课件：级药学本科血液循环.ppt

1,第六章 循环系统的结构与功能 (blood circulation),2,威廉哈维（ William Harvey, 15781657 ） 名著心与血的运动,德国生理学家 奥托 . 富兰克（Otto Frank , 18651944 ）,英国生理学家 欧内斯特 . 斯塔林 （ Ernest Henry Starling） 18661927,3,德国科学家 奥托 . 洛伊维 （Otto Loewi） 18731961,英国生理学家 贝利斯 （ William M. Bayliss） 18601924,荷兰生理学家 威廉 . 艾因特霍芬（Willem Einthoven） 18601927,4,心血管疾病,主 要 内 容,5,第一节 心脏的生物电活动 第二节 心脏的泵血功能 第三节 血管生理 第四节 心血管活动的调节 第五节 器官循环（自学）,1.掌握心室肌细胞跨膜电位及其形成机制；心肌的电生理特性：兴奋性、自律性、传导性和收缩性； 2.熟悉心动周期；心脏射血各期心房、心室与动脉内压力和容积变化的关系以及房室瓣和动脉瓣开闭的原理；心脏泵血功能评价；心输出量及其影响因素。 3.熟悉血管的类型；血流、血流阻力和血压的概念和形成；动脉血压正常值、动脉血压的形成及影响因素。 4.熟悉微循环组成；组织液与淋巴液的生成和回流、影响组织液生成的因素、淋巴循环的生理作用。 5.掌握心血管的神经支配、心血管活动的反射调节及其生理意义；心血管活动的体液调节。,教学目的与要求,7,血 液 循 环 的 过 程,8,血液循环：血液在心血管中按着一定的方向、 周而复始地循环流动。 血液循环的生理功能： 1. 物质运输： 2. 实现体液调节： 3. 维持内环境稳态： 4. 防御功能： 5. 内分泌功能：,9,第一节 心脏的生物电活动 一、心肌细胞的分类 （一）工作细胞：心房肌和心室肌细胞； （兴奋性、收缩性、传导性） （二）特殊分化的心肌细胞（自律细胞）： 心脏内的特殊传导系统。窦房结、房 室交界、房室束、左右束支、浦肯野 纤维；（自律性、兴奋性、传导性） 房室交界：房结区、结区、结希区。 其中结区无自律性,10,窦房结:P细胞及过渡细胞,房室结:房结区,结区,结希区,房室束,左束支,右束支,心脏的特殊传导系统组成和分布,11,心脏特殊传导系统(specialized conduction system)：,12,心脏特殊传导系统(specialized conduction system)：,13,心脏特殊传导系统(specialized conduction system)：,14,二、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制,15,（一）工作细胞的跨膜电位及其离子基础,16,2. 心室肌细胞AP的形成机制：,刺激 RP 阈电位 激活快Na+通道 Na+再生式内流 Na+平衡电位 （0期）,快Na+通道：-70mV激活，-55mV失活，持续1-2ms，特异性强,按任意键显示动画2,0期,17,快Na+通道失活 K+一过性外流Ito 快速复极化 （1期）,1期,K+,按任意键显示动画2,Na+,18,O期去极达-40mV时 已激活慢Ca2+通道 激活IK 通道 Ca2+缓慢内流 与K+外流处于平衡 缓慢复极化 （2期=平台期）,2期,Na+,Ca2+,按任意键显示动画2,K+,K+,19,慢Ca2+通道失活 + IK 通道通透性 K+再生式外流 快速复极化 至RP水平 （3期）,3期,Na+,K+,Ca2+,K+,K+,泵,按任意键显示动画2,泵,20,内向整流(inward rectification)： IK1通道对K+的通透性因膜的去极化而降低的现象称为内向整流，是造成平台期较长的一个重要原因。 慢通道： L-type Ca2+通道的激活、失活以及再复活所需的时间均比Na+通道的长。 可被Mn2+和Ca2+通道阻断剂（维拉帕米）所阻断。,21,4期: 因膜内Na+和Ca2+ 升高，而 膜外 K+ 升高激活离子泵 泵出Na+和Ca2+，泵入K+ 恢复正常离子分布。,22,23,心肌工作细胞生物电活动及其产生机制 1. 静息电位：神经细胞一样， K+平衡电位; 2. 动作电位： （1）去极化： 0期：Na+内流； （2）复极化： 1期：K+外流； 2期：Ca2+内流,K+外流平衡; 3期：K+外流； 4期：离子重新分布；,24,（二）自律细胞的跨膜电位及其离子基础 动作电位特点： 1. 3期复极末期达到最大值后，电位缓慢地 自动产生去极化； 2. 去极化达到阈电位时，触发动作电位；,25,1. 浦肯野细胞动作电位特点： （1）也分0、1、2、3、4共5个期； （2）0期去极化幅度：100-130mV; （3）4期膜电位缓慢自动除极化：If Na+内 向电流； 2. 窦房结P细胞动作电位特点： （1）分0、3、4期，无明显的1和2期； （2）最大复极电位（-70mV）和阈电位 （-40mV）绝对值小； （3）0期去极化速度慢，幅度小； （4）4期自动去极化速度快；,26,浦肯野细胞自动除极的形成机制： 1.主要为If 内向电流，特点 随时间推移而逐渐增强。 复极电位达-55mV左右开始被激活 -100mV左右充分激活。(见图) 主要由Na+内流所产生(非选择性正离子通道)。 可被铯（Cs）所阻断。 2.逐渐衰减的外向K+电流（次要）。,27,28,29,快反应自律细胞的电位形成机制,3 期 末 K+ 通 道 的 递 增 性 失 活,电 位 复 极 至 -60mV 时 If 通 道 的 递 增 性 激 活,K+ 递 减 性 外 流,Na+ 递 增 性 内 流,自 动 去 极 达 阈 电 位,快 N+ 通 道 开 放,Na+ 再 生 式 内 流,去 极 化产 生 AP 的 0 期,当去极化电位至-50mV时If 通道失活，自动去极化终止,自我启动,自我发展,自我终止,30,2. 窦房结细胞,(1)电位特征： RP：不稳定，能自动去极化，=最大舒张电位。 AP：分0，3，4期。,31,（2）电位形成机制,0期：当4期自动去极化达到阈电位激活慢钙 通道（Ica-L型）Ca2+内流,Ca2+,Ca2+,0期,阈电位,零电位,按任意键显示动画1、2,32,3期：慢钙通道（Ica-L型）渐失活 + 激活钾 通道（IK） Ca2+内流+ K+递减性外流 （因钾通道的失活K+呈递减性外流）,K+,Ca2+,3期,按任意键显示动画1、2,33,4期：K+递减性外流 + Na+递增性内流（If）+ Ca2+内流（Ica-T型钙通道激活）缓慢自动去极化,K+,具“自我”启动 “自我”发展 “自我”终止的离子流现象。,Na+,Ca2+,4期,按任意键显示动画1、2,34,钙通道的种类： L型：Ica-L(long lasting)为0期和平台期的慢通道，阈电位-30 -40mV，儿茶酚胺可影响。 T型：Ica-T(transient) 的阈电位-50 -60mV，被镍阻断，不受一般的钙通道阻断剂和儿茶酚胺的影响。,35,三、心肌细胞的电生理类型 心肌细胞分类： 根据自律性：自律细胞、非自律细胞； 根据动作电位：快反应细胞、慢反应细胞； （一）快反应细胞 包括:心房肌、心室肌、房室束、浦肯野细胞 特点：（1）最大舒张电位大(-85-95mV）； （2）0期去极化快、幅度大，复极化 缓慢，动作电位时程长； （3）兴奋的传导速度快；,36,（二）慢反应细胞 包括：窦房结细胞、房室交界的细胞 特点：（1）最大舒张电位小（-60-70mV） （2）0期去极化速度慢、幅度小，复 极过程缓慢而没有明确的分期； （3）兴奋的传导速度慢；,37,根据0期去极化速率和有无4期自动去极化心肌分为 快反应非自律细胞（心房肌、心室肌） 0期去极速率快，4期无自动去极化。 快反应自律细胞（房室束及分支、浦肯野细胞） 0期去极速率快，4期有自动去极化。 慢反应自律细胞（窦房结细胞、房结区、结希区） 0期去极速率慢，4期有自动去极化。 慢反应非自律细胞（结区细胞） 0期去极速率慢，4期无自动去极化。,38,快、慢反应心肌细胞AP的特征比较 快反应AP 慢反应AP AP波形分5个期： AP波形分3个期： 0、1、2、3、4期 0、3、4期 电位幅度高 电位幅度低 0期去极速度快 0期去极速度慢 0期主要与Na+内流有关 0期主要与Ca2+内流有关 具有快、慢通道 只有慢通道 （以快通道为主） RP大：-85mv-90mv RP小：-65mv-70mv Rp稳定（普通心肌细胞）Rp不稳定（自律细胞） 不稳定（自律细胞） 通道阻断剂：河豚毒 通道阻断剂：Mn2+、异搏定,39,四、心肌的生理特性 一般生理特性： 自律性、传导性、兴奋性、收缩性 电生理特性： 自律性、传导性、兴奋性,40,41,（一）心肌细胞的电生理特性 1.自动节律性 自动节律性：心肌在无外来刺激的条件下，能 够自发地发生节律性兴奋的特性 （1） 心脏的起搏点：特殊传导系统的自律细胞。 自律性的高低：窦房结：100次/分； 房室交界：50次/分； 房室束及其分支：40次/分； 浦肯野细胞：25次/分； 正常起搏点： 潜在起搏点：（异位起搏点）,42,（2）窦房结对潜在起搏点的控制方式 1）抢先占领：窦房结的兴奋到达潜在起搏 点的时候，自己的自动去极化尚未达 到阈电位水平，而被抢先激动引起。 2）超速驱动压抑：窦房结的快速节律活动， 对较低频率潜在起搏点的直接抑制作 用。 这种超驱动阻抑效应具有频率依从性。 即两者的频率差越大，其抑制作用越强。,43,抢先占领,44,超速驱动压抑,45,（3）决定和影响自律性的因素 1）4期自动去极化速度： 自动去极化速度快，到达阈电位的时间 缩短, 单位时间内发兴奋的次数多-自律 性高；,46,2）最大舒张电位与阈电位之间的差距： 最大舒张电位上移或阈电位下移，两者 的差异缩小，膜电位去极化达到阈电位 时间缩短-自律性增高。,47,2. 兴奋性 （1）决定和影响兴奋性的因素： 1）静息（或最大舒张）电位与阈电位之差: 差大兴奋性低，差小兴奋性高； 2）Na+通道的状态： 备用：在静息电位水平时（-90mV） 激活：在阈电位水平时（-70mV） 失活：去极化末，而且不能再次开放,48,完全备用 失 活 刚复活 渐复活 基本备用 产生AP 绝对不应期 局部反应期 相对不应期 超常期 兴奋性正常 兴奋性无 兴奋性低 兴奋性高,49,（2）心肌兴奋时兴奋性的周期性变化： 主要与Na+通道的功能状态有关 1）绝对不应期和有效不应期： 绝对不应期：动作电位0期到复极3期膜电 位达-55mV的期间； 局部反应期：膜电位复极化-55-60mV期间; 2）相对不应期：-60-80mV； 3）超常期：-80-90mV；,50,有效不应期特别长（200300 ms）,相当于心肌整个收缩期和舒张早期，所以心肌不会产生强直收缩，保证心脏的泵血功能。 心肌慢反应细胞去极化的Ca2+通道复活的 速度较慢，其有效不应期更长，常超过3期 达到接近4期，所以兴奋性更低。,51,心室肌细胞动作电位与机械收缩的关系,52,局部反应期,53,相对不应期,54,超 常 期,55,（3）期前收缩和代偿间歇： 期前收缩:心脏受到窦性节律之外的刺激，产生 的收缩在窦性节律收缩之前, 称为 代偿间歇：一次期前收缩之后所出现的一段较 长的舒张期称为,56,3. 传导性,57,（1）特殊传导组织兴奋的传导速度： 浦氏纤维(4m/s);束支(2m/s);心室肌(1m/s); 心房肌(0.4m/s);结区(0.02m/s);,58,（2）心脏内兴奋传导的特点: 浦氏纤维最快房、室内快同步收缩， 利射血。 房室交界最慢房室延搁利于心房排 空、心室充盈。 房室交界是传导必经之路，易出现传导阻 滞（房室阻滞）。,59,（3）决定和影响心肌传导性的因素 1）动作电位期去极化的速度和幅度 0期速度 与邻旁间 产生局 RP距 新AP 传导 0期幅度的电位差部电流阈电位产生速度 快 高 大 大 近 易 快 慢 低 小 小 远 不易 慢,60,2）邻旁部位细胞膜的兴奋性 沿着细胞膜的兴奋扩散的过程,只有邻近未兴奋部位膜的兴奋性正常,兴奋才能正常地传导通过。,61,4. 心肌细胞的机械特性-收缩性 （1）同步收缩：特殊传导组织的传导速度 快、闰盘电阻又很低，有利于心房 或心室肌的同步收缩； （2）不发生强直收缩：心肌细胞的有效不 应期特别长； （3）对细胞外钙离子的依赖性：心肌细胞 的肌浆网不发达、容积小，收缩时 的钙主要来自于细胞外。 兴奋收缩脱耦联,62,钙触发钙释放 Calcium-induced calcium release,63,5. K +对心肌细胞电生理特性的影响 高血K +：轻度时，静息电位绝对值变小， 接近阈电位，兴奋性升高； 很高时，静息电位达到-55mV 时，Na+通道失活，兴奋性 丧失； 低血K +：膜对K +通透性降低，复极3期延 长，超常期延长，容易发生心律 失常。,64,五、体表心电图 （electrocardiogram,ECG） 将引导电极置于身体一定部位，记录整个 心动周期中心电变化的波形图。 （一）心电图与心肌细胞生物电的比较 1. 记录的方法：体表 / 单个细胞； 2. 反映的内容：一个