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第四章血液循环bloodcirculation 董俊生理学教研室 主要内容 一 心脏生理 1 心脏的泵血功能 2 心脏的生物电活动和生理特性 二 血管生理 三 心血管活动的调节 四 器官循环 心脏的泵血功能 心动周期 心室 cardiaccycle 心脏一次收缩和舒张构成一个机械活动周期 心动周期 1 心率舒张期大于收缩期 有利于心脏的持久活动 心室收缩期等容收缩期心室射血期快速射血期减慢射血期心室舒张期等容舒张期心室充盈期快速充盈期减慢充盈期心房收缩期 心脏泵血过程 以左心室为例 心室收缩期 等容收缩期 isovolumiccontractionphase 时间 约0 05s压力 主A压 室内压 房内压瓣膜 房室瓣和主动脉瓣均关闭容积 不变血液 左室内特点 室内压升高速度最快 时间 0 1s压力 主A压 室内压 房内压 可达120mmHg 瓣膜 房室瓣关 主动脉瓣开容积 缩小血流 左心室主A特点 射血量最大 室内压最高 心室收缩期 快速射血期 rapidejectionphase 时间 0 15s压力 主A压 室内压 房内压瓣膜 房室瓣关 主动脉瓣开容积 缩小血流 左心室主动脉特点 血液逆压力差进入主动脉 心室收缩期 减慢射血期 reducedejectionphase 惯性 时间 约0 06s压力 主A压 室内压 房内压瓣膜 房室瓣和主动脉瓣均关闭容积 不变血流 左室内特点 室内压下降速度最快 心室舒张期 等容舒张期 isovolumicdiastole 时间 约0 11s压力 房内压 室内压 主A压 约0mmHg 瓣膜 房室瓣开 主动脉瓣关容积 增大血流 大V心房心室特点 充盈量最大 室内压最低 心室舒张期 快速充盈期 rapidfillingphase 时间 约0 22s压力 房内压 室内压 主A压瓣膜 房室瓣开 主动脉瓣关容积 增大血流 大V心房心室特点 血流速度减慢 充盈量减少 心室舒张期 减慢充盈期 reducedfillingperiod 心室舒张期 心房收缩期 atrialsystole 时间 约0 1s压力 房内压 室内压 主A压瓣膜 房室瓣开 主动脉瓣关容积 增大血流 心房心室 心脏的泵血过程 推动血液流动的主要动力 产生压力梯度的根本原因 心室充盈的原因 血液的单向流动 室内压最高的时期 室内压最低的时期 室内压上升速度最快的时期 室内压下降速度最快的时期 左 右心室的射血量 小结 压力梯度 心室肌的收缩和舒张 心室舒张产生的 抽吸 作用 瓣膜的活动 快速射血期末 快速充盈期末 等容收缩期 等容舒张期 相等 心房在心脏泵血过程中作用 1 主要作用 接纳和储存血液 2 对心室充盈起辅助作用 3 初级泵 有利于静脉血回流和心室射血 心音 heartsound 产生 心肌舒缩 瓣膜启闭 血液加速度和减速度对心血管壁的加压和减压作用以及形成涡流心音图 phonocardiogram 将心音的机械振动转换成电信号记录下来 分类 S1 S2 S3 S4 心脏泵血功能的评定 每搏输出量和射血分数 每分输出量和心指数 心脏的输出量 心脏的做功量 每搏功 每分功 每搏输出量 strokevolume SV 定义 一侧心室一次搏动射出的血量 简称搏出量正常范围 60 80ml射血分数 ejectionfraction EF 搏出量心室舒张末期容积正常范围 55 65 心脏的输出量 100 EF 每分输出量 minutevolume MV 定义 一侧心室每分钟射出的血液量 简称心输出量 等于每搏输出量 心率 正常范围 4 5 6L心指数 cardiacindex CI 定义 安静空腹时每平方米体表面积的心输出量 正常范围 3 0 3 5L min m2 心输出量 L min 体表面积 m2 CI L min m2 心脏做功量 内功 离子跨膜主动转运室壁张力的产生克服心肌组织内部粘滞阻力等外功 产生和维持一定的室内压推动血液流动 每搏功 strokework 心室每一次搏动所做的功 左心室每搏功 压强能 动能 压强能右心室每搏功 1 6左心室每搏功每分功 minutework 心室每分钟收缩所作的功 每搏功 心率心脏做功能力越强 心脏泵血功能越强 影响心输出量的因素 搏出量 心室肌缩短的速度前负荷心肌收缩能力后负荷心率 衡量指标 心室舒张末期容积或心室舒张末期压力异长自身调节 改变心肌的初长度引起心肌收缩强度的变化 前负荷对心输出量的影响 5101520 左心室舒张末压 mmHg 衡量指标 动脉血压其他因素不变 动脉血压增高 心室等容收缩期延长 射血期缩短 搏出量减少在整体情况 动脉血压在80 170mmHg范围内变动时 心输出量无明显改变 调节机制 异长自身调节 等长调节等生理意义 动脉血压升高的一定范围内尽可能维持正常的心输出量 后负荷对心输出量的影响 心肌收缩能力对心输出量的影响 定义 心肌不依赖于前 后负荷而改变其力学活动 收缩的强度和速度 的一种内在特性 等长调节 改变心肌收缩能力来调节心脏泵血功能的方式 影响因素 活化的横桥数目胞质内Ca2 的浓度肌钙蛋白对Ca2 的亲和力 肌球蛋白头部ATP酶活性 在一定范围内 40 160次 分 心输出量 心率心率过快 160 180次 分 心输出量减少心率过慢 40次 分 心输出量减少 心率对心输出量的影响 心脏泵血功能的储备 cardiacreserve 定义 心输出量随机体代谢需要而增加的能力 简称心力储备 衡量指标 最大输出量 反映心脏的健康程度分类 搏出量储备 收缩期储备35 40ml舒张期储备15ml心率储备 通过增加心率而使心输出量增加的能力 心肌的生物电活动 心肌细胞的分类一 按组织学和生理学特点 1 工作细胞 心房肌 心室肌 收缩性 2 自律细胞 窦房结P细胞 房室结细胞 浦肯野细胞 自律性 二 按动作电位去极化速度 1 快反应细胞 心房肌 心室肌 浦肯野细胞快钠通道被激活 2 慢反应细胞 窦房结细胞 房室结细胞慢钙通道被激活 心室肌细胞的跨膜电位 静息电位 80 90mV机制 同骨骼肌细胞离子流 IK1电流动作电位 100 30 0 90 70 特点 在RP的基础上产生 时程长 250 300ms 升支和降支不对称 复极缓慢 有特征性的平台期 分为五个期 0 1 2 3 4期 0期 再生性Na 内流 INa 1期 快速复极初期 一过性K 外流 Ito 2期 平台期 Ca2 内流与K 外流 ICa L IK 3期 快速复极末期 K 快速外流 IK IK1 4期 静息期 恢复正常的离子浓度 钠泵 Na Ca2 交换 Ca2 泵 0 膜电位 mV 90 Na Ca2 K 3 2 Ca2 窦房结P细胞的跨膜电位 机制 0期 ICa L3期 IK逐渐增加4期 IK进行性减少 主 ICa T If增加特点 去极化速度慢 持续时间长 幅度小 最大复极电和阈电位较小 无明显的1期和2期 4期自动去极化 浦肯野细胞的跨膜电位 4期 IK If 主 心肌的生理特性 兴奋性 excitability 影响心肌兴奋性的因素 静息电位或最大复极电位的水平静息电位或最大复极电位 兴奋性 阈电位的水平阈电位水平上移 兴奋性 0期去极化的离子通道的性状INa通道或ICa L通道的处于备用状态的数量 心肌细胞兴奋性的周期性变化 绝对不应期 ARP 兴奋性 0INa通道完全失活局部反应期兴奋性 正常少量INa通道恢复相对不应期 RRP 兴奋性 正常大多数INa通道恢复超常期 SNP 兴奋性 正常INa通道基本恢复膜电位小于RP 兴奋性的周期性变化与心肌收缩活动的关系 心肌的有效不应期特别长意义 保证心肌收缩和舒张交替进行 有利于心脏泵血 窦房结的兴奋外加刺激 期前收缩与代偿间歇 自动节律性 autorhythmicity 衡量标准 兴奋频率正常起搏点 窦房结潜在起搏点 窦房结以外的自律组织安全性 以较低的频率继续保持心脏的活动危险性 心律失常 窦房结控制潜在起搏点的机制 1 抢先占领 2 超速驱动压抑定义 当超速驱动刺激停止后 自律细胞本身的自律性需要经过一段静止期后逐渐恢复的现象 程度 两个起搏点自动兴奋频率的差值差值越大 压抑效应越强机制 钠泵活动增强 影响心肌自律性的因素 4期自动去极化的速度4期自动去极速度越快 自律性 最大复极电位与阈电位的差距差距减小 自律性 传导性 conductivity 心脏内兴奋传导 影响传导性的因素 1 结构因素 细胞的直径 细胞之间缝隙连接的数目和功能状态 2 电生理因素 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 缝隙连接 收缩性 心肌收缩特点 同步收缩 全或无 式收缩 意义 有利于心室有效地完成泵血功能 不发生强直收缩意义 保证心脏正常的充盈和射血 对细胞外Ca2 的依赖性钙触发钙释放影响心肌收缩因素 前负荷 后负荷 心肌收缩能力 细胞外Ca2 浓度 体表心电图 electrocardiogramECG 将测量电极放置在人体表面的一定部位记录到的心电变化曲线 标准 导联心电图 房室传导0 12 0 20s 两心房去极 两心室去极 两心室复极 心室传导0 32 0 44s 心室完全去极 血管生理 弹性储器血管 windkesselvessel 主动脉 肺动脉主干及其大分支作用 保证血液在血管内的连续流动分配血管 distributionvessel 中动脉作用 将血液输送到各器官组织毛细血管前阻力血管 precapillaryresistancevessel 小动脉 微动脉 毛细血管前括约肌作用 调节血流阻力和组织器官的血流量 交换血管 exchangevessel 真毛细血管作用 进行物质交换的主要场所毛细血管后阻力血管 postcapillaryresistancevessel 微静脉和小静脉作用 调节毛细血管血压和体液在血管内外的分布容量血管 capacitancevessel 静脉作用 血液贮存库短路血管 shuntvessel 动静脉吻合支作用 参与体温调节 血压 bloodpressure 定义 血管内流动的血液对单位面积血管壁的侧压力 即压强 单位 国际标准 帕 Pa 或千帕 kPa 传统习惯 动脉血压 毫米汞柱 mmHg 静脉血压或心房压 厘米水柱 cmH2O 动脉血压 arterialbloodpressure 定义 血液在动脉中流动时对血管壁的侧压力 影响动脉血压形成的因素 循环系统内的血液充盈 前提 循环系统平均充盈压循环血量和血管系统容量之间的相对关系 心脏射血 必要条件 心室收缩时 动脉血压升高心室舒张时 动脉血压降低 外周阻力 充分条件 小动脉和微动脉 大动脉的弹性储器作用 缓冲动脉血压的波动 动脉血压的正常值收缩压 systolicpressure 100 120mmHg心室收缩时 主动脉血压上升达到的最高值 舒张压 diastolicpressure 60 80mmHg心室舒张时 主动脉血压下降达到的最低值 脉搏压 pulsepressure 30 40mmHg收缩压与舒张压之差 简称脉压 平均动脉压 meanarterialpressure 100mmHg在一个心动周期中 动脉血压的平均值 约等于舒张压 1 3脉压 影响动脉血压的因素 搏出量 搏出量 收缩压 舒张压 脉压 收缩压的高低反映搏出量的多少心率 心率 收缩压 舒张压 脉压 外周阻力 外周阻力 收缩压 舒张压 脉压 舒张压的高低主要反映外周阻力的大小大动脉的弹性储器作用 作用 收缩压 舒张压 脉压 循环血量和血管容量的比例 比例 动脉血压 静脉血压 venousbloodpressure 外周静脉压 peripheralvenouspressure 各器官的静脉血压 肘静脉压 5 14cmH2O中心静脉压 centralvenouspressureCVP 胸腔内大静脉或右心房的压力 4 12cmH2O取决于心脏射血能力和静脉回心血量反映回心血量和心脏的功能状态 影响静脉回心血量的因素 体循环平均充盈压 平均充盈压 回心血量 心脏收缩力 心泵 心肌收缩力 回心血量 骨骼肌的挤压作用 肌肉泵 或 静脉泵 骨骼肌规律的收缩和舒张 有利于静脉血回流 呼吸运动 呼吸泵 吸气时 回心血量 呼气时 回心血量 体位改变 卧位 直立位 回心血量 静脉回心血量取决于外周静脉压和中心静脉压之差以及静脉对血流的阻力 微循环 microcirculation 微循环通路 迂回通路 circuitouschannel 肠系膜 肝 肾作用 血液与组织液进行物质交换的主要场所 2 直捷通路 thoroughfarechannel 骨骼肌作用 让一部分血液迅速通过微循环进入静脉 保证静脉回心血量 3 动 静脉短路 arterio venousshunt 皮肤作用 参与体温调节 微循环中的物质交换方式 扩散 最主要的形式扩散速度 物质在毛细血管内外的浓度差毛细血管壁对物质的通透性毛细血管壁的有效交换面积毛细血管壁的厚度 入胞和出胞 滤过 filtration 和重吸收 reabsorption 滤过 液体在毛细血管壁内外压力差的作用下从毛细血管内移向毛细血管外的过程称为 重吸收 液体从毛细血管外移向毛细血管内过程 组织液的生成 影响组织液生成的因素 毛细血管血压 血浆胶体渗透压 淋巴回流 毛细血管壁通透性 心血管活动的调节 神经调节 心脏的神经支配心交感神经 脊髓胸段 T1 5 NE 1受体 cAMP 增强If通道 Ca2 通道作用 心率加快 正性变时作用 兴奋传导加速 正性变传导作用 心肌收缩力增强 正性变力作用 心迷走神经 延髓的迷走神经背核和疑核ACh M受体 激活G蛋白 K 外流 Ca2 内流 作用 心率减慢 负性变时作用 兴奋传导减慢 负性变传导作用 心房肌收缩力减弱 负性变力作用 血管的神经支配 血管运动神经纤维 缩血管神经纤维 主 舒血管神经纤维 交感缩血管神经纤维 交感舒血管神经纤维 副交感舒血管神经纤维 起源 脊髓T1 L3作用 NE 受体 血管收缩 主 NE 2受体 血管舒张分布 皮肤 肾 骨 内脏 冠状血管 脑血管动脉 静脉 微动脉最高交感缩血管紧张 安静时 交感缩血管神经纤维经常发放低频的神经冲动 使血管平滑肌处于轻度的收缩状态 交感缩血管神经纤维 舒血管神经纤维 交感舒血管神经纤维分布 骨骼肌微动脉作用 ACh M受体 血管舒张 副交感舒血管神经纤维分布 脑膜 唾液腺 胃肠外分泌腺体 外生殖器的血管作用 ACh M受体 血管舒张 心血管中枢 cardiovascularcenter 定义 控制心血管活动有关的神经元集中的部位心血管活动的最基本中枢 延髓 1 缩血管区 延髓头端腹外侧 RVLM 2 舒血管区 延髓尾端腹外侧 CVLM 3 传入神经接替站 延髓孤束核 NTS 4 心抑制区 延髓的迷走神经背核和疑核 心血管反射 cardiovascularreflex 压力感受性反射心肺感受器引起的心血管反射颈动脉体和主动脉体化学感受性反射 压力感受性反射 barorecept