第九章血液循环

1、第第九九章章 血液循环血液循环 Blood circulation体循环体循环:左心室左心室动脉动脉组织毛细血管组织毛细血管静脉静脉右心房右心房肺循环肺循环: :左心房左心房 肺静脉肺静脉 肺毛细血管肺毛细血管 肺动脉肺动脉 右心室右心室组成：心脏、血管组成：心脏、血管 功能：运输：代谢原料、产物；激素、体液因子功能：运输：代谢原料、产物；激素、体液因子 维持内环境稳定维持内环境稳定 机体免疫调节机体免疫调节第一节第一节 心脏生理心脏生理心肌细胞分类心肌细胞分类 1. 工作细胞工作细胞 working cell： 富含肌原纤维，主要执行收缩功能。富含肌原纤维，主要执行收缩功能。 如如 心室肌细

2、胞、心房肌细胞心室肌细胞、心房肌细胞 有有兴奋性、传导性、收缩性，兴奋性、传导性、收缩性，无无自律性。自律性。 2. 自律细胞自律细胞 rhythmic cell： 含肌原纤维少或缺乏，主要功能是产生和传导兴奋，含肌原纤维少或缺乏，主要功能是产生和传导兴奋，控制心脏的节律性活动。控制心脏的节律性活动。 如如 窦房结窦房结P细胞细胞 浦肯野细胞浦肯野细胞 有有兴奋性、传导性、自律性，兴奋性、传导性、自律性，无无收缩性。收缩性。 3. 结区结区: 保留低传导性保留低传导性心肌的生理特性心肌的生理特性 兴奋性（兴奋性（excitability）；律性（）；律性（autorhythmicity） 传导

3、性（传导性（conductivity）；收缩性（）；收缩性（contractility）一、心脏的生物电活动一、心脏的生物电活动Bioelectric activity of the heart（一）心肌电活动的离子基础（一）心肌电活动的离子基础1. 静息电位静息电位Resting potential 1）工作细胞：）工作细胞：90mV ，K的平衡点位的平衡点位(Ik1通道通道)。 另有少量另有少量Na+内流和生电内流和生电Na+泵活动泵活动2）自律细胞：）自律细胞：无稳定静息电位无稳定静息电位-最大舒张电位最大舒张电位2. 动作电位动作电位 Action potential 1）工作细胞）工

4、作细胞 去极化过程：去极化过程： 0期期: 9030mV左右左右, Na+内流引内流引起起,该该钠钠通道为电压门控快通道通道为电压门控快通道,阈电位约为阈电位约为-70mV,其其开放与失活均快开放与失活均快(阈电位开放阈电位开放,持续持续1ms,0mV开始失活开始失活)特点：电位变化剧烈，幅度大、速度快、时间短，持特点：电位变化剧烈，幅度大、速度快、时间短，持续续12ms, 此类细胞称快反应细胞。此类电位称快反此类细胞称快反应细胞。此类电位称快反应电位应电位RP-90mv，去极化，去极化 Na+内流内流 复极化过程复极化过程： 1期期(快速复极初期快速复极初期):K+外流引起的。外流引起的。

5、2 2期期(平台期平台期,plateau):同时存在同时存在Ca2+内流和内流和K+外外流流,心室肌心室肌AP的特点的特点,也是心室也是心室肌肌AP持续时程较长的主要持续时程较长的主要原因。原因。 3 3期期( (快速复极末期快速复极末期) ): : K K+ +外流所致外流所致 4 4期期( (静息期静息期, ,电舒张期电舒张期) ): :电位稳定于电位稳定于RPRP水平。细胞水平。细胞排出排出CaCa2+2+和和NaNa+ +，摄入摄入K K+ +, ,恢恢复细胞内外离子正常浓度复细胞内外离子正常浓度梯度。梯度。 NaNa+ +-K-K+ +泵泵; ; CaCa2+2+-Na-Na+ +交

6、换交换体体; ;CaCa2 2泵泵 A.心室肌心室肌APB.窦房结窦房结P细胞细胞APCaCa2+2+K K+ +心心脏脏各各部部分分心心肌肌细细胞胞的的跨跨膜膜电电位位房室束房室束3.3.快反应细胞与慢反应细胞快反应细胞与慢反应细胞 1 1）快反应细胞）快反应细胞快反应非自律细胞快反应非自律细胞: :心房肌细胞心房肌细胞；心室肌细胞心室肌细胞快反应自律细胞快反应自律细胞: :心房传导组织心房传导组织；房室束房室束；浦浦 肯野纤维细胞肯野纤维细胞 2 2）慢反应细胞慢反应细胞 慢反应自律细胞慢反应自律细胞: :窦房结；房结区窦房结；房结区；结希区自结希区自 律细胞律细胞慢反应非自律细胞慢反应非

7、自律细胞: :结区细胞结区细胞( (二二) )心肌的生理特性心肌的生理特性1.1.自动节律性自动节律性心肌具有自动地产生心肌具有自动地产生节律性兴奋的能力节律性兴奋的能力 1 1）心脏的自律细胞和自律组织）心脏的自律细胞和自律组织 两栖类两栖类: : 静脉窦、心房、心室静脉窦、心房、心室 哺乳动物：窦房结、心房传导组织、房室瓣内纤哺乳动物：窦房结、心房传导组织、房室瓣内纤 维、房室交界维、房室交界( (结区除外结区除外) )、心室传导组织、心室传导组织 衡量自律性的指标衡量自律性的指标: :频率频率和和规则性规则性 频率频率: :自动每分钟兴奋次数自动每分钟兴奋次数( (心率心率) ) 窦房结

8、约为窦房结约为100100次次/ /分分 房室交界约为房室交界约为5050次次/ /分分 房室束约为房室束约为4040次次/ /分分 浦肯野纤维约为浦肯野纤维约为2525次次/ /分分 规则性规则性: :自动节律性兴奋在时间分布上是否规则自动节律性兴奋在时间分布上是否规则( (心律心律) ) 心脏的起搏点心脏的起搏点 a.a.正常起搏点正常起搏点normal pacemaker: :窦房结窦房结 b.b.窦性心律窦性心律sinus rhythm:窦房结主导的心脏节律窦房结主导的心脏节律 c.c.潜在起搏点潜在起搏点 latent pacemaker: : 其他自律组织其他自律组织 d.d.异位

9、起搏点异位起搏点 ectopic pacemaker：病理情况下：病理情况下, ,其他其他 自律组织自律性升高可成为起搏点自律组织自律性升高可成为起搏点 e.e.异位节律异位节律ectopic pacemaker: :异位起搏点异位起搏点主导的心主导的心 脏节律脏节律 窦房结对潜在起搏点的控制窦房结对潜在起搏点的控制 a.a.抢先占领抢先占领 capture b. b.超速驱动压抑超速驱动压抑 overdrive suppression 频率依赖性频率依赖性: :两个起搏点频率差别愈大两个起搏点频率差别愈大, ,压抑愈强压抑愈强, , 驱动中断后停止的活动时间也愈长。驱动中断后停止的活动时间也

10、愈长。 生理意义生理意义: :有利于防止异位搏动的发生。有利于防止异位搏动的发生。) )影响自律性的因素影响自律性的因素最大复极最大复极( (舒张舒张) )电电位的水平位的水平 最大复极电位增大最大复极电位增大自律性降低自律性降低心率心率减慢减慢 阈电位的水平阈电位的水平 阈电位水平下移阈电位水平下移去极化达阈电位时间去极化达阈电位时间缩短缩短自律性增高自律性增高心率加快。心率加快。 4 4期自动去极化速度期自动去极化速度 4 4期自动去极化的速期自动去极化的速率加快率加快自律性增高自律性增高心率加快。心率加快。4期自动去极化速度的影响期自动去极化速度的影响最大舒张电位或阈电位水平的影响最大舒

11、张电位或阈电位水平的影响2.2.心肌的传导性心肌的传导性 conductivityconductivity 1 1）心脏兴奋的传导途径和速度心脏兴奋的传导途径和速度 左、右心房肌左、右心房肌(0.4m/s)(0.4m/s) 心房肌组成的优势传导路心房肌组成的优势传导路(1.0(1.01.2m/s)1.2m/s)房室交界房室交界( (房结区、结区房结区、结区(0.02m/s)(0.02m/s)、结希区、结希区)房室束房室束左右束支左右束支浦肯野纤维浦肯野纤维(4m/s)(4m/s)心室肌心室肌(1m/s)(1m/s)。 兴奋传导原理兴奋传导原理通过闰盘的局部电流通过闰盘的局部电流( (功能合胞体

12、功能合胞体) )房室束房室束房室交界房室交界心房内存在心房内存在优势传导优势传导通路通路 preferential pathway房室交界速度最慢称房室交界速度最慢称房室延搁房室延搁 atrioventricular delay房室延搁意义房室延搁意义: 可避免房室可避免房室收缩出收缩出现重叠现重叠;但容易产生但容易产生传导阻滞传导阻滞 conduction block3 3）影响心肌传导性的因素）影响心肌传导性的因素 心肌细胞的结构因素心肌细胞的结构因素 a.a.细胞直径大小细胞直径大小: :细胞直径小，内电阻大，传导速度细胞直径小，内电阻大，传导速度慢；心房肌、心室肌、浦肯野细胞直径大于窦

13、房结和慢；心房肌、心室肌、浦肯野细胞直径大于窦房结和房室交界房室交界 b. b. 细胞间缝隙连接数量和功能状态细胞间缝隙连接数量和功能状态: :如细胞间缝隙连如细胞间缝隙连接少，传导速度慢；窦房结和房室交界缝隙连接数量接少，传导速度慢；窦房结和房室交界缝隙连接数量较少；心肌缺血可使缝隙连接通道关闭较少；心肌缺血可使缝隙连接通道关闭 生理因素生理因素 a.0a.0期去极化速度期去极化速度：快、幅度大，局部电流形成快：快、幅度大，局部电流形成快, ,强强度大度大传导快传导快 b.b.最大复极电位：最大复极电位：最大复极电位增大最大复极电位增大传导速度减慢传导速度减慢 c.c.阈电位的水平阈电位的水

14、平: : 阈电位水平下移阈电位水平下移传导速度加快传导速度加快 3.3.心肌的兴奋性心肌的兴奋性 excitability1)1)心室肌兴奋性的周期性变化心室肌兴奋性的周期性变化有效有效 相相对对超超常常AP收缩收缩绝对绝对局部局部心心室室肌肌AP与与心心肌肌收收缩缩曲曲线线的的关关系系 有效不应期有效不应期 effective refractory period a.a.绝对不应期绝对不应期 absolute refractory period 从从0 0期开始期开始复极至复极至-55mV,-55mV,兴奋性为兴奋性为0 0 b.b.局部反应期局部反应期 local response per

15、iod 从从- -55mV55mV-60mV-60mV, ,强刺激产生局部反应强刺激产生局部反应 相对不应期相对不应期 relative refractory period 从从-60mV-60mV-80mV,-80mV,兴奋性有恢复兴奋性有恢复 正常正常2)2)影响心肌细胞兴奋性的因素影响心肌细胞兴奋性的因素 静息电位或最大复极电位水平静息电位或最大复极电位水平 阈电位水平阈电位水平 静息静息 0 0期去极化离子通道性状期去极化离子通道性状 激活激活 失活失活3)3)兴奋性的周期性变化与收缩的关系兴奋性的周期性变化与收缩的关系期前收缩期前收缩PrematurePrematureSystole

16、Systole代偿间歇代偿间歇CompensatoryCompensatoryPausePause有效不应期有效不应期长长, ,延续到舒延续到舒张期开始后张期开始后4.心肌的收缩性心肌的收缩性 1）收缩机制）收缩机制:与骨骼肌相似与骨骼肌相似 不同点不同点:Ca2+的来源不同。心肌细胞终池不发达，的来源不同。心肌细胞终池不发达， Ca2+来自细胞外液；横管系统发达，有利于来自细胞外液；横管系统发达，有利于Ca2+进进出心肌细胞出心肌细胞 2）收缩特点）收缩特点: “全或无全或无”式收缩，机能合胞体式收缩，机能合胞体 依赖细胞外液的依赖细胞外液的Ca2+ ， Ca2+ Na+交换交换 有效不应期

17、长，不发生强直收缩有效不应期长，不发生强直收缩5.神经递质和其他因子对心肌的影响神经递质和其他因子对心肌的影响 1）交感）交感N窦性节律加快；副交感窦性节律加快；副交感N 窦性节律减慢窦性节律减慢 2）NE+1Ca2+、Na+ , K+ ;ACh+M Ca2+ , K+ 3）Na+： 4）Ca2+： 5）K+：（三）心电图（三）心电图elecrocardiogram,ECG 1.1.正常心电图的波形及生理意义正常心电图的波形及生理意义.0808.11s 心室压心室压更多血液更多血液心室心室- -部分充盈部分充盈完全完全充盈充盈- -心房舒张心房舒张2.2.心室收缩期心室收缩期 Ventricu

18、lar systole1)1)等容收缩期等容收缩期isovolumic contraction phase心室肌收缩心室肌收缩室内压室内压 房内压房内压房室瓣关闭房室瓣关闭( (产产生第一心音生第一心音),),但室内压仍然但室内压仍然 动脉压动脉压动脉瓣开放动脉瓣开放血由血由心室射入动脉心室射入动脉 a.a.此期血流速快此期血流速快, ,射血量大射血量大, ,占总射血量占总射血量7070, ,持续持续0 0.1s b.b.容积缩小容积缩小, ,室内压达峰值。室内压达峰值。 减慢射血期减慢射血期slow ejection: :室内压由峰值逐渐室内压由峰值逐渐下降下降射血速度射血速度,靠惯性射血。

19、射血量占总靠惯性射血。射血量占总量量30%,30%,持续持续0.15s3.3.心室舒张期心室舒张期Ventricular diastole 1)1)等容舒张期等容舒张期 isovolumetric relaxation phase心室肌舒张心室肌舒张室内压室内压 房内压房内压房室瓣没开房室瓣没开心室容积不变心室容积不变 持续持续0.06s0.06s0.08s0.08s。此期室内压急剧下降。此期室内压急剧下降。 2)2)心室充盈期心室充盈期 filling phase 快速充盈期快速充盈期rapid filling：心室舒张：心室舒张室内压室内压 室内压室内压 动脉压动脉压房室瓣开房室瓣开血由房

20、入室，心室血由房入室，心室充盈量再增加充盈量再增加10%10%30%,30%,辅助了心室充盈辅助了心室充盈, ,有利于有利于心室射血心室射血, ,此此即即房缩的房缩的初级泵初级泵或或启动泵启动泵作用。尤其在心率作用。尤其在心率或心室顺应性下降时对心室充盈起重要作用。或心室顺应性下降时对心室充盈起重要作用。( (三三) )心动周期与心电图和心音的关系心动周期与心电图和心音的关系心音心音 heart sound心音心音 第一心音第一心音 第二心音第二心音产生时间产生时间 心室收缩期开始心室收缩期开始 心室舒张期开始心室舒张期开始 产生原因产生原因 1 1. .房室瓣关闭；房室瓣关闭； 1 1. .

21、动脉瓣关闭；动脉瓣关闭； 2 2. .心室射血冲击心室射血冲击 2 2. .血液冲击动脉血液冲击动脉 血管及血液涡血管及血液涡 壁根部及心室壁根部及心室 流引起的振动流引起的振动 内壁振动内壁振动 声音性质声音性质 音调低、钝音调低、钝 音调高、亢音调高、亢持续时间持续时间 0.120.14s 0.080.1s听诊部位听诊部位 左锁骨中线第五左锁骨中线第五 胸骨右胸骨右, ,左缘第二肋间隙左缘第二肋间隙 肋间隙肋间隙( (即心尖部即心尖部) () (主主, ,肺动脉瓣听诊区肺动脉瓣听诊区) ) 三、心输出量及影响因素三、心输出量及影响因素 ( (一一) )心输出量心输出量1.1.每搏输出量每搏

22、输出量stroke volume和射血分数和射血分数ejection fraction 1）每搏每搏搏出量搏出量: :一次心搏一侧心室射出的血量。一次心搏一侧心室射出的血量。 6080 ml，左、右室基本相等。，左、右室基本相等。 2 2）射血分数射血分数: :搏出量搏出量占占舒张末期心室容积舒张末期心室容积的百分比。的百分比。ejection fraction = = 100%100%55%55%65%65%2.每分输出量每分输出量minute volume和心指数和心指数cardiac index 1)每分输出量每分输出量cardiac output:一侧心室每分钟射出的血量一侧心室每分钟

23、射出的血量 每分输出量每分输出量=每分每分搏出量搏出量心率心率 56L/min 左右两心室心输出量基本相等。左右两心室心输出量基本相等。 Stroke volume End-diastolic volume中等身材成人，静息心指数约为：中等身材成人，静息心指数约为：56L1.61.7m2 3.03.5L/min/m2 Cardiac output body surface area2)2)心输出指数心输出指数 ardiac index ：每平方米体表面积的每分心输出量每平方米体表面积的每分心输出量 Cardiac index = （二）搏出量（二）搏出量( (心泵功能心泵功能) )的调节的调节

24、( (影响心输出量的因素影响心输出量的因素) )心输出量心输出量= =每搏输出量每搏输出量心率心率 静脉回心血量静脉回心血量 心肌收缩力心肌收缩力1.1.异长自身调节异长自身调节heterometric autoregulation 前负荷前负荷( (Starling机制机制) )的影响的影响 心肌由心肌由心心室舒室舒张张末期血液充盈量决定，即末期血液充盈量决定，即心室舒张心室舒张末期容积末期容积相当于相当于前负荷前负荷( (常用舒张末期压力来反映常用舒张末期压力来反映) )左心室左心室右心室右心室心室舒张末期压力心室舒张末期压力左左右右心心室室功功能能曲曲线线(犬犬)1)Starling定律

25、定律:心肌收缩力在心肌收缩力在一定范围内随一定范围内随着心肌纤维初着心肌纤维初长度的增加而长度的增加而加大加大心室功能曲线可分三段心室功能曲线可分三段：充盈压充盈压121215mmHg(1615mmHg(1620cmH20cmH2 2O)O)是心室最适前是心室最适前负荷。通常左室充盈压仅有负荷。通常左室充盈压仅有5 56mmHg,6mmHg,说明心室说明心室有较大的初长度贮备。有较大的初长度贮备。充盈压充盈压151520mmHg (2020mmHg (2027cmH27cmH2 2O)O)曲线趋平坦曲线趋平坦, ,说明前负荷在上限范围变动对泵血功能影响不大。说明前负荷在上限范围变动对泵血功能影

26、响不大。充盈压高于充盈压高于20mmHg (27cmH20mmHg (27cmH2 2O)O)，曲线平坦或轻，曲线平坦或轻度下倾度下倾, ,不出现明显降支不出现明显降支, ,说明前负荷即使超过说明前负荷即使超过20mmHg,20mmHg,搏功不变或仅轻度减少搏功不变或仅轻度减少2)初长度对心肌、骨骼肌肌收缩力影响的比较初长度对心肌、骨骼肌肌收缩力影响的比较心肌心肌骨骼肌骨骼肌相同点：相同点： 初长度变化可改变粗、细肌丝的有效重叠程度和活初长度变化可改变粗、细肌丝的有效重叠程度和活 化横桥数目；化横桥数目； 最适前负荷最适前负荷时时, ,粗细肌丝处于最佳重叠状态粗细肌丝处于最佳重叠状态, ,产生

27、张产生张 力最大；力最大； 达最适前负荷达最适前负荷前前，随负荷和初长增加，收缩强度，随负荷和初长增加，收缩强度 ( (张力张力) )也逐渐增加；也逐渐增加；不同点：不同点： 心肌心肌伸展性小伸展性小: :因胞外间质富含胶原纤维，多层肌因胞外间质富含胶原纤维，多层肌 纤维排列有交叉。纤维排列有交叉。 主动张力曲线和心室功能曲线主动张力曲线和心室功能曲线不出现降支不出现降支: :因即使因即使 前负荷很大情况下前负荷很大情况下, ,肌小节最长肌小节最长不超过不超过2.252.25 2.30m 2.30m, , 使心脏不会在前负荷明显增加时出现搏使心脏不会在前负荷明显增加时出现搏 出量和搏功下降。出量和搏功下降。3)3)影响前负荷的因素：影响前负荷的因素：心室充盈量心室充盈量 = = 静脉回心血量余血量静脉回心血量余血量 ( (前负荷前负荷) ) ( (心室最大射血后心室最大射血后, ,剩余的血量剩余的血量) )静脉回心血量静脉回心血量: :心室的充盈持续时间心室的充盈持续时间 静脉回流速度静脉回流速度 吸气和呼气时胸内负压的变化吸