生理学-第四章1心脏的泵血功能

Physiology生理学生理学考试研究小组第一节心脏的泵血功能第二节心脏的生物电活动第三节血管生理第四节心血管活动调节第五节器官循环第四章血液循环Bloodcirculation第一节心脏的泵血功能本节重点：心动周期心室收缩期的组成及特点心音心脏泵血功能的评定影响心输出量的因素本节难点：心脏泵血功能的评定第一节心脏的泵血功能一、心肌收缩的特点1.对细胞外Ca2+的依赖性:“钙触发钙释放”（calcium-inducedcalciumrelease）2.“全或无”式收缩:细胞间呈缝隙连接3.不发生强直收缩:有效不应期长(一)心动周期(Cardiaccycle)定义：心房或心室每收缩和舒张一次称为一个心动周期。心律75次/分时,心动周期为0.8秒二、心脏泵血的过程和机制心动周期中心房和心室活动的顺序和时间关系基本机制(mechanism):动力：压力梯度(高→低)血流单方向:心肌的舒缩→室内压变化→瓣膜开闭→血流方向(二)心脏泵血过程心房收缩→房内压↑室内压动脉压→房室瓣开→血由房入室，心室充盈量25%1.心房的初级泵血功能2.心室收缩期(Ventricularsystole)(1)等容收缩期(isovolumetriccontractionphase):心室肌收缩→室内压增高房内压→房室瓣关闭(产生第一心音),但室内压仍然动脉压→动脉瓣没开→心肌等长收缩,心室容积不变。a.持续0.05s,若BP升高,此期延长b.此期室内压急剧升高。1.心房收缩期2.等容收缩期3.快速射血期4.减慢射血期5.等容舒张期6.快速充盈期7.减慢充盈期AOACMOMC(2)射血期(ejectionphase)快速射血期(rapidejection):心室肌继续收缩→室内压上升动脉压→动脉瓣开放→血由心室射入动脉。a.此期血流速快,射血量大,占总射血量70％,持续0.1s;b.容积缩小,室内压达峰值。减慢射血期(slowejection):室内压由峰值逐渐下降→射血速度↓，靠惯性射血。射血量占总量30%,持续0.15s3.心室舒张期(Ventriculardiastole)(1)等容舒张期(isovolumetricrelaxationphase)心室肌舒张→室内压下降动脉压→动脉瓣关闭(产生第二心音)→室内压仍然房内压→房室瓣没开→心室容积不变。持续0.06s~0.08s。此期室内压急剧下降。(2)心室充盈期(fillingphase)快速充盈期(rapidfilling)：心室舒张→室内压下降房内压→房室瓣开放→血液快速入室(心室的抽吸作用),容积迅速增大。充盈量占总量3/4,持续0.11s。减慢充盈期(slowfilling):房-室压力梯度减小→少量血液慢速入室。此期持续时间0.22s,且大部分时间处于全心舒张,但室舒期的最后0.1s→开始下一心动周期的房缩期(atrialsystole)。(三)心房在心脏泵血过程中的作用1.接纳作用:心房大部分时间处于舒张状态,起接纳和贮存静脉回流血液的作用2.启动泵(primingpump)作用:心室舒张的最后0.1s→心房收缩→房内压↑室内压动脉压→房室瓣开→血由房入室，心室充盈量再增加10%~30%,辅助了心室充盈,有利于心室射血,此即房缩的初级泵或启动泵作用。尤其在心率↑或心室顺应性下降时对心室充盈起重要作用。(四)心动周期中心房内压的变化a波:心房收缩;房压增高c波:室缩,房室瓣关闭,上凸;x波:室射血,房室瓣向下牵曳;v波:静脉血入房;y波:房室瓣开,血液由房入室；波动范围:左房2~12mmHg;右房0~5mmHg心房压力曲线(五)心音heartsound心音第一心音第二心音产生时间心室收缩期开始心室舒张期开始产生原因1.房室瓣关闭；1.动脉瓣关闭；2.心室射血冲击2.血液冲击动脉血管及血液涡壁根部及心室流引起的振动内壁振动声音性质音调低、钝音调高、亢持续时间0.12~0.14s0.08~0.1s听诊部位左锁骨中线第五胸骨右,左缘第二肋间隙肋间隙(即心尖部)(主,肺动脉瓣听诊区)(一)心脏的输出量1.每搏输出量(strokevolume,SV)和射血分数(ejectionfraction)搏出量:一次心搏一侧心室射出的血量。60~80ml，左、右室相等。射血分数:搏出量占舒张末期心室容积的百分比。ejectionfraction=━━━━━━━100%≈55%--65%StrokevolumeEnd-diastolicvolume三、心泵功能的评定2.每分输出量(minutevolume)和心指数(cardiacindex)每分输出量(心输出量cardiacoutput):定义:一侧心室每分钟射出的血量。公式:每分输出量=搏出量×心率minutevolume=strokevolume×heartrate≈5~6L/min左右两心室心输出量基本相等。中等身材成人，静息心指数约为：5~6L÷1.6~1.7m2≈3.0～3.5L/min/m2心指数(cardiacindex)：以每平方米体表面积计算的心输出量Cardiacindex=━━━━━━━━━━Cardiacoutputbodysurfacearea每搏功(strokwork):心室一次收缩所做的功。包括搏出血液所增加的压强能和动能,即:每搏功＝搏出量×射血压力+动能(可忽略)∴搏功(j)＝搏出量(L)×(平均动脉压－左房平均压)mmHg×13.6×9.807×(1/1000)＝0.07L×(92－6)mmHg×13.6×9.807×(1/1000)＝0.803J代替左室舒张末期压力代替射血期左室内压(二)心脏做功量每分功(J/min)＝搏功(J)×心率=60.2J左室功是右室功的6倍(因肺A平均压为主A平均压1/6)心脏的效率(Cardiacefficiency)：心脏所做外功占心脏总能量消耗量的百分比。=(心脏所完成外功÷心脏耗氧量)×100%Cardiacefficiency≈20%~25%心泵功能的调节包括神经、体液及自身调节。本节主要从心脏本身来阐述影响心输出量的因素。(一)搏出量的调节1.前负荷(异长调节，Starling机制)在心肌由室舒末期血液充盈量决定，即心室舒张末期容积相当于前负荷(常用舒张末期压力来反映)四、心泵功能调节(影响心输出量的因素)心室功能曲线可分三段：①充盈压12～15mmHg(16~20cmH2O)是心室最适前负荷。通常左室充盈压仅有5～6mmHg,说明心室有较大的初长度贮备。②充盈压15～20mmHg(20~27cmH2O)曲线趋平坦,说明前负荷在上限范围变动对泵血功能影响不大。③充盈压高于20mmHg(27cmH2O)，曲线平坦或轻度下倾,不出现明显降支,说明前负荷即使超过20mmHg,搏功不变或仅轻度减少。初长度对心肌、骨骼肌肌收缩力影响的比较心肌骨骼肌相同点：①初长度变化可改变粗、细肌丝的有效重叠程度和活化横桥数目；②最适前负荷时,粗细肌丝处于最佳重叠状态,产生张力最大；③达最适前负荷前，随负荷和初长增加，收缩强度(张力)也逐渐增加；不同点：①心肌伸展性小:因胞外间质富含胶原纤维，多层肌纤维排列有交叉。②主动张力曲线和心室功能曲线不出现降支:因即使前负荷很大情况下,肌小节最长不超过2.25~2.30μm，使心脏不会在前负荷明显增加时出现搏出量和搏功下降。影响前负荷的因素：心室充盈量=静脉回心血量＋余血量(前负荷)(心室最大射血后,剩余的血量)静脉回心血量:①心室的充盈持续时间②静脉回流速度③心包内压④心室顺应性(△V/△P)余血量的增减:取决于心肌收缩力和总充盈量是否改变。结论：一定范围内，随着心肌初长增加，搏出量增加称心的定律(Frank-Starling定律)2.后负荷对搏出量的影响心室肌后负荷是指大动脉血压后负荷与心输出量的关系160①当大动脉BP↑→等容收缩期延长而射血期缩短,同时心肌缩短速度和程度↓→搏出量↓；而BP↓,则有利于心室射血。②继发引起异长调节:在BP↑引起搏出量↓时→余血量↑→心肌初长增加→搏出量不变。③继发引起等长调节及神经体液调节。**②③两种继发调节使心肌初长度和收缩能力与后负荷相适应,维持适当心输出量3.心肌收缩能力的影响cardiaccontractility(等长调节)NEACh心肌收缩能力改变对心室功能曲线的影响①心肌收缩能力指心肌不依赖于负荷而能改变其收缩强度和速度的内在特性。是通过改变兴奋-收缩耦联等内在因素(活化横桥数量、肌球蛋白ATP酶的活性)实现的②儿茶酚胺使心功能曲线向左上方移位。心力衰竭、ACh等使曲线向右下方移位。③影响收缩能力的因素:胞浆内Ca2+浓度、和肌钙蛋白对Ca2+的亲和力；钙增敏剂(如茶碱)；ACh、缺氧与酸中毒、甲低等。①一定范围内，心率↑→心输出量↑心率过快＞180次/分→舒张期明显变短→充盈量↓→搏出量↓→心输出量↓心率过慢40次/分→舒张期过长→因充盈量已达极限，不能再增加充盈量→心输出量↓②心率↑→心肌胞内Ca2+浓度↑→心肌收缩能力↑(阶梯现象)(staircasephenomenon)③影响心率因素：神经：交感(+)、副交感(-)体液：E、NE、甲状腺素、体温等。（二）心率的调节心输出量随机体代谢而增加的能力。以心脏每分钟能射出的最大血量即最大心输出量表示。心率贮备:静息心率2倍(160~180次/分)末期容积收缩期贮备35～40ml(55→15~20ml)舒张期贮备15～20ml(125→140ml)搏出量储备缩到扩到五、心泵功能贮备cardiacreserve≈125ml≈55ml