运动生理学第七章-血液循环

第七章血液循环1、心脏的结构左心室左心房主动脉肺动脉房室瓣右心室右心房上腔静脉下腔静脉动脉瓣肺静脉左心室左心房主动脉肺动脉房室瓣右心室右心房上腔静脉下腔静脉动脉瓣肺静脉血液循环模式图第一节心脏生理一、心肌的生理特性心肌细胞的类型：1普通的心肌细胞工作细胞2特殊分化的心肌细胞自律细胞心肌具有自动节律性、传导性、兴奋性和收缩性。前三种特性都是以肌膜的生物电活动为基础，故又称为电生理特性。心肌的收缩性是指心肌能够在肌膜动作电位触发下产生收缩反应的特性，是心肌的一种机械特性。1.兴奋性:心肌细胞具有对刺激产生兴奋的能力,即受到一个有效刺激作用后会产生动作电位的能力。2.自动节律性:心脏特殊传导系统内的自律细胞能自动地发生节律性兴奋。（工作细胞无）一、兴奋性所有心肌细胞都具有兴奋性,心肌细胞受到刺激时产生兴奋反应的能力称为心肌细胞的兴奋性。与骨骼肌和心肌相比，有其自身的特征。与神经或骨骼肌一样，心肌细胞兴奋性总要经历有效不应期、相对不应期和超常期，然后才恢复到正常这样一段周期性变化心肌一次兴奋过程中兴奋性的周期性变化心肌发生兴奋后，兴奋性将经历有效不应期、相对不应期和超常期等时期。心肌一次兴奋过程中兴奋性的周期性变化的原因是由于膜电位的改变引起的钠通道性状的变化，特点表现为有效不应期特别长，相当整个心肌的收缩期和舒张早期。其生理意义是使心肌不会产生强直收缩,始终保持收缩和舒张交替进行。（二）兴奋性的影响因素①静息电位或最大复极电位水平静息电位绝对值增加，与阈电位之间的距离加大，兴奋性下降。反之，兴奋性则升高。②阈电位水平阈电位水平上移→与静息电位之间的距离加大，兴奋性下降。反之，兴奋性则升高。③Na+通道的性状Na+通道有备用、激活和失活三种状态。备用状态Na+通道可被激活开放，细胞的兴奋性正常；激活状态的Na+通道已经开放，不可能再开放；失活状态的Na+通道不能被激活，因此，Na+通道处于激活和失活状态时，细胞的兴奋性暂时丧失。（二）自动节律性概念：心肌在不受外来刺激的情况下，能自动地产生兴奋的特性。窦性心率：正常心脏活动的起搏点，以窦房结为起搏点的心脏活动。异位节律：以窦房结以外部位为起搏点引起的心脏活动。（三）传导性•传导性：心肌细胞具有传导兴奋的能力，称为传导性。•传导性的高低可用兴奋的传播速度来衡量。•心脏的特殊传导系统包括窦房结、结间束、房室结、房室束(房结区、结区、结束区)和浦肯野氏纤维。•优势传导通路：•在窦房结与房室交界之间有一些排列比较整齐的心房肌细胞，其传导速度较其他心房肌细胞快，在功能上构成心房的优势传导通路。前节间束分支连接左、右心房，其传导速度可达1m/s，因此左、右心房可以几乎同时收缩。2.心内兴奋传播途径：特殊传导系统（含优势传导通路）特点：①房室交界的传导速度最慢（房室延搁）②浦氏纤维网的传导速度最快房室延搁的意义：使心室在心房缩完成后（心室充分充盈）才开始收缩以确保心室射血四、收缩性其特点有：（1）同步收缩又称心肌收缩的“全或无”现象，既整个心房或心室几乎同时兴奋和收缩。不发生强直收缩骨骼肌的强直收缩代偿性间歇在期前收缩之后，由窦房结下传的兴奋往往落在期前收缩的有效不应期内,不能引起心室兴奋和收缩,使期前收缩之后往往出现一段较长时间的舒张期称为代偿性间歇期前收缩在有效不应期后、下一次窦房结产生的兴奋下传到达之前，由于异常刺激(人工或病理性刺激)作用于心肌，使心肌产生一次额外的兴奋和收缩,称为期前收缩二、心动周期与心脏泵血功能（一）心动周期与心率心动周期：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。心率：每分钟心动周期的次数称为心率。每个人的心率增加都有一定的限度，这个限度叫最大心率(又称极限心率，HRmax)，最大心率(次/分)=220－年龄(岁)。心率是了解循环系统机能的简单易行指标。在运动实践中常用心率来反映运动强度和生理负荷量，并用于运动员的自我监督或医务监督。优点：以控制检测，无损伤。二、心脏的泵血过程和机制通常将心脏泵血过程划分为七个时相：等容收缩期、快速射血期、减慢射血期、舒张前期、等容舒张期、快速充盈期、减慢充盈期。（二）心脏泵血过程（二）心电图心电图：是指将测量电极置于人体表面一定部位记录到的心脏电变化曲线。心电图由一系列不相同的“波组”构成。一个典型的心电图包括下述各波及波段：（1）P波：反映左右两心房的去极化过程。（2）QRS波群：反映左右两心室去极化过程的电位变化。（3）T波：反映心室复极化过程中的电位变化。（4）P－R间期：是指从P波起点到QRS波起点之间的时程，代表从心房去极化开始至心室去极化开始的时间。（5）Q－T间期：指从QRS波起点到T波终点的时程，代表心室开始兴奋去极化至完全复极化的时间。（6）S－T段：指从QRS波群终点到T波起点之间的线段。ST段代表心室各部分心肌均已处于动作电位的平台期，各部分之间没有电位差存在。反映心脏功能的指标•1.心输出量：有两种表示方法，即每搏输出量与每分输出量。2.心率：每分钟心跳的次数，安静时60—100次/分，但与年龄、性别、生理状态有关。3.心力贮备：心输出量随代谢需要而增加的能力，健康成人可比安静时增加5-6倍，优秀运动员可增加7-8倍。三、心脏泵血功能的评价（一）每搏输出量及射血分数一侧心室每次收缩所输出的血量，称为每搏输出量，人体安静状态下约为60～80ml。每搏输出量与心室舒张末期容积之百分比称为射血分数，人体安静时的射血分数约为55%～65%。射血分数与心肌的收缩能力有关，心肌收缩能力越强，则每搏输出量越多，射血分数也越大。（二）每分输出量与心指数每分输出量=每搏输出量×心率，即每分钟由一侧心室输出的血量，约为5～6L。心指数：以单位体表面积（m2）计算的心输出量。心输出量和机体代谢水平相适应，可因性别、年龄、身材大小和活动情况不同而有差异。女性比同体重男性的心输出量约低10%，青年人心输出量大于老年人。成年人在剧烈运动时，心输出量可高达25～35L/min。静息心指数在10岁左右时最大，可达4L/(min·m2)，以后随年龄增长而逐渐下降。（三）心力储备：心输出量随机体代谢需要而增加的能力，称为心泵功能储备或心力储备。心力贮备可用最大心输出量与安静时的心输出量之差值表示。健康成年人安静时输出量为4.5～5升，剧烈运动时最大心输出量25～35升，即心力贮备为20～30升。心力贮备包括心率储备和每搏输出量储备。每搏输出量储备包括舒张期储备和收缩期储备，舒张期储备约15毫升，收缩期贮备约50～60毫升。三、影响心输出量的因素（一）搏出量⒈前负荷：在一定范围内，心室舒张末期容积（压力）越大，初长度越长，心肌的收缩力量越强，搏出量和搏功越大。⒉后负荷：后负荷即主动脉压，后负荷越大，搏出量越少。⒊心肌收缩能力：肌肉内部的功能状态，是决定肌肉收缩的内在因素。（二）心率：在一定范围内，心率增快，心输出量增加。但如果心率过快，心室充盈时间过短，心室充盈不足，导致搏出量显著下降时，心输出量减少。第二节血管生理一、动脉血压和动脉脉搏（一）动脉血压1.动脉血压的概念:血压是指血管内的血液对于单位面积血管壁的侧压力，也即压强。心室收缩时动脉血压升高所达到的最高值，称为收缩压；心室舒张时动脉血压降低所降到的最低值，称为舒张压；收缩压与舒张压之差，称为脉压。一个心动周期中每一个瞬间动脉血压的平均值，称为平均动脉压。简略计算，平均动脉压大约等于舒张压加1/3脉压。血液对单位面积动脉管壁的侧压力。血压2.动脉血压的正常值我国健康青年人在安静状态时的收缩压为100～120mmHg(13.3～16.0kPa)，舒张压为60～80mmHg(8.0～10.6kPa)，脉搏压为30～40mmHg(4.0～5.3kPa)，平均动脉压在100mmHg(13.3kPa)左右。3.动脉血压的形成机理在封闭的心血管系统中，足量的血液充盈是形成动脉血压的前提。心脏射血产生的动力和血流所遇到的外周阻力，是形成动脉血压的两个基本条件。大动脉弹性对动脉血压具有缓冲作用。基本因素：①心血管内有足够的血量②心室射血③外周阻力动脉血压的形成4.影响动脉血压的因素（1）搏出量：当搏出量增加而心率和外周阻力变化不大时，血压的变化主要是收缩压升高，舒张压升高不明显，脉压加大。（2）心率：当搏出量和其他因素不变时，心率适度加快，心输出量相应增加，血压升高，主要是舒张压升高。（3）外周阻力：若心输出量不变，外周阻力增大，舒张压明显升高，脉压减小。（4）循环血量与血管容积：大量失血时动脉血压下降。（5）大动脉管壁的弹性：大动脉的弹性贮器作用，可缓冲动脉血压，维持一定的脉压。动脉硬化者可出现收缩压升高，舒张压降低，脉压增大。（二）动脉脉搏•在每个心动周期中，动脉内的压力发生周期性的波动。这种周期性的压力变化可引起动脉血管发生搏动，称为动脉脉搏。（在浅表的动脉管壁上可以扪到搏动）二、静脉血压和静脉回心血量（一）静脉血压当体循环血液经过动脉和毛细血管到达微静脉时，血压下降至约2.0～2.7kPa（15～20mmHg）。右心房作为体循环的终点，血压最低，接近于零。通常将右心房和胸腔内大静脉的血压称为中心静脉压，而各器官静脉的血压称为外周静脉压。中心静脉压的高低取决于心脏射血能力和静脉回心血量之间的相互关系。（二）影响静脉回心血量的因素1.心脏收缩力量：心脏收缩时将血液射入动脉，舒张时则可以从静脉抽吸血液。如果心脏收缩力量强，射血时心室排空较完全，在心舒期心室内压就较低，对心房和大静脉内血液的抽吸力量也就较大。2.体位改变：当人体从卧位转变为立位时，身体低垂部分静脉扩张，容量增大，故回心血量减少。3.骨骼肌的挤压作用肌肉收缩时可对肌肉内和肌肉间的静脉发生挤压，使静脉血流加快；另一方面，因静脉内有瓣膜存在，使静脉内的血液只能向心脏方向流动而不能倒流。这样，骨骼肌和静脉瓣膜一起，对静脉回流起着“泵”的作用，称为“静脉泵”或“肌肉泵”。4.呼吸运动吸气时，胸腔容积加大，胸膜腔负压值进一步增大，使胸腔内的大静脉和右心房更加扩张，压力也进一步降低，因此有利于外周静脉内的血液回流入右心房。由于回心血量增加，心输出量也相应增加。呼气时，胸膜腔负压值减小，由静脉回流入右心房的血量也相应减少。可见，呼吸运动对静脉回流也起着“泵”的作用。二、微循环微动脉与微静脉之间的血液循环称微循环。由微动脉、后微动脉、毛细血管前括约肌、真毛细血管、通血毛细血管、动-静吻合支和微静脉组成。（一）微循环的组成和血流通路有：1．直捷通路微动脉→后微动脉→微静脉，多见于骨骼肌，主要作用是使部分血液快速通过微循环而进入静脉。2．动—静脉短路微动脉→动静脉吻合支→微静脉，多见于皮肤和皮下组织，在体温调节中发挥作用。3.迂回通路:微动脉→后微动脉→毛细血管前括约肌→真毛细血管→微静脉。此通路迂回曲折，血流缓慢，真毛细血管相互交织成网状，且真毛细血管壁较薄，通透性大，是血液和组织液之间进行物资交换的场所。第三节心血管活动的调节调节局部性体液调节全身性体液调节神经支配心血管中枢反射性调节神经调节体液调节（一）、神经调节(一）心血管的神经支配1.心脏的神经支配心交感神经心迷走神经血管的神经支配除毛细血管外，血管内壁都有平滑肌分布。血管平滑肌受缩血管和舒血管神经支配，前者引起血管平滑肌收缩，后者引起舒张。通过调节血管平滑肌的舒缩状态，改变血流阻力，调节局部器官的血流量。心血管中枢：指参与心血管活动调节的有关神经细胞群。①基本中枢在延髓包括心抑制（迷走）中枢、心加速（交感）中枢②延髓以上的心血管中枢（三）心血管中枢心血管中枢（四）心血管反射机体处于不同的生理状态时，心血管反射一般能够很快完成，生理意义在于使循环系统的功能适应机体当时所处的状态或环境的变化。1.颈动脉窦和主动脉弓压力感受性反射2.颈动脉体和主动脉体化学感受性反射剧烈运动时，由于缺氧，可导致肌肉中乳酸增多，血液中H+浓度增加，通过化学感受器的反射性作用，会使呼吸运动和心血管活动加强，从而增加氧的摄入量。潜水运动时，呼吸暂时停止，血液中CO2分压不断升高，O2含量不断降低