第六讲心脏的泵血生理

1、第六讲心脏的泵血功能(Cardiac Pumping Physiology)在生命活动过程中，心脏不停地跳动，推是血液循环的动力O动血液在心血管系统内循环流动O 血液循环的主要功能是完成体内 的物质运输。心脏的泵功能(pumping function)Aerobic exercise builds endurance t>y keeping the heart pumping for an exterKled period of time心脏活动的周期性表现心脏活动呈周期性表现 心电周期:兴奋的产生及兴奋向整个心脏的扩布; 心动周期:兴奋触发的心肌舒缩，心房、心 室压力与容积变化及瓣膜的

2、启闭，实现泵血 过程；心音周期:伴随瓣膜的启闭，出现心音。心动周期(cardiac cycle)心脏的一次收缩和舒张，构成的一个机械活动周期00.10.20.30.40.50.60.70.8心脏的泵血功能（左心室为例）1.心房射血期:持续0.1S。2 心室收缩期：分为三个时相1）等容收缩期：持续005s2）快速射血期：持续0.1s3）减慢射血期：持续015s3 心室舒张期:分为四个时相1）等容舒张期：持续007s2）快速充盈期:持续0.1svfriVMM v«h tai thent/ - LrfrflhbiotxiIhivefriflHOi/TC!ojimnr!40»w%

3、rtt*e*ow.r« w>i w 忖JTULj«frwb«kMW3）减慢充盈期：持续022s心房收缩期一压 减慢充盈期 则-芦卜 快速充盈期 、 等容舒张期r减慢射血期产左心动Ml流 （心室输出）:动脉瓣关闭二尖弼关、品oX)OH0H208 6 411 1(詈1) S-快速射血期/ 动 菊容阪縮期-心房收缩期b O 5 O4 3 2 91AI&喇煤 (TU)疹伸抽勺 和Q 回却勺心动周期1. 心房收缩期2. 等容收缩期3. 快速射血期4. 减慢射血期5. 等容舒张期6. 快速充盈期减充盈期120 J :1 :2:3 : 4 5 6 :7-I|

4、9;!III1 心房收缩期o o O0 8 61力电压40200二尖瓣关介动脉瓣开X动脈瓣关、C夕! 2等容收缩期I! 3 快速射血期I! 4.减慢射血期Ii 5等容舒张期II善! 6快速充盈期 II:7.减慢充盈期 心房在心脏泵血活动中的作用心室收缩期，临时接纳和储存回流血液全心舒张期（心室舒张早.中期）血液从静脉返回心室的一个通道心房收缩期初级泵（心室舒张后期）在一个心动周期中左心房压力显示有三个正向波，a c v 心房心室心音(heart sound)（一）第一心音-first heart sound 标志心室收缩的开始（二）第二心音-second heart sound 标志心室舒张的

5、开始（三）第三心音-third heart sound 是血液从心房流入心室引起(四)第四心音-forth heart sound由心房收缩引起第一心音与第二心音比较产生时间产生的主要原因第一心音心室收缩早期房室瓣关闭反映房室瓣 心室壁振动的功能状态 动脉壁振动第二心音心室舒张早期动脉瓣关闭 心室壁振动反映动脉瓣的功能状态心脏泵血功能的评定一、心脏的输出量(_)每搏输出量、射血分数及意义 每搏输出量(stroke volume ): 一侧心室每次搏出的血量(70ml)搏出量=心舒末期容积-心缩末期容积 射血分数 (ejection fraction):=每搏输出量/心舒张末期容积60 80ml

6、/120 130ml 50% 60%（二）每分输出量、心指数及意义每分输出量（inute volume 一侧心室每分钟射的血量=每搏输出量X心率=56 L/min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。反映心室泵血的效率空腹和安静状态下，人体表面积=16 1.7 m2心指数=3.0 3.5 L/min-m2作为比较不同个体 心功能的评定指标在同一个体的不同 年龄段或不同生理 情况下，心指数也 发生变化影响心输出量的因素一、前负荷（preload）（一）心室舒张末期压力高低反映心室肌的前负荷（心长度）II心室舒张 末期容积II心室舒张 末期压力心

7、室舒张 末宴充盈 的血液量（心房压力）静脉回心 血 量射血后心室 匸内剩余血量心肌通过异长自身调节能对搏出量进行精歸的誦节1-心功能曲线与心定律2正常心室肌具有较强的抗过度延伸的特性 3异长自身调节的生理意义1.心功能曲线(ventricular function curve )40302010IIII10 20右心房平均压(nmiHg)IIII0 10 20 左心均压(mmHg)心肌异长自身调节(heterometric autoregulation)通过改变心肌细胞初长度而引起心肌收缩 强度改变的调节。 1914年Starling发现静脉回心血量越多， 心脏舒张末期容积越大，心肌的初长度增

8、 加，则心室收缩力量也越强，搏出到主动脉的血量也越多，该现象称"心定律（lawof the heart )"2.正常心室肌具有较强的抗过度延伸的特性001.52.02.5肌小节长度(uni)O50() N憲W?最适初长度2. 0 2. 2 pm主动张力不出现降支超过最适初长 度，初长度不随前负荷增加而增加0100 F骨骼肌50卜I14.6.8 2.(2.2骨骼肌正常 工作范围2530 3.2 3/!收缩力 f (%)心肌正常 工作范围长 度I张 力 曲 线初长度 曲)心肌能抵抗被过度延伸的特性其机制是心肌肌小节内存在连接蛋白，将肌球蛋白固定在肌小节的Z线上，并具有彳艮强的黏

9、弹性，限制肌小节的被动拉长。其意义在于正常时，心脏在前负荷明显增加 时，初长度不再随室内压的增加而增加，不 会发生搏出量和做功能力的下降。03.异长自身调节的生理意义对搏出量的微小变化进行精细的调 节，使心室射血量与静脉回心血量之 间保持平衡，从而使心室舒张末期容 积和压力保持在正常范围内。(三)影响前负荷因素1静脉回心血量(1)心室充盈时间(2 )静脉回流速度(3)心包腔内压力(4)心室顺应性60300 &HURU)茴膝峑善TW2.射血后心室内的剩余血量> 后负荷(af ter load )（一）后负荷增加时可使心室搏出量减少（二）射血期心室壁的张力反映心室收缩的 后负荷心室壁

10、的张力二心室内压X心室腔半径心室壁厚度动脉血压在80 170mmHg范围波动时，心输出量无明显变化搏出量t 等长调节动脉f 心室等容射血期缩短1血压收缩期t射血速度!搏出量J异长调节心室舒张心室内剩末期容积余血量t”、收缩能力增强正常收缩能力降低(宫»轴)SS舒张末期纤维长度 舒张末期心室压力三、心肌收缩能力(myocardial contractility ) 等长调节(homometric regulation )心肌不依赖于前负荷和 后负荷而能改变其力学 活动的内在特性，称为 心肌收缩能力。这种调 节与初长度无关也可称 为等长调节。心室舒张功能评价在临床实践中日益重要(_)多普

11、勒超声心动图1二尖瓣口血流频谱图2.等容舒张时间(IVRT)3肺静脉血流频谱二)核素心血池显像和介入性方法也适用于心室舒张功能的评价30201080408040常见的评价舒张功能的多普勒方法五、在一定范围内心率加快可增加心输出量1在一定范围内:40次/min心率 <180次/min心输出量t2.心率180次/minf心动周期I I f心舒期 I I f心室充盈时间过短f充盈量J J f 搏出量J J f心输出量J心输出量J =搏出量4 I x心率f心舒期3.心率40次/min -心动周期tt t -心室充盈已接近最大限度，搏出量 不能再进一步增加f心输出量J心输出量J =搏出量1 X心率

12、''心脏泵血功能的储备(cardiac reserve )一.搏出量(stroke volume reserve)55 - 20 = 35 (inL)140 -125 = 15 (mL)55 - 20 = 35 (inL)140 -125 = 15 (mL)心室收缩末期容积心室舒张末期容积55 - 20 = 35 (inL)140 -125 = 15 (mL)55 - 20 = 35 (inL)140 -125 = 15 (mL)安静时55 - 20 = 35 (inL)140 -125 = 15 (mL)55 - 20 = 35 (inL)140 -125 = 15 (mL)

13、最大舒张最大收缩舒张收缩收缩期贮备舒张期贮备55 - 20 = 35 (inL)140 -125 = 15 (mL)(ml、d星舊.心率储备(heart rate reserve )心输出量=搏出量*心率 心率f心输出量22. 5倍f心率上限160 180次/min心率/次.min"三、剧烈运动时可通过动用心率储备和收缩期储备提高心输出量安静：心率75次/min运动：心率160180次/min心输出量5 6L/min心输出量2530L/min心输交感_肾收缩期储备 剧烈"上际系统 心率储备 运动、肌肉泵-鸚-帯/出量T第一节心肌细胞的收缩性一、心肌细胞微细结构和功能特点（一

14、）心肌细胞细肌丝上存在连接蛋白，保证肌节不易被过度拉长并产生弹性回缩力肌动蛋白（细肌丝）肌球蛋白（粗肌丝）连接蛋白（二）心肌细胞特别发达的线粒体保证了心脏持续搏动（三）心肌细胞内肌质网不很发达，心肌收 缩需要依赖细胞外Ca2+内流（四）心肌细胞内肌钙蛋白C的结构与功能与骨骼肌的不全相同（五）心肌细胞不发生完全强直收缩,但仍存在正性阶梯现象a直收缩。心肌细胞有效 不应期时程特 别长，心肌细 胞不会发生强【六）心脏的收缩表现为“全或无，式U.1 m mMyocyteco飞CPNucleusIntercalateddisc心肌细胞间存 在缝隙连接（闰盘），兴 奋可以在细胞 间迅速传播， 所有心肌细胞

15、 几#同步收 缩，可视为一 个合体细胞二.心肌细胞兴奋收缩耦联(excitation-contraction coupling)(一)钙耦联位点(coupIons )1. 雷诺丁受体(RyR)的结构特点A集钙蛋白白、连接蚤白%2+结合位点(二)正常心肌细胞Ca?+的转导过程1.心肌收缩期细胞内Ca2+的释放与终止(1) C0的释放:钙内流钙 小星 (calcium sparkler)钙火花(calcium spark) 钙瞬变(calcium transient) 心肌细胞收缩CWP-PKn廉心哋 畑今SRFoM他卵MM网Y3( hCornacDcnABABSESarcoplasmic reticulum /Tunrelling .十： * *(J：.：”.I Modulation 丄宀 CAMPMitochondriaATPTrigger Ca?;Arryjlifeation'； 厂 jt Junctionaltv zoneJI*沁 wRYP2 fRacoveryL-type channelNCX JyContractton and tran£rCfip!»onCytoplasmT-tubuJe membraneSparklettimedistance心肌收缩期细胞内Ca2+的释放与终止A:静息状态下心肌细胞的钙火花的