生理循环系统心脏的射血与充盈

1、李勃兴李勃兴基础医学院基础医学院 神经生物学教研室神经生物学教研室qq:53815986第六章第六章 血血 液液 循循 环环二、二、 心肌细胞的生理特性心肌细胞的生理特性 生理特性生理特性自律性自律性 兴奋性兴奋性 传导性传导性 电生理特性电生理特性机械特性机械特性 收缩性收缩性 心肌兴奋性变化的主要特点：心肌兴奋性变化的主要特点： 有效不应期长有效不应期长( (平均平均200200250ms),250ms),相当于心肌整个收缩相当于心肌整个收缩期和舒张早期。期和舒张早期。 是骨骼肌与神经纤维的是骨骼肌与神经纤维的100100倍和倍和200200倍。倍。 心肌有效不应期的长短主要取决于心肌有效

2、不应期的长短主要取决于2 2期（平台期）。期（平台期）。生理意义生理意义： 不发生强直收缩，实现心脏泵血功能不发生强直收缩，实现心脏泵血功能。（2）心脏内兴奋传导的特点及生理意义）心脏内兴奋传导的特点及生理意义 传导时间传导时间 心房内心房内-房室交界房室交界-心室内心室内(0.06s) (0.10s) (0.06s) (0.06s) (0.10s) (0.06s) 特点特点：房房-室延搁室延搁：利于心室的充盈利于心室的充盈和射血。和射血。心肌收缩的特点心肌收缩的特点（一）（一）同步收缩同步收缩（全或无式收缩）（全或无式收缩）同步收缩，力量大，有利于心脏射血。同步收缩，力量大，有利于心脏射血。

3、（二）（二）不发生强直收缩不发生强直收缩 保持收缩后必有舒张的节律性活动，保保持收缩后必有舒张的节律性活动，保 证心脏射血和充盈过程的正常进行。证心脏射血和充盈过程的正常进行。（三）（三）对细胞外对细胞外ca2+的依赖性的依赖性细胞外液细胞外液ca2+浓度高，内流增多，收缩浓度高，内流增多，收缩 力增强，反之力增强，反之ca2+浓度若过低浓度若过低，则出现，则出现兴兴 奋收缩脱耦联。奋收缩脱耦联。 名名 称称 时间（时间（s s） 幅度（幅度（mv) mv) 意意 义义 p p波波 0.11 0.11 0.250.25 两心房去极过程两心房去极过程 qrsqrs波波 0.060.060.110

4、.11 0.5 0.52.0 2.0 两心室去极过程两心室去极过程 t t波波 0.050.050.25 0.25 同导联主波同导联主波1/101/10 两心室复极化过程两心室复极化过程p-rp-r间期间期 0.120.120.20 0.20 兴奋由心房兴奋由心房心室的时间心室的时间s-ts-t段段 0.050.050.150.15 心室全部去极化心室全部去极化q-tq-t间期间期 0.320.320.44 0.44 心室去极化心室去极化+ +复极化的时间复极化的时间正常心电图小结正常心电图小结第三节第三节 心脏的射血与充盈心脏的射血与充盈第四节第四节 血血 管管 生生 理理第五节第五节 心血

5、管功能的调节心血管功能的调节第六节第六节 微循环、组织液与淋巴循环微循环、组织液与淋巴循环第七节第七节 重要器官循环的特点重要器官循环的特点 右心：泵血入肺循环；右心：泵血入肺循环； 左心：左心： 泵血入体循环。泵血入体循环。一、心动周期与心率一、心动周期与心率( (一一) )心动周期心动周期 定义定义：心脏每收缩和舒张一次，构成一个心脏心脏每收缩和舒张一次，构成一个心脏 的机械活动周期。的机械活动周期。 以以正常成年人心率正常成年人心率平均为平均为75次次/ /分分计算，每个心动周期计算，每个心动周期历时历时0.8秒秒：每格为：每格为0.1秒秒 心缩期心缩期：心室的收缩：心室的收缩 心舒期：

6、心舒期：心室的舒张心室的舒张特点特点: : 心动周期时程的长短与心率有关心动周期时程的长短与心率有关 心率快慢主要影响舒张期心率快慢主要影响舒张期 舒张期时间舒张期时间 收缩期时间收缩期时间 全心舒张期长全心舒张期长 利于心肌休息和心室充盈利于心肌休息和心室充盈心率心率 心动周期心动周期 心缩期心缩期 心舒期心舒期0.351.1540 1.575 0.8150 0.40.300.500.250.15心房收缩期心室压心室压力力心室容心室容积积房室房室瓣瓣动脉动脉瓣瓣血流方向血流方向时间时间0.80s1.等容收缩期等容收缩期 2.快速射血期快速射血期3.减慢射血期减慢射血期4.等容舒张期等容舒张期

7、5.快速充盈期快速充盈期6.减慢充盈期减慢充盈期升高升高升高升高下降下降下降下降下降下降下降下降不变不变缩小缩小缩小缩小不变不变增加增加增加增加关闭关闭关闭关闭关闭关闭关闭关闭开放开放开放开放关闭关闭开放开放开放开放关闭关闭关闭关闭关闭关闭无无射入动脉射入动脉射入动脉射入动脉无无流入心室流入心室流入心室流入心室0.06s0.10s0.14s0.08s0.11s0.21s心室收缩期和舒张期的心室收缩期和舒张期的压力、容积、瓣膜开闭和血流方向压力、容积、瓣膜开闭和血流方向二、心脏泵血二、心脏泵血 心动周期中压力、容积等变化心动周期中压力、容积等变化二、心脏泵血二、心脏泵血心房在心脏泵血活动中的作用

8、心房在心脏泵血活动中的作用 l 内分泌功能：分泌具有利尿、利钠、扩血管作内分泌功能：分泌具有利尿、利钠、扩血管作用的心房钠利尿肽用的心房钠利尿肽l 机械感受器：参与对心血管活动的调节机械感受器：参与对心血管活动的调节 心房的接纳和初级泵（心房的接纳和初级泵（primer pump）作用）作用 l心房舒张：接纳、储存从静脉回流的血液心房舒张：接纳、储存从静脉回流的血液 l心房收缩：可使心室充盈增加心房收缩：可使心室充盈增加10%30%，有利于心室的射血有利于心室的射血 心房其他功能：心房其他功能：二、心脏泵血特点二、心脏泵血特点l心脏节律性收缩和舒张而造成心室和心房及动心脏节律性收缩和舒张而造成

9、心室和心房及动脉之间的脉之间的压力差压力差，形成推动血液流动的动力；，形成推动血液流动的动力；l心脏内心脏内4 4套套瓣膜的启闭瓣膜的启闭控制着血流的方向。控制着血流的方向。l在一个心动周期中室内压变化最快的时期是在一个心动周期中室内压变化最快的时期是等等容收缩期和等容舒张期容收缩期和等容舒张期l一次射血量仅为充盈量的一次射血量仅为充盈量的55556565心音一、心音一、心音 心动周期中，由于心动周期中，由于心肌心肌收缩和舒张、收缩和舒张、瓣膜瓣膜启闭、启闭、血流血流冲击心室壁和大动脉壁等因素引起冲击心室壁和大动脉壁等因素引起的的机械振动机械振动所产生的声音称为所产生的声音称为心音心音(hea

10、rt sound)。 心音图心音图 ；（一）心音的组成和特点（一）心音的组成和特点 第一心音第一心音 第二心音第二心音 发生时间发生时间 等容收缩期初等容收缩期初 等容舒张期初等容舒张期初 标标 志志 心室心室收缩收缩开始开始 心室心室舒张舒张开始开始 主要成分主要成分 房室瓣关闭音房室瓣关闭音 主动脉瓣关闭音主动脉瓣关闭音 最佳听诊部位最佳听诊部位 心尖部心尖部 心底部心底部 特特 点点 音调音调低低 音调音调高高 持续时间持续时间长长 持续时间持续时间短短 间隔时间间隔时间 s1s2短短 s2 s1长长案例案例1：两青年男性患者，每搏输出量均为：两青年男性患者，每搏输出量均为75ml、心率

11、均为心率均为90次次/分，二人左室舒张末容积均为分，二人左室舒张末容积均为160ml，其中甲患者身高，其中甲患者身高1.5m，体重，体重50kg，体，体表面积表面积1.4m2,血压血压130/80mmhg ；乙患者身高；乙患者身高1.6m，体重，体重68kg、体表面积、体表面积1.7m2, 血压血压140/90mmhg，如何判断两患者的心功能？，如何判断两患者的心功能？ 心脏泵血功能的评价心脏泵血功能的评价（一）心脏的输出量（一）心脏的输出量 1.1.每搏输出量及射血分数每搏输出量及射血分数 每搏输出量（每搏输出量（stoke volume）：一侧心室一次收缩所：一侧心室一次收缩所射出的血液量

12、。射出的血液量。正常人约正常人约70 ml。生理意义：心功能的基础参数。生理意义：心功能的基础参数。 每搏输出量每搏输出量sv = 收缩前心室容积收缩前心室容积 收缩后心室容积收缩后心室容积 = 舒张末期容积舒张末期容积(end-diastolic volume, edv ) 收缩末期容积收缩末期容积(end-systolic volume, esv） n射血分数射血分数(ejection fraction)：每搏输出量占每搏输出量占心舒末期容积的百分比。心舒末期容积的百分比。 n即：每搏输出量心舒张末期容即：每搏输出量心舒张末期容100%n 6080ml120135ml100%n 5565n

13、生理意义生理意义：评价心脏射血能力。：评价心脏射血能力。 2. 2.每分输出量与心指数每分输出量与心指数每分输出量每分输出量：每分钟由一侧心室射入动脉的血液总量。每分钟由一侧心室射入动脉的血液总量。即：即：心输出量心输出量每搏输出量每搏输出量心率心率4.54.56l/min6l/min 生理意义生理意义：评价不同状态下的心功能：评价不同状态下的心功能 心心 指指 数数：安静和空腹状态下：安静和空腹状态下, , 每平方米每平方米体表面体表面 积积的心输出量。的心输出量。即：心输出量即：心输出量/ /分分/ /体表面积（体表面积（1.6-1.7m1.6-1.7m2 2） 3.03.03.5l/mi

14、n/m3.5l/min/m2 2变变 异异：1010岁心指数最大（岁心指数最大（4l/min/m4l/min/m2 2以上）；以后随年龄以上）；以后随年龄 增长而渐降增长而渐降, ,到到8080岁时接近岁时接近2l/min/m2l/min/m2 2。生理意义生理意义：用于评定用于评定不同个体不同个体的心功能。的心功能。（二）心脏做功量（二）心脏做功量外功：压力外功：压力容积功容积功内功：心脏活动消耗的能量内功：心脏活动消耗的能量心脏的效率外功心脏的效率外功/心脏消耗能量（心脏耗氧量）心脏消耗能量（心脏耗氧量）100 2025每搏功：心室一次收缩射血所做的功。每搏功：心室一次收缩射血所做的功。每

15、分功：心室每分钟内收缩射血所做的功。每分功：心室每分钟内收缩射血所做的功。心脏泵血功能的评价指标心脏泵血功能的评价指标 影响心排出量的因素影响心排出量的因素 前负荷前负荷后负荷后负荷心肌收缩能力心肌收缩能力心率心率 每分输出量每分输出量 每搏输出量每搏输出量 心率心率 前负荷前负荷、后负荷后负荷、心脏收缩能力、心脏收缩能力前负荷前负荷n肌肉在收缩前所承受的负荷。n初长度n舒张末期压力n异长调节 通过改变心肌初长度而引起心肌收缩力改变的调节通过改变心肌初长度而引起心肌收缩力改变的调节心室肌的初长度决定于心室舒张末期的血液充盈量。心室肌的初长度决定于心室舒张末期的血液充盈量。 心室功能曲线心室功能

16、曲线（ventricular function curve）* * 机制机制 心肌细胞外间质内含有大量劲度较大的胶原纤维，加之心室由多心肌细胞外间质内含有大量劲度较大的胶原纤维，加之心室由多层肌纤维组成，肌纤维有多种走势和排列方向层肌纤维组成，肌纤维有多种走势和排列方向, ,使得心肌的伸展性较使得心肌的伸展性较小，静息被动张力大，从而阻止心肌细胞过度拉长，使心肌肌小节的小，静息被动张力大，从而阻止心肌细胞过度拉长，使心肌肌小节的初长度一般不会超过初长度一般不会超过2.252.25 2.30m2.30m，而不出现降支。，而不出现降支。 * * 意义意义 可使心脏不致于在前负荷明显增加时出现搏出量

17、和作功能力的下降。可使心脏不致于在前负荷明显增加时出现搏出量和作功能力的下降。 最适前负荷1215mmhg静息状态充盈压56mmhg影响前负荷的因素影响前负荷的因素 （1 1）心室充盈时间（心率）心室充盈时间（心率） （2 2）静脉回流速度）静脉回流速度 （3 3）心包内压）心包内压 （4 4）心室顺应性）心室顺应性 心率心率 心动周期心动周期 心缩期心缩期 心舒期心舒期0.351.1540 1.575 0.8150 0.40.300.500.250.15心包炎（心包积液）心包炎（心包积液） 正常正常 前负荷前负荷（心舒末期容积（心舒末期容积） 心肌初长度心肌初长度 心肌收缩力心肌收缩力 心搏

18、出量心搏出量 异长自身调节：异长自身调节： 这种不这种不需要需要神经和体液因素参与，只是通过神经和体液因素参与，只是通过心肌心肌细胞本身初长细胞本身初长变化而引起心肌细胞变化而引起心肌细胞收缩强度收缩强度的的变化变化过过程。程。即即心肌收缩力心肌收缩力能随能随心肌初长度心肌初长度的改变而改变的现象。的改变而改变的现象。生理意义生理意义: : 能精细调节每搏输出量。能精细调节每搏输出量。starlingstarling定律：定律： 心脏不依赖神经心脏不依赖神经- -体体液因素自身调节并平衡液因素自身调节并平衡心心搏出量搏出量与与静脉回心血量静脉回心血量之之间关系的现象。间关系的现象。后负荷后负荷

19、 后负荷（后负荷（afterload）:是指在肌肉开始收缩时才遇到的负荷或阻力。是指在肌肉开始收缩时才遇到的负荷或阻力。 它不增加肌肉的初长度，但能阻碍收缩时肌肉的缩短。它不增加肌肉的初长度，但能阻碍收缩时肌肉的缩短。 张力速度曲线张力速度曲线（2 2）后负荷后负荷临床临床：动脉血压持续升高：动脉血压持续升高心肌心肌 收缩收缩 心肌心肌肥厚（失代偿）肥厚（失代偿）泵血功能泵血功能左心衰竭左心衰竭心室心室剩余剩余血量血量搏出量搏出量射血期缩短，射血速度射血期缩短，射血速度等容收缩期延长，等容收缩期延长，心肌收缩速度心肌收缩速度后负荷后负荷（一定范围内）（一定范围内）后负荷：后负荷： 心心肌收缩时

20、所遇到的负荷肌收缩时所遇到的负荷，即即动脉血压动脉血压。问题问题 在整体条件下，正常人主动脉血压于在整体条件下，正常人主动脉血压于8080170mmhg170mmhg范范围内变化时，心排出量为什么并无明显改变围内变化时，心排出量为什么并无明显改变 （3 3）心肌收缩能力心肌收缩能力 ( (等长自身调节等长自身调节) ) 概念概念：指心肌不依赖于前、后负荷：指心肌不依赖于前、后负荷, ,而能改变而能改变心肌收缩程度心肌收缩程度、 速度速度和和张力张力等力学活动的一种等力学活动的一种内在特性内在特性，实现调节每搏输出量。，实现调节每搏输出量。与心肌初长度无关与心肌初长度无关的调节方式称的调节方式称

21、等长自身调节等长自身调节 心室功能曲线心室功能曲线（ventricular function curve）图：正常与心力衰竭时的心功能曲线。图：正常与心力衰竭时的心功能曲线。横坐标横坐标心室舒张末容积，前负荷或心肌初长心室舒张末容积，前负荷或心肌初长纵坐标纵坐标心排出量、每搏量或心肌收缩力心排出量、每搏量或心肌收缩力心肌收缩能力受心肌收缩能力受神经神经、体液体液及及药物药物的影响的影响如：如：收缩能力收缩能力： 去甲肾上腺素去甲肾上腺素+受体受体caca2 2+ +通道通透性通道通透性 ca ca2 2+ +内流内流活化的横桥数目活化的横桥数目心缩力心缩力。 收缩能力收缩能力： 乙酰胆碱乙酰胆

22、碱+m m受体受体抑抑caca2 2+ +通道通道+ +激活激活k k+ +通道通道 caca2 2+ +内流内流心缩力心缩力。 （二）心率（二）心率 定义定义：单位时间内心脏搏动的次数，即心跳频率。单位时间内心脏搏动的次数，即心跳频率。 正常心率正常心率: 60: 60100100次次/ /分分 个体差异及生理变动：个体差异及生理变动： 年龄年龄: :初生儿初生儿(140(140次次/ /分分) )成人成人(60(60100100次次/ /分分) ) 性别性别: : 女男女男 体质体质: : 弱强弱强 兴奋状态兴奋状态: :运动、情绪激动安静、休息状态运动、情绪激动安静、休息状态 体温每升高体温每升高11心率增加心率增加1010次次/ /分分 一般情况下，成年人安静时心率超过一般情况下，成年人安静时心率超过100次次分，为分，为窦性心动过速窦性心动过速, 如低于如低于60次次分分, 则