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第四章血液循环 第一节心脏的泵血功能 第三节血管生理 第四节心血管活动的调节 第二节心脏电生理和生理特性 第五节器官循环 第一节心脏的泵血功能 右心 泵血入肺循环 左心 泵血入体循环 一 心动周期 一 概念 心房或心室每收缩和舒张一次称心动周期 二 时程 T 1 f 60s 75 0 8s 房缩0 1s房舒0 7s 室缩0 3s室舒0 5s 三 特点 舒张期时间 收缩期时间 全心舒张期0 4s 利心肌休息和室充盈 心率快慢主要影响舒张期 心率心动周期室缩期室舒期 0 35 1 15 1 50 81500 4 0 30 0 50 0 25 0 15 心舒期 心舒期 充盈 休息 心衰 心缩 舒 期习惯以心室的活动作为心脏活动的指标 四 心率 概念 单位时间内心脏舒缩的次数称心率 正常变异 年龄 初生儿 130次 分 成人 60 90次 分 性别 女 男体质 弱 强兴奋状态 运动 情绪激动 安静 休息体温每 1 心率 10次 分 二 心脏泵血过程 心动周期中压力 容积等变化 心动周期中压力 容积等变化1 主A内压2 左心室内压3 左心房内压4 心音5 心室容积 心房收缩期 等容收缩期 快速射血期 缓慢射血期 等容舒张期 快速充盈期 减慢充盈期 一 心房的泵血 心房收缩 心房容积 房内压 右房 4 6mmHg 左房 6 7mmHg 房室瓣开放 动脉瓣处关闭状态 挤血入心室 占心室充盈量25 心房舒张 75 由V经心房流入心室 二 心室的泵血 1 心室收缩期 1 等容收缩期 心室开始收缩 室内压急剧 左室内压 近80mmHg 房室瓣关闭 动脉瓣仍处于关闭状态 容积不变 血液不流 继续收缩 快速射血期 等容收缩期的特点 其时程长短与与肌缩力 后负荷有关 肌缩力 等容收缩期 后负荷 等容收缩期 房室瓣 动脉瓣处关闭状态 等容收缩末的动脉压最低 室内压上升速最快 2 快速射血期 心室继续收缩 室内压 动脉压 左室 80mmHg 右室 8mmHg 动脉瓣开放 房室瓣仍处于关闭状态 迅速射血入动脉 占射血量70 心室容积迅速 减慢射血期 特点 快速射血期末室内压与主动脉压最高 用时少 收缩期1 3 射血量大 3 减慢射血期 迅速射血入动脉后 心室容积继续 室内压略 动脉压 射血能 血液的动能继续射血入动脉 占射血量30 心室容积继续 心室舒张前期 特点 用时长 收缩期2 3 射血量少 因外周血管的阻力作用 血液的动能在主动脉转变为压强能 使动脉压略 室内压 2 心室舒张期 1 等容舒张期 心室开始舒张 室内压迅速 室内压 动脉压 动脉瓣关闭 心室继续舒张 室内压急剧迅速 室内压仍 房内压 房室瓣仍处于关闭状态 容积不变 血液不流 快速充盈期 特点 动脉瓣 房室瓣都处于关闭状态 动脉瓣关闭产生第二心音 2 快速充盈期 等容舒张期末 室内压 室内压 房内压 房室瓣开放 心室继续舒张 室内压 室内压 房内压 负压 心房和大V内的血液快速入室 占总充盈量2 3 心室容积迅速 特点 快速充盈期末的室内压最低 3 减慢充盈期 随着心室内血液的充盈 心室与心房 大V间的压力差减小 血液流入心室的速度减慢 其前半期为大V的血液经心房流入心室 后半期为心房收缩期的挤血入心室 心动周期中的压力变化 最高 室内压 快速射血期末动脉压 快速射血期末最低 室内压 快速充盈期末动脉压 等容收缩期末 后负荷 后负荷 等容收缩期延长 射血期缩短 射血量 心动周期中的4对矛盾 心脏缩与舒 主要矛盾 压力升与降瓣膜开与关血液进与出 心动周期中的瓣膜变化 房室瓣关 等容收缩期初房室瓣开 快速充盈期初动脉瓣关 等容收缩期初动脉瓣开 快速射血期初 小结 三 心音的产生 四 心泵功能评定 一 每搏输出量及射血分数每搏输出量 一侧心室每次搏出的血量 70ml 射血分数 每搏输出量 心舒张末期容积 60 80ml 120 130ml 50 60 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 二 每分输出量与心指数每分输出量 一侧心室每分钟射出的血量 每搏输出量 心率 5 6L min变异 随机体代谢和活动情况而变化 运动 情绪激动 怀孕时 女子较相同体重男子的心输出量约低10 心指数 空腹和安静状态下 每平方米体表面积的每分心输出量 3 0 3 5L 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 三 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 因此 用心脏作功量要比单纯用心输出量评定心泵血功能更全面 搏功 搏出量 1 103 平均动脉压 平均心房压 13 6每分功 搏功 心率 1 103 6 23 Kg m min cm3 mmHg g cm3 83 1 g m 五 心泵功能的调节每分输出量 每搏输出量 心率 一 每搏输出量的调节1 前负荷 心舒末期容量 异长自身调节剩余血量 心缩力 剩余量 前负荷V血回流速 大V压 房压 回流速 量 充盈时程 心率 舒张期 充盈量 前负荷 心肌初长度 肌缩力 搏出量 Starling定律 等长自身调节 异长自身调节 前负荷 后负荷 心缩力 前负荷 心舒末期容量 心肌初长度 心肌收缩力 心搏出量 异长自身调节 心肌收缩力能随心肌初长度的改变而改变的现象 特点 调节范围小 心肌初长度 2 25 2 30um 意义 能精细调节每搏输出量 Starling定律 心脏不依赖神经 体液因素自身调节并平衡心搏出量与回心血量之间关系的现象 心泵功能的自身调节机制 可通过心室功能曲线进步说明 左中右 左段 较陡 心功正常工作段 表明初长度在未达到最适前负荷时 搏功随初长度 而 中段 稍平 说明前负荷 初长度达上限 但对搏出量影响不大 右段 平坦或略降 说明心肌有抵抗过度延伸的特性 保持搏功基本不变 2 心肌收缩能力 等长自身调节 概念 指心肌在前 后负荷不变 心肌初长度不变 而改变肌缩程度 速度和张力等方面 实现调节每搏输出量的内在特性 意义 能对持续的 剧烈的循环变化有强大的调节作用 收缩能力 NE 受体 cAMP Ca2 通道开放几率 开放时间 Ca2 i 心缩力 收缩能力 ACh M受体 抑Ca2 通道 激活K 通道 AP的2 3期缩短 Ca2 内流 心缩力 3 后负荷 ABp 临床 AB 持续 心肌肥厚 泵血功能 搏出量恢复正常 异长自身调节 等长自身调节 体液 前负荷 剩余量 回流量不变 搏出量 射血期 射血速 等容收缩期 心肌缩速 后负荷 一定范围内 二 心率心率 每搏输出量 每分输出量40 150次 分 每分心输出量 150次 分 心动周期缩短 尤其心舒期 充盈量 每搏出量 每分心输出量 40次 分 心动周期延长 尤其心舒期 充盈量达极限而心率太慢 每分心输出量 注 每搏输出量在恒定的条件下 心率是调节心输出量的主要因素 心率和心缩力是影响心输出量的主要因素 一定范围内 心率 可使心输出量 每分输出量 血压 心率 心肌收缩性 前负荷 每搏出量 充盈时程静脉血回流速剩余量 后负荷 神经体液调节 等长自身调节异长自身调节 心力贮备概念 心输出量能随机体代谢的需要而增加的能力 意义 反映心脏的健康程度 心脏泵血功能 组成 心率贮备 搏出量贮备 收缩期贮备量 55 60ml 射血分数 舒张期贮备量 15ml 不能无限扩张 复习思考题1 在一个心动周期中 心瓣膜的状态有何变动 其变动的机制和生理意义是什么 2 在心脏收缩 舒张过程中 何部位 何时其压力最高 何部位 何时期压力最低 并说明理由 3 说明第一心音 第二心音的产生原因及特点 4 以心脏的缩舒 压力的升降 瓣膜的开关 血流的方向和容积的变化为基础说明射血和充盈的过程 原理 5 说明心排出量的调节 并简述其机制 说明评定泵血功能的指标及生理意义 6 为什么舒张压主要反映外周阻力的大小 7 心动周期中 在下列哪个时期主动脉压最低 A 等容收缩期末B 等容舒张期末C 心房收缩期末D 快速充盈期末E 减慢充盈期末8 心室舒张期 A 血液粘滞度增大 冠状动脉血流量减少B 主动脉血压过低 冠状动脉血流量减少C 心肌对冠状动脉的挤压力增大 冠状动脉血流量减少D 冠状动脉阻力增大 冠状动脉血流量减少E 心肌对冠状动脉的挤压力减小 冠状动脉血流量增加 A E 第二节心脏电生理和生理特性几个世纪以来 生理学家一直认为心脏是泵血的装置 近些年来 生理学家认识到心脏除有泵血功能外 还有内分泌功能 心钠素 抗心率失常肽 内源性洋地黄素等 心脏的主要功能是泵血 70岁一生泵血160000m3 心脏不断地有秩序的 协调的收缩与舒张 是实现泵血功能的必要条件 而心脏的这种功能是依赖于心肌细胞的生理特性 兴奋性 传导性 收缩性 自律性和电生理特性 一 心肌细胞的动作电位和兴奋性 心室肌的RP和AP 一 根据各类心肌细胞AP的O期去极化速率和4期有无自动去极化 将心肌分为 快反应自律细胞 0期去极速率快 4期有自动去极化 快反应非自律细胞 0期去极速率快 4期无自动去极化 慢反应自律细胞 O期去极速率慢 4期有自动去极化 慢反应非自律细胞 O期去极速率慢 其4期无自动去极化 二 心室肌RP和AP的形成机制1 心室肌细胞RP形成机制 1 幅度 90mV 较骨骼肌细胞 神经细胞大 2 机制 K 平衡电位条件 膜两侧存在浓度差 膜通透性具选择性 K Na 100 1结果 K 顺浓度梯度由膜内向膜外扩散 达到K 平衡电位 K i K o 28 1 Na i Na o 1 13 2 心室肌细胞AP的形成机制 0期 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 ms 特异性强 只对Na 通透 阻断剂 TTX 激活剂 苯妥因钠 0期 按任意键显示动画2 1期 快Na 通道失活 激活Ito通道 K 一过性外流 快速复极化 1期 Ito通道 70年代认为Ito的离子成分为Cl 现在认为Ito可被K 通道阻断剂 四乙基胺 4 氨基吡啶 阻断 Ito的离子成分为K 1期 Na K 按任意键显示动画2 2期 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 外流处于平衡状态 缓慢复极化 2期 平台期 慢Ca2 通道 激活与失活比Na 通道慢 特异性不高 Ca2 53 Na 27 K 20 都通透 阻断剂 Mn2 和多种Ca2 阻断剂 异搏定 2期 Na K Ca2 K 按任意键显示动画2 3期 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 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 3期 Na K Ca2 K K 泵 按任意键显示动画2 泵 3期 三 影响兴奋性因素1 静息电位水平RP 距阈电位远 需刺激阈值 兴奋性 RP 距阈电位近 需刺激阈值 兴奋性 2 阈电位水平 为少见的原因 上移 RP距阈电位远 需刺激阈值 兴奋性 下移 RP距阈电位近 需刺激阈值 兴奋性 3 Na 通道的性状Na 通道所处的机能状态 是决定兴奋性正常 低下和丧失的主要因素 而通道处于何种状态则取决于当时的膜电位以及有关的时间进程 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 四 兴奋性的周期性变化与收缩的关系1 一次兴奋过程中兴奋性的周期性变化 心肌细胞每次兴奋 其膜通道存在备用状态 激活 失活和复活过程 其兴奋性也随之发生相应的周期性改变 心室肌兴奋性的周期性变化程因周期变化对应位置机制新AP产生能力有效不应期去极相 复极相 60mV不能产生绝对不应期 Na 通道处于 55mV完全失活状态局部反应期 Na 通道 60mV刚开始复活相对不应期 Na 通道能产生 但0期 80mV大部复活幅度 传导 时程超常期 Na 通道基本等较正常小 90mV恢复到备用状态同相对不应期 局部反应期 相对不应期 超常期 心肌兴奋时兴奋性变化的主要特点是有效不应期特别长 平均250ms 相当于心肌整个收缩期和舒张早期 它是骨骼肌与神经纤维有效不应期的100倍和200倍 这一特性是保证心肌能收缩和舒张交替进行 不出现强直收缩的生理学基础 有效不应期的长短主要取决2期 平台期 2 兴奋性周期性变化与收缩的关系心肌收缩是在肌膜AP触发下 发生兴奋 收缩耦联 引起肌丝滑行实现的 1 不发生强直收缩 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 当刺激频率 多数刺激落在有效不应期内 最多引起期前收缩 不会发生强直收缩 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 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 产生的收缩在窦性节律收缩之前 称为期前收缩 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 因窦性节律的兴奋是规律下传的 当窦性兴奋落在期前收缩的有效不应期内 就不能引起心室的兴奋和收缩 而出现一次窦律 脱失 需等待下次窦律刺激引起兴奋才产生收缩 此等待期间为代偿性间歇 3 有关心肌收缩的几点说明 对 Ca2 o有明显的依赖性 Ca2 是肌细胞兴奋收缩耦联的媒介 但心肌细胞的肌质网很不发达 容积较小 贮Ca2 量比骨骼肌少 心肌细胞收缩所需Ca2 除从终池释放外 还需由细胞外液Ca2 内流补充 故心肌收缩对 Ca2 o依赖性较大 在一定范围内 Ca2 o Ca2 内流 肌缩力 Ca2 o Ca2 内流 肌缩力 Ca2 o Ca2 内流无 兴奋收缩脱耦联 影响收缩的因素a 前负荷的影响 前负荷 肌节初长度 横桥联结数 收缩力 V回流量 其它因素不变 前负荷 收缩力 b 后负荷的影响大A压 肌缩短的程度和速度 如离体心脏实验 在前负荷固定的条件下 逐渐增加后负荷 则心肌收缩力越来越大 最适初长时 收缩力最大 超过一定限度 前负荷 收缩力 c 缺氧和酸中毒缺氧和酸中毒 H H 与Ca2 竟争性地与原凝蛋白结合 心缩力 d 交感神经或儿茶酚胺 交感神经或儿茶酚胺能激活心肌细胞膜上的 型肾上腺素能受体 促进膜的钙通道开放 加速Ca2 内流 并促进肌质网终末池释放贮存的Ca2 和促进ATP释放供能 兴奋 收缩耦联加强 心缩力增强 e 迷走神经或乙酰胆碱迷走神经或乙酰胆碱能激活心肌细胞膜上的M型胆碱能受体 增加膜对K 的通透性和抑制钙通道开放 Ca2 内流减少 心缩力减弱 二 心肌的自动节律性概念 心脏在离体和脱离神经支配下 仍能自动地产生节律性兴奋和收缩的特性 起源 心内特殊传导系统 房室结的结区除外 其自律性窦房结 房室交界 心室内传导组织 窦房结为正常起搏点 其它组织为潜在起搏点 抢先占领 超速抑制 一 自律细胞的跨膜电位及形成机制1 窦房结细胞 慢反应自律细胞 的电位 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 4三个时期 无1期和2期 抢先占领 超速抑制 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 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 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 小结 慢反应自律细胞的电位形成机制 复极化至 60mV时If通道递增性激活 3期末Ik通道递增性失活 自动去极后1 3期Ca2 通道 T型 开放 K 递减性外流 Na 递增性内流 Ca2 内流 自动去极达阈电位 40mV 慢Ca2 通道 L型 开放 Ca2 内流 产生AP的0期 注 Ik失活 If激活 6 1 故4期自动去极If作用不大 但若在超极化时 4期自动去极If的作用为主要离子流成分 自我启动 自我发展 自我终止 2 浦肯野细胞 快反应自律细胞 的电位 1 形成机制 0 1 2 3期 心室肌细胞基本相似 4期 为递增性Na 为主的内向离子流 If 递减性外向K 电流所引起的自动去极化 2 特点 1 0期去极化速快 幅度大 2 4期自动去极化速度比窦房结细胞的慢 故自律性低 注 If通道 复极化的3期 60mV开始激活 100mV充分激活 去极化的0期 50mV失活 是超极化激活 具有时间依从性的非特异性通道 不是快Na 通道 TTX不能阻断 小结 快反应自律细胞的电位形成机制断 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 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 85mv 90mv 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 二 心肌自律性与心律的关系 自律细胞4期的缓慢自动去极速率的不同 各部位的自律细胞的自律性高低不一 窦房结 房室结 浦氏纤维 90 100次 分 40 60次 分 20 40次 分 心肌自律性与心律的关系是 节律高者控制节律低者 节律高者具有抢先夺获 抢先达到阈电位产生AP 和超速驱动压抑 抢先夺获压抑节律低者的 被动 节律性兴奋 的机制 注 窦房结为正常起搏点 其它自律组织为潜在起搏点或异位起搏点 以窦为起搏点的心跳为窦性节律 以窦外为起搏点的心跳为异位节律 结性心律 室性心律 1 4期自动去极化速度a 自动去极化速快 达到阈电位的时间短 自律性高 b 自动去极化速慢 达到阈电位的时间长 自律性低 三 影响自律性的因素 2 最大舒张电位水平最大舒张电位水平小 距阈电位近 自动去极化达到阈电位的时间短 自律性高 最大舒张电位水平大 距阈电位远 自动去极化达到阈电位的时间长 自律性低 3 阈电位水平在上述因素不变的前提下 阈电位水平下移 图中TP1 上移 图中TP2 最大舒张电位 阈电位距离近距离远 自动去极化达到阈电位时间短时间长 自律性高自律性低 三 心肌的传导性及兴奋的传导 一 心肌细胞的传导性1 传导原理 局部电流 闰盘 缝隙连接 为低电阻区 局部电流很容易通过特殊传导系统 2 传导特点 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 利房排空 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 3 传导过程窦房结 结间束房间束 优势传导通路 房室交界心房肌 房室束 左 右束支 浦肯野纤维 心室肌 4 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 传导时间心房内 房室交界 心室内 0 06s 0 1s 0 06s 二 影响传导的因素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 但在同一心肌细胞 兴奋传导快慢主要受局部电流形成和邻近部位膜兴奋性的影响 2 0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 速快高大大近易快慢低小小远不易慢 3 邻旁部位细胞膜的兴奋性心肌细胞的兴奋传导是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 0期慢 小 减慢 处相对不应期部分失活状态 处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 4 静息电位或舒张期电位的水平在一定范围内 RP绝对值大 0期去极的速快 幅高 传导快RP绝对值小 0期去极的速慢 幅低 传导慢5 阈电位水平邻旁部位RP与邻旁部位传导阈电位水平 阈电位差 兴奋性 速度下移小易产生AP快上移大难产生AP慢 四 体表心电图 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 各细胞的综合心电向量 的波形图 名称时间 S 幅度 mV 意义P波0 06 0 110 05 0 25两心房去极化Q波R波0 06 0 110 5 2 0两心室去极化S波T波0 05 0 250 1 1 5两心室复极化过程P R间期0 12 0 20兴奋 房 室的时间S T段0 05 0 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 心电图各导联的连接及正常图形 aVL aVR Avf 1 标准导联与加压肢体导联 V1 V2 V3 V4 V5 2 胸导联 三 心肌动作电位与心电图的关系 P波 心房肌的APQRS 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 复习思考题1 心室肌细胞和窦房结细胞的动作电位有何特征 各时相产生的离子机制是什么 2 说明窦房结和浦肯野细胞自律性的发生机制 3 与骨骼肌相比 心肌有哪些生理特性 4 试述影响心肌自律性 兴奋性 传导性和收缩性的因素 并说明何者是主要影响因素 5 试述正常兴奋传导的顺序 特点及房室延搁的意义 6 说明心肌细胞在一次兴奋过程中 兴奋性的周期性变化有何意义 7 简述快 慢反应细胞的异同 8 心电图各波和间期的意义是什么 复习思考题9 Na K 顺浓度差转移是否生电 逆浓度差移动是否生电 10 试述心脏特殊传导系统的功能 11 心脏为什么能有节律的 有顺序的收缩与舒张 12 说明心肌和骨骼肌AP的异同点 13 如何证明心肌在兴奋后兴奋性发生了变化 原因何在 与室缩 室舒时相及AP时相的关系怎样 14 试述心肌自律性 兴奋性 传导性和收缩性的特点 15 阐述房室结和浦肯野纤维传导速度差异的原因及生理意义 16 窦房结的兴奋传导到心室肌 其AP是否是同一个 说明其理由 17 窦房结细胞最大复极电位的绝对值较小 是由于它的细胞膜对下列哪个离子的电导较低 A 钾离子B 钠离子C 氯离子D 钙离子E 钙离子 钠离子18 窦房结细胞去极化结束时电位为 A 90mVB 70mVC 40mVD 0mVE 30mV A D 血管是输送血液的管道 也是保证全身各器管获得所需血流量的结构基础 具有参与形成和维持动脉血压 以及实现血液与组织细胞间的物质交换的功能 第三节血管生理 一 各类血管的功能特点1 大A 具有弹性和可扩性2 小 微 A 半径小 阻力大3 小 微 V 4 Cap 薄 透性好5 V 容纳循环血量60 70 弹性贮器血管 Cap 前阻力血管 Cap 后阻力血管 物质交换血管 容量血管 注 Cap Capillary 毛细血管 二 血液在血管内流动的基本特点 一 血流1 血流量 指单位时间内流经某一血管截面的血量 容积速度 公式 Q P R P1 P2 r4 8 L单位 ml min或L min注 Q 单位时间的液体流量 P 两端的压力差R 管道内的阻力r 血管半径L 血管长度 常数 不变 与 血细胞比容 血流切率 血管口径 温度 血浆蛋白成分和浓度有关 2 血流速度 血液在血管内流动的直线速度 即一质点 例如一个红细胞 在血液前进的速度 公式 V Q S 注 S为血管横截面积 3 血流方式 层流 Q P R湍流 Q P R4 血流阻力 公式 R 8 L r45 循环时 血液在体内循环一周所需的时间称为循环时 约23s 若测定血液流经某一段途径所需的时间 称为该途径的循环时 如 糖精的臂 舌循环时 约为9 16s 循环机能障碍时 循环时延长 层流 湍流 二 血压概念 血管内的血液对血管壁的侧压力 不流动时的侧压力称体循环平均压 充盈压 流动时的侧压力称血压 分动 静脉血压 公式 P QR产生条件 血管内血液的充盈度推血流动 血流的动力 心射血力对管壁侧压力扩张管壁 势能 血流的阻力 能量的消耗 血压渐降 各段血管的压力梯度 主A 100mmHg小A 85mmHgCap 30mmHgV始 10mmHg心房 大V 0 三 动脉血压和脉搏 一 动脉血压1 正常值与测量收缩压 Sp 室缩时 动脉血压升高到的最高值 12 0 18 7Kpa 舒张压 Dp 室舒时 动脉血压降低到的最低值 8 0 12 0Kpa 脉搏压 Sp Dp 4 0 5 3Kpa 平均动脉压 Dp 脉压 3血压的测量示意图 Sp 2Dp 3 2 生理变异 年龄 10岁 Bp 1mmHg 血压随年龄的增加而升高 Sp的升高比Dp的升高更明显 吸气 呼气Bp 吸气负压抽吸 血贮于肺中 回心血量 射血量 Bp 活动 安静 站位 卧位 右臂 左臂 1 33kPaor10mmHg 上午 下午 8 11时最高 0 8时最低 高原 平原 男性 女性 3 形成机制前提条件 足够的血液充盈闭合的血流环路决定因素 心室射血对血流产生的动力 外周血管口径变化对血流产 心室舒张 心室收缩 射血入主A 外周阻力 大A回弹 势能释放 推血继续流动 血液对动脉壁的侧压降低到最小值 舒张压 血液对动脉壁的侧压上升到最大值 收缩压 推血 1 3 流动 大A扩张 2 3 动能消耗 势能贮存 缓冲力 生的阻力 几点说明 弹性贮器血管的作用 心搏功能量消耗 SP 主要反映搏出量DP 主要反映外周阻力 缓冲SP 势能贮存 维持DP 势能释放 动能 推血流 大A扩张 势能 管壁侧压力 克服外周阻力 1 每搏出量 心缩期射入A血量 管壁侧压力 2 心率 心舒期 心舒末期A血量 管壁侧压力 4 动脉血压的影响因素 心舒末期A血量 不明显 DP 不明显 SP 明显 血流速 DP 明显 搏出量 SP 不明显 回心血量 3 外周阻力 心舒期血流速 心舒期A血量 心缩期血流速 SP 不明显 4 大动脉弹性 缓冲SP 维持DP 5 循环血量 血管容积的比例失调如 大失血 循环血量 Bp 显著 过敏休克 血管容积 回心血量 Bp DP 明显 管壁侧压力 SP 明显 DP 脉压 体循环平均压变 Bp变 动脉血压影响因素 3 影响动脉血压的因素 二 动脉脉搏波组成对应关系形成机理生理意义上升支快速射血期Bp骤升反映心率 每分输出量 下降支前段减慢射血期A壁回缩降中峡主A瓣关闭血液返流又回弹外周阻力后段心室舒张期A内压力继 的大小 脉搏实质是随心室缩舒所形成的大A压力波 沿血管壁传布的能量表现 非血液流到所摸A对A壁的冲击波动 射血阻力等 A壁被动扩张输出速度 瓣膜状态 大致反映 管内压力 四 静脉血压与血流 一 静脉血压1 分类 1 外周静脉压 各器官的静脉压 当心脏射血功能降低 静脉回流降低时 血液将留滞在外周静脉 静脉压升高 2 中心静脉压 胸腔内大静脉或右心房的压力 正常值为4 12cmH2O 2 特点 近心端低 远心端高 下腔V 3 4mmmHg 0 4 0 53kPa 小V 15 20mmHg 2 0 2 67kPa 右房 0 易受重力影响 测量位取平卧位 被测部与心水平 3 中心静脉压 CVP 指胸腔内大静脉或右心房的压力 正常值 0 39 1 18kPa 4 12cmH2O 特点 受重力影响较小 高低取决 射血力 V回流速和量 意义 反映心功和V回流量 控制补液速和量的指标 如CVP低 常提示输液的量不足 与射血力呈负相关 与V回流速和量呈正相关 中心静脉压与动脉血压变化的意义 中心V压动脉血压意义 血容量不足 正常射血功能良好 血容量不足 射血功能 血容量 相对 正常容量血管过度收缩 可能有血容量不足 或容量血管过度收缩 肺循环阻力过高 正常 射血功能减退 二 静脉回流及其影响因素1 静脉回流V回流取决于 外周V压与中心静脉压之差 大 多V血流阻力 占总循环阻力的15 在血流阻力中的作用很小 微V对血流阻力的作用是调节CaP 压力 小 少 调节组织液生成 1 体循环平均压 V回流量 如 循环血量 血管容量 V回流量 2 心缩力 射血分数 心室舒张期室内压 2 影响静脉回流的因素 V回流量 抽吸 颈V怒张 肝大 下肢肿 V回流量 中心V压 心缩力 射血分数 心室舒张期室内压 心衰 3 体位 直立 下肢V回心量 约多容纳500ml 例 患肢抬高 利V回流 防水肿 心衰取半卧位 下肢V回心量 平卧回心量 前负荷 肺郁血 呼吸困难 久蹲突站 血滞留下肢 V回心量 心输量 Bp 脑 视网膜供血不足 暂时的头晕 昏厥 视物不清 头部回流 下肢回流 立位迅速转为卧位 总V回心量 头部回流 下肢回流 卧位迅速转为立位 总V回心量 卧位 下肢V回心量 直立 4 骨骼肌收缩的挤压 肌缩挤压V V血回流 V瓣膜的防倒流 例如 长期站立 V瓣膜的损伤 下肢V曲张 立正久站 下肢V回心量 精神紧张 虚脱 5 呼吸运动 右室心输出量 V回心量 心房与V压差 心房 大V扩张 Bp 左室心输出量 肺V回流左室 肺血管扩张 胸内负压 胸廓 吸气 影响静脉回流的因素 影响因素静脉回流量 体循环平均压 心缩力 心泵 骨骼肌收缩 肌泵 呼吸运动 呼吸泵 体位 卧 立 头部回流 下肢回流 立 卧 头部回流 下肢回流 微循环 组成及功能微A 总闸门后微A 分闸Cap 前括约肌 分闸真Cap 营养性血管通血Cap 直捷通路A V吻合支 调节体热微V 后阻力性Cap 前阻力性Cap 微循环的血流通路与作用名称血流通路血流特点作用迂回通路微A 后微A Cap 前括约肌血流缓慢物质交换直捷通路微A 后微A 通血Cap 血流速较快利血回流A V短路微A A V吻合支 微V随温度变化调节体温 真Cap 网 微V主要场所 微V 三 微循环的自身调节 局部代谢产物 组织胺 Po2 后微A和Cap 前括约肌舒张 真Cap 开放血流量及流速 后微A和Cap 前括约肌收缩 局部代谢产物 组织胺 Po2 真Cap 关闭血流量及流速 缩血管物质 六 组织液的生成 一 组织液的生成与回流1 有效滤过压 毛细血管压 组织液胶体渗透压 动力 血浆胶体渗透压 组织液静水压 阻力 有效滤过压 0 组织液生成 动脉端 0 组织液回流 静脉端 2 生成量V 毛细血管通透性 滤过面积 有效滤过压 0 5 2 流经毛细血管的血浆量 90 入静脉 10 入淋巴管 影响组织液生成与回流的因素主要因素生成量回流量例症毛细血管压 炎症 充血性心功不全等所致的水舯血浆胶体 营养不良 肾炎等渗透压 血浆蛋白 所致水舯淋巴 丝虫病 癌症等回流受阻使受阻部位远端水肿毛细血管 烫伤 细菌感染通透性 所致的局部水舯 循环血量 体位心泵 呼吸泵 肌泵 动脉血压 心输出量 外周阻力 心率 每搏量 小A口径 血液粘度 RBC数 温度 血流切率血浆蛋白成分和浓度 神经 体液因素 小结 前负荷 后负荷 心缩力 动脉血压 复习思考题1 说明心排出量的调节 并简述其机制 2 心电图各波和间期的意义是什么 3 阐述血压形成原理及影响因素 4 简述影响静脉回心血量的因素 5 说明微循环的通路及其主要功能 微循环如何调节 6 说明组织液的生成及其影响因素 7 淋巴液是如何生成的 如何回流 有什么生理意义 8 血量分配比例最高的部位是 A 心脏及动脉B 毛细血管C 静脉D 皮肤及脾脏E 肝脏及脾脏 C 9 血液在血管内流动时 血流阻力 A 与血管的半径成正比B 与血管半径的平方成正比C 与血管半径的平方成反比D 与血管半径的立方成反比E 与血管半径的四次方成反比10 静脉系统成为外周的血液贮存库 主要是由于 A 静脉管壁有可扩张性B 静脉管壁平滑肌少C 许多静脉位于皮下组织中D 静脉系统的容积大E 静脉血液的氧饱和度低 D C 第四节心血管活动的调节 前言 机体在正常情况下血液循环功能能保持相对稳定 这种相对稳定是通过神经和体液因素调节而实现的 具体的调节方式主要是通过改变心缩力和心率以调整心输出量 通过影响血管紧张性和血管口径以改变外周阻力 包括神经调节和体液调节 一 神经调节 一 心血管的神经支配 1 心脏的N支配心交感N心迷走N起源脊髓胸段T1 T5延髓的迷走神经侧角神经元背核和疑核分布右 窦房结 房室肌前壁右 窦房结左 房室交界 束支 左 房室交界房室肌后壁房室肌少量递质NEAch受体 1 阻断剂心得安阿托品 1 心脏的N支配和作用 2 交感N和迷走N对心脏的作用 生理作用心交感N心迷走N变时4期Ca2 内流 自动去极速 3 4期K 外流 最大舒张电位 自律性 自动去极速 正变时 自律性 负变时 自律性 变传导0期Ca2 Na 内流 0期0期Ca2 内流 0期 传导性 去极速 幅度 去极速 幅度 正变传导 负变传导 传导性 传导性 变力2期Ca2 内流 肌浆网释放Ca2 期K 外流 3期复极化速 收缩性 生成 AP时程 2期 Ca2 内流 正变收缩 负变收缩 收缩力 收缩力 等长自身调节 变兴奋阈电位 Na Ca2 通道激活率 期K 外流 膜电位距阈电位远 兴奋性 兴奋性 兴奋性 3 支配心脏的肽能N元心脏中存在多种肽类神经纤维 释放的递质有 神经肽Y 血管活性肠肽 降钙素基因相关肽 阿片肽等 现已知一些肽类递质可与其他递质 如单胺和Ach 共存于同一N元并共同释放 目前对于分布在心脏的心脏的肽能N元的功能尚不完全清楚 但其存在说明也可能参与对心肌和冠脉的调节 如 血管活性肠肽对心肌有正性变力作用和舒张冠脉的作用 浆钙素基因相关肽有加快新率的作用 2 血管的N支配与生理作用 1 缩血管N 交感缩血管N 中枢 延髓的缩血管中枢 T1 L2 3侧角 分布 绝大多数血管 几乎所有血管平滑肌都受交感缩血管N支配 绝大多数血管只接受交感缩血管N的单一支配 递质 N节前纤维Ach N后纤维NE 有与共存的神经肽Y 具极强烈的缩血管效应 受体 主 作用 受体 血管缩 受体 血管舒特点 调节血压作用大 持续发放紧张性冲动 紧张性 血管缩 紧张性 血管舒 2 舒血管N交感舒血管N副交感舒血管N脊髓背根舒血管N中枢皮质运动区脑干副交感核分布骨骼肌血管软脑膜 消化腺递质AChAchP物质或组胺受体 作用血管舒血管舒局部血管舒特点 不参与血压调节 不参与血压调节轴突反射 平时无作用 参与调节局部血流 与情绪 运动有关 外生殖器血管 S2 3外侧核链 交感缩血管N交感舒血管N副交感舒血管N中枢延髓的缩血管中枢皮质运动区脑干副交感核 T1 L2 3侧角 S2 3外侧核链递质NEAChACh受体 主 阻断剂酚妥拉明阿托品阿托品分布绝大多数血管骨骼肌血管软脑膜 消化腺 多为单一支配 外生殖器血管作用 受体 血管缩血管舒血管舒 受体 血管舒特点 调节血压作用大 不参与血压调节 不参与血压调节 持续发放紧张性冲动 平时无作用 参与调节局部血流紧张性 血管缩 与情绪 运动有关紧张性 血管舒 小结 血管的N支配与生理作用 部位特点脊T L S段 活动受上级中枢控制髓灰质侧角 能完成原始不精确的心血管反应缩血管中枢 是最基本的心血管中枢延 头端腹外侧 心交感中枢 相互间有突触联系 尾端腹外侧 髓心迷走中枢 迷走背核 疑核 吸气迷走紧张 交感紧张 呼气 相反 延下丘脑 髓大脑边缘系统以大脑新皮层运动区上小脑顶核 二 心血管中枢 呼吸可改变其紧张性 始终有紧张性 且 交感紧张性 传入神经接替站 孤束核 下丘脑是皮层下的一高位整合中枢 越是高位N元其整合功能越复杂 1 颈A窦和主A弓压力感受性反射 1 压力感受器部位 颈A窦和主A弓血管外膜下的神经末梢 适宜刺激 血管壁的牵张度 血压的变化 2 传入神经窦N 加入舌咽N 弓N 加入迷走N 家兔则游离较长称减压N 3 中枢联系其传入冲动先到达孤束核再与心血管中枢联系 三 心血管反射 4 反射效应 窦弓反射 心迷走中枢 心交感中枢 缩血管中枢 心脏 血管 窦弓压力感受器 血压 交感缩血管N 心交感N 心迷走N 心跳 V舒张 A舒张 回心血量 外周阻力 每搏输出量 每分输出量 血压 孤束核 血压突然 窦 弓感受器受到牵拉兴奋性 窦 弓N 孤束核 缩血管中枢 心交感中枢 心迷走中枢 交感缩血管N 心交感N 心迷走N 阻力血管舒 容量血管舒 心脏活动 外周阻力 V回流量 心输出量 血压 5 反射特点 具双向性作用 Bp Bp Bp Bp 缓冲Bp的突然变化 维持Bp相对稳定 又将压力感受器的传入神经称缓冲神经 感受器感受刺激的敏感性是 Bp的阶梯突变敏感性 缓慢持续的变化 正常Bp在8 24Kpa工作范围内变化 其敏感性高 在高血压情况下 其工作范围可重调定 血压维持在较高的水平 压力感受性反射功能曲线右移 2 心肺感受器反射 机械牵张 血压 血容量 化学物质 PG 缓激肽 药物 藜芦碱 心肺感受器兴奋 迷走N 交感紧张 迷走紧张 肾血流量 垂体前叶释放ADH 心率 心输出量 外周阻力 肾重吸收水 GFR R A A S 肾排钠和排水 血压 3 颈动脉体和主动脉体化学感受性反射 PO2 H PCO2 等 颈动脉体和主动脉体外周化学感受器 窦 弓N 孤束核 心血管中枢兴奋性改变 呼吸中枢 心率 冠脉舒心输出量 皮肤 内脏骨骼肌血管缩 心率 心输出量 外周阻力 外周阻力 心输出量 血压 呼吸加深加快 间接 化学感受性反射的特点 感受器感受刺激的敏感性是 外周感受器对PO2 H PCO2 尤其PO2 敏感 中枢感受器对 H PCO2 尤其PCO2 敏感 平时不起明显调节作用 当低氧 窒息 酸中毒 Bp过低 即窦弓反射反应降低时 时才起作用 对呼吸的调节作用 对Bp的调节作用 对心血管活动的调节是一种移缓济急的应急反应 即保证心脑的血液供应 对心输出量的影响 间接作用是 直接作用是 动脉血压 水重吸收 动脉血压 二 体液调节 一 全身性体液调节因素 循环血量 等适宜刺激 1 肾素 血管紧张素 醛固酮系统 RAAS 1 刺激肾素分泌的因素 详见第八章 2 血管紧张素 A A A 的作用 注 A 不具有活性 A 主要A A 1 刺激肾素分泌的因素 循环血容量 肾动脉压 入球小动脉牵张感受器 致密斑感受器 肾动脉压 肾血流量 肾近球细胞 肾交感N兴奋 GFR 远曲小管Na Cl 负荷 NE和EPGE2 循环血容量 心房容量感受器动脉压力感受器 肾素 反射性 NE 受体 肾上腺皮质球状带 肾素 2 血管紧张素 的作用 血管紧张素原 血管紧张素 血管紧张素 血管紧张素 收缩微A 外周阻力 收缩V 回心血量 Bp 作用于脑内一些N元 脑室的后缘区 交感缩血管活动 外周阻力 Bp 以及引起渴觉 刺激ADH ACTH释放 抑制压力感受性反射 心率 作用于交感缩血管N末梢接头前的受体 使其释放NE 刺激肾上腺髓质的分泌释放 强烈刺激肾上腺皮质球状带合成与释放醛固酮 刺激近曲小管重吸收NaCl 醛固酮 肺脏的转换酶 远曲小管和集合管水 NaCl重吸收 细胞外液量 2 肾上腺素和去甲肾上腺素肾上腺素 E 去甲肾上腺素 NE 来源肾上腺髓质肾上腺髓质 交感N节后纤维共性兴奋 受体 强心 缩血管 Bp 平滑肌舒张 升血糖 升血脂 耗氧量 产热 个性强心剂升压剂心脏结合 1受体基本同E正变时 正变力 正变传导作用但在体心率 心率 心缩力 心输出量 SP 窦弓反射效应所致 血管结合 2受体除冠脉外皮肤 内脏血管缩全身各器官血管缩骨骼肌 心 肝血管舒外周阻力 DP 平滑肌胃肠道 支气管血管舒较E弱代谢血糖 脂分解 较E弱耗氧 产热 3 血管升压素 VP 抗利尿素ADH 适宜刺激 下丘脑 视上核 室旁核 血浆晶渗压 血容量 Bp 渗透压感受器 容量感受器 压力感受器 血管升压素 VP 下丘脑 垂体束 垂体后叶 血管收缩 抗利尿效应 来源 VP作用 正常时 少量VP 抗利尿效应 只有血浆浓度明显高于正常时 即交感 RAA系统活动发生异常时 才引起升压效应 大量VP 提高压力感受性反射敏感性 缓冲升压效应 是缩血管 除脑血管外 最强烈的一种体液因素 4 心房钠尿肽 ANP 适宜刺激 来源 作用 心血管活动 心率 每搏出量 血管舒张 外周阻力 水 盐重吸收 细胞外液量 抑制ADH的释放抑制肾近球细胞释放肾素抑制集合管对NaCl的重吸收抑制肾上腺皮质球状带释放醛固酮舒张出 入球小动脉 肾血浆流量 和GFR BP 血容量 内皮素 VP 心房肌 合成释放 心房钠尿肽 5 血管内皮生成的血管活性物质 1 舒血管物质 前列环素 PGI2 内皮细胞内的PGI2合成酶可合成PGI2 血管内的搏动性血流对内皮产生的切应力可使内皮细胞释放PGI2 血管舒张 内皮舒张因子 EDRF NO 刺激 低氧 缩血管物质 NE VP A 等 血管内的搏动性血流对内皮产生的切应力能激活内皮细胞膜受体的物质 P物质 5 HT ATP等 一氧化氮 NO 释放 血管内皮细胞 来源 作用 舒张血管 NO 激活血管平滑肌腺苷酸环化酶 cGMP 游离 Ca2 血管舒张 即刻调节血压 BP突然 血流对内皮的切应力 内皮细胞释放NO 血管舒张 外周阻力 BP 调节心血管 NO 延髓N元 交感缩血管紧张 NO 抑制交感N末梢释放NE NE NO 介导某些舒血管效应 ACh 内皮细胞释放NO 血管舒张缓激肽 内皮细胞释放NO 血管舒张 2 缩血管物质 内皮缩血管因子 EDCF 有多种 其中内皮素是最强烈的缩血管物质之一 在生理情况下 可能与内皮素也可引起内皮舒张因子的释放有关 BP先 后持续 BP 外周阻力 血管收缩 内皮细胞释放内皮素 血流对内皮的切应力 6 阿片肽 吗啡样活性多肽 种类 内啡肽 脑啡肽 强啡肽等来源 纹状体 杏仁核 下丘脑前区 垂体 强刺激 内毒素 失血 针刺 纹状体 杏仁核 下丘脑前区 垂体 内啡肽 脑啡肽 强啡肽等 交感中枢紧张性 迷走中枢紧张性 交感缩血管N纤维末梢突触前受体的突触前调制 心率 心缩力 NE释放 心输出量 血管舒张 外周阻力 作用 主要为中枢性作用 Bp 二 局部性体液调节因素1 激肽系统种类 缓激肽 血管舒张素来源 局部组织损伤 抗原抗体反应 炎症 胰蛋白酶 唾液 汗液 胰液激肽释放酶 激活 血浆 2球蛋白 血管舒张素 缓激肽作用 最强烈的舒张血管 调节局部血流量和参与血压调节 增毛细血管通透性 局部水肿 远曲小管水钠重吸收 刺激N末梢产生痛觉 2 组胺来源 组织胺存在许多组织中 特别是皮肤 肺 肠粘膜的肥大细胞中 刺激 当组织受到损伤或发生炎症和过敏反应时 会刺激肥大细胞产生组织胺 作用 组织胺使毛细血管通透性 吸引WBC出毛细血管 局部水肿 3 前列腺素前列腺素 PG 最先在前列腺中提取 现知它几乎存在于全身各种组织中 按其分子结构的差异 分为多种类型 其中PGE PGA及前列环素具有很强烈的舒张血管作用 4 组织代谢产物自身调节组织细胞代谢活动加强或组织血流量不足时 组织代谢产物 如腺