动物生理学课件-血液循环

1、第四章 血液循环 （Blood Circulation） 机体的循环系统是由心脏、血管构成的封闭的管道系统，血液在循环系统中按照一定的方向循环往复的流动，称为血液循环（Blood Circulation） 定义:血液循环血液循环的发现：古希腊医生认为心脏与血管有联系；但认为血管里充满了空气；2世纪罗马医生加仑，解剖了活动物，发现了血液，但仍然认为血气相通。17世纪初，哈维发现了血液循环，手臂捆扎实验。解剖学结 构：Nuclei (N) are centrally located. Cells connected at intercalated discs (I).闰盘：电阻低，传导快线粒体：持

2、续氧化供能Numerous mitochondria. 结构基础（Histological basis）解剖学结构： 高等哺乳动物的心脏分化为两个心房和两个心室两个泵肺循环（小循环）体循环（大循环）淋巴回流概述心脏壁心内膜心 肌心外膜普通心肌细胞特殊心肌细胞工作细胞自律细胞概述心脏电传导系统概述血液循环的功能：完成体内物质运输（代谢原料、产物）维持机体的内环境稳态（组织液）参与机体的体液调节概述 1980年美国人Furchgott首先发现血管内皮细胞可产生NO，此后他与 Ignarro和Murad关于心血管系统中 NO信息分子作用的研究获1998年诺贝尔奖。研究进展一、心脏生理三、心血管活动的

3、调节二、血管生理血液循环心动周期和心脏射血：心动周期（ Cardiac cycle ）心率（Heart rate）心脏泵血压力容积变化心输出量（Cardiac output）心音（Heart sound）心脏生理心动周期心脏每收缩、舒张一次所构成的活动周期。心房收缩0.1s心房舒张0.7s心室收缩0.3s心室舒张0.5s动画心脏生理心率（heart rate）为心搏频率的简称，以每分钟心搏次数（次min）为单位。 心率可因动物的种类、年龄、性别和生理状况的不同而有差异。总的来说，代谢越旺盛，心率越快；代谢越低，心率越慢。经过充分训练的动物心率较慢。心脏生理1、心房收缩等容收缩期 快速射血期 减

4、慢射血期等容舒张期 快速充盈期 减慢充盈期2、心室收缩3、心室舒张心脏生理心输出量（Cardiac output）：每搏输出量（stroke volume）：一侧心室在每次收缩时射入动脉的血量叫每搏输出量。每分输出量（minute volume）：一侧心室每分钟射入动脉的血液总量称为每分输出量，平时所指的心输出量，都是指每分输出量。 心输出量 = 每搏输出量心率。心脏生理射血分数（ejection fraction）：每搏输出量与心室舒张末期容积百分比称为射血分数。心指数（Cardiac index）：每平方米体表面积、每分钟的心输出量。心力储备（Cardiac reserve） ：心输出量随

5、机体代谢需要而增大的现象。泵血功能评定指标：影响心输出量的因素：前负荷（心肌受牵拉的程度） 心的定律后负荷外周动脉的血压心 率心脏生理心肌收缩能力提高射血分数心肌细胞的生物电现象心肌细胞的生理特性心动周期和心脏射血心电图心脏生理二、心脏生理: 心肌细胞的静息电位及形成原理，基本上与神经细胞和骨骼肌细胞相似，也是由细胞内钾离子向细胞膜外流动所产生的钾离子的跨膜平衡电位。心肌细胞的静息电位为-90mV。静息电位动作电位心肌细胞的生物电现象：心脏生理心肌细胞的动作电位与神经细胞和骨骼肌细胞不同：复极化过程复杂持续时间长（300-400ms）动作电位的升支和降支不对称特点普通心肌细胞的动作电位可分为：

6、0、1、2、3、4五个时相心室肌细胞动作电位心脏生理心肌动作电位产生的机制：0期去极化的形成： 历时：12ms 原因：Na+内流使心肌细胞膜在短时间内去极化和反极化。复极化1期：快速复极化初期 形成锋电位，历时10ms 原因：Na+通道失活后，K+快速外流，使膜电位下降。心脏生理心肌动作电位产生的机制：复极化2期：平台期 历时：100150ms 原因：Ca2+缓慢内流与K+外流达到平衡，使膜电位长时间维持在0 mV左右。复极化3期：快速复极化末期 历时：100ms150ms 原因：Ca2+通道失活，Ca2+内流停止，K+快速外流形成。心脏生理心肌动作电位产生的机制：复极化4期：恢复期 原因：3

7、期后，K+外流停止，膜上K+Na+ATP泵活动，将Na+、Ca2+泵出，泵入K+，使细胞膜内外离子分布及膜电位恢复到静息电位水平。心脏生理窦房节P细胞电位特点：动作电位只有0、3、4三个时期；0期是由于Ca2+通道被激活， Ca2+内流而启动；4期少量Ca2+内流引起自动去极化，爆发下一次动作电位，周而复始。Ca2+Ca2+心脏生理心脏生理自动节律性（Autorhythmicity）兴奋性（Excitability）传导性（Conductivity） 收缩性（Contractility）心肌的生理特性：心脏生理心肌细胞同神经纤维和骨骼肌细胞一样具有兴奋性。有效不应期：-900+30-60mV有

8、效不应期特别长。250300ms骨骼肌仅13ms特点：相对不应期超常期心肌的兴奋性：心脏生理自律组织或自律细胞具有自律性的组织或细胞。 组织细胞能在没有外来刺激的条件下，自动地产生节律性兴奋的特性，叫做自动节律性，简称自律性。高等动物心脏内的自律性组织的节律性高低不一。（蛙类为静脉窦）窦房结P细胞房室交界房室束浦肯野氏纤维等心肌的自律性：心脏生理心脏电传导系统概述浦肯野氏纤维正常心搏节律即由自律性最高处窦房结发出冲动引起，故称窦性节律。并称窦房结为心搏起源或心搏起步点（pacemaker）。由窦房结以外的自律细胞取代窦房结而主宰心搏节律。窦性节律（窦性心律sinus rhythm）异位节律（异

9、位心律ectopic rhythm）抢先占领（capture）和超速驱动抑制（overdrive suppression）心脏生理 心肌细胞兴奋时所产生的动作电位能够沿着细胞膜传播的特性传导性。心肌细胞形成功能上的合胞体，保证左、右心房或心室能够同步兴奋和收缩。传导形式：局部电流+闰盘（缝隙连接）心肌的传导性：心脏生理心肌的传导性：心脏生理使心室在心房收缩完毕之后才开始收缩，而不致于产生房室收缩重叠的现象。心脏内兴奋传播途径的特点和传导速度的不一致性，对于保证心脏各部分有次序地、协调地进行收缩活动，具有十分重要的意义。房室延搁：生理意义：房室交界是兴奋由心房进入心室的唯一通道，交界区动作电位传

10、导速度比较缓慢，使兴奋在这里延搁一段时间才向心室传播。心脏生理 在受刺激时，先在膜上产生电兴奋，然后通过兴奋收缩耦联使心肌纤维缩短。心肌细胞的收缩性有以下特点：（2）期前收缩与代偿性间歇（1）不发生强直收缩心肌的收缩性：心脏生理期前收缩（premature systole）或额外收缩：代偿性间歇(compensatory pause)在一次期前收缩之后，常有一段较长的心脏舒张期，称为代偿性间歇。在心肌的有效不应期之后，和下次节律兴奋传来之前，给予心肌一次额外的刺激，则可引发心肌一次提前的收缩。心脏生理心脏生理心脏生理心脏在泵血过程中由于瓣膜、动脉管壁、心肌等发生振动而产生的声音。听诊器（胸壁区

11、域）“通塔”这两个心音 房室瓣关闭。发生在心缩期，持续时间长、音调低，主要反映心室的收缩能力及房室瓣的功能状况。第一心音： 主动脉瓣和肺动脉瓣关闭。发生在心舒期，持续时间短、音调高，主要反映动脉血压的高低及半月瓣的功能状况。第二心音：心音（heart sound）心电图（electrocardiogram）标准双极肢体导联单极胸导联心电图（electrocardiogram） 是心电活动由体表描记所得的电位变化曲线，反映心脏兴奋起源以及兴奋扩布于心房、心室的过程与心脏的机械活动无直接的关系。 包括：P波、QRS波群和T波，有时在T波后还出现一个较小的 U波。 代表了左右心房的兴奋过程的电位变化

12、，即反映的是左右心房去极化过程。 正常P波历时0.08-0.11秒。P波 它所反映的是左右心室兴奋传播过程的电位变化。QRS波群 QRS复合波所占的时间代表心室肌兴奋传播所需的时间。Q波室间隔去极，R波左右心室壁去极，S波心室全部去极完毕。 是继QRS波群之后的一个波幅较低而持续时间较长的波，它反映心室兴奋后的复极化过程。复极化过程较去极化过程缓慢，故占用时间长。 T波 是指P波起点到QRS波群起点的时间间隔，代表心房开始兴奋到心室开始兴奋的间隔时间，即兴奋通过心房、房室交界和房室束的时间。P-R间期: 若P-R间期显著延长，表明房室结或房室束传导阻滞，这在临床上有重要的参考价值。P-R间期Q

13、-T间期: 是指QRS波群起点到T波终点的时间，代表心室开始去极兴奋到全部心室完成复极化所需的时间。其长短与心率有密切关系，心率越快，此间期越短。S-T段 是指QRS波群终点到T波起点的时间，代表心室各部分均处于去极化状态，无电位差，因此，它应位于等电位线上。Q-T间期和S-T段心动过速期外收缩 室颤心传导阻滞心肌梗死三、血管生理1、血管的结构2、血压（Blood pressure）3、动脉血压与动脉脉搏4、静脉血压与静脉脉搏5、微循环（Microcirculation）6、组织液的生成血管生理血液循环1、血管的结构：a. 弹性贮器血管：指主动脉与肺动脉主干及其发出的最大分支。特点：管口粗，管

14、壁厚，富含弹性纤维，有明显的扩张性与弹性。特点：膜的平滑肌较多，管壁弹性强，其收缩和舒张可以调节分配到全身各部和各器官的血流量。b. 分配血管中动脉血液循环1、血管的结构：特点：管径细，对血流的阻力大，管壁含有丰富的平滑肌且平滑肌保持一定的紧张性，是外周阻力的主要来源。对动脉血压的维持起重要作用。c. 阻力血管小动脉与微动脉特点：管壁由单层内皮细胞构成，外仅有一层基膜，通透性很高，是血液与组织间进行物质交换的主要场所。d. 交换血管真毛细血管血液循环1、血管的结构：特点： 静脉血管数量多，口径粗，管壁薄，易扩张，容量大，起血液的贮存作用。e. 容量血管静脉系统特点： 主要分布在手指、足趾、耳廓

15、等处的皮肤中，主要参与机体的体温调节。f. 短路血管小动脉与小静脉的吻合支2、血液在血管内的流动：血流量：单位时间内流过血管某一横断面的血量 (mL/min 或 L/min）血流速度：血液在血管内流动的线速度（与总横断 面积成反比）Q =r4 P/8L泊肃叶定律：血液阻力：血液在血管内流动时的各种阻力之和总外周阻力小血管（主要是小动脉和微动脉）内的血流阻力外周阻力产生原因：血液内部和血液与血管壁的摩檫力 R =8L/r4血液循环3、血 压：是指血管内血流对于单位面积血管壁的侧压力。 通常所说的血压是指一些常规检查部位的动脉血压。血压的高低以它高于或低于大气压的数值表示（KPa）。血压成因:血液

16、充盈血管基础心脏射血动力外周阻力重要因素动脉弹性缓冲维持血液循环3、动脉血压与动脉脉搏： 一般所谓的血压系指体循环的动脉血压，它的高低决定了其它部位血管的血压。 英国生理学家Stephen Hales（16771761）是世界上第一个通过动脉插管直接测量动脉血压的人。血液循环动脉血压在一个心动周期中随心室的舒缩活动而 发生明显的波动。收缩压（systolic pressure）反映心缩力舒张压（diastolic pressure）反映外周阻力脉搏压（pulse pressure）反映动脉弹性平均动脉压=舒张压+1/3脉压血液循环影响动脉血压的因素：外周阻力舒张压主动脉和大动脉弹性脉压（缓冲）

17、每搏输出量 收缩压心 率 舒张压血液循环 随着心脏周期性地收缩与舒张，主动脉壁相应地发生扩张与回缩的弹性搏动，且这种搏动可以弹性压力波的形式沿着动脉管壁传播，直至动脉末稍。动脉管壁的这种搏动，称为动脉脉搏。通常所谓的脉搏，即指动脉脉搏。 动脉脉搏不但能够直接反映心率和心动周期的节律，而且能够在一定程度上通过脉搏的速度、幅度、硬度、频率等特性反映整个循环系统的功能状态检查动脉脉搏有很重要的临床意义。血液循环4、静脉血压与静脉血流：各器官静脉的血压称为外周静脉压。外周静脉压（peripheral venous pressure）右心房或胸腔内大静脉的血压称为中心静脉压。中心静脉压（central

18、venous pressure）高低取决于心脏的射血能力和静脉血回流的速度。临床补液控速、量指标。血液循环 静脉系统的重要作用是输送血液流回右心房。影响静脉回心血量（venous return）的因素有：骨骼肌的挤压作用肌肉泵呼吸作用呼吸泵抽吸作用体位改变卧位直立静脉回流：5、微循环（Microcirculation）：血液循环（1）微循环的组成与机能（2）组织液的生成及影响因素（3）淋巴液的生成与回流血液循环 是进行血液和组织液之间的物质交换的场所。正常情况下，微循环的血量与组织器官的代谢水平相适宜，保证各组织器官的血液灌流量并调节回心血量。如果微循环发生障碍，将会直接影响器官的生理功能。微

19、动脉与微静脉之间的血液循环称为微循环。七个部分三条途径血液循环微动脉后微动脉毛细血管前括约肌真毛细血管通血毛细血管动-静脉吻合支微静脉血液循环直捷通路迂回通路动-静脉短路 只有少量物质交换，使一部分血流通过微循环快速返回心脏，保持血流量的相对稳定。骨骼肌中较多。特 点： 微动脉后微动脉通血毛细血管微静脉血液循环直捷通路迂回通路动-静脉短路 真毛细血管交织成网，血流缓慢，加之管壁较薄，通透性好。这条通路是血液进行物质交换的主要场所，故又称为营养通路。特 点： 微动脉后微动脉真毛细血管网微静脉血液循环直捷通路迂回通路动-静脉短路 血管壁较厚。多分布在皮肤、手掌、足底和耳廓，其口径变化与体温有关。此

20、途径完全无物质交换功能，因此又称非营养通路。特 点： 微动脉动静脉吻合支微静脉血液循环 组织液存在于组织间隙之中，是血液与组织细胞之间交换的媒介，其中1%是可以自由流动的，其余为冻胶状，不能自由流动，因此不会因重力作用而流至身体的低部位。 组织液中的各种离子成分与血浆相同，组织液中也存在有各种血浆蛋白，但其浓度明显低于血浆。6、组织液和淋巴液：血液循环 组织液的生成与回流能够保持动态平衡状态，它是维持血浆与组织液含量相对稳定的重要因素（异常情况：脱水或水肿）1、电解质(无机盐) 如钠、钾、氯、钙等离子紊乱。2、体内代谢产生的废物排不出去，引起“酸中毒”。 脱水的危害： 腹泻常导致机体脱水的发生

21、血液循环水肿易导致器官功能障碍：（1）胃肠粘膜水肿可影响消化吸收;（2）肺水肿可引起呼吸功能障碍;（3）心包积水可影响心脏泵血功能;（4）喉头水肿可致气道阻塞甚至窒息;（5）脑水肿可致颅内压升高，甚至形成脑疝，危及生命。若生命重要器官部位急速发生的水肿危害较大，而缓慢发生的非要害部位水肿如肢体水肿对机体可无太大影响。血液循环 组织液是血液流经毛细血管时，血浆通过毛细血管管壁滤出而形成的。 因此，血浆在动脉端由血管壁滤出而形成组织液，在静脉端，又被重新吸收回到血液，在一出一进之中完成了血液与组织液之间的物质交换。 组织液的生成与回流：血液循环有效滤过压=（毛细血管血压+组织胶体渗透压）（血浆胶体

22、渗透压+组织静水压）正值：血浆滤出组织液负值：组织液被重吸收进入血液，完成物质交换（回收率 90%）。血液循环4、 淋巴回流 组织液的生成与回流能够保持动态平衡状态，它是维持血浆与组织液含量相对稳定的重要因素（异常情况：脱水或水肿）1、 毛细血管血压2、 血浆胶体渗透压(蛋白含量)3、 毛细血管管壁的通透性血液循环一部分组织液（10%）进入淋巴管即形成淋巴液。淋巴液毛细淋巴管集合淋巴管和淋巴结右淋巴导管胸导管前腔静脉右颈静脉左颈静脉血液循环血液循环1、调节血液与组织液之间的体液平衡2、回收组织液中的蛋白质3、运输脂肪及其他营养物质4、淋巴结的防御功能淋巴回流的生理意义：四、心血管活动的调节血液

23、循环神经调节体液调节自身调节 机体在不同的生理情况下，各器官、组织的新成代谢水平不同，对血流量的需要也就不同。机体可通过神经系统和体液因素调节心脏和部分血管的活动，从而满足各器官、组织在不同情况下对血流量的需要，协调各器官之间的血量分配。血液循环躯体运动神经与植物性神经支配躯体运动的神经躯体运动神经支配内脏的神经植物性神经或称自主神经 受大脑意识的支配；其细胞体存在于脑和脊髓中，神经冲动由大脑到效应器只需一个神经元。 在一定程度上不受意识的控制；胞体部分存在于脑和脊髓，部分存在于外周神经系统的植物神经节中，神经冲动由脑到效应器需要更换神经元。其中神经节前的称为节前神经元，节后的称为节后神经元。

24、血液循环心脏的神经支配:双重支配交感神经系统的心交感神经（Cardiac sympathetic nerve）副交感神经系统的心迷走神经负性变时作用 （Cardiac vagus nerve） 相拮抗，强度不等。节前纤维节后纤维（NE- 1受体）节后纤维（Ach-M受体）正性变时心率加快正性变传导传导加快正性变力收缩加强血液循环血管的神经支配:缩血管神经纤维（vasoconstrictor fiber）舒血管神经纤维（cardiac vagus nerve）（Ach-N）（NE- ）（NE- 2）收缩舒张交感舒血管神经（Ach-M）副交感舒血管神经（Ach-M）脊髓背根舒血管神经皮肤血管血管活

25、性肠肽神经元汗腺血液循环心血管中枢:调节心血管活动的神经元集中的部位。（cardiovascular center）延髓心血管中枢心交感神经中枢、心迷走神经中枢与支配血管平滑肌的交感缩血管中枢均位于延髓中。高位心血管中枢小脑电刺激小脑顶核下丘脑内脏功能整合大脑边缘系统情绪激动血液循环心血管活动的反射性调节:1、颈动脉窦和主动脉弓压力感受器反射2、颈动脉体和主动脉体化学感受器反射3、心肺感受器引起的心血管反射4、躯体感受器和内脏感受器引起的心血管反射血液循环 颈动脉窦和主动脉弓血管壁的外膜下，有丰富的感觉神经末梢，主要感受由于血压变化对血管壁产生的牵张刺激，常称为压力感受器。 在颈动脉体和主动脉

26、体，或在延髓的特定区域，存在着对血液中CO2分压、pH和O2分压变化敏感的化学感受器。血液循环由颈动脉窦和主动脉弓压力感受器发放冲动，引起血压降低的反射活动称为减压反射。减压反射（depressor reflex）对维持机体动脉血压的相对稳定具有重要意义。血液循环颈动脉窦主动脉弓延髓心血管中枢窦神经主动脉神经血压心交感神经心迷走神经血压心抑制中枢(+)心加速中枢(-)血液循环升压反射 当血压下降时，减压反射的传入冲动减少，心抑制中枢的活动减弱，心兴奋中枢的活动增强，由交感神经纤维作用于血管和心脏，引起血压上升的反射叫升压反射。血液循环体液调节：全身性体液调节局部性体液调节 心血管活动的体液调节

27、是指血液和组织液中的某些化学物质，对心血管活动所产生的调节作用。这些体液因素中，有些是通过血液运输而广泛作用于心血管系统；有些则在组织中形成，主要作用于局部的血管，对局部组织的血流起调节作用。血液循环全身性体液调节:1、肾上腺素和去甲肾上腺素2、肾素血管紧张素醛固酮系统3、升压素（vasopressin）血液循环肾上腺素和去甲肾上腺素： 肾上腺髓质中的嗜铬细胞肾上腺素（Epinephine，E）和去甲肾上腺素（Norepinephrine，NE）。 E和NE对心血管的作用决定于靶细胞膜上受体的类型及其受体的亲和力。肾上腺素能受体主要有两种：和两类，肾上腺素与这两类受体结合的能力均较强，而去甲肾

28、上腺素主要激活受体。 肾上腺髓质受交感神经直接支配，当交感神经兴奋时，肾上腺髓质分泌增加。在结构上这两类激素都含有儿茶酚胺结构，因而又称为儿茶酚胺类物质。血液循环肾上腺素（强心药）心肌细胞1受体心跳加快传导加速心肌收缩加强皮肤、肾等受体缩血管作用（器官血流量减少）骨骼肌血管等2受体舒血管作用（器官血流量增加）血液循环去甲肾上腺素（升压药）受体外周阻力升高，血压上升使皮肤、肾脏器官血管收缩1受体心跳加快传导加速心肌收缩加强瘦肉精是一类动物用药，有数种药物被称为瘦肉精，例如莱克多巴胺（Ractopamine）及克伦特罗（Clenbuterol）等。将瘦肉精添加于饲料中，可以增加动物的瘦肉量、减少饲

29、料使用、使肉品提早上市、降低成本。但因为考虑对人体会产生副作用，各国开放使用的标准不一。毒理简介克伦特罗能激动2-受体，对心脏有兴奋作用，对支气管平滑肌有较强而持久的扩张作用 。口服后较易经胃肠道吸收。临床表现1.急性中毒有心悸，面颈、四肢肌肉颤动，有手抖甚至不能站立，头晕，乏力，原有心律失常的患者更容易发生反应，心动过速，室性早搏。 2.原有交感神经功能亢进的患者，如有高血压、冠心病、甲状腺功能亢进者上述症状更易发生。 3.与糖皮质激素合用可引起低血钾，从而导致心律失常。 血液循环 肾素血管紧张素醛固酮系统:（ reninangiotensinaldosterone system ） 肾素（

30、renin）是肾小球近球细胞合成分泌的一种蛋白水解酶。血管紧张素是一组多肽类物质，由肝脏产生的称为血管紧张素原血管紧张素I（十肽）血管紧张素III（七肽）氨基肽酶血管紧张素II（八肽）转换酶血液循环血管紧张素的主要作用升高血压。 由肾上腺皮质分泌的一种盐皮质激素，能够促进远曲小管和集合管对Na+的主要重吸收，k+排出增加，称为保Na+排K+作用，同时，促进肾小管对水的重吸收。醛固酮：引起强烈的缩血管反应，使外周阻力增加，血压升高。刺激醛固酮的分泌使血容量增加。缩血管作用肾 素血管紧张素原 血管紧张素转肽酶血管紧张素氨基肽酶血管紧张素血压上升 该系统升压作用显著，并与机体内的一些降压物质相互作用，对机体内动脉血压的稳定起重要作用。血液循环交感神经末梢缩血管作用醛固