生理学血液循环

第四章血液循环 第四章血液循环 第一节心脏的泵血功能第二节心肌细胞的生物电现象第三节心肌细胞的生理特性第四节心音和心电图第五节血管生理第六节心血管活动的调节第七节心 肺和脑的血液循环 略 血液循环 指血液在心血管系统中按一定的方向 周而复始地循环流动 WilliamHarvey 英 最早发现并提出血液循环理论 被誉为现代生理学和现代医学的创始人 血液循环的途径及分类 体循环肺循环 血液循环的物质基础 1 心脏 动力2 血管 管道3 瓣膜 方向 第一节心脏的泵血功能 一 心动周期和心率二 心脏泵血的过程和机理三 心脏泵血功能的评价四 影响心脏泵血功能的因素五 心力储备 一 心动周期和心率 1 心动周期 指心房或心室每收缩和舒张一次的机械活动周期 2 心率 指单位时间内心脏搏动的次数 安静状态下 正常成年人一般为60 100次 min 心动周期 二 心脏泵血的过程和机理 动力 心脏舒缩产生的压力差 方向 瓣膜的启闭 心室收缩期 射血期等容收缩期 0 05s 快速射血期 0 10s 减慢射血期 0 15s 心室舒张期 充盈期等容舒张期 0 07s 快速充盈期 0 11s 减慢充盈期 0 22s 房缩期 0 1s 三 心脏泵血功能的评价 一 心脏输出的血量1 每搏输出量与射血分数2 每分输出量与心指数 二 心脏做功量 略 搏出量射血分数 100 心室舒张末期容积健康成年人一般为50 60 是一固定值 每搏输出量 搏出量 一侧心室一次心搏所射出的血液量 健康成年男性一般为60 80ml 心指数 安静和空腹状态下 每平方米体表面积的心输出量 心输出量心指数 体表面积 每分输出量 心输出量 指一侧心室每分钟射出的血液总量 心输出量 搏出量 心率健康成年男性一般为4 5 6 0L 四 影响心脏泵血功能的因素 一 影响每搏输出量的因素 二 影响心率的因素 心输出量 每搏输出量 心率 1 前负荷 心肌初长 异长自身调节2 后负荷 动脉血压3 心肌收缩能力 等长自身调节 一 影响每搏输出量的因素 静脉回心血量 心室舒张末期的压力和容积 心室肌的初长 每搏输出量 1 前负荷 心肌初长 异长自身调节 异长自身调节 不需要神经和体液调节参与 心肌细胞通过其收缩之前自身的初长来改变收缩强度的一种自身调节方式 一定范围内 心肌细胞初长越长 则收缩强度越大 搏出量也越大 使心室充盈量再增加10 30 通过异长自身调节 促进心室射血和静脉回流 心房在心脏泵血过程中的作用 初级泵 动脉血压 后负荷 等容收缩期延长 射血期缩短 同时心室肌收缩程度和速度 搏出量 余血量 若回心血量不变 心室舒张末期充盈压 心肌初长 心室肌收缩程度和速度 搏出量 二 后负荷 动脉血压 对搏出量的影响 与心肌的初长无关 由心肌细胞本身的收缩能力决定其收缩强度 主要受心肌细胞兴奋收缩耦联中活化的横桥数量和ATP酶活性的影响 三 心肌收缩能力对每搏输出量的影响 等长自身调节 1 正常情况下 心率和心输出量成正比 2 当心率过低和过高时 心输出量均降低 二 心率的影响 心输出量 每搏输出量 心率 HR 170 180次 分 HR过快 心室充盈时间明显 充盈量 搏出量减少 心输出量 影响心率的因素 交感神经活动 肾上腺素 去甲肾上腺素 甲状腺素 甲亢 体温 1 12 18次 min 迷走神经 心率 心率 五 心力储备 一 心率储备 75 180次 min 二 每搏输出量储备 70 150ml 1 收缩期储备 55 60ml 2 舒张期储备 15ml 第二节心肌细胞的生物电现象 一 心肌细胞的分类 包括三 二 心肌细胞的跨膜电位三 心肌细胞的电生理类型 见一 此处略 兴奋性传导性自律性收缩性 心肌细胞的四种生理特性 电生理特性 机械特性 自动节律性 自律性 指心肌细胞在无外来刺激的情况下 能够自动产生节律性兴奋的能力 一 心肌细胞的分类 1 根据组织学 功能和生理特性 分为 工作细胞 心房肌 心室肌细胞 特殊分化的心肌细胞 窦房结 房室交界细胞等 自律细胞 特殊传导系统细胞 除结区细胞外 非自律细胞 心室和心房肌细胞 2 根据自律性 分为 3 根据动作电位0期的特征和形成原理 分为 快反应细胞 心房肌 心室肌 房室束和浦肯野细胞慢反应细胞 窦房结细胞和房室交界细胞 除结区细胞外 二 心肌细胞的跨膜电位 一 工作细胞的跨膜电位及其离子基础 二 自律细胞的跨膜电位及其离子基础 1 静息电位 80 90mV 对K 的通透性高 主要取决于K 的平衡电位 一 工作细胞的跨膜电位及其离子基础 0期 去极化期 90mV 30mV 历时1 2ms 快Na 通道开放 Na 快速内流引起 可被河鲀毒素阻断 2 工作细胞的动作电位 1期 快速复极初期 30mV 0mV 历时10ms 快Na 通道失活 K 通道开放 K 快速外流 Ito 可被四乙铵 4 氨基吡啶阻断 稳定在零电位水平 历时100 150ms 外向离子流 逐渐增大的外向K 流 内向离子流 Ca2 内流 L型 慢通道 阈电位为 30 40mV 可被Mn 硝苯地平和维拉帕米等阻断 2期 缓慢复极期 平台期 3期 快速复极末期 0mV 90mV 历时100 150ms 慢Ca2 通道失活 K 外流 4期 恢复期 膜电位稳定在 90mV 膜内外离子分布的恢复期 Na K泵 泵出3Na 摄取2K Na Ca交换体 泵出1Ca2 摄取3Na 自律细胞的最大特点是4期自动缓慢去极化 这也是自动产生节律性兴奋的基础 二 自律细胞的跨膜电位及其离子基础 1 浦肯野细胞 动作电位的形态及其形成机制与工作细胞基本相同 不同的是浦肯野细胞4期缓慢自动去极化的特点 4期自动去极化的机制 3期复极化至 60mV时 慢Na 通道开放 If Na 内流 缓慢去极化 If可被铯 Cs 阻断 1 特点分为0 3 4期 无1 2期 最大复极电位 70mV 和阈电位 40mV 的绝对值均小于浦肯野细胞 0期去极化速度慢 去极化幅度低 70mV 4期自动去极化速度快 2 窦房结P细胞 离子基础 窦房结细胞AP的形成原理 0期 Ca2 内流 L型 慢通道 3期 Ik K 外流4期IK衰减ICa内流 T型 瞬时性 If 结区细胞 无自律性其它房室交界细胞 动作电位与窦房结P细胞的相似 而4期自动去极化速度比窦房结细胞慢 3 其他自律细胞动作电位的特点 第三节心肌细胞的生理特性 一 心肌细胞的电生理特性二 心肌细胞的机械特性 收缩性 一 心肌细胞的电生理特性 一 自动节律性 自律性 二 兴奋性 三 传导性 1 心脏的正常起搏点与窦性心律2 窦房结对潜在起搏点的控制方式3 决定和影响自律性的因素 一 自动节律性 1 心脏的正常起搏点与窦性心律 抢先占领超驱动阻抑受抑制程度取决于两者间自律性的差别超速驱动的时间 2 窦房结对潜在起搏点的控制方式 3 决定和影响自律性的因素 4期自动去极化速度最大舒张电位和阈电位之间的差值 1 决定和影响兴奋性的因素2 心肌兴奋过程中兴奋性的周期变化3 期前收缩和代偿间歇 二 兴奋性 膜电位与阈电位之间的差值 离子通道的状态 激活 失活 备用 1 决定和影响兴奋性的因素 衡量兴奋性的高低 阈值兴奋性 快反应细胞 慢反应细胞 1 有效不应期绝对不应期局部反应期 2 相对不应期 3 超常期 2 心肌兴奋过程中兴奋性的周期变化 心肌细胞兴奋过程中其兴奋性的规律变化及其本质 心肌细胞AP有效不应期长 约200 300ms 相当于心肌收缩的整个收缩期和舒张早期 故心肌不会产生完全强直收缩 并总是呈收缩和舒张交替进行活动 这是心脏实现泵血功能的重要前提条件 如果心肌细胞 工作细胞 在其有效不应期之后 下一次窦房结兴奋到达之前 心肌受到人工刺激或病理性刺激 可使心肌细胞提前产生一次兴奋 期前兴奋 和收缩 期前收缩 早搏 其后常伴有较长时间的心舒张期 代偿间歇 3 期前收缩和代偿间歇 1 心脏内兴奋传播的途径和特点2 决定和影响心肌传导性的因素 三 传导性 1 心脏内兴奋传播的途径和特点 1 心脏特殊传导系统 2 心脏内兴奋传导的特点 1 心脏特殊传导系统 窦房结 心房肌 优势传导通路 房室交界 房室束 左右束支 浦肯野纤维网 心室肌 心房内 传导速度快 左右心房同步收缩 占时约0 06s 房室交界处 传导速度慢 有房室延搁 占时约0 1s 心室内 传导速度快 左右心室同步收缩 占时约0 06s 2 心脏内兴奋传导的特点 房室延搁 房室交界处兴奋传导速度慢 兴奋通过房室交界时 会有时间延搁 称为房室延搁 这一延搁是心房和心室顺序收缩 心脏射血和充盈过程的正常进行的保证 心肌细胞的直径越大 传导速度越快 受心肌细胞的电生理特性的影响动作电位0期去极化的速度和幅度邻近未兴奋部位膜的兴奋性 2 决定和影响心肌传导性的因素 二 心肌细胞的机械特性 收缩性 一 心肌收缩的特点 二 影响心肌收缩性的因素 一 心肌收缩的特点 同步收缩 全或无式收缩 不发生完全强直收缩 对细胞外Ca2 有依赖性 二 影响心肌收缩性的因素 1 血浆Ca2 中的浓度2 低氧和酸中毒3 交感神经和儿茶酚胺 第四节心音和心电图 一 心音和心音图 机械活动二 体表心电图 电活动 一 心音和心音图 一 心音的组成 特点及心音图 二 心音及心音图的临床意义 1 第一心音 发生时间 等容收缩期初 标志心缩期的开始最佳听诊部位 略 形成原因 心室收缩 左右房室瓣关闭 血流突然中断及心室射血等的振动特点 音调低 持续时间较长 约0 13s 一 心音的组成 特点及心音图 2 第二心音 发生时间 等容舒张期初 标志着心舒期的开始最佳听诊部位 略 形成原因 动脉瓣关闭引起的振动 特点 音调较高 持续时间短 约0 08 0 09s 3 第三心音4 第四心音 房缩音 用于判断心脏瓣膜的功能状态 诊断指标是心脏杂音 杂音主要由于瓣膜狭窄或闭锁不全以及房 室间隔缺损等病理原因形成湍流所致 掌握四套心脏瓣膜的听诊部位 根据杂音最响亮的瓣膜听诊区来判定病变瓣膜 二 心音及心音图的临床意义 主动脉瓣听诊区 二 心电图 一 心电图与细胞生物电的比较 二 常用体表心电图导联 略 三 正常心电图的典型波形 时程及其生理意义 四 心电图各波之间时程关系及意义 反映心脏兴奋的产生 传导和恢复过程中的综合生物电变化 一 心电图与细胞生物电的比较 心肌细胞的生物电细胞内记录同一细胞膜内外的电位变化记录单个细胞膜内外的电位变化过程电极分别放于膜两侧 记录的生物电变化曲线相对稳定 心电图细胞外电极记录细胞之间及不同部位之间的电位变化记录整个心脏在一个心动周期中的生物电变化电极在体表放置位置不同 记录的心电图曲线也不同 二 常用体表心电图的导联 三 正常体表心电图的典型波形及其意义 1 P波 左右心房去极化波 波幅小于0 25mV 时间少于0 11s 2 QRS波群 左右心室去极化波 Q波向下 R波向上 S波向下 历时0 06 0 11s 心室内传导阻滞时 时间大于0 12s 3 T波 左右心室复极化波 波幅为0 1 0 8mV 方向与QRS波群中波幅最高的波相同 4 U波 1 P R间期 代表心房开始兴奋到心室开始兴奋的时间 即房室传导时间 时间过长 提示可能有房室传导阻滞 2 PR段 代表兴奋在房室交界处的传导 3 Q T间期 代表心室开始去极化到心室复极化到静息电位的全过程 受心率影响很大 呈反比关系 时间过长 提示可能有室内传导阻滞 4 S T段 代表心室细胞全部去极化状态 心肌缺血或异常损伤时 会偏离基线很多 四 心电图各波之间时程关系及意义 第五节血管生理 一 各类血管的结构和功能特点二 血管系统中的血流动力学三 动脉血压和动脉脉搏四 微循环五 组织液和淋巴液六 静脉血压和静脉回流 一 各类血管的结构和功能特点 1 弹性贮器血管 大动脉2 分配血管 动脉3 阻力血管 占总外周阻力的47 毛细血管前阻力血管 小动脉和微动脉毛细血管后阻力血管 微静脉4 交换血管 毛细血管5 容量血管 静脉 占总循环血量的60 70 二 血管系统中的血流动力学 一 血流量和血流速度 二 血流阻力 三 血压 1 血流量 Q 单位时间内流过某一截面的血量 即容积速度 PQ R2 血流速度血液中一个质点移动的速度 即线速度 与同类血管总截面积呈反比 3 血流方式 层流 湍流 略 一 血流量和血流速度 P Pr4 Q Q 泊肃叶定律 R8 L8 L则 R r41 血液粘滞度 2 血管半径 血流阻力 约47 主要来自阻力血管 小动脉和微动脉 二 血流阻力 血压 血液对单位面积血管壁的侧压力 压强 血压的形成1 血液对血管系统的充盈 前提一般比大气压高0 93kPa 其大小取决于循环血量和血管容量 三 血压 循环系统的平均充盈压 指血管单纯由于血液充盈而产生的压力 2 心脏射血 血流动力动能射血能量势能3 外周阻力阻力前 血压 阻力后 血压 三 动脉血压和动脉脉搏 一 动脉血压 二 动脉脉搏 略 一 动脉血压 1 动脉血压及正常值2 动脉血压的形成3 影响动脉血压的因素 1 动脉血压及正常值 指血液对动脉管壁的侧压力 正常值 肱动脉 收缩压 90 140mmHg 12 18 7kPa 舒张压 60 90mmHg 8 12kpa 平均动脉压 舒张压 1 3脉搏压低血压 舒张压低于50mmHg 6 67kPa 收缩压低于90mmHg 12kPa 高血压 舒张压高于90mmHg 12kPa 血管内足够的血液充盈 前提 心脏的射血心肌收缩的能量转化为血流的动能和血管壁的势能贮备 大动脉的弹性回缩力贮存能量 使血液连续不断 并缓冲血压 外周阻力血流的阻力阻力血管 尤其是小动脉口径血液粘滞度 2 动脉血压的形成 3 影响动脉血压的因素 心输出量搏出量搏出量 收缩压 血流速度快 脉压 收缩压反映搏出量的多少 心率心率 舒张期短 舒张压 脉压 心率 心输出量 动脉血压 3 影响动脉血压的因素 外周阻力外周阻力 血流速度 舒张末期存留动脉内的血量 舒张压 舒张压高低反应外周阻力的大小 3 影响动脉血压的因素 大动脉管壁的弹性贮器作用弹性减小 收缩压 舒张压 脉压 循环血量与血管容积的关系循环血量 或血管容积 动脉血压 二者相适应 才维持正常血压 四 微循环 一 微循环的组成及血流通路 二 微循环的生理特点 略 三 微循环血流量的调节 四 血液与组织液之间的物质交换 一 微循环的组成及血流通路 1 调节途径 前阻力血管 小动脉 微动脉 后微动脉 后阻力血管 微静脉 小静脉 毛细血管前括约肌 2 调节方式 神经调节 交感缩血管神经 体液调节 E NE 血管紧张素II 局部性体液调节 CO2 乳酸 H 三 微循环血流量的调节 小分子物质 扩散大分子物质 蛋白质 吞饮 四 血液与组织液之间的物质交换 五 组织液和淋巴液 一 组织液的生成与回流 二 影响组织液生成与回流的因素 三 淋巴液 略 有效滤过压 毛细血管血压 组织液胶体渗透压 组织液的静水压 血浆胶体渗透压 有效滤过压为正 组织液生成 为负 组织液回流 10 组织液经淋巴循环回流入血 一 组织液的生成与回流 1 毛细血管血压 2 血浆胶体渗透压 3 毛细血管壁的通透性 4 淋巴回流 二 影响组织液生成与回流的因素 六 静脉血压和静脉回流 一 静脉血压1 外周静脉压2 中心静脉压 二 静脉回流1 静脉回流与静脉回心血量2 影响静脉回流的因素 一 静脉血压 1 外周静脉压 各器官静脉的血压 血压低 15 20mmHg 受重力和体位影响大 受跨壁压影响大2 中心静脉压 胸腔大静脉或右心房的压力 影响因素 心脏射血能力 静脉回流速度 外周静脉压 中心静脉压1 静脉回心血量 静脉血流阻力2 影响静脉回心血量的因素1 循环系统平均充盈压2 心肌收缩力3 重力和体位的影响4 骨骼肌的挤压作用5 呼吸运动 二 静脉回流 第六节心血管活动的调节 一 神经调节二 体液调节三 心血管的自身调节 一 神经调节 一 心脏的神经支配及其作用 二 血管的神经支配及其作用 三 心血管中枢 四 心血管活动的反射性调节 1 心交感神经及其作用心率加快 正性变时作用心缩力加强 正性变力作用房室交界处传导加快 正性变传导作用2 心迷走神经及其作用心率减慢 负性变时作用心房肌缩力减弱 负性变力作用房室交界处传导减慢 负性变传导作用 一 心脏的神经支配及其作用 1 交感缩血管神经 NE 受体 紧张性活动 持续发放低频冲动 2 舒血管神经 略 二 血管的神经支配及其作用 1 脊髓心血管神经元2 延髓心血管中枢 基本中枢心迷走中枢 心交感中枢