第一节心脏生理

1、第四章血液循环l心脏的泵血功能心脏的泵血功能l心脏的生物电活动心脏的生物电活动l血管生理血管生理l心血管活动的调节心血管活动的调节l器官循环器官循环心脏推动血液在心血管内周而复始的定性流动心脏推动血液在心血管内周而复始的定性流动称为称为血液循环血液循环心脏作为人体最勤劳的器官，一旦停止跳动，生心脏作为人体最勤劳的器官，一旦停止跳动，生命将停止命将停止 如汽车的发动机如汽车的发动机l循环系统循环系统=心脏心脏+血管血管l血液循环的功能：血液循环的功能：l1、物质运输、物质运输l2、维持内环境的稳态、维持内环境的稳态l3、调节和防御功能、调节和防御功能l4、内分泌功能、内分泌功能 心脏主要由心肌构

2、成 其生理功能是泵血 为血液循环提供动力第一节 心脏生理l（一）、心动周期的概念（一）、心动周期的概念l心动周期心动周期l心脏每收缩和舒张一次构成一个心动周期心脏每收缩和舒张一次构成一个心动周期l心脏每分钟跳动的次数称为心脏每分钟跳动的次数称为心率心率l成年人正常为成年人正常为60-100次次/分，平均次分此时心动周期分，平均次分此时心动周期持续持续0.8S 心房心房 心室心室 收缩收缩 0.1s 0.3s 舒张舒张 0.7s 0.5s （）、同步活动左右心房（）、同步活动左右心房 左右心室左右心室 （）、舒张期收缩期（）、舒张期收缩期 （）、全心舒张期（）、全心舒张期0.4S特点特点一、心脏

3、的泵血功能一、心脏的泵血功能心动周期心动周期心动周期图心动周期图 各箭头表示：心房各箭头表示：心房收缩开始；心房开收缩开始；心房开始舒张，始舒张， 心室开始收缩；房心室开始收缩；房室瓣关闭；室瓣关闭； 半月瓣开放；心半月瓣开放；心室开始舒张；室开始舒张； 半月瓣关闭；房半月瓣关闭；房室瓣开放。室瓣开放。 （二）、心脏的泵血过程（二）、心脏的泵血过程l1、心室的收缩射血、心室的收缩射血l（1）、）、等容收缩期等容收缩期 0.05S（p35) 房室瓣关闭房室瓣关闭 半月瓣开启之前半月瓣开启之前,室内压急剧上升室内压急剧上升,心室容积不变心室容积不变l（2）、射血期：）、射血期：a、快速射血期快速射

4、血期 0.1Sl 室内压达峰值室内压达峰值 半月瓣开半月瓣开,血液血液 主动脉。占总射血量主动脉。占总射血量2/3lb、减慢射血期、减慢射血期 0.15Sl2、心室舒张期与充盈、心室舒张期与充盈（p35)l（1）、）、等容舒张期等容舒张期0.060.08Sl 半月瓣关闭半月瓣关闭 房室瓣开启之前，房室瓣开启之前，室内压急剧下降室内压急剧下降，心室容积不变，心室容积不变l（2）、）、快速充盈期快速充盈期0.11Sl室内压室内压 房内压房内压房室瓣关闭房室瓣关闭心心室继续收缩室继续收缩室内压室内压主动脉主动脉(肺动脉肺动脉)压压半月瓣半月瓣开放开放射血射血l心室开始舒张心室开始舒张室内压室内压 主

5、动脉主动脉(肺动脉肺动脉)压压半月瓣半月瓣关闭关闭心室继续舒张心室继续舒张室内压室内压20mmHg时，曲线平坦或轻度下降，但无明显降支。时，曲线平坦或轻度下降，但无明显降支。 不出现明显降支的不出现明显降支的主要原因主要原因是心肌细胞外间质含大量胶原纤是心肌细胞外间质含大量胶原纤维，阻止心肌细胞被继续拉长维，阻止心肌细胞被继续拉长(难以超过最适初长度难以超过最适初长度 正常的心正常的心功能曲线不出现降支功能曲线不出现降支););心胞膜的限制。心胞膜的限制。特征：特征：在较大范围，心室舒末压力与搏功成正变；在较大范围，心室舒末压力与搏功成正变；有较大的前负荷有较大的前负荷- -初长度储备。初长度

6、储备。对搏出量进行精细调节对搏出量进行精细调节, ,使心室射血量使心室射血量和静脉回心血量相匹配和静脉回心血量相匹配 由于心肌本身初长度的改变而引起心肌收缩强度的由于心肌本身初长度的改变而引起心肌收缩强度的变化的调节方式称为变化的调节方式称为异长自身调节异长自身调节(heterometric autoregulation)机制机制:一定范围内一定范围内前前负荷负荷初长度初长度心肌收缩力心肌收缩力搏出量搏出量静脉回心血量静脉回心血量意义：意义：l 心室射血后剩余血量心室射血后剩余血量l心室充盈血量心室充盈血量l 静脉回心血量静脉回心血量 l心室舒张充盈期持续时间心室舒张充盈期持续时间 静脉回流的

7、速度静脉回流的速度l 心包内压心包内压 心室顺应性心室顺应性 l 静脉回心血量静脉回心血量心室舒张末期容积心室舒张末期容积心肌初长度心肌初长度心肌收缩力心肌收缩力每搏输出量每搏输出量心输出量心输出量影响影响心室充盈血量的因素心室充盈血量的因素（二）、后负荷l在其它因素不变的情况下，若在其它因素不变的情况下，若后负荷后负荷（动脉（动脉血压血压）等容收缩相延长而射血相缩短，同等容收缩相延长而射血相缩短，同时射血相心室肌纤维缩短的程度和速度时射血相心室肌纤维缩短的程度和速度射射血速度血速度搏出量搏出量 l（是一种单纯的机械效应）（是一种单纯的机械效应）l 剩余血量剩余血量l此时心肌内此时心肌内 舒张

8、末期容积舒张末期容积l通过通过Starling机制机制使搏出量恢复正常使搏出量恢复正常l 此调节只在此调节只在一定范围内一定范围内起作用，当起作用，当血压血压160mmHg时，血压增时，血压增加将导致心加将导致心输出量减少。输出量减少。l指心肌不依赖前后负荷而改变其力学活动的内在特性。指心肌不依赖前后负荷而改变其力学活动的内在特性。l主要取决于兴奋主要取决于兴奋收缩藕联过程中收缩藕联过程中 l活化横桥数目活化横桥数目 Ca2浓度升高的程度浓度升高的程度 l 肌钙蛋白对肌钙蛋白对Ca2的亲和力的亲和力l肌凝蛋白肌凝蛋白ATP酶活性酶活性l心肌收缩能力受多种因素的影响心肌收缩能力受多种因素的影响l

9、例：儿茶酚胺与心肌膜上例：儿茶酚胺与心肌膜上受体结合受体结合胞浆胞浆CAMP胞胞浆浆Ca2+活化横桥数目活化横桥数目肌凝蛋白肌凝蛋白ATP酶激活酶激活分解分解ATP以提供肌丝滑行力量以提供肌丝滑行力量心肌收缩力心肌收缩力（三）、心肌收缩能力（四）、HRl HR 40180次次/分分 HR心输出量心输出量l HR 180次次/分分 心室充盈时间明显心室充盈时间明显l 充盈量充盈量搏输出量搏输出量心输出量心输出量 l HR 收缩期储备舒张期储备收缩期储备舒张期储备 （六）心音（六）心音l在每一个心动周期中，一般可以听到两个心音，分别称第一心音和第二心音。在某些健康儿童或青年人，有时可听到第三心音。

10、l 当心肌和心瓣膜发生病变时，心音发生异常称为心杂音心音的产生 l心音心音 第一心音第一心音 第二心音第二心音 l特点特点 低、浊、长低、浊、长 4060HZ 高、短高、短 60100HZ l产生机理产生机理 房室瓣关闭房室瓣关闭 半月瓣关闭半月瓣关闭l 生理意义生理意义 标志心缩期开始标志心缩期开始 标志心舒期开始标志心舒期开始 l听诊部位听诊部位 心尖部心尖部 主动脉瓣主动脉瓣 肺动脉瓣肺动脉瓣 二二 心脏的生物电现象心脏的生物电现象l根据组织学特点，电生理特性以及功能上区别根据组织学特点，电生理特性以及功能上区别 l 工作细胞工作细胞 心房肌、心室肌心房肌、心室肌l心肌细胞心肌细胞l 自

11、律细胞自律细胞 主要是主要是P细胞、浦肯野细胞细胞、浦肯野细胞l 快反应非自律细胞快反应非自律细胞 （心房肌、心室肌）（心房肌、心室肌）l 快反应自律细胞快反应自律细胞 （浦肯野细胞（浦肯野细胞 ）l 心肌细胞心肌细胞 慢反应自律细胞慢反应自律细胞 （窦房结自律细胞（窦房结自律细胞 房结房结l 区结希区的自律细胞）区结希区的自律细胞） l 慢反应非自律细胞慢反应非自律细胞 （结区细胞）（结区细胞）心肌细胞按电生理特点分：心肌细胞按电生理特点分：2、快反应细胞和慢反应细胞、快反应细胞和慢反应细胞 快反应细胞快反应细胞 慢反应细胞慢反应细胞一、心室肌细胞的跨膜电位及其形成机制一、心室肌细胞的跨膜电

12、位及其形成机制 l(一一)、工作细胞的跨膜电位及其形成机制、工作细胞的跨膜电位及其形成机制l心室肌细胞的静息电位l同骨骼肌同骨骼肌 心室肌心室肌 RP-90mv 心室肌细胞的动作电位心室肌细胞的动作电位去极化复极化2、动作电位 （AP）l1、除极过程（、除极过程（0期）期） Na+内向电流（再生性钠电流）内向电流（再生性钠电流） l2、复极过程、复极过程 l快速复极初期快速复极初期1期期 短暂的短暂的K+外向电流（外向电流（Ito）l 平台期平台期2期期 内向电流（内向电流（Ca2+内流为主和微量的内流为主和微量的Na+l 内流）内流）K+ 外向电流（外向电流（IK） 快速复极末期快速复极末期

13、3期期 K+外向电流（外向电流（ IK和和IK1 ）l 静息期静息期4期期 Na+K+泵活动，泵活动，Na+Ca2+交换交换 l Ca2+泵泵l快钠通道快钠通道 河豚毒（河豚毒（TTX）阻断阻断慢慢Ca2+通道通道 Mn2+和多种钙通道阻断剂阻断和多种钙通道阻断剂阻断跨膜离子流跨膜离子流-跨膜运动的离子跨膜运动的离子1 内向离子流内向离子流*INa 快速快速Na+ 内流内流 0期，第一内向电流期，第一内向电流 Ica-L 0期期。 Ica-T 4期期。 *If 超极化激活非特异性内向离子流超极化激活非特异性内向离子流 Na+，4期期2 外向离子流外向离子流* Ik 2，3期复极，快反应细胞。期

14、复极，快反应细胞。0期去极期去极-40 mv激活，激活， 复极到复极到-50mv 去激活去激活*Ik1 3期期 复极电流，主要为复极电流，主要为K，有有Na参与，形成参与，形成4 期除极的主要离子流期除极的主要离子流* Ito 1期，快反应细胞期，快反应细胞1期离子流，期离子流，K，Na以上为电压门控离子流。以上为电压门控离子流。l（二）自律细胞的跨膜电位及形成机制（二）自律细胞的跨膜电位及形成机制l自律性细胞与非自律性细胞电活动的最根本区自律性细胞与非自律性细胞电活动的最根本区别是别是：4期自动除极化期自动除极化。这是产生自律性的电。这是产生自律性的电生理基础。生理基础。l1、窦房结细胞的跨

15、膜电位及形成机制、窦房结细胞的跨膜电位及形成机制la. AP只有只有0期、期、3期和期和4期没有明显的复极期没有明显的复极1期和期和2期。期。lb0期幅值约期幅值约70mv。lc窦房结细胞窦房结细胞0期除极时程（期除极时程（7ms）比浦肯野细胞比浦肯野细胞0期除极期除极 时时 程（程（12 ms）要长得多。要长得多。ld . 最大复极电位为最大复极电位为70，阈电位为。，阈电位为。le窦房结细胞窦房结细胞4期自动除极化的速度（期自动除极化的速度（0.1V/S）浦肯野细浦肯野细 l 胞胞(0.02V/ S )。ll窦房结细胞动作电位窦房结细胞动作电位l0期期 L（Ica-L）开放开放 Ca2+负

16、载内流负载内流l3期 K+外向电流（外向电流（ IK）l IK通道进行性衰减通道进行性衰减 K外流外流l 进行性减少进行性减少 （最重要）（最重要） l窦房结细胞窦房结细胞4期期 进行性增强的内向电流进行性增强的内向电流l 自动除极化自动除极化 （If通道）钠内流通道）钠内流 l T型钙通道的激活和钙内流型钙通道的激活和钙内流 l窦房结细胞上钙通道窦房结细胞上钙通道 L（Ica-L）阈电位阈电位l - 40mV 儿茶酚胺调控儿茶酚胺调控l T（Ica-T）阈电位阈电位 l -50mV 不受儿茶酚胺调控不受儿茶酚胺调控l 可被镍阻断可被镍阻断l2、浦肯野细胞、浦肯野细胞 （快反应自律细胞）（快反

17、应自律细胞）l0、1、2、3期同心室肌期同心室肌AP If （ Na+）内向离子流内向离子流 进行性递增。（主要）进行性递增。（主要） 逐渐衰减的外向逐渐衰减的外向Kl浦肯野细胞浦肯野细胞4期自期自l动除极化的机制动除极化的机制三种细胞三种细胞AP及其机制的比较（及其机制的比较（1，2期）期）三种细胞三种细胞AP及其机制的比较（及其机制的比较（3，4期）期）心肌细胞的电生理类型心肌细胞的电生理类型根据各类心肌细胞根据各类心肌细胞APAP的的O O期去极化期去极化速率和速率和4 4期有无自动去极化期有无自动去极化, ,将心肌将心肌分为分为: : 快反应自律细胞快反应自律细胞：0 0期去极速期去极

18、速率快，率快，4 4期有自动去极化。期有自动去极化。 快反应非自律细胞快反应非自律细胞：0 0期去极期去极速率快，速率快，4 4期无自动去极化。期无自动去极化。 慢反应自律细胞慢反应自律细胞：O O期去极速期去极速率慢率慢, 4, 4期有自动去极化。期有自动去极化。 慢反应非自律细胞慢反应非自律细胞：O O期去极期去极速率慢速率慢, ,其其4 4期无自动去极化。期无自动去极化。三、三、心肌的生理特性l （一）、兴奋性（一）、兴奋性l1、影响兴奋性的因素、影响兴奋性的因素lRP水平水平 l l阈电位水平阈电位水平l 备用状态备用状态 l Na+（Ca2+ ）通道的性状通道的性状 激活状态激活状态

19、l 失活状态失活状态l2、兴奋性的周期性变化l 有效不应期有效不应期 相对不应期相对不应期 超长期超长期l0期除极期除极3期复极期复极-60mv 3期复极期复极-60mv -80mv 3期复极期复极-80mv -90mvl lNa+通道完全失活或刚刚通道完全失活或刚刚 Na+通道已逐渐复活但尚未通道已逐渐复活但尚未 Na+通道基本通道基本 l开始复活开始复活 恢复正常恢复正常 恢复正常但开放能力恢复正常但开放能力l 仍然没有恢复正常仍然没有恢复正常 l任何刺激均不产生任何刺激均不产生AP阈值阈值 可可 产生产生AP 阈值阈值 可产生可产生AP l l 期前收缩期前收缩l心室接受额外刺激，比原来

20、规律心心室接受额外刺激，比原来规律心率提前发生的收缩。率提前发生的收缩。 l代偿性间歇代偿性间歇l期前收缩之后往往出现一段较长心期前收缩之后往往出现一段较长心室舒张期。室舒张期。l3、兴奋性的周期性变化与收缩活动的关系、兴奋性的周期性变化与收缩活动的关系 因窦性节律的兴奋是规律下传因窦性节律的兴奋是规律下传的，当窦性兴奋落在期前收缩的有的，当窦性兴奋落在期前收缩的有效不应期内效不应期内, ,就不能引起心室的兴奋就不能引起心室的兴奋和收缩和收缩, ,而出现一次窦律而出现一次窦律“脱失脱失”，需等待下次窦律刺激引起兴奋才产需等待下次窦律刺激引起兴奋才产生收缩，此等待期间为代偿性间歇。生收缩，此等待

21、期间为代偿性间歇。 期前收缩和代偿间隙的动画期前收缩和代偿间隙的动画（二）自动节律性（二）自动节律性l1、心脏的起搏点、心脏的起搏点l 窦房结窦房结 90 100次次/分分 自律性最高自律性最高 正常心脏起搏点正常心脏起搏点 l 窦性心律窦性心律l房室结房室结 4060次次/分分 潜在起搏点潜在起搏点 异位心律异位心律l浦肯野纤维网浦肯野纤维网 1540次次/分分l 抢先占领抢先占领l窦房结对潜在起搏点控制通过两种方式窦房结对潜在起搏点控制通过两种方式l 超速驱动压抑超速驱动压抑 l2、影响自律性的因素、影响自律性的因素l（1）最大复极电位与阈）最大复极电位与阈电位之间的差距电位之间的差距l（

22、2） 4期自动除极速度期自动除极速度（主要）（主要）（三）传导性（三）传导性l1、心脏内兴奋传播的途径和特点、心脏内兴奋传播的途径和特点l途径途径：窦房结：窦房结 心房肌（优势传导通路）心房肌（优势传导通路） 房室交界房室交界 房室束房室束 左、右束支左、右束支 浦肯野纤维网浦肯野纤维网 心室肌兴奋心室肌兴奋 l特点：特点：l房室交界区传导速度极慢房室交界区传导速度极慢0.020.05m/s 形成形成房室延搁房室延搁l 2、影响传导性的因素、影响传导性的因素l 解剖因素解剖因素 心肌细胞的直径心肌细胞的直径l 生理因素生理因素l（1） AP 0期除极速度和幅度期除极速度和幅度 （主要）（主要）

23、 l（2）邻近部位膜的兴奋性）邻近部位膜的兴奋性0 期除极速度快期除极速度快临近未兴奋膜临近未兴奋膜局部电流形成快局部电流形成快达到阈电位快达到阈电位快兴奋传导快兴奋传导快0 期除极幅度大期除极幅度大(兴奋和未兴奋部兴奋和未兴奋部位之间位之间) 电位差大电位差大局部电流强，扩布距离大，局部电流强，扩布距离大，使下游更远处兴奋使下游更远处兴奋兴奋传导快兴奋传导快静息电位与阈电静息电位与阈电位的差距扩大位的差距扩大兴奋性降低兴奋性降低达阈电位所达阈电位所需时间长需时间长传导速度减慢传导速度减慢兴兴 奋奋 性性不能引起兴奋不能引起兴奋传导阻滞传导阻滞传导减慢传导减慢升支缓慢、幅度升支缓慢、幅度小的动作电位小的动作电位相对不应期相对不应期或超常期内或超常期内有效不应期有效不应期电生理特性电生理特性 特点特点 意义意义小结：小结：自律性自律性 保证心脏舒缩交替保证心脏舒缩交替进行，利于心室充进行，利于心室充盈盈保证房室收缩协调、保证房室收缩协调、心室同步收缩，利于心室同步收缩，利于心脏射血心脏射血 保证心脏以窦性保证心脏以窦性节律活动节律活动 各部高低不一各部高低不一（窦房结最高）（窦房结最高）兴奋性兴奋性有效不应期有效不应期特别长特别长 传导性传导性各部传导各部传导速度不一速度不一 (四）收缩性四）收