心肌的生物电现象及节律性兴奋的产生和传导心肌课件

1、第四章 血液循环(blood circulation) 本章知识框架心脏泵血功能过程、评价指标、储备、影响因素心生物电活动及生理特性动脉血压形成条件、影响因素血管生理心血管活动的调节：神经、体液调节心室肌生物电活动兴奋性、自律性、传导性、收缩性 心脏 心血管系统 动、静脉 毛细血管循环系统 淋巴管道 淋巴系统 淋巴器官*功 能：物质运输、物质交换、维持稳态、 机体防御及免疫、内分泌等。第一节 心脏的泵血功能1、我们的心脏是怎样工作的？2.怎么评价我们心脏的工作能力？3.有哪些因素可以影响我们心脏的工作？请思考： 一、心脏泵血的过程和机制(一)、心动周期 心动周期（cardiac cycle）

2、心脏一次收缩和舒张构成的一个机械活动周期 , 分为收缩期和舒张期。 心缩(舒)期习惯以心室的活动作为心脏活动的指标。(systole) (diastole) 心率（heart rate，HR） ： 每min内心脏搏动的次数 心动周期= 正常成人HR：60-100次/分。 心率75次/min，每一个心动周期则持续0.8秒。HR60（秒）在这0.8s的心动周期内，心房、心室是怎样活动的？0.80.50.40.30.20.10.70.6Contraction of ventricleContraction of atriumWhole heart diastolerelaxation of vent

3、ricle室缩 0.3s室舒 0.5s房缩 0.1s 房舒 0.7s 特点 :1. 房室不同步收缩2. 有一个全心舒张期 3.舒张期长于收缩期 心率加快时，心动周期缩短，收缩期与舒张期哪个缩短最为显著？（二）心脏泵血过程（以左心为例）1. 心室收缩期 持续0.3s（1）等容收缩期： 心室收缩的早期持续0.05s心室开始收缩心房内压心室收缩的早期主动脉压 心室成为一个封闭腔 半月瓣仍处于关闭状态 房室瓣关闭心室内压室内压心室容积不变血液不流室内压急剧（2）射血期: 约0.25s心室肌强烈收缩室内压急剧主动脉压 半月瓣被打开 心室内的血液射入主动脉 心室容积缩小 快速射血期 (0.1s) 射血早期

4、射血速度快,量大 (占射血量70%) , 容积 ,室内压达锋值减慢射血期 (0.15s) 射血中晚期射血速度慢,量小(占射血量30%), 容积继续, 室内压略动脉压2. 心室舒张期 (1)等容舒张期：心室舒张的早期 ，约0.060.08s 心室开始舒张心房内压心室 舒张早期主动脉压 心室成为一个封闭腔 房室瓣仍处于关闭状态 半月瓣关闭心室内压室内压心室容积不变血液不流室内压急剧（3）心室充盈期 心室进一步舒张 房内压 房室瓣开放心室充盈室内压继续心室容积增大快速充盈期 (0.11s)充盈早期心室舒张 的“抽吸” 力大充盈速度快,量大 (占充盈量2/3)容积室内压可呈负压 减慢充盈期 约0.22

5、s充盈 的中晚期快速充盈期后心室容积心室内压房室压力差速度慢、量少，最后0.1s,下一个心动周期的心房收缩充盈量再增加1030% 心房收缩期 等容收缩期 快速射血期 减慢射血期 等容舒张期 快速充盈期 减慢充盈期 主A内压左心室内压左心房内压心音心室容积心动周期中压力、瓣膜、容积、血流变化 泵 血 过 程时相 压力变化 瓣膜开闭 心室容积 血流方向半月瓣 房室瓣 动脉压 室内压 房内压 房 缩 期Pa Pv PAPa Pv PA*Pa Pv Pv Pv PAPa Pv PAPa PA开 关等容收缩期关 关关 开关 开关 关开 关开 关不变存于心室快速射血期减慢射血期等容舒张期不变快速充盈期减慢

6、充盈期心室收缩期 心室舒张期进一步心房 心室继续迅速迅速继续心室 动脉心房 心室心房 心室心室 动脉 心泵血功能特点小结 1. 心室射血动力：心室动脉压力差 心室肌收缩2.心室的充盈动力：心室肌舒张使室内压下降(占充盈2/3)心房肌收缩使房内压升高(占充盈1/3)房室压力差3.室内压变化速率最快的时期是:等容收缩期和等容舒张期4. 室内压最高：快速射血期 室内压最低：快速充盈期 5.血液的单向流动有赖于瓣膜的完整 心泵血功能特点小结 6. 一个心动周期中，右心室内压变化的幅度比左心室的小得多，因为肺动脉压力仅为主动脉的1/6 心泵血功能特点小结 7. 左、右心室的搏出血量相等。 (三) 心房在

7、心脏泵血活动中的作用 心房舒张：接纳、储存从静脉回流的血液 此时心房只作为一个通道 心房收缩：可使心室充盈增加10%30%， 有利于心室的射血 心动周期中房内压的变化 （四）心音的产生 第一心音 第二心音 第三心音 第四心音 特 音调低沉 音调高清 音调低浊 音调低沉 点 持续较长 持续较短 持续短 持续较长 心室肌收缩和房 动脉瓣关闭;射血 心室充盈减慢，心房强烈收缩， 成 室瓣关闭的振 突停导致大A和心室 流速突变导致 挤血击撞室壁 因 动;射血大A扩张 壁振动 室壁及瓣膜振 及产生旋涡 动 标 心室收缩开始 心室舒张开始 快速充盈期末 房缩强烈 志 （心尖区） （动脉瓣区） （心尖） 意

8、 心室收缩力与 动脉瓣功能状态 部分健康青年 部分老年和心 义 房室瓣功能状态 舒末期压力高心脏听诊第一节 心脏的泵血功能1、我们的心脏是怎样工作的？2.怎么评价我们心脏的工作能力？3.有哪些因素可以影响我们心脏的工作？请思考：第四章 血液循环(blood circulation)基本概念：cardiac cycle（心动周期）心泵血过程及机制心音的分类及特点复 习二、心脏泵血功能的评价 心输出量每搏输出量射血分数每分输出量心指数（一）心脏的输出量 1.每搏输出量和射血分数 每搏输出量（Stroke volume，SV） 一侧心室一次收缩射出的血量(约70ml） SV生理意义:心功能基础参数S

9、V = 收缩前心室容积 收缩后心室容积 = 舒张末期容积 收缩末期容积射血分数(ejection fraction) : 每搏输出量占心舒末期容积的百分比正常值:55% 65%生理意义:评价心脏射血能力,及早期心功能异常ejection fraction心舒末期容积心缩末期容积心舒末期容积100%2、每分输出量和心指数每分输出量(minute volume)： 每分钟由一侧心室射出的血量 简称心输出量(cardiac output,CO ) (CO=SVHR4.56.0L/min) 生理意义:评价不同状态下的心功能怎么评价此二人的心功能？ 心 指 数(cardiac index，CI)： 以单

10、位体表面积计算的心输出量.生理意义:评价不同个体间的心功能心指数 =心输出量体表面积= 3.03.5 L /（minm2）(二) 心脏做功量（自学） 心脏做功所释放的能量转化为 压强能和血流的动能二部分 搏功(stroke work)：心室一次收缩所作的功。 用搏出的血液所增加的动能和压强能来表示 每分功(minute work) = 搏 功 心 率 每搏功=搏出量射血压力+动能 心脏射出的血液所具有的动能在整个搏功中所占比例很小（占1%），可以略而不计。每搏功压强能搏出量射血压力射血压力 射血期室内压(a)舒张期室内压(b) a平均动脉压 b平均左房压搏功（g-m）=搏出量（cm3）(平均动

11、脉压平均左房压)生理意义:用心脏作功量要比单纯的心输出量评定心脏泵血功能的指标更为全面。 三、影响心输出量的因素preloadafterloadcontractilitycardiac outputStroke volumeheart rate（一）影响搏出量的因素 心输出量搏出量心率当心率不变时： 心输出量的多少与搏出量成正相关 搏出量一侧心室一次收缩所射出的血量 搏出量的多少取决于心室收缩时心室肌的 a.收缩张力； b.收缩速度； c.收缩距离。 而这a、b、c三参数的大小又取决于 :A.前负荷 B.后负荷 C.心肌收缩能力 1、前负荷对搏出量的影响 作为前负荷满足两个条件： 肌肉收缩前所

12、承受的负荷； 由于肌肉是具有一定弹性的组织，因此在一定范围内，前负荷与初长度呈正比。 那么，什么是心室肌的前负荷呢？ what is preload? 心室肌的前负荷：心室舒张末期的容积 或心室舒张末期的内压心室舒张末期的容积或内压是心室收缩之前已承受的负荷； 在一定范围内，心室舒张末期的容积或内压与心室肌的初长度呈正比。 理由：前负荷对搏出量的影响 ： 心室舒张末期的容积（心室的前负荷）在一定范围内增大，心收缩力增强，搏出量增加。 Frank,1895；Starling,1914Frank-Starling law：增加前负荷Ernest Henry StarlingOtto Frank （

13、1）心室功能曲线：（ventricular function curve） 心室舒张末期的内压与左室搏功的关系曲线 Stroke volumeFig. Frank-Starling curve为什么心室功能曲线无明显的降支？Stroke volume骨骼肌的长度张力曲线心室功能曲线意义: 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。 心肌的伸展性较小 心肌小节内有连接蛋白 心肌细胞外间质内含大量的胶原纤维 心室由多层多种排列方向肌纤维组成心肌肌小节长度一般不会超过2.252.30m 心室功能曲线无明显的降支的原因（2）异长调节(heterometric regulation)

14、改变心肌初长度（心室舒张末期容积）而引起心肌收缩力改变的现象.主要作用: 在于对搏出量的微小变化进行精细的调节,使心室射血与静脉回心血量之间能保持平衡(量出而入)Stroke volume 心肌异长调节机制的研究进展1、肌小节内粗、细肌丝的重叠程度2、肌钙蛋白对Ca2+的亲和力呈长度依赖性Ca2+亲和力低肌小节变短亲和力增加肌小节变长2、肌钙蛋白对Ca2+的亲和力呈长度依赖性 Backx PH, et al,Am J Physiol.（3）影响前负荷的因素心室充盈时间：心率增快，心室舒张期和充盈时间均缩短，心室充盈减少，前负荷减少，搏出量减少 静脉回流速度：静脉回流增快，心室充盈量增多， 前负

15、荷增大，搏出量增大 心包内压：心包积液时，心包内压增高，可妨碍心 脏充盈，前负荷减少，搏出量减少 心室顺应性：心室顺应性降低时，心室充盈量 减少，前负荷减少，搏出量减少 心室顺应性下降Question?临床：一些心脏疾病可使心前负荷过度增加导致心力衰竭？慢性主动脉瓣关闭不全肥厚型心肌病2、后负荷 后负荷必须具备两个条件 肌肉在收缩时承受的负荷 它不增加肌肉的初长度， 是肌肉收缩时遇到的阻力左心室: 后负荷是主动脉压 what is afterload? 因为： 左心室肌只在射血期间（心室肌纤维短缩期间）才承受主动脉压； 在心室舒张末期（左心室肌收缩之前），主动脉瓣是关闭的，主动脉压的高低并不影

16、响心室肌纤维的长度。 右心室的后负荷是肺动脉压 后负荷对搏出量的影响 ：动脉血压升高后负荷增大等容收缩期延长射血期缩短射血速度减慢搏出量减少问题: 在整体条件下，正常人主动脉血压于80170mmHg范围内变化时，心输出量为什么并无明显改变？动脉血压（正常范围）后负荷等容收缩期延长射血期缩短射血速度搏出量心室内剩余血量(静脉回心血量不变)心肌初长度心肌收缩能力Starling机制搏出量恢复正常 后负荷对搏出量的影响 临床：动脉血压长期升高（高血压病人）可导致什么后果？ Cardiac remodeling3、心肌收缩能力 (myocardial contractility) 是指心肌不依赖于前、

17、后负荷而能改变其力学活动的一种内在特性。 又称心肌的变力状态(inotropic state)滴加肾上腺素Why?等长调节（homometric regulation） : 通过改变心肌收缩能力的心脏泵血功能调节.心肌收缩能力心肌收缩能力搏出量搏出量心输出量心输出量15 影响心肌收缩能力的因素 活化横桥数 胞浆中的Ca2+浓度 Ca2+与肌钙蛋白的亲合力 横桥ATP酶活性 *体育锻炼和甲状腺激素 提高横桥ATP酶活性， 可增强心肌收缩能力. * 老年人和甲状腺功能减退 横桥ATP酶活性降低， 收缩能力减弱。儿茶酚胺受体(经G蛋白)cAMPCa2+通道开放几率+开放时间 Ca2+内流 + 钙触发

18、钙机制胞内Ca2+ 心收缩能力。当心肌缺血、损伤心肌收缩能力降低 茶碱（钙增敏剂） Ca2+与肌钙蛋白的亲合力活化横桥数心收缩能力(二) 心率（heart rate） 心输出量心率每搏输出量 1、在一定范围: 心率 心输出量2、160180次/分: 舒张期 充盈时间 搏出量 心输出量 3、40次/分: 舒张期明显 心室充盈接近最大限度 不能增加充盈量和搏出量 心输出量 影响心率的因素（1） 神经调节： 心交感神经兴奋心率增快 心迷走神经兴奋心率减慢 （2） 体液调节： E、NE、T3T4均可增快心率 ACh可减慢心率（3） 体温： 升高1，心率将增加1218次/min四、心泵功能的储备 某人在不同状态下的心泵功能 指 标 安静状态 剧烈运动 心 率 60-100次/分 120-200次/分 搏出量 60-80ml 170-180ml 心输出量 4.5-6L/min 25-30L/min CO HR EDV ESV SV Rest 5L 7