心脏的功能ppt课件

第四章 血液循环 第一节 心脏的功能 重庆三峡医专生理教研室：马丽华 教学内容 心肌细胞的跨膜电位 一 心电图二 心脏的生理学特性三 心脏的射血功能四 u血液在心血管系统中按一定方向周而复始循环流动，称为血液循环。 心：血液循环的动力器官； 动脉：将血液分配到全身组织和器官 静脉：将血液收集回心 毛细血管：实现组织细胞同血液之间的物质交换 淋巴系统：淋巴液汇入静脉 u主要功能： 1.物质运输。 2.维持内环境的稳定。 3.防御功能。 4.内分泌功能。 血液循环 u脉管系统 心血管系统 兴奋性兴奋性 传导性传导性 收缩性收缩性 兴奋性兴奋性 传导性传导性 自律性自律性 兴奋性兴奋性 传导性传导性 工作细胞 特化细胞 结区细胞 （相当于房室结） 非自律细胞非自律细胞 自律细胞自律细胞 心脏的功能 心房肌 心室肌 窦房结 房室交界 房室束 浦肯野纤维 非自律细胞非自律细胞 房室交界：又称为房室结区，主要包括 房结区、结区 和 结希区。 房室束又称希氏束。 一、心肌细胞的跨膜电位 1. 心室肌细胞的跨膜电位 静息电位(Resting Potential, RP) 幅 值： -90 mV 离子基础: K+外流 与骨骼肌、神经细胞类似 1. 心室肌细胞的跨膜电位 动作电位(Action Potential, AP) u 动作电位特点：复极时间长,有平台期 1.心室肌细胞动作电位 0期去极化 膜电位变化：-90 +30mV 持续时间：1-2ms 离子基础：Na+内流(INa) u 动作电位离子基础 1期复极 膜电位变化: +30 0mV 持续时间：10 ms 离子基础:K+外流 u动作电位离子基础 1.心室肌细胞动作电位 2期复极(平台期) 膜电位变化： 0mV 持续时间：100-150 ms 离子基础: Ca2+内流 (ICa-L) K+外流 (IK, Ik1) 2期是心室肌细胞一次兴奋后有效不应 期长的主要原因 u动作电位离子基础 1.心室肌细胞动作电位 泵 1.心室肌细胞动作电位 u动作电位离子基础 3期复极 膜电位变化：0 -90mV 持续时间：100-150 ms 离子基础: K+外流 (Ik1 ,IK) 4期 (恢复期) 幅值: -90mV 离子活动: 排出Na+ 和Ca2+, 摄入K+ Na+-K+泵, Na+-Ca2+交换，Ca2+ 泵 泵 1.心室肌细胞动作电位 u动作电位离子基础 u心房肌细胞动作电位形态机制同心室肌细胞 。 u由于膜对钾的通透性较心室肌大，动作电位 历时较短，为150200mv 1.心室肌细胞动作电位 心室肌细胞 离子基础小结 AP 1.心室肌细胞动作电位 一、心肌细胞的跨膜电位 动作电位特点 （1）最大复极电位-90mV （2）3期复极末转向4期自动去极 4期自动去极离子基础 （1） K+外流(Ik)逐渐衰减 （2） Na+内流(If)逐渐增强 2. 浦肯野细胞的动作电位 自律细胞的特征： 3期末复极化到最大值; 4期可以自动产生去极化。 一、心肌细胞的跨膜电位 快慢反应细胞的定义：根据0期去极化速度的快慢划分 一、心肌细胞的跨膜电位 动作电位特点 （1）最大复极电位小(- 70mV), 阈电位小(-40mV) （2）0期去极幅度低(70mV) 速度慢(10V/s),时程长(7ms) （3）无明显的1、2期 （4）4期自动去极速度快(0.1V/s) 3. 窦房结细胞的动作电位 0期去极:Ca2+内流(ICa-L) 3. 窦房结细胞的动作电位 3期：慢钙通道（Ica-L型）渐失活 + 激活钾通道（IK ） 3. 窦房结细胞的动作电位 4期自动去极： K+外流(Ik)逐渐减少 Ca2+缓慢内流(ICa-T) Na+内流(If)进行性增加 3. 窦房结细胞的动作电位 一、心肌细胞的跨膜电位 房室交界的房结区和结希区细胞的动作电位形成机制 和窦房结P细胞的相似； 但4期去极速度较窦房结慢； 结区细胞无4期自动去极的能力； 0期去极由Ca2+内流引起，3期复极和4期电位均由K+ 外流所致 一、心肌细胞的跨膜电位 1、P波 2、QRS波群 3、T波 4、PR间期 5、ST段 6、QT间期 二、心电图 名 称 时间（S） 幅度（mV) 意 义 P波 0.080.11 0.050.25 两心房去极化 Q波 R波 0.060.10 0.52.0 两心室去极化 S波 T波 0.050.25 0.10.8 两心室复极化过程 P-R间期 0.120.20 兴奋：心房心室的时间 S-T段 0.050.15 心室肌的AP处于平台期 Q-T间期 0.4 心室去极化+复极化的时间 二、心电图 心肌动作电位与心电图的关系 P波： 心房肌的AP QRS： 心室肌AP的0期 S-T段： 心室肌AP的2期 T波： 心室肌AP的复极化 过程，因先后不一，故 T波较宽。 心肌动作电位与心电图的关系 兴奋性兴奋性(excitability)(excitability) 自律性自律性(autorhythmicity)(autorhythmicity) 传导性传导性(conductivity)(conductivity) 电生理特性电生理特性 收缩性收缩性(contractivity) (contractivity) 机械特性机械特性 三、心脏的生理学特性 窦房结：位于右心房和上腔静脉连接处，主要含有P细胞和过渡细胞。P细胞是自律细 胞，位于窦房结中心部分；过渡细胞位于周边部分，不具有自律性，其作用是 将P细胞自动产生的兴奋向外传播到心房肌。 心房传导束（interatrial tract） 含浦肯野细胞，又分结间束（解剖上尚未获证明）和 房间束。三条结间束将窦房结产生的兴奋传导到房室交界。房间束将兴奋由右 心房传至左心房。 房室交界：又称为房室结区，是心房与心室之间的特殊传导组织，是心房兴奋传入心室 的通道。由起搏细胞和移行细胞组成。 房室交界主要包括以下三个功能区域： 房结区：位于心房和结区之间，具有传导性和自律性。 结区：相当于光学显微镜所见的房室结，具有传导性，无自律性。 结希区：位于结区和希氏束之间，具有传导性和自律性。 房室束（又称希氏束）及其分支：房室束走行于室间隔内，在室间隔膜部开始分为左右 两支，右束支较细，沿途分支少，分布于右心室，左束支呈带状，分支多，分 布于左心室，房室束主要含浦肯野细胞。 浦肯野纤维网：是左右束支的最后分支，由于分支很多，形成网状，密布于左右心室的 心内膜下，并垂直向心外膜侧伸延，再与普通心室肌细胞相连接。房室束及末 梢浦肯野纤维网的作用，是将心房传来的兴奋迅速传播到整个心室。 心脏特殊传导系统的组成和分布 （一）自律性 心脏在脱离神经和体液因素以及其他外来刺激的条件下，组织细胞 能够自动地发生节律性兴奋的能力称为自动节律性，简称自律性。 自律性的高低可用发生兴奋的频率反映 三、心脏的生理学特性 1心脏的起搏点（pacemaker)： 自律性：窦房结房室交界房室束普肯野纤维 100 50 40 30 心脏搏动受自律性最高的心肌细胞支配 *正常起搏点（normal pacemaker) （窦性心律: sinus rhythm） *潜在起搏点(latent pacemaker)和异位起搏点(ectopic pacemaker) （异位心律） 窦房结对潜在起搏点的控制方式 心肌生理特性 抢先占领 超速抑制 2影响心肌自律性的因素： （1）4期自动去极速率 主要因素 （2）最大复极电位和阈电位水平 （一）自律性 周期变化 对应位置 Na+通道 新AP产生 刺激 绝对不应期 0期复极相-55mV 完全失活 不能产生 任何刺激 局部反应期 复极-55mV -60mV 少量备用 不能产生 足够强St 局部电位 相对不应期 复极-60mV -80mV 部分备用 能产生 阈上刺激 超 常 期 复极-80mV -90mV 几乎全部处 能产生 阈下刺激 于备用状态 三、心脏的生理学特性 （二）兴奋性 1.心室肌细胞兴奋性的周期性变化 ERP R R P S N P A B 心室肌细胞兴奋性的周期性变化-局部反应期 心室肌细胞兴奋性的周期性变化-相对不应期 心室肌细胞兴奋性的周期性变化-超 常 期 （二）兴奋性 2.影响心肌兴奋性的因素： 静息电位(RP)与阈电位(TP)水平 RP电位绝对值和(或)阈电位水平下移两者差距减小需刺激阈值兴奋性 RP电位绝对值和(或)阈电位水平上移两者差距增大需刺激阈值兴奋性 Na+通道的性状 Na+：备用（resting）、激活(activation)、失活( inactivation)。 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 ERP R R P S N P A B （二）兴奋性 3. 兴奋性周期性变化的意义： 不会产生强直收缩 心肌的有效不应期特别长,相当于整个收缩期加舒张早期， 任何刺激落 在此期内，心肌都不会发生兴奋反应。 但在离体蛙心灌流实验中，当Ca2+o过高时钙僵（Ca2+利于收缩不利 于舒张，出现持续收缩状态）。 期前收缩 额外刺激 代偿间歇 （2）期前收缩与代偿间歇 期前收缩： 心脏受到窦性节律之外的刺激，在窦节 律收缩之前产生的收缩 。 代偿间歇： 一次期前收缩之后所出现的一段较长的舒 张期称为代偿性间歇。 期前收缩 代偿性间歇代偿性间歇 3. 兴奋性周期性变化的意义：3. 兴奋性周期性变化的意义： 期前收缩与代偿间歇 （三）传导性 1.兴奋传导的途径： 三、心脏的生理学特性 窦 房 结 结间束 右心房 （优势传导通路） 房室交界 房间束 房室束 左心房 左、右束支 浦肯野纤维 心室肌 sinoatrial (SA) node atrioventricular (AV) node & atria atrioventricular (AV) bundle (bundle of His) right and left bundle branches Purkinje fibers ventricles (starting at apex) （三）传导性 2.兴奋传导特点 (1) 心肌细胞间直接电传递(缝隙连接) -功能合胞体 (functional syncytium) 浦氏纤维 (2 4m/s) 束支 (2m/s) 结间束 (1 1.2 m/s ) 心室肌 (1m/s) 心房肌 (0.4m/s) 结区 (0.02m/s) 传导时间 心房内-房室交界-心室内 (0.06s) (0.1s) (0.06s) （三）传导性 2.兴奋传导特点 (2)传导速度存在差异 房室延搁 （三）传导性 3.影响心肌传导性的因素兴奋 （1）细胞的直径 直径粗大胞内电阻小传导速度快 直径细小胞内电阻大传导速度慢 （2）动作电位0期除极速度和幅度 与局部电流点形成速度与强度有关 0期除极速度和幅度传导速度 3.影响心肌传导性的因素兴奋 （3）邻近未兴奋部位的兴奋性 A.兴奋部位传来的局部电流刺激可能： （0期慢、小） 减慢 处于相对不应期 部分失活状态 处于绝对不应期 失活状态 阻滞 邻近部位膜兴奋性Na+通道状态 传导性 B.静息电位或最大复极电位与阈电位水平 RP电位或最大复极电位负值减小和(或)阈电位水平下移 两者差距减小 0期去极的速快传导快 （四）收缩性 1. 心肌收缩的特点 （1）同步性收缩 （2）不发生强直收缩 （3）对外源性钙离子依赖性大 （4）绞拧作用 2.影响心肌收缩性的因素 （1）血浆中的Ca2+浓度 （2）神经和体液因素 交感神经和儿茶酚胺类递质的作用 迷走神经和乙酰胆碱的作用 三、心脏的生理学特性 ERP R R P S N P A B 主动脉 肺动脉 肺静脉 左心房 左心室 上腔静脉 肺静脉 右心房 右心室 下腔静脉 动脉瓣 房室瓣 四、心脏的射血功能 四、心脏的射血功能 身体上部的毛细血管 肺部的毛 细血管 肺静脉 肺动脉 左心房 左心室 腹腔内器 官的毛细 血管 身体下部的毛细血管 下腔静脉 右心室 右心房 上腔静脉 主动脉 体循环肺循环 主动脉 各级动脉 全身毛细血管 各级静脉 上下腔静脉 右心房 左心室 右心室 肺动脉 肺部毛细血管 肺静脉 左心房 血液循环途径 ： （一）心动周期 （Cardiac cycle) 心房或心室每收缩和心房或心室每收缩和 舒张一次所需时间。舒张一次所需时间。 1.1.概概 念念 四、心脏的射血功能 2.心动周期的时间分配与意义： l 心率（R）：每分钟心脏搏动的次数。 正常成人安静状态下心率为60-100次/分，平均为75次/min。 l 心动周期1/R，如心率为75次/分,则心动周期= = 0.8 秒/次 。 l 心动周期分为收缩期（Systole）和舒张期（diastole）。 60秒 75 （一）心动周期 3.心动周期的特点： 全心舒张期 心房和心室不同步收缩 舒张时间大于收缩时间 心率快慢主要影响舒张期 心率 心室缩期 心室舒期 0.351.15 40 1.5 75 0.8 150 0.4 0.300.50 0.250.15 周期 心动 （一）心动周期 1)1)等容收缩期等容收缩期 时程：时程：0.050.05秒秒 a 心室容积不变； b 室内压急剧升高,房内压A压； c d 房室瓣关闭，动脉瓣开放； 血液快速射入动脉 特点：期末室内压、动脉压达最高 3) 3) 减慢射血期减慢射血期 时程：时程：0.150.15秒秒 （二）心脏的射血过程及机制 a 心室容积减小； b 房内压室内压 室内压 室内压 A压 关闭 开放 大(70%)、快 0.1s 减慢射血期 慢缩 房室 室 室 A压 开放 关闭 小(1030%) 、慢 0.1 s 心室收缩期心室收缩期心室舒张期心室舒张期 分期 压力梯度 （二）心脏的射血过程及机制 u 心脏实现泵血功能的两个因素 # 规律的收缩和舒张建立了心腔与动、脉 静之间的 压力梯度. # 瓣膜控制血流方向和密闭，各瓣膜的开闭是被动的， 由心室内压的变化所决定 u 左右心室射血量相同，但是右心室内压只有左侧的1/41/6 （三）心音 1.1.心音心音: : 在一个心动周期中，由于心肌的收缩和舒张、瓣膜 开放和关闭、血液对心血管壁的冲击等因素引起的 机械振动，通过组织传递到胸壁所能听到的声音。 2.2.心音图心音图: : 若用换能器将之转变成电信号，记录下来的曲线叫心音 图(Phonocardiogram)。 3.正常心音分型 房室瓣关闭；房室瓣关闭； 室内血液冲击房室瓣；室内血液冲击房室瓣； 心室射出血液撞击动脉壁心室射出血液撞击动脉壁 动脉瓣关闭；动脉瓣关闭； 血流冲击大动脉根部及血流冲击大动脉根部及 心室内壁；心室内壁； 第一心音第一心音 音调低沉、时间较长音调低沉、时间较长 第二心音第二心音 音调高清、时间较短音调高清、时间较短 第三心音第三心音 音调低浊、持续短 血液速度减慢，血液速度减慢， 快速充盈期末快速充盈期末 心室壁和瓣膜产生振动心室壁和瓣膜产生振动 第四心音第四心音 音调低沉、持续较长 血液注入心室引起振动 心房收缩心房收缩 特 点 产 生 标 记 意 义 收缩期开始收缩期开始 舒张期开始舒张期开始 （三）心音 心室收缩力与 房室瓣功能状态 主A和肺A压， 动脉瓣功能状态 部分健康青年 部分老年和 心舒末期压力 4.心音识别的临床意义 1. 1. 检查心率和心律检查心率和心律 3. 3. 检查心肌收缩力检查心肌收缩力 2. 2. 检查心瓣膜功能检查心瓣膜功能 （三）心音 （一）心脏的输出量（cardiac output) 1.每搏输出量与射血分数 u 每搏输出量（搏出量）:一侧心室每次收缩射出的血量 =心室舒张末期容积-心室收缩末期容积 ( 125-55=70ml) u 射血分数:搏出量占心室充盈血量的百分比 搏出量/心室舒张末期容积 （55-65%） u意义： 心舒张末期容积与心缩力有关（因与心肌初长度呈正相关） 。 心缩每搏输出量射血分数 心室扩大、心功能下降（每搏输出量可不变）心舒张末期 容积射血分数 （四）心脏射血功能的评价 2.每分心输出量与心指数 l（每分）心输出量：每分钟一侧心室排出的血量 =搏出量心率 男性： 5-6 L/min 变 异：随机体代谢和活动情况而变化（运动、情绪激动）； 女子较相同体重男子的心输出量约低10。 l 心指数(cardiac index) :单位体表面积的心排出量 心输出量/体表面积 l 静息心指数：空腹和安静状态下的心指数。 中等身材成年人： 3.0- 3.5 L/min/m2 变 异：10岁心指数最大（4L/min.m2以上）；以后随年龄增长而渐降, 到80岁时接近2L/min.m2。 意 义：评定不同个体心功能。 （四）心脏射血功能的评价 （二）心脏作功量 因心脏收缩不仅射出一定量的血液，而且使这部分血液具有 较高的压强能和较快的流速。 在动脉血压不同的个体，心脏要射出等量的血液，动脉血压 高者的心脏就必须加强收缩。 搏出功(Stroke work): 心室收缩射血一次所做的功 = 搏出量(L) (平均动脉压-平均左房压) 每分功（ Minute work）=搏出功心率(J/min) 右心室作功量只有左心室的1/6。 （四）心脏射血功能的评价 概念:心输出量随机体代谢需要而提高的能力。 1，搏出量的储备： （1）收缩期储备：直接增加心缩力来增大心输出量 即 55 15-20ml (35-40ml) （2）舒张期储备：增加舒张末期血量来增大心输出量 即12