心脏生理

第二节 心脏生理,一、心肌细胞的生物电现象二、心肌的生理特性三、心动周期及心率四、心脏的泵血功能五、心输出量及其影响因素六、心音与心电图,一、心肌细胞的生物电现象,（一）工作细胞的跨膜电位及其形成机制,1.静息电位 同骨骼肌、神经细胞一样，在静息状态下膜两侧呈极化状态， 膜内比膜外低90mV,2.心室肌细胞的动作电位,去极化,复极化,2、动作电位,1、去极化期（0期） Na+内向电流 2、复极过程 快速复极初期1期 短暂的K+外流 平台期2期 内向电流（Ca2+内流为主和微量的Na+ 内流）K+ 外向电流 快速复极末期3期 K+外向电流 静息期4期 Na+K+泵活动，Na+Ca2+交换 Ca2+泵,快钠通道 河豚毒（TTX）阻断慢钙通道 Mn2+和多种钙通道阻断剂阻断,（二）自律细胞的跨膜电位及形成机制 自律性细胞与非自律性细胞电活动的最根本区别是：4期自动除极化。这是产生自律性的电生理基础。,1、窦房结细胞的跨膜电位及形成机制动作电位0期去极化速度慢、幅度小，膜内电位仅上升到 70mV左右。没有明显的复极1期和2期。3期复极化时，膜内电位下降到-60 mV左右，为最大复极电位4期膜电位不稳定，由最大复极电位开始自动去极化，当去极化达到阈电位水平时，爆发一次动作电位。4期自动去极化的速度较快。窦房结细胞的动作电位的离子机制：0期 L（Ica-L）开放 Ca2+内流3期 K+外向电流（ IK）,2、浦肯野细胞 （快反应自律细胞）0、1、2、3期同心室肌AP If （ Na+）内向离子流 进行性递增。（主要） 逐渐衰减的外向K,浦肯野细胞4期自动除极化的机制,三种细胞AP及其机制的比较（1，2期）,三种细胞AP及其机制的比较（3，4期）,二、心肌的生理特性,兴奋性自律性传导性收缩性,1、兴奋性的周期性变化 有效不应期 相对不应期 超常期0期除极3期复极-60mv 3期复极-60mv -80mv 3期复极-80mv -90mvNa+通道完全失活或刚刚 Na+通道已逐渐复活但尚未 Na+通道基本 开始复活 恢复正常 恢复正常但开放能力 仍然没有恢复正常 任何刺激均不产生AP阈值 可 产生AP 阈值 可产生AP,期前收缩在某些情况下，如果心室在有效不应期之后受到异常刺激，则可产生一次新的兴奋和收缩。由于这次兴奋和收缩是发生在下次窦房结的兴奋到达之前，引起的收缩。代偿间歇期前收缩之后往往出现一段较长心舒张期。,2、兴奋性的周期性变化与收缩活动的关系,不产生强直收缩期前收缩和代偿间歇,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。,期前收缩和代偿间隙的动画,（二）自律性,1、心脏的起搏点窦房结 100次/分 自律性最高 正常心脏起搏点 窦性心律房室结 50次/分 潜在起搏点 异位心律浦肯野纤维网 25次/分 抢先占领窦房结对潜在起搏点控制通过两种方式 超速驱动压抑,2、影响自律性的因素（1）最大复极电位与阈电位之间的差距（2） 4期自动除极速度（主要）,（三）传导性,1、心脏内兴奋传播的途径和特点途径：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 心室肌兴奋 特点：房室交界区传导速度极慢0.020.05m/s 形成房室延搁。,2、影响传导性的因素,心肌细胞的直径 邻近部位膜的兴奋性,0 期除极速度快,临近未兴奋膜局部电流形成快,达到阈电位快,兴奋传导快,0 期除极幅度大,(兴奋和未兴奋部位之间) 电位差大,局部电流强，扩布距离大，使下游更远处兴奋,兴奋传导快,静息电位与阈电位的差距扩大,兴奋性降低,达阈电位所需时间长,传导速度减慢,兴 奋 性,不能引起兴奋,传导阻滞,传导减慢,升支缓慢、幅度小的动作电位,相对不应期或超常期内,有效不应期,电生理特性 特点 意义,小结：,自律性,保证心脏舒缩交替进行，利于心室充盈,保证房室收缩协调、心室同步收缩，利于心脏射血,保证心脏以窦性节律活动,各部高低不一（窦房结最高）,兴奋性,有效不应期特别长,传导性,各部传导速度不一,(四）收缩性,一、心肌收缩的特点1、同步收缩2、不发生强直收缩3、对细胞外Ca2+的依赖性,三、心动周期及心率,心动周期图 各箭头表示：心房收缩开始；心房开始舒张， 心室开始收缩；房室瓣关闭； 半月瓣开放；心室开始舒张； 半月瓣关闭；房室瓣开放。,四、心脏的泵血过程,1、心室的收缩射血等容收缩期 0.05S 房室瓣关闭 半月瓣开启之前,室内压急剧上升,心室容积不变快速射血期 0.1S 室内压达峰值 半月瓣开,血液 主动脉。占总射血量2/3减慢射血期 0.15S,2、心室舒张期与充盈（1）、等容舒张期 0.060.08S 半月瓣关闭 房室瓣开启之前，室内压急剧下降，心室容积不变（2）、快速充盈期 0.11S室内压 房内压房室瓣关闭心室继续收缩室内压主动脉(肺动脉)压半月瓣开放射血心室开始舒张室内压 主动脉(肺动脉)压半月瓣关闭心室继续舒张室内压20mmHg时，曲线平坦或轻度下降，但无明显降支。 不出现明显降支的主要原因是心肌细胞外间质含大量胶原纤维，阻止心肌细胞被继续拉长(难以超过最适初长度 正常的心功能曲线不出现降支);心胞膜的限制。,对搏出量进行精细调节,使心室射血量和静脉回心血量相匹配,由于心肌本身初长度的改变而引起心肌收缩强度的变化的调节方式称为异长自身调节(heterometric autoregulation),机制:,一定范围内前负荷,初长度,心肌收缩力,搏出量,静脉回心血量,意义：,心室射血后剩余血量心室充盈血量 静脉回心血量 心室舒张充盈期持续时间 静脉回流的速度 心包内压 心室顺应性 静脉回心血量心室舒张末期容积心肌初长度心肌收缩力每搏输出量心输出量,影响心室充盈血量的因素,（二）、后负荷,在其它因素不变的情况下，若后负荷（动脉血压）等容收缩相延长而射血相缩短，同时射血相心室肌纤维缩短的程度和速度射血速度搏出量 （是一种单纯的机械效应） 剩余血量此时心肌内 舒张末期容积通过Starling机制使搏出量恢复正常,此调节只在一定范围内起作用，当血压160mmHg时，血压增加将导致心输出量减少。,指心肌不依赖前后负荷而改变其力学活动的内在特性。主要取决于兴奋收缩藕联过程中 活化横桥数目 Ca2浓度升高的程度 肌钙蛋白对Ca2的亲和力肌凝蛋白ATP酶活性心肌收缩能力受多种因素的影响例：儿茶酚胺与心肌膜上受体结合胞浆CAMP胞浆Ca2+活化横桥数目肌凝蛋白ATP酶激活分解ATP以提供肌丝滑行力量心肌收缩力,（三）、心肌收缩能力,心率 HR,HR 40180次/分 HR心输出量 HR 180次/分 心室充盈时间明显 充盈量搏输出量心输出量 HR 收缩期储备舒张期储备,六、心音,在每一个心动周期中，一般可以听到两个心音，分别称第一心音和第二心音。在某些健康儿童或青年人，有时可听到第三心音。 当心肌和心瓣膜发生病变时，心音发生异常称为心杂音,心音的产生,心音 第一心音 第二心音 特点 低、浊、长 4060HZ 高、短 60100HZ 产生机理 房室瓣关闭 半月瓣关闭 生理意义 标志心缩期开始 标志心舒期开始 听诊部位 心尖部 主动脉瓣 肺动脉瓣,体表心电图（）,用引导电极置于肢体或躯体的一定部位记录出来的心脏电变化曲线称心电图(ECG),心电图各波、段(期)的意义及正常值 名称 含义 幅 度(mV) 时间(s)P波 两心房去极化过程的电位变化 0.050.25 0.080.11 QRS波 两心室去极化过程的电位变化 0.060.10 T波 两心室复极化过程的电位变化 0.11.5 0.050.25 从P波结束到QRS波开始,表示 PR段 兴奋通过房室交界区、房室束及分支 与基线同 和 浦肯野纤维所需的时间 0.060.14 从P波开始到QRS波开始,表示从心房开始 PR间期 兴奋到心室开始兴奋的时间 0