生理学 第四章 血液循环

第四章血液循环第四章血液循环第一节心脏的泵血功能第二节心肌细胞的生物电现象第三节心肌细胞的生理特性第四节心音和心电图第五节血管生理第六节心血管活动的调节第七节心、肺和脑的血液循环（略）血液循环：指血液在心血管系统中按一定的方向、周而复始地循环流动。WilliamHarvey【英】最早发现并提出血液循环理论，被誉为现代生理学和现代医学的创始人。血液循环的途径及分类体循环肺循环血液循环的物质基础1.心脏——动力2.血管——管道3.瓣膜——方向第一节心脏的泵血功能一.心动周期和心率二.心脏泵血的过程和机理三.心脏泵血功能的评价四.影响心脏泵血功能的因素五.心力储备一.心动周期和心率1.心动周期：指心房或心室每收缩和舒张一次的机械活动周期。2.心率：指单位时间内心脏搏动的次数。安静状态下，正常成年人一般为60～100次/min。心动周期心房收缩期心室收缩期全心舒张期心肌房缩、室舒室缩、房舒室舒、房舒瓣膜房室瓣开、动脉瓣关房室瓣关、动脉瓣开房室瓣开、动脉瓣关血流房→室室→动脉房→室心音第一心音第二心音时间0.1s0.3s0.4s二.心脏泵血的过程和机理动力：心脏舒缩产生的压力差；方向：瓣膜的启闭。心室收缩期——射血期等容收缩期(0.05s)快速射血期(0.10s)减慢射血期(0.15s)心室舒张期——充盈期等容舒张期(0.07s)快速充盈期(0.11s)减慢充盈期(0.22s)房缩期(0.1s)三.心脏泵血功能的评价（一）心脏输出的血量1.每搏输出量与射血分数2.每分输出量与心指数（二）心脏做功量（略）搏出量射血分数=——————————×100%心室舒张末期容积健康成年人一般为50～60％，是一固定值。每搏输出量/搏出量：一侧心室一次心搏所射出的血液量。健康成年男性一般为60～80ml。心指数：安静和空腹状态下，每平方米体表面积的心输出量。心输出量心指数=——————体表面积每分输出量/心输出量：指一侧心室每分钟射出的血液总量。心输出量=搏出量×心率健康成年男性一般为4.5～6.0L。四.影响心脏泵血功能的因素（一）影响每搏输出量的因素（二）影响心率的因素心输出量＝每搏输出量×心率1.前负荷——心肌初长——异长自身调节2.后负荷——动脉血压3.心肌收缩能力——等长自身调节（一）影响每搏输出量的因素静脉回心血量↑——心室舒张末期的压力和容积↑——心室肌的初长↑——每搏输出量↑1.前负荷——心肌初长——异长自身调节异长自身调节：不需要神经和体液调节参与，心肌细胞通过其收缩之前自身的初长来改变收缩强度的一种自身调节方式。一定范围内，心肌细胞初长越长，则收缩强度越大，搏出量也越大。使心室充盈量再增加10～30％，通过异长自身调节，促进心室射血和静脉回流。心房在心脏泵血过程中的作用——初级泵动脉血压↑（后负荷↑）——等容收缩期延长、射血期缩短，同时心室肌收缩程度和速度↓——搏出量↓（——余血量↑，若回心血量不变——心室舒张末期充盈压↑，心肌初长↑——心室肌收缩程度和速度↑——搏出量↑）（二）后负荷（动脉血压）对搏出量的影响与心肌的初长无关，由心肌细胞本身的收缩能力决定其收缩强度，主要受心肌细胞兴奋收缩耦联中活化的横桥数量和ATP酶活性的影响。（三）心肌收缩能力对每搏输出量的影响——等长自身调节1.正常情况下，心率和心输出量成正比；2.当心率过低和过高时，心输出量均降低。（二）心率的影响心输出量＝每搏输出量×心率HR＞170~180次/分（HR过快）心室充盈时间明显充盈量搏出量减少心输出量影响心率的因素交感神经活动肾上腺素、去甲肾上腺素甲状腺素（甲亢）体温(1℃12～18次/min）迷走神经心率心率五.心力储备（一）心率储备（75～180次/min)（二）每搏输出量储备(70～150ml)1.收缩期储备(55～60ml)2.舒张期储备(15ml)第二节心肌细胞的生物电现象一.心肌细胞的分类（包括三.）二.心肌细胞的跨膜电位三.心肌细胞的电生理类型（见一.此处略）兴奋性传导性自律性收缩性心肌细胞的四种生理特性电生理特性机械特性自动节律性/自律性：指心肌细胞在无外来刺激的情况下，能够自动产生节律性兴奋的能力。一.心肌细胞的分类1.根据组织学、功能和生理特性，分为：工作细胞：心房肌、心室肌细胞；特殊分化的心肌细胞：窦房结、房室交界细胞等。自律细胞：特殊传导系统细胞（除结区细胞外）非自律细胞：心室和心房肌细胞2.根据自律性，分为：3.根据动作电位0期的特征和形成原理，分为:快反应细胞：心房肌、心室肌、房室束和浦肯野细胞慢反应细胞：窦房结细胞和房室交界细胞（除结区细胞外）二.心肌细胞的跨膜电位（一）工作细胞的跨膜电位及其离子基础（二）自律细胞的跨膜电位及其离子基础1.静息电位：－80～－90mV，对K＋的通透性高，主要取决于K＋的平衡电位；（一）工作细胞的跨膜电位及其离子基础0期（去极化期）：－90mV——30mV，历时1～2ms。快Na＋通道开放，Na＋快速内流引起。可被河鲀毒素阻断。2.工作细胞的动作电位1期（快速复极初期）：30mV——0mV，历时10ms。快Na＋通道失活，K＋通道开放，K＋快速外流(Ito），可被四乙铵、4－氨基吡啶阻断。稳定在零电位水平，历时100～150ms。外向离子流：逐渐增大的外向K＋流。内向离子流：Ca2＋内流（L型，慢通道），阈电位为－30～－40mV，可被Mn＋＋、硝苯地平和维拉帕米等阻断。2期（缓慢复极期、平台期）3期（快速复极末期）0mV——－90mV，历时100～150ms。慢Ca2＋通道失活，K＋外流↑↑4期（恢复期）膜电位稳定在－90mV，膜内外离子分布的恢复期。Na—K泵：泵出3Na＋，摄取2K＋Na－Ca交换体：泵出1Ca2+，摄取3Na＋自律细胞的最大特点是4期自动缓慢去极化，这也是自动产生节律性兴奋的基础。二.自律细胞的跨膜电位及其离子基础1.浦肯野细胞动作电位的形态及其形成机制与工作细胞基本相同，不同的是浦肯野细胞4期缓慢自动去极化的特点。4期自动去极化的机制：3期复极化至－60mV时，慢Na＋通道开放（If），Na＋内流，缓慢去极化。If可被铯（Cs）阻断。1）特点分为0、3、4期，无1、2期;最大复极电位(－70mV）和阈电位（－40mV）的绝对值均小于浦肯野细胞;0期去极化速度慢，去极化幅度低（70mV）;4期自动去极化速度快。2.窦房结P细胞：离子基础：窦房结细胞AP的形成原理0期：Ca2+内流（L型，慢通道）3期：Ik，K+外流4期IK衰减ICa内流（T型，瞬时性）If结区细胞：无自律性其它房室交界细胞：动作电位与窦房结P细胞的相似，而4期自动去极化速度比窦房结细胞慢3.其他自律细胞动作电位的特点第三节心肌细胞的生理特性一.心肌细胞的电生理特性二.心肌细胞的机械特性——收缩性一.心肌细胞的电生理特性（一）自动节律性（/自律性）（二）兴奋性（三）传导性1.心脏的正常起搏点与窦性心律2.窦房结对潜在起搏点的控制方式3.决定和影响自律性的因素（一）自动节律性1.心脏的正常起搏点与窦性心律自律细胞自律性（次/min)起搏点心律窦房结P细胞100正常起搏点窦性心律（70）（迷走抑制作用）房室交界50次级起搏点潜在起搏点/异位起搏点房室交界性心律（40-70）房室束及其分支40三级起搏点室性心律（15-40）浦肯野细胞25抢先占领超驱动阻抑受抑制程度取决于两者间自律性的差别超速驱动的时间2.窦房结对潜在起搏点的控制方式3.决定和影响自律性的因素4期自动去极化速度最大舒张电位和阈电位之间的差值1.决定和影响兴奋性的因素2.心肌兴奋过程中兴奋性的周期变化3.期前收缩和代偿间歇（二）兴奋性膜电位与阈电位之间的差值；离子通道的状态。–激活、失活、备用1.决定和影响兴奋性的因素衡量兴奋性的高低——阈值兴奋性：快反应细胞慢反应细胞（1）有效不应期绝对不应期局部反应期（2）相对不应期（3）超常期2.心肌兴奋过程中兴奋性的周期变化分期与Ap对应的时相Na＋通道膜电位和阈电位之间的差值（与静息电位与阈电位的差值比较）兴奋性有效不应期绝对不应期0期—3期复极化至－55mV失活-无局部反应期3期：—55mV—－60mV很少部分复活小局部反应相对不应期3期：－60mV—－80mV大部分复活小低超常期3期：－80mV—－90mV备用小高心肌细胞兴奋过程中其兴奋性的规律变化及其本质心肌细胞AP有效不应期长，约200～300ms，相当于心肌收缩的整个收缩期和舒张早期，故心肌不会产生完全强直收缩，并总是呈收缩和舒张交替进行活动，这是心脏实现泵血功能的重要前提条件。如果心肌细胞(工作细胞）在其有效不应期之后，下一次窦房结兴奋到达之前，心肌受到人工刺激或病理性刺激，可使心肌细胞提前产生一次兴奋（期前兴奋）和收缩（期前收缩/早搏），其后常伴有较长时间的心舒张期（代偿间歇）。3.期前收缩和代偿间歇1.心脏内兴奋传播的途径和特点2.决定和影响心肌传导性的因素（三）传导性1.心脏内兴奋传播的途径和特点（1）心脏特殊传导系统（2）心脏内兴奋传导的特点（1）心脏特殊传导系统窦房结→心房肌（优势传导通路）→房室交界→房室束→左右束支→浦肯野纤维网→心室肌心房内：传导速度快，左右心房同步收缩，占时约0.06s；房室交界处：传导速度慢，有房室延搁，占时约0.1s；心室内：传导速度快，左右心室同步收缩，占时约0.06s。（2）心脏内兴奋传导的特点快慢快房室延搁：房室交界处兴奋传导速度慢，兴奋通过房室交界时，会有时间延搁，称为房室延搁。这一延搁是心房和心室顺序收缩，心脏射血和充盈过程的正常进行的保证。心肌细胞的直径越大，传导速度越快。受心肌细胞的电生理特性的影响动作电位0期去极化的速度和幅度邻近未兴奋部位膜的兴奋性2.决定和影响心肌传导性的因素二.心肌细胞的机械特性——收缩性（一）心肌收缩的特点（二）影响心肌收缩性的因素（一）心肌收缩的特点1.同步收缩（全或无式收缩）；2.不发生完全强直收缩；3.对细胞外Ca2+有依赖性。（二）影响心肌收缩性的因素1.血浆Ca2+中的浓度2.低氧和酸中毒3.交感神经和儿茶酚胺第四节心音和心电图一.心音和心音图——机械活动二.体表心电图——电活动一.心音和心音图（一）心音的组成、特点及心音图（二）心音及心音图的临床意义1.第一心音：–发生时间：等容收缩期初，标志心缩期的开始–最佳听诊部位（略）–形成原因：心室收缩、左右房室瓣关闭，血流突然中断及心室射血等的振动–特点：音调低，持续时间较长，约0.13s（一）心音的组成、特点及心音图2）第二心音：–发生时间：等容舒张期初，标志着心舒期的开始–最佳听诊部位（略）–形成原因：动脉瓣关闭引起的振动。–特点：音调较高，持续时间短，约0.08~0.09s3）第三心音4）第四心音（房缩音）用于判断心脏瓣膜的功能状态，诊断指标是心脏杂音（杂音主要由于瓣膜狭窄或闭锁不全以及房、室间隔缺损等病理原因形成湍流所致）。掌握四套心脏瓣膜的听诊部位，根据杂音最响亮的瓣膜听诊区来判定病变瓣膜。（二）心音及心音图的临床意义主动脉瓣听诊区二.心电图（一）心电图与细胞生物电的比较（二）常用体表心电图导联（略）（三）正常心电图的典型波形、时程及其生理意义（四）心电图各波之间时程关系及意义反映心脏兴奋的产生、传导和恢复过程中的综合生物电变化（一）心电图与细胞生物电的比较心肌细胞的生物电–细胞内记录同一细胞膜内外的电位变化–记录单个细胞膜内外的电位变化过程–电极分别放于膜两侧，记录的生物电变化曲线相对稳定心电图–细胞外电极记录细胞之间及不同部位之间的电位变化–记录整个心脏在一个心动周期中的生物电变化–电极在体表放置位置不同，记录的心电图曲线也不同（二）常用体表心电图的导联（三）正常体表心电图的典型波形及其意义1.P波：左右心房去极化波，波幅小于0.25mV，时间少于0.11s。2.QRS波群：左右心室去极化波，Q波向下，R波向上，S波向下，历时0.06~0.11s。心室