生理学第四章血液循环

第四章血液循环一、心脏的泵血功能第一节心脏生理一、心脏的泵血功能0.80.50.40.30.20.10.70.6房室瓣关闭，动脉瓣开放房室瓣放，动脉瓣关闭心室收缩心房收缩全心舒张心房(室)舒张心动周期:心脏的一次收缩和舒张，=60/心率(s)一、心脏的泵血功能心动周期的特点1.房室不同时收缩,心室收缩紧跟在心房收缩完毕后进行2.有一个全心舒张期3.舒张期长于收缩期心脏长期有效工作75×60×24×365×100→40亿心脏充盈意义:有利于心脏供血一、心脏的泵血功能心室肌收缩室内压室内压等容收缩期0.05s射血期0.25s快速射血期减慢射血期关关关开心房压动脉压房内压动脉压心脏射血心室肌舒张室内压室内压等容舒张期0.06s充盈期0.44s快速充盈期减慢充盈期房室瓣关动脉瓣关房室瓣开动脉瓣关心房压动脉压心房压动脉压心室充盈泵血过程时相压力变化瓣膜开闭心室容积血流方向半月瓣房室瓣动脉压室内压房内压（房缩期）PaPvPAPaPvPA*PaPvPAPaPvPAPaPvPAPaPvPAPaPvPA开关等容收缩期关关关开关开关关开关开关不变存于心室快速射血期减慢射血期等容舒张期不变快速充盈期减慢充盈期心室收缩期心室舒张期进一步心房心室继续迅速迅速继续心室动脉心房心室心房心室心室动脉小结＊心室射血:心室与动脉压力差心室肌收缩＊心室的充盈：房室压力差＊室内压变化最快的时期＊血液的单向流动有赖于瓣膜完整心房肌收缩,房内压升高（30％）心室肌舒张,室内压下降（70％）等容收缩期和等容舒张期一、心脏的泵血功能S1:音调低、持续时间长房室瓣突然关闭引起标志着心室肌收缩开始S2:音调高、持续时间短动脉瓣突然关闭引起标志着心室肌舒张开始心音二、心脏的泵功能评价及调节（一）心脏泵血功能的评价1.每搏输出量（strokevolume，SV）2.每分输出量心输出量(心排出量)SV=收缩前心室容积—收缩后心室容积=舒张末期容积—收缩末期容积一般为70ml指一侧心室每分钟射出的血量=SV×HR一般为5000ml/min衡量心脏泵血功能的基本指标3.心指数4.射血分数每平方米体表面积的心输出量=每搏量/心室舒张末期容积×100%正常值:50%可用来比较不同个体的心脏功能在劳动、运动和妊娠时增加应以静息心指数进行比较（一）心脏泵血功能的评价心输出量心率(/min)心舒末期心缩末期每搏量(L/min)容积(ml)容积(ml)(ml)静息5751457570运动3018016020140贮备25105155570(心率贮备)舒张期收缩期贮备贮备5.心力贮备指心输出量随代谢的需要而增加的能力反映心脏健康程度的最好指标6.搏功每搏功:心室一次收缩所作的功每分功:心室每分钟所作的功=每搏功×心率意义:A.比较动脉血压值不等时的个体之间心脏泵功能B.比较同一个体动脉血压发生改变前后的心脏泵功能例:高血压患者较正常人明显增高的心泵功能指标是A.心输出量B.射血分数C.心指数D.心脏做功量小结：心脏泵血功能的评价指标泵功能调节(二)心脏泵功能的调节心输出量=每搏量心率×←心肌收缩强度↑前负荷后负荷肌肉收缩能力前负荷：肌肉收缩前所遇到的负荷决定初长度初长度：肌肉收缩前肌小节的长度1.(前负荷)心室舒张末期容积对泵功能的影响泵功能调节在最适前负荷之前,随着前负荷增加,初长度变长,粗、细肌丝的重叠增加，心肌收缩加强,每搏量增加(异长自身调节）.泵功能调节心功能曲线的特点:A.充盈压12～15mmHg是人体最适前负荷。在此之前，随着前负荷增加，粗、细肌丝的有效重叠增加，心肌收缩加强(异长自身调节）B.充盈压在15~20mmHg，曲线逐渐平坦，表明此范围内充盈压对泵血影响不大C.充盈压高于20mmHg，曲线平坦，无明显降支（心肌的静息张力大、能抵抗过度延伸的特性）例:心肌的异长自身调节通过改变下列哪一因素来调节心脏的泵血功能A．肌小节初长B．肌钙蛋白活性C．肌浆游离Ca2+浓度D．心肌收缩能力E．横桥ATP酶活性例:心室肌前负荷增加时，哪些是正确的？A.心室肌舒张末期压力增加B.心室肌最大张力增加C.心室肌缩短初速度加快D.心室肌达到最大张力所需时间缩短E.心室肌收缩产生的张力增加ABCDE2.后负荷对泵功能的影响后负荷↑(动脉血压)→室内压↑等容收缩期延长射血期缩短射血速度减慢每搏量↓肌肉收缩开始之后（收缩过程中）所遇到的负荷泵功能调节问题：整体条件下，正常人主动脉血压于80~170mmHg范围内变化时，心排出量为什么并无明显改变3.心肌收缩能力对泵功能的影响心肌收缩能力：与前后负荷无关的心肌本身的内在收缩特性心肌收缩能力↑,每搏量↑泵功能调节3.心肌收缩能力与前后负荷无关的心肌本身的内在收缩特性7.51522.5mmHg肾上腺素乙酰胆碱、酸中毒则减弱心肌收缩能力影响心肌收缩能力的因素*活化横桥数[Ca2+]肌钙蛋白与Ca2+亲和力*横桥ATP酶活性儿茶酚胺→Ca2+通道开放→Ca2+内流↑茶碱增加肌钙蛋白对Ca2+的亲和力→Ca2+利用率增加甲状腺激素→横桥ATP酶活性例:在肾上腺素作用下，心室功能曲线向哪个方向移动？A．正上方B．左上方C．左下方D．右上方E．右下方7.51522.5mmHg心输出量=SVXHR4.心率（HR）例:正常人心率超过180次/分时，心排出量减少的原因主要是A.心室充盈期缩短B.快速射血期缩短C.减慢射血期缩短D.心室肌氧供不足E.经减压反射调节后心缩力减弱A.心室充盈期(主要是快速充盈期）缩短SV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、强度精细调节搏出量等长自身调节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、心肌的生物电现象二、心肌的生物电现象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1.心室肌细胞的静息电位-90mV，K+外流引起（一）心室肌细胞的跨膜电位心肌的生物电现象2.心室肌细胞的动作电位图2-11单一神经纤维静息电位和动作电位的实验模式图R表示记录仪器，S是一个电刺激器。当测量电极中的一个微电极刺入轴突内部时可发现膜内持续处于较膜外低70mV的负电位状态。当神经受到一次短促的外加刺激时，膜内电位快速上升到+35mV的水平，约经0.5～1.0ms后再逐渐恢复到刺激前的状态。其他说明见正文波形特点:上升支和下降支不对称0期去极化到阈电位（-70mV）→快Na+通道开放，再生性Na+内流→去极化快通道（fastchannel）快反应细胞（fastresponsecell）快反应动作电位（fastresponseactionpotential）(1)去极化过程(2)复极1期（phase1）由短暂的一过性K+外流Ca2+通道特征：–a.激活、失活、复活慢，故又称慢Ca2+通道–b.对Ca2+具有相对选择性：PCa2+比PNa+高70－100倍–c.电位依从性：TP-40mV–d.可被Mn2+和多种Ca2+阻断剂阻断RPK+Na+K+Ca2+Na+K+K+Na+K+Ca2+Na+4期（phase4）Na+-K+泵:排Na+,摄K+，恢复Na+、K+的分布Na+-Ca2+交换体:Na+顺浓度梯度入，Ca2+逆浓度梯度外排。Na+-Ca2+交换是以跨膜Na+内向性浓度梯度为动力，最终也依赖于Na+-K+泵提供能量。问题给予强心苷类药物抑制Na+-K+泵的活性，对心肌收缩有何影响？Na+Ca2+AnitportNa+Ca2+AnitportTP（二）浦肯野氏纤维的动作电位最大复极电位约为-90mV，其动作电位的0、1、2、3期的形态及离子机制与心室肌细胞相似，但有4期自动去极化TPNa+(If)K+(Ik)-70-400mv（三）窦房结细胞的生物电0期去极速度慢4期有自动去极化-70-400mv043TPK+(IK)Na+(If)Ca2+Na+心肌的生物电现象心肌细胞的分类非自律细胞心室肌房室交界自律细胞浦氏细胞窦房结快慢看0期自律与非自律看4期快反应细胞慢反应细胞心电图心电图（ECG）在体表一定部位记录到的心脏的综合电变化P波：左右心房肌细胞去极化QRS波：左右心室肌细胞去极化T波：左右心室复极化心电图例:下列哪些变化在心电图中看不到？（X型）A.窦房结去极化B.心房肌去极化C.房结区去极化D.房室结去极化E.希氏束去极化四、心肌的生理特性（一）自律性窦房结（100次/min）房室交界（50次/min）浦氏纤维（25次/min）正常起搏点:窦房结潜在起搏点异位起搏点在没有外来刺激的条件下,自动产生节律性动作电位的特性机制：抢先占领影响自律性的因素1.最大复极电位水平2.阈电位水平3.4期自动去极速度-70-400mv（二）兴奋性细胞在受到刺激后具有产生动作电位的能力或特性(1)静息电位水平(2)阈电位水平(3)Na+通道的性状1.兴奋性的影响因素RPmmmhmmmhmmmh失活复活复极到静息电位备用状态失活状态激活状态激活1ms去极激活状态Na+通道的性状绝对不应期:(0期去极~复极-55mV)兴奋性为零阈值为无限大有效不应期（effectiverefractoryperiod,ERP）(0期去极~复极-60mV)Na+通道处于失活状态局部反应期(复极-55~-60mV)A：动作电位B：机械收缩2.兴奋性的周期性变化心室肌动作电位期间兴奋性的变化及其与机械收缩的关系A：动作电位B：机械收缩有效不应期＝收缩期＋舒张早期心肌兴奋性变化特点：有效不应期长＊相对不应期(复极-60~-80mV)＊超常期(复极-80~-90mV)Na+通道部分失活,兴奋性低于正常Na+通道基本复活,且膜电位离阈电位近,兴奋性高于正常期前收缩和代偿性间歇每条曲线下的电磁标记号示给予电刺激的时间，曲线1-3，刺激落在有效不应期内，不引起反应；曲线4-6，刺激落在相对不应期内，引起期前收缩和代偿性间歇（三）传导性心肌细胞具有传导兴奋的能力或特性1.心脏内兴奋传导的途径窦房结→0.05m/s心房肌（优势传导通路）0.4m/s→房室交界0.02m/s←房室束2.0m/s←左右束支2.0m/s←浦氏纤维网4.0m/s心室肌1.0m/s最慢：最快：浦肯野氏纤维房室交界意义：房室不同时收缩意义：保证左右心室几乎同时收缩（4）心肌细胞间直接电传递（1）通过特殊传导系统有序传播兴奋（2）心脏内兴奋传导速度不均一（3）特殊传导系统对快速兴奋有过滤保护作用2.心脏内兴奋传播的特点3.决定和影响传导性的因素解剖因素-心肌细胞的直径与直径成反比生理因素浦氏纤维窦房结结区(705-103µm)邻近未兴奋部位膜的兴奋性0期去极化的速度和幅度,局部电流的形成(四）收缩性(1)全或无式收缩(2)不产生强直收缩(3)对细胞外液中Ca2+依赖程度大心迷走神经兴奋的影响ACh（M-R）Pk+K+外流RP兴奋性窦房结最大复极电位(主)4期K+外流衰减自动去极速度自律性HR复极K+外流复极加快有效不应期AP时程Ca2+内流收缩力抑制Ca2+通道Ca2+内流房室交界慢反应细胞APA传导性心交感神经兴奋的作用NE4期If4期自动去极速度自律性受体PCa2+慢反应细胞0期去极速度、幅度传导性Ca2+内流收缩性复极相K+外流复极不应期配合协调HR第二节血管生理不同血管的结构功能特点血管结构功能特点功能主动脉、富含弹性纤维弹性大弹性贮器大、中动脉小动脉富含平滑肌舒缩性大产生外周阻力的微动脉主要部位R∝1/r4毛细血管单层内皮细胞通透性大物质交换小静脉、壁薄、扩张性大容量贮存大静脉管腔大容量大（60%～70％血液贮存在静脉系统）一、动脉血压血液在动脉内流动时对动脉管壁的侧压强(1mmHg=0.13332kPa)收缩压(SP):舒张压(DP):脉压(PP):平均动脉压：心室收缩射血时动脉血压的最高值