生理学：第三章 血液循环

1、Chaper3 Blood circulation,1.心脏的泵血功能,4.心血管活动的调节,3.血 管 生 理,2.心脏的生物电现象和生理特性,1 心脏的泵血功能(Pump function),肺循环 体循环 pulmonary circulation Systemic circulation,1.1.1 心动周期(Cardiac cycle)(video） Concept：心房或心室每收缩和舒张一次称心动周期 Phase：T1/f60s/750.8s,房缩(atrial systole) 0.1s 房舒 (atrial diastole) 0.7s,室缩 (ventricular syst

2、ole) 0.3s 室舒(ventricular diastole) 0.5s,1.1 心动周期与心率,1.1.2 心率(heart rate) 概念：单位时间内心脏舒缩的次数称心率. 注意：正常值的判断？ 心率同动物体型大小、年龄、性别、种类和生理情况等有关。,1.2 心脏泵血过程和机理(Pump process and mechanism of heart),Cyclic action of heart including: 心房收缩期、心室收缩期（等容收缩期、快速射血期、减慢射血期）、心室舒张期（等容舒张期、快速充盈期、减慢充盈期）,A 心房收缩期(artrial systole),心房

3、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),B 心室收缩期(ventricular systole),（1）等容收缩期 (Isovolumic contraction) 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,（2）快速射血期 (Rapid Ejection ) 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

4、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： (Slow ejection) 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,C 心室舒张期(ventricular diastole,（1）等容舒张期 Isovolumetric diastole 心室开始舒张 室内压迅速 （室内压=

5、动脉压） 动脉瓣关闭 心室继续舒张 室内压急剧迅速 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： Rapid filling phase 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 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 Slow filling phase 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。,1.3 心音(Heart sound) 心音的来源：血流突然被推

6、动而加速或突然被阻挡而减速而引起的心脏各部的振动 第一心音(First heart sound)：收缩音 第二心音(second heart sound)：舒张音,1.4 心脏泵血功能的评定(Evaluation index of cardiac pump function) 1.4.1 心输出量(Cardiac output)（video） 每搏输出量(stroke volume)：一侧心室每次搏出的血量=舒张末期容量-收缩末期容量。,每分输出量(minute volume)：一侧心室每分钟射出的血量 Cardiac output Stroke volumheart rate56L/min,

7、射血分数(Ejection fraction)：每搏输出量心舒张末期容积 6080ml120130ml5060,心指数(Cardiac index)： 空腹和安静状态下, 每平方米体表面积的每分心输出量3.03.5L/min.m2 Cardiacindex=cardiac output/body surface area 意 义： 评定不同个体心功能,1.3.3 心脏泵血功能的调节（Regulation of cardiac pump function) 每分输出量 每搏输出量 心率,（Starling定律）,等长自身调节,异长自身调节,前负荷、 后负荷、 心缩力,1.3.2 Cardiac

8、work output Stroke work:心脏每收缩1次所作的功。,1）心肌的异长自身调节（心室舒张末期容积） 静脉回流量对心肌纤维初长度的调节,2）心肌的等长自身调节心肌收缩能力 概念：指心肌在前负荷不变（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。,3）外周阻力的影响,4）心率 心率每搏输出量每分输出量 40150次/分每分心输出量 150次/分心动周期缩短（尤其心舒期）充盈量每搏输出量每分心输出量 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,2.1 心肌细胞的生物电现象(Electrical activity of

9、the heart) 2.1.1 心肌细胞的类型及特征(Type and property of cardiac cell) 普通心肌细胞或工作细胞（Working cell) 心房和心室细胞 特殊分化的心肌细胞或自律细胞（Rhythmic cell) P细胞和浦肯野细胞 快反应细胞：心房肌、心室肌、浦肯野细胞等 慢反应细胞：P细胞,2 心脏的生物电现象和生理特性,2.1.2 Working cell 的跨膜电位及其形成原理,静息电位(Resting potential),（1）幅度(Size)：-90mV （2）机制(Mechanism)：=K+平衡电位(Potassium equilibr

10、ium potential)，内向整流K+通道（IK+) 条件：膜两侧存在浓度差 膜通透性具选择性： K+/Na+100/1,K+i K+o 281,Na+iNa+o113,心室肌的AP,动作电位(Action potential),神经细胞的AP,按任意键显示动画2,0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，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,1期： 快Na+通道失活 + 激活Ito通道 K+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

11、-，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： 0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

12、：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,2.1.3 自律细胞的跨膜电位及其形成机制 快反应自律性细胞（蒲肯野氏纤维）动作电位 Action potential of rapid response autorhythmic cell,1）机制(mechanism) 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(Characteristic) （1）0期去极化速快，幅度大 （2）

13、4期自动去极化速度比窦房结细胞的慢，故自律性低。,慢反应自律性细胞（窦房结的P细胞）的动作电位 Action potential of slow response autorhythmic cell,1）去极化： -70毫伏上升到 0毫伏 机理:钙离子缓慢内流而去极化 特点：是钙离子内流引起去极化，除极慢；幅度小。,Mechanism:,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：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

14、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+,“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、2,2.2.1 兴奋性(Excitability)（video） 周期性变化：,（1）有效不应期effective refractory period(去极化开始- -60mv) 绝对不应期(去极化开始- -55mv) absolute refractory period （2）相对不应期(-70mv- -80) Relative re

15、fractory period （3）超常期(-80- -90mv) Supranormal period,2.2 心肌的生理特性(Myocardial properties),局部反应期,相对不应期,超 常 期,特点 : 有效不应期（effective refractory period）特别长，不发生强直收缩。有效不应期的长短主要取决2期（平台期）。,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,2.2.2 自动节律性(autorh

16、ythymicity)（video) Concept：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。 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） 自动中枢（automatic centre)：窦房结(Sinus venous ) Sinus venous:正常起搏点(pacemaker). 其它自律组织：潜在起搏点（latent pacemaker),窦性节律(sinus rhythm):以窦为起搏点的心跳。 异位节律(ectopic rhythm)以窦外为起搏点的心跳. 心肌自律性与心律的关系是

17、： 节律高者控制节律低者。因为节律高者具有抢先占领（capture)（抢先达到阈电位产生AP)和超速驱动抑制(orver suppression)（自律细胞受到快于其固有的自律性的刺激时，可按外加的刺激频率发生兴奋-超速驱动。）的机制。,抢先占领,超速抑制,2.2.3 传导性(conductivity)（video）,特殊传导系统,心肌细胞之间存在闰盘结构,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,传导原理(mechanism)： 局部电流：闰盘(intercalated discs),功能合胞体。 传导途径（pathwa

18、y)：specific system, 心房和心室肌。 传导特点(characteristics):快-慢-快 1）浦氏纤维最快房、室内快同步收缩，利射血 2）房室交界最慢房室延搁利房排空、室充盈 3）房室交界是传导必经之路，易出现传导阻滞（房室阻滞）,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 2）0期去极化的速度和幅度,2.2.4 收缩性,期前收缩（premature systole or extrasystole)（Video）：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(Compensatory p

19、ause)：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。,特点：同步收缩、不发生强直收缩、心肌收缩依赖外源性Ca2+,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。,2.4 心电图(Electrocardiogram),P波： 心房肌的AP QRS： 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。 Q-T间期：心室兴奋。,3.1 血管的种类与功能 主动脉和大动脉（外周心脏）：弹性血管 中等动脉：分配血管 小动脉和微动脉：阻力血管 毛细血管：交换血管 静脉系统：容量血管 短路

20、血管:小动脉与小静脉之间的血管。,3. 血管生理,3.2.1 血流量与血流速度 3.2.1.1 流体动力学中流量、液压和阻力的关系 单位时间内通过血管某一截面的血量-blood flow(容积速度）。 Q（流量）= P （液压差）/ 阻力,3.2 血流动力学,3.2.1.2 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：VQ/A （注：A为血管横截面积） 血流速度和相应血管的总横断面积成反比。 3.3.1.3 血流方式 层流：QP/R 湍流：QP/R,层流,湍流,3.2.1.4 血流阻力 血液在血管内流动时遇到的各种阻力之和称为总外周阻力。在小血管内

21、遇到的阻力-外周阻力。 公式(Poiseuuille,s law)：R8L/r4,管道阻力为零时液流对管壁的侧压力也为零,管道,当管道阻塞管道阻力最大时液流对管壁的侧压力也最大,3.3 血压 概念：血液对单位面积血管壁的侧压力，即压强。,1mmHg=0.1333kPa,动脉血压的形成 （1）血液充盈-形成血压的前提。循环系统平均充盈压表示，血量和血容量相对关系。,（2）心脏射血-为血压形成提供能量。,（3）血管外周阻力-影响血压的重要因素,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生的阻力,心室收缩,射血入主A 外周阻力,

22、推血(1/3)流动 大A扩张(2/3) (动能消耗)(势能贮存+缓冲力),血液对动脉壁的侧压 上升到最大值=收缩压,心室舒张,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,3.3.1 动脉血压和动脉脉搏,3.3.1.1 收缩压、舒张压、平均压 收缩压：收缩时的最高压- 反映心脏的收缩力 舒张压：舒张时的最低压- 反映外周阻力 脉搏压：收缩压与舒张压之差-反映动脉管壁的弹性 平均压：舒张压 + 1/3 脉搏压,各段血管的压力梯度： 主A:100mmHg 小A:85mmHg Cap:30mmHg V始:10mmHg 心房(大V):0,3.3.1.2 影响动脉血压的

23、因素（video）,影响动脉血压的因素,心输出量,每搏输出量,心 率,前负荷（静脉回流量）,后负荷（大动脉血压）,心 缩 力,神经因素,体液因素,外周阻力,小动脉管径,血液粘滞度,红细胞数目,血浆成分,主动脉和大动脉弹性贮器的作用,循环血量和血管系统容量的比例,每搏输出量:主要影响收缩压。 心率：主要影响舒张压。,外周阻力：主要影响舒张压。 血压和外周阻力呈正相关， 阻力血管收缩外周阻力上升血压上升(舒张压) 大动脉管壁的弹性 动脉系统管壁的弹性是产生舒张压的重要因素 管壁弹性好，收缩时血管扩张，缓和了血压的上升,舒张时血管回缩，缓和了血压的下降 脉压高低能一定程度反映动脉管壁的弹性,循环血量

24、和血管容量的对比 循环血量突然变少(大失血)， 血管容积突然变大都会使血压急速下降 影响血压的主要因素是: 心脏的收缩力和血流的外周阻力。,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,3.3.1.3 动脉脉搏 概念： 随着心室的收缩和舒张，致使动脉管壁起伏波动，并以弹性压力波的形式沿着管壁传播，形成动脉脉搏.,3.3.2 静脉血压和静脉血流,静脉血压 静脉内血液对管壁产生的侧压力。 中心静脉压 右心房或胸腔内大静脉的血压。它的大小反映

25、静脉回流从而反映心血管活动的状况，特别是心脏功能的状况。,静脉脉搏 静脉回流 影响静脉回流的因素 1）骨骼肌的挤压作用 2）呼吸运动 3）心肌收缩力,3.4 微循环、组织液与淋巴液3.4.1 微循环与毛细血管压,概念： 是指小动脉和小静脉之间的血液循环 组成： 小动脉 末端小动脉 后小动脉 真毛细血管 小静脉 动静脉吻合支,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ACap.前括约肌 血流缓慢 物质交换 真Cap.网微V 直捷通路 微A后微A通血Cap. 血流速较快 利血回流 微V A-V短路 微AA-V吻合支微V 随温度变化 调节体温,作用：血管与组织之间的物

26、质交换,3.5 组织液的生成与及其影响因素 3.5.1 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,3.5.2 影响组织液生成的因素 主要因素 生成量 回流量 例 症 毛细血管压 炎症、充血性心功 静脉压 不全等所致的水肿 血浆胶体 营养不良、肾炎等 渗透压 血浆蛋白所致水肿 淋巴 丝虫病、癌症等,3.6 淋巴液的生成和回流 3.6.

27、1 组织液的吸收 有效滤过压在静脉端是一个负值，组织液被吸收 3.6.2 淋巴液的生成 正常情况下，组织液的生成和吸收基本平衡，但总有一点净滤过。过多的滤出液进入淋巴系统而成为淋巴液 3.6.3 淋巴回流的生理意义 1）调节组织和血液之间的液体平衡 2）回收组织液生成过程中滤出到组织的蛋白质 3）脂肪消化后的主要吸收途径 4）淋巴结能清除回流淋巴液的异物（细菌）,4 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

28、体液调节。 问题：机体如何根据它的代谢水平来调节心血管的活动？,心血管的神经支配,4.1 心血管活动的神经调节,心脏和血管接受自主神经支配。,4.1.1交感N和迷走N对心脏的作用（video）,心交感神经的作用 （1）正性变时作用 （2）正性变传导作用 （3）正性变力作用 心迷走神经的作用 （1）负性变时作用 （2）负性变传导作用 （3）负性变力作用 特点（1）交互抑制；（2）迷走神经占优势，迷走紧张。,4.1.2 血管的神经支配 1）缩血管N（交感缩血管N）,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 S23外侧核链 分布 骨骼肌血管 软脑膜

29、、消化腺外生殖器血管 递质 ACh Ach P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,4.1.3 心血管中枢 脊髓：低级的心血管活动中枢 延髓：心血管的基本活动中枢 加压区：延髓网状结构背外侧部 缩血管区：心交感神经元和交感缩血管神经元。 减压区：延髓网状结构内侧部 心抑制中枢： 舒血管中枢： 下丘脑 大脑边缘系统 大脑皮层,4.1.4 心血管反射 4.1.4.1 降压反射（短期调节）,1）压力感受器 颈A窦和主A弓血管外膜下的神经末梢 2）传入神经 窦N（加入舌咽N） 弓N（加入迷走N

30、，家兔称减压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,反射效应,压力感受器反射,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+,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,4.1.4.2 循环系统的化学感受性反射 1）化学感受性反射的反射弧 感受器：位于颈动脉体和主动脉体 传入神经：窦神经、迷走神经 中枢： 延髓的呼吸中枢 传出神经：支配呼吸肌和隔肌的运动神经 效应器：呼吸肌、隔肌,2）化学感受性反射的特点： 感受器感受刺激的敏感性 外周感受器对PO2H+PCO2

31、(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：直接作用是间接作用是,4.2 体液调节,动脉血压 水重吸收,动脉血压,4.2.1 全身性体液调节因素,1）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、平滑肌张、 血糖、 升血脂、耗氧量、产热 个 性 强心剂 升压剂 心

32、 脏 结合1受体 结合1受体 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,循环血量 等适宜刺激,2）肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS),1.刺激肾素分泌的因素 2.血管紧张素(A、A、A)的作用 注： A：不具有活性，A：主要 A：A,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E PGE2,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,3）血管加压素（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-,（+