状态影响传导性影响传导性的因素50第三节心脏的泵血功能51泵血功能：心脏对血液的驱动作用血液寻循单一方向循环流动心脏由左右两个心泵组成右心将血液泵入肺循环左心将血液泵入体循环心泵由心房和心室组成动力源肺循环肺循环521、对细胞外液中Ca2+浓度的依赖性2、“全或无”式收缩一、心肌细胞的收缩特点531、心肌收缩依赖于细胞外的Ca2+2、“全或无”式收缩心房和心室分别都是功能合胞体兴奋可以迅速传播到全心房和全心室引起整个心房或心室的收缩3、不发生完全强直收缩心肌收缩的特点细胞外Ca2+的流入量肌浆网释放Ca2+的量细胞质内游离Ca2+的量心肌的收缩与舒张54二、心脏的泵血机制心动周期：心脏一次收缩和舒张构成的一个机械活动周期，通常指心室的活动周期一个心动周期中，心房和心室各自具有收缩期和舒张期心动周期的概念55心房和心室活动的顺序和时间关系全心舒张期若正常成人安静时心率为75次/分(心动周期为0.8s)心房心室0.1s1.心房心室不同步收缩但却有较长的共同的舒张时间有利于血液回流2.心率快慢主要影响心动周期的舒张期,过快过慢都对心功能不利56571、心房收缩期历时0.1s收缩力不强推动进入心室的血液量通常只占心室充盈总量的25%左右心脏的泵血过程582、心室收缩期等容收缩期心室容积不变心房收缩结束，房室瓣关闭至室内压增高，冲开半月瓣的时间段历时约0.05s59射血期：室内压超过主动脉压，血液循压力梯度冲开半月瓣进入主动脉快速射血期：射血期的前期，历时约0.1s，射血量约占心室总射血量的2/3减慢射血期：快速射血期后，历时约0.15s603、心室舒张期等容舒张期心室容积不变半月瓣关闭，房室瓣也处于关闭状态历时约0.06～0.08s61心室充盈期室内压低于房内压时，心房内的血液冲开房室瓣进入心室快速充盈期：房室瓣开启初期，进入心室的血液量占总充盈量的2/3，历时约0.11s减慢充盈期：充盈期的后期，历时约0.22s心房收缩期：心室舒张的最后0.1s，下一个心动周期的新房收缩开始62心房收缩心室收缩等容收缩射血心房收缩心室舒张等容舒张充盈房室瓣打开半月瓣关闭房室瓣关闭半月瓣关闭房室瓣关闭半月瓣打开房室瓣打开半月瓣关闭房室瓣关闭半月瓣关闭63心室收缩或舒张室内压变化房内压-室内压或室内压-动脉血压压力梯度变化瓣膜开放或关闭血液流动心室或心房容积改变641、心房的接纳和初级泵作用接纳、储存从静脉回流的血液（在心室射血期尤为突出）全心舒张期，是静脉返流回心室的通道其收缩对心室的充盈起辅助作用其收缩使心室舒张末期容积增大，心室肌收缩前的初长度增加，肌肉收缩能力加大，提高了心室的泵血功能效益心房在心脏泵血活动中的作用65三、心脏泵血功能的评价1、每搏输出量和射血分数每搏输出量：一侧心室在一次搏动中射出的血液量，简称搏出量搏出量=心室舒张末期容积-心室收缩末期容积正常成年人，安静状