动物生理学 第四章 血液循环.ppt

第四章血液循环,概述,一、血液循环系统的构成心脏动力器官血管管道，场所体循环肺循环二、血液循环的功能运输内分泌三、本章的主要内容心脏血管运输场所体循环运输,血液循环系统的构成,第一节心脏的泵血功能,血液循环的动力装置心脏,心脏解剖学特点,四个腔室、存在瓣膜；血液单向流动闰盘处低电阻；心肌是一个功能合胞体心房肌和心室肌纤维并无直接联系心肌细胞有两种类型：工作细胞、自律细胞肌质网终末池不发达，储钙量少，,心脏舒缩活动的周期性表现在：心电周期；心动周期心脏舒缩活动心房、心室压力与容积变化及瓣膜的启闭实现泵血过程，伴随心音的产生,一、心动周期,心动周期（cardiaccycle)心脏的一次收缩和舒张心动周期的长短与心率有关心动周期0.8秒心房收缩0.1s;舒张0.7s,心室收缩0.3s；舒张0.5s全心舒张期,心动周期中心房和心室活动的顺序和时间关系,二、心脏泵血过程和机制（一）心房的初级泵血功能1.全心舒张期，血液由大静脉经心房直接流入心室2.心房收缩，心房内压力升高，此时房室瓣处于开放状态，心房将其内血液进一步挤入心室3.心房舒张，房内压回降，同时心室开始收缩,（二）左心室的射血和充盈过程,1.心室收缩期(1)等容收缩期：半月瓣和房室瓣均关闭，心室肌收缩，室内压急剧升高，但心室容积不变。(2)快速射血期：左室压力超过主动脉压，半月瓣开放，室内压继续上升到峰值(3)减慢射血期：室内压和主动脉压由峰值逐步下降。,2.心室舒张期,(1)等容舒张期室内压下降低于主动脉压，主动脉瓣关闭，但室内压仍高于心房压，房室瓣仍关闭，心室容积并不改变，室内压以极快速度，大幅度下降。,(2)心室充盈期快速充盈期房室瓣开启，心室容积增大。减慢充盈期入室血流速度减慢，心室容积继续增大。心房收缩期房内压升高，心房内血液挤入心室。,左心室泵血机制,心室的收缩和舒张是导致心房和心室之间以及心室和主动脉之间产生压力梯度的根本原因；压力梯度是瓣膜的启闭和推动血液在相应腔室之间流动的主要动力，而瓣膜的启闭保证了血液的单向流动。,三、心音的产生,1.心音：是由于心脏瓣膜关闭和血液撞击心室壁引起的振动所产生的声音。2.心音图：机械振动转换成电信号后得到的图形。,四、心泵功能的评定,(一)心脏的输出量基本指标1.每分输出量和每搏输出量左右基本相同(1)每搏输出量(strokevolume)一次心博由一侧心室射出的血量。(2)每分输出量(cardiacoutput)每搏输出量心率(3)心输出量正常值:56L/min,2.心指数(cardiacindex,CI),(1)概念：空腹、安静状态下，每平方米体表面积的心输出量。(2)正常值：3.03.5L/min.m2。(3)影响因素：10岁左右,心指数最大,以后随年龄增长而下降。,（二）射血分数射血分数（ejectionfraction)每博输出量与心室舒张末期容量的百分比（三）心力储备心输出量随机体代谢需要而增大的能力,心脏作功量每搏功=每搏输出量（平均动脉压-平均心房压）每分功=每博功心率右心室作功量只有左心室的1/6,五、心脏泵血功能的调节,（一）每搏输出量的调节1在心率不变的情况下，每搏输出量受到心肌的前负荷（肌肉的初长度）、肌肉本身的收缩能力、后负荷的影响。,心室功能曲线,(1)心肌的前负荷：心室舒张末期的容量或压力心室舒张末期的容量=静脉回心血量+心室射血后剩余血量静脉回心血量越多，心室舒张末期的容量、心肌的初长度就越长，心肌收缩力越强，搏出功越大,(2)影响静脉回心血量的因素：1.心室舒张时间：与心率呈反比。2.静脉回流速度：取决于外周静脉压与心房、心室之差。,心肌的收缩能力是指心肌不依赖于前、后负荷而能改变其力学活动的一种内在特性。影响心肌收缩能力的因素：自主神经系统（交感神经、副交感神经）多种体液因素（儿茶酚胺）兴奋时胞浆Ca2+浓度ATP酶的活性,2.心肌的收缩能力,3.后负荷对搏出量的影响,后负荷动脉血压（相对于心室而言）后负荷增大等容收缩期室内压峰值增加，射血期缩短；心室肌缩短的程度和速度均减小，每搏输出量暂时减少心室内剩余血量增加，如果回心血量不变，则心舒末期容积增大，通过自身调节机制可使博出量恢复正常。,（二）心率对心输出量的影响,1.在一定范围内，心率加快可增加每分心输出量。2.心率超过180次/分，心室充盈时间过短而充盈量减少，导致搏出量减少，因而心输出量下降。3.心率低于40次/分，心输出量也减少，这是因为心舒期虽然延长，但心室充盈已接近最大限度，不能再进一步增加搏出量。,第二节心肌的生物电现象和节律性兴奋的产生和传导,内容1.心肌细胞的生物电现象,内容2.心肌兴奋的产生与传导,一、心肌组织的生理特性,兴奋性自律性传导性收缩性机械特性,二、心肌细胞的类型,工作细胞：收缩性、兴奋性、传导性无自律性（心房肌和心室肌）自律细胞：兴奋性、传导性、自律性无收缩性（特殊传导系统）,三、心肌细胞的生物电现象,（一）心室肌细胞的静息电位,电位值：-90mV形成机理：K+的向外扩散(Ik1),心脏各部分心肌细胞的跨膜电位和兴奋传导速度SAN：窦房结AM：心房肌AVN：结区BH：希氏区PF：浦肯野纤维VM：心室肌传导速度单位m/s,（二）心室肌细胞的动作电位,心室肌细胞动作电位的构成,除极过程（0期）膜去极化，Ap上升支复极过程1期快速复极初期2期平台期(主要特征）3期快速复极末期静息期（4期）膜电位稳定于Rp水平,（三）动作电位形成机制,动作电位及其形成机制,0期Na+内流（再生性钠电流）1期K+外流(Ito)2期K+外流和Ca2+内流处于平衡3期K+外流（Ik再生性复极）4期离子恢复（Na+-K+泵和Na+-Ca2+交换）,二、心肌的兴奋性,（一）心肌兴奋过程中兴奋性周期性变化心肌细胞发生一次兴奋后，兴奋性会发生周期性变化，可用刺激阈值作为衡量指标。,兴奋性的周期性变化,绝对不应期和有效不应期,相对不应期,超常期,（二）兴奋周期性变化与心肌收缩关系,不发生强直收缩期前收缩与代偿间隙,(三）影响兴奋性的因素,1.静息电位的水平,2.阈电位的水平,3.Na+通道的状态,三、心肌的自动节律性,自动节律性（自律性）心肌能自动地、有节律地产生兴奋的能力自律细胞：心脏内特殊传导系统的细胞,（一）自律细胞的跨膜电位及其形成机制,窦房结细胞的动作电位及其形成机制浦肯野细胞的动作电位及其形成机制,1.窦房结细胞4期自动除极机制,(1)Ik通道逐渐失活，K+外流进行性衰减(2)Na+内流进行性增强（If）(3)T型Ca2+通道的激活，Ca2+内流,2.窦房结细胞0期去极化机制,(1)与Na+无关(2)Ca2+内向电流,3.窦房结细胞动作电位的特征,(1)4期膜电位不稳定，自动除极。(2)4期自动除极达阈电位时，激活膜上Ca2+通道，Ca2+内流，引起0期除极。,(3)慢反应自律细胞：0期除极由Ca2+内流形成。(4)没有明显的复极化1期和2期3期复极是K+外流，3期末膜电位达到最大复极电位。,4.浦肯野细胞4期自动除极机制,(1)复极化时外向电流K+逐渐衰减(2)进行性增强的内向电流If（内向电流的主要成分为Na+，但不同于心室肌0期除极的快Na+通道，不能被TTX阻断，可被铯阻断）。,四、心肌细胞的传导性和兴奋在心脏的传导,（一）心肌细胞的传导性电传导（二）兴奋在心脏内的传导过程和特点,窦房结,心房内传导,房室交界(结区）,房室束,浦氏纤维,0.05米/秒,0.4米/秒,0.05米/秒(0.02米/秒),0.2米/秒,4米/秒,(三）影响传导性的因素,（1）结构因素：细胞直径大，横截面积大，电阻小，兴奋传导快（2）生理因素：0期除极化速度和幅度邻近部位膜的兴奋性,五、心电图,1.定义（electrocardiogram,ECG)每一心动周期中，心脏兴奋的产生、传播和恢复过程中的生物电变化，将引导电极置于肢体或躯体一定部位记录到的心电变化的波形。2.性质心动周期中各细胞电活动的综合向量变化,正常心电图,P波两心房去极化QRS波心室去极化综合波T波心室复极化波,第三节血管生理,一、各类血管的功能特点,主A、肺A,大A,A,小A,微A,毛细血管括约肌,真毛细血管,微V,V,腔V,弹性贮器血管,分配血管,阻力血管,容量血管,交换血管,阻力血管,二、血流量、血流速度、血流阻力和血压1.血流量和血流速度单位时间内流过血管某一截面的血量，血流量与血管两端的压力差成正比，与血流阻力成反比。Q=P1-P2/R,2.血流阻力：血液在血管内流动时所遇到的阻力。血流阻力与血管的长度和血液粘滞度成正比，与血管半径的4次方成反比。,3.血压（bloodpressure)血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力（侧压强）。测血压时，用高于大气压的数值来衡量血压的高低。单位：kPa或mmHg。从动脉静脉，血压逐渐降低。,三、动脉血压,动脉血压（arterialbloodpressure,BP)动脉内血液对血管壁的侧压强BP随心动周期而呈周期性变化：收缩压(systolicpressure)舒张压(diastolicpressure),1.systolicpressure：一个心动周期中，左室射血时动脉血压升高，所能达到的最高值。2.diastolicpressure：左室舒张末期，动脉血压下降，所达到的最低值。,3.脉搏压（pulsepressure,脉压）收缩压与舒张压的差值。4.平均动脉压(meanarterialpressure)一个心动周期中，每一瞬间动脉血压的平均值。MAP=舒张压+1/3脉压,5.循环系统平均充盈压：心脏停搏时，血液也就停止流动,在心血管系统中仍有一定量的血液使血管保持一定程度的充盈，这时各处血管的压力相等并高于大气压约7mmHg，这种压力称之。,四、静脉血压和静脉回心血量,（一）静脉血压中心静脉压(centralvenouspressure)右心房和胸腔内大静脉的血压1.正常值：412cmH2O,2.中心静脉压的生理意义：,(1)反映心血管功能状态的指标(2)控制补液量和速度的指标,五、微循环,微循环(microcirculation):微动脉与微静脉之间的血液循环。功能：实现血液和组织之间的物质交换,（一）微循环的组成,(二)微循环的血流通路,迂回通路:微A后微A真毛细血管网微V直捷通路:后微A通血毛细血管微V动-静脉短路:微A动静脉吻合支微V,直捷通路,特点,作用,经常开放途径短，血流快流经范围小,血液回流的主要通路,迂回通路,轮流交替开放路径长，血流慢流经范围大,物质交换场所,动-静脉短路,经常处于关闭状态路径最短血流最快,加速血液回流调节体温,毛细血管壁由单层内皮细胞构成，内皮细胞之间存在裂隙，成为物质交换的孔道。,（三）毛细血管物质交换的场所,毛细血管动脉端:3040mmHg静脉端:1015mmHg毛细血管平均压:20mmHg毛细血管的血流量(Q):Q=PA-PV/R,(四)物微循环的血流动力学,(五)毛细血管处物质交换的方式,1.扩散(diffusion):毛细血管内外水分子及水溶性物质靠物质分子的热运动，通过毛细血管壁的小孔，实现毛细血管内外的物质交换条件：物质的分子直径,舒血管神经纤维,1.交感舒血管神经纤维2.副交感舒血管神经纤维3.脊髓背根舒血管纤维4.血管活性肠肽神经元,（二）心血管中枢,心血管中枢（心血管的中心)与调控心血管活动有关的神经元集中的部位。分布：脊髓大脑皮层,（三）心血管反射,当机体处于不同的生理状态或机体内外环境改变时，可引起各种心血管反射，目的是使循环机能与当时机体所处的状态或环境相适应。,1.颈动脉窦和主动脉弓压力感受性反射,动脉压力感受器(baroreceptor)颈动脉窦和主动脉弓血管外膜下的感受神经末梢适宜刺激：血管壁的牵张程度,传入神经和中枢联系,传入神经：窦N和主动脉N（减压N）与中枢联系：窦N舌咽N主动脉N迷走N,延髓孤束核,孤束核,缩血管区心交感紧张和交感缩血管紧张,心抑区心迷走紧张,延髓内其他核团、脑桥、下丘脑,反射效应,BP,颈A窦主A弓,窦N、主AN传入,压力感受器,孤束核,交感缩血管f,心交感N,心迷走N,-,+,+,交感缩血管紧张心交感紧张心迷走紧张,外周血管阻力,心率,心输出量,BP,2.心肺感受器引起的心血管反射,心肺感受器:心房、心室和肺循环大血管壁上的牵张感受器适宜刺激：血管壁的机械牵张化学物质（前列腺素/缓激肽）传入N：汇入迷走N,3.颈动脉体和主动脉体化学感受性反射,位置：颈总A分叉处和主动脉弓区域适宜刺激：血液PO2、PCO2、H+传入N：窦N、迷走N中枢：延髓呼吸N元、心血管N元反射效应：呼吸加深加快，心率、心输出量、外周阻力BP,（四）心血管反射的中枢整合型式,对于特定的刺激，不同部分的交感N的反应方式和程度是不同的，表现为一定整合型式的反应。防御反应时，心血管反应的整合型式是骨骼肌血管舒张，心率、心输出量、内脏和皮肤血管收缩，血压轻度升高。情绪激动和肌肉运动是心血管活动的整与之类似，睡眠时正相反。,二、体液调节,（一）肾素-血管紧张素系统,血管紧张素原（肝合成）,血管紧张素I,血管紧张素II,血管紧张素III,肾素,转化酶,血管紧张素酶A,(肾近球C.),血管紧张素II缩血管活性物质血管平滑肌微动脉收缩BP交感缩血管紧张性活动加强促进血管升压素、ACTH释放抑制压力感受性反射,R,血管紧张素II、III,肾上腺皮质球状