老师-人体解剖生理学-心脏生物电活动+心脏泵血功能

1、第四章 血液循环1血液循环：血液循一定方向在心血管系统内循环流动初级泵肺循环肺循环2第二节 心脏的生物电活动3心房和心室不停歇地进行有顺序的协调的收缩和舒张交替的活动，是靠心肌的生物电活动实现的。心肌细胞的动作电位触发心肌的收缩。心脏的节律性收缩舒张是由于心肌细胞的自发性节律兴奋引起的。4 工作细胞：执行收缩功能 如：心房肌、心室肌 兴奋性、传导性、收缩性心肌细胞 自律细胞：主要功能是产生和传播兴奋， 控制心脏活动的节律，这一类细胞合称 心脏的特殊传导系统 如：窦房结、房室交界区、房室束、左右 束支、浦肯野纤维 兴奋性、传导性、自律性5一、心肌细胞的电活动心肌细胞跨膜电位形成的主要原因： 不同

2、离子在心肌细胞膜两侧不均匀分布所形成的浓度梯度（浓度差）和跨膜电位梯度（电位差），驱动各种离子通过离子通道进行跨膜扩散 生电性离子泵（Na+-K+泵）和离子交换体（Na+-Ca2+交换体）也参与其形成6心肌细胞的跨膜电位变化在波形和形成机制上要比神经和骨骼肌细胞复杂的多心脏各部位不同类型的心肌细胞的动作电位不同 幅度和持续时间不相同 形成的离子基础不一致以心室肌细胞、浦肯野细胞、窦房结细胞为例学习心肌细胞的跨膜电位7（一）工作细胞的跨膜电位及其形成机制以心室细胞肌细胞为例81. 静息电位静息电位：-80-90mV 形成原理和骨骼肌、神经细胞的静息电位相似92. 动作电位动作电位的复极化过程复杂

3、，持续时间长，下降支和上升支很不对称通常用0期、1期、2期、3期、4期代表动作电位的各个时期10去极化过程（0期）同神经细胞和骨骼肌细胞类似， 0期很短暂，仅占l-2ms0期去极化的Na+通道是一种快通道，其激活、开放、失活的速度都很快属于快反应细胞，AP属于快反应电位11阈强度刺激细胞膜一定数量的膜Na+通道开放，Na+内流膜电位去极化（负值减小），Na+电导（初始去极化）更多的Na+通道开放，Na+内流增多（阈电位）膜通透性越来越大及去极化越来越快（正反馈或再生性循环）内流的Na+多于外流的K+产生动作电位（再生性去极化）12复极化过程历时200300ms分为1、2、3三个期131期（快速

4、复极初期）膜电位迅速复极，由+30mv到0mv，历时10ms0期和1期构成峰状图形，称为峰离子基础：快纳通道失活一过性外向外流（Ito），主要成分是K+去极化到-30-40mV时激活开放开放约510ms142期（平台期）复极缓慢，电位停滞在0mV水平，形成平台，持续约100150ms涉及多种离子流，主要是Ca2+的内流和K+的外流处于相对平衡状态而形成是心肌细胞整个动作电位持续时间长的主要原因，是心室肌细胞的动作电位区别于骨骼肌和神经纤维的主要特征。 152期中，总的是出现种随时间推移逐渐增强的微弱的净外向电流，使膜电位缓慢复极化。 Ca2+内流停止，K+外流显著增加时，动作电位由2期（缓慢复

5、极期）转入3期（快速复极期）IK的外流启动3期复极163期（快速复极末期）复极过程加速膜电位由0mV水平快速复极到-90mV，占时100150ms主要是K+外流2期和3期之间没有明显的界限。174期（静息期）4期是膜复极化完毕、膜电位恢复后处于稳定的静息电位水平恢复细胞内外各种离子的正常浓度梯度，保持心肌细胞的正常兴奋性。Na+, Ca2+ 逆浓度梯度外流；K+逆浓度梯度内流。钠-钾泵、钙泵、钠-钙交换体18Na+-K+泵的活动: 逆向转运：3个Na+ 外流和2个K+内流Na+-Ca2+交换体： 1个Ca2+ 外流，3个Na+内流 其驱动力是细胞膜内外的Na+浓度差19自律细胞的动作电位 4期

6、自动除极是自律细胞产生自动节律性兴奋的基础，是自律细胞和非自律细胞跨膜电位最大的区别20自律细胞：3期末到达最大舒张复极电位4期自动除极（随时间而递增)当去极化到达阈电位水平，兴奋性动作电位产生21自律细胞在3期复极化的净外向电流达到最大复极电位后，在4期又出现一种逐渐增强的净内向电流，使膜内的负电位值逐渐变小，膜便逐渐去极化4期自动去极化都是由进行性的净内流引起的221.浦肯野细胞（快反应自律细胞） 除4期外，快反应自律细胞动作电位的形态和离子基础与心肌工作细胞一致。 最大舒张电位为-90mV 持续时间长，可达400500ms浦肯野细胞动作电位234期自动去极化的离子机制： 外向电流：Ik（

7、作用较小）： 去极化到-40mV时开放，复极化到-40-50mV时逐步关闭，至最大复极电位时接近完全关闭 在自动去极化过程中作用很小24内向电流：If If（主要作用）： 起搏电流，主要由Na+负载的内向电流。 If 通道在动作电位3期复极化至-60mV左右时开始被激活开放，其激活程度随着膜内负电性的增加而增加，至-100mV时完全激活开放，在膜的去极化水平达-50mV左右时关闭。 If 的开放速率缓慢，浦肯野细胞的自律性低 不能被河豚毒阻断，和快钠通道完全不同252.窦房结细胞（慢反应自律细胞）心脏自律性最高的心肌组织，具有起搏功能，又名P细胞（pale cell）P细胞去极化仅到0mV，很

8、少超射，去极化速度慢最大舒张电位（-60mV）和域电位（-40mV）的绝对值小于浦肯野细胞没有明显的复极1期和2期4期自动去极化速度（约0.1V/s）快于浦肯野细胞(约0.2V/s)窦房结细胞动作电位26心室肌细胞（A）和窦房结细胞（B）跨膜电位的比较270期去极化Ca2+内流引起缓慢去极化窦房结细胞动作电位的主要特征284期自动去极化外向电流（IK）逐渐衰减内向电流（IT-Ca）逐渐增强29离子基础：随时间增长的净内向电流所引起一种外向电流（减弱） 两种内向电流（增强） Ik If IT-Ca30二、心肌的电生理特性 兴奋性 生理特性 自律性 传导性 收缩性电生理特性机械特性31(一) 兴奋

9、性所有心肌细胞都具有兴奋性，即细胞在受到刺激时产生兴奋的能力可用刺激的阈值来衡量心肌兴奋性的指标，阈值高表示兴奋性低，阈值低表示兴奋性高321、静息电位水平2、阈电位水平3、0期去极化的离子通道状态备用、激活、失活决定和影响兴奋性的因素33一次兴奋：膜电位发生有规律的变化；离子通道状态发生改变；心肌细胞的兴奋性发生周期性改变以心室肌细胞为例兴奋性的周期性变化34（1）绝对不应期和有效不应期绝对不应期：0期-55mV (3期) 膜的兴奋性完全丧失(对任何强度的刺激都不能产生任何程度的去极化反应)局部反应期：-55mV-60mV (3期) 给予一个足够强度的刺激，心肌细胞可以产生局部的去极化反应，

10、不能发生动作电位。有效不应期：0期-60mV (3期) 心肌细胞不能产生新的动作电位35（2）相对不应期相对不应期： -60mV-80mV （3期） 若给予心肌细胞一个阈刺激，不能产生新的动作电位，若给予一个阈上刺激，则可能会产生一次新的动作电位。36（3）超常期超常期：-0mV -0mV (3期) 膜电位已基本恢复，Na+通道复活至静息状态，膜电位的绝对值小于静息电位，与阈电位水平的差距较小。 若给予心肌细胞一个阈下刺激，可能引起一个新的动作电位，此时心肌细胞的兴奋性高于正常。3738a.和诱发骨骼肌细胞收缩所需要的时间相比，骨骼肌细胞的不应期很短。b.连续刺激骨骼肌，可诱发总和效应和强直收

11、缩c.心肌细胞的不应期特别长，几乎延续到整个收缩时程。d.由于不应期长短的差异，心室肌细胞没有总和效应，如果刺激落在心肌纤维的不应期内，不能引发收缩，直到不应期结束才继发下一个肌肉收缩。391）不发生强直收缩 始终作收缩和舒张相交替的活动 2）期前收缩和代偿间歇 在心室肌的有效不应期之后、下一个窦房结兴奋到达之前，心室受到一个外来刺激，可产生一次提前出现的兴奋和收缩。 在一次期前收缩之后往往会有一段比较长的心室舒张期，称为代偿间歇兴奋性的周期性变化与收缩活动的关系40 期前收缩 代偿间歇41（二）自律性自律性：心肌组织在没有外来刺激的情况下自动地发生节律性兴奋的特性。包括频率和规则性42自律性

12、的衡量指标：自律细胞的自发放电频率 窦房结：100/min正常起搏点 房室结区：50/min 房室束：40/min 浦肯野纤维：25/min 心脏的起搏点43自动兴奋频率的高低主要取决于4期自动去极化的速度，和最大复极电位与阈电位之间的差距影响自律性的因素44（1）最大复极电位与阈电位之间的差距差距小，自律性高，频率高阈电位变化少迷走神经 Ach Ik-Ach通道开放，K+外流，最大复极电位绝对值加大，自律性降低，心率减慢。45（2）4期自动去极化的速度速度增快，频率增高儿茶酚胺可增强窦房结的If和Ica-T，加快4期自动去极化速度，从而提高自律性。 46成人安静状态下，心率为60100次/m

13、in过快、过慢或不规整均为心率失常自律性和心率失常心动过速 心动过缓47（三）传导性传导性：心肌细胞具有传导兴奋的能力传导性的高低可用兴奋的传播速度来衡量48结构因素： 心肌细胞直径小 ，胞内电阻大，局部电流小，兴奋的传导速度慢 细胞间连接：缝隙连接，其数量和功能状态影响传导性影响传导性的因素49第三节心脏的泵血功能50泵血功能：心脏对血液的驱动作用血液寻循单一方向循环流动心脏由左右两个心泵组成右心将血液泵入肺循环左心将血液泵入体循环心泵由心房和心室组成动力源肺循环肺循环511、对细胞外液中Ca2+浓度的依赖性2、“全或无”式收缩一、心肌细胞的收缩特点521、心肌收缩依赖于细胞外的Ca2+2、

14、“全或无”式收缩 心房和心室分别都是功能合胞体 兴奋可以迅速传播到全心房和全心室 引起整个心房或心室的收缩3、不发生完全强直收缩心肌收缩的特点细胞外Ca2+的流入量 肌浆网释放Ca2+的量细胞质内游离Ca2+的量心肌的收缩与舒张53二、心脏的泵血机制心动周期：心脏一次收缩和舒张构成的一个机械活动周期，通常指心室的活动周期一个心动周期中，心房和心室各自具有 收缩期和舒张期心动周期的概念54心房和心室活动的顺序和时间关系全心舒张期若正常成人安静时心率为75次/分(心动周期为0.8s)心房心室0.1s1.心房心室不同步收缩但却有较长的共同的舒张时间有利于血液回流 2.心率快慢主要影响心动周期的舒张期

15、,过快过慢都对心功能不利55561、心房收缩期历时0.1s收缩力不强推动进入心室的血液量通常只占心室充盈总量的25%左右心脏的泵血过程572、心室收缩期等容收缩期 心室容积不变 心房收缩结束，房室瓣关闭 至 室内压增高，冲开半月瓣的时间段 历时约0.05s58射血期：室内压超过主动脉压，血液循压力梯度冲开半月瓣进入主动脉快速射血期：射血期的前期，历时约0.1s，射血量约占心室总射血量的2/3减慢射血期：快速射血期后，历时约0.15s593、心室舒张期等容舒张期 心室容积不变 半月瓣关闭，房室瓣也处于关闭状态 历时约0.060.08s60心室充盈期 室内压低于房内压时，心房内的血液冲开房室瓣进入

16、心室快速充盈期：房室瓣开启初期，进入心室的血液量占总充盈量的2/3，历时约0.11s减慢充盈期：充盈期的后期，历时约0.22s心房收缩期：心室舒张的最后0.1s，下一个心动周期的新房收缩开始61心房收缩心室收缩等容收缩射血心房收缩心室舒张等容舒张充盈房室瓣打开半月瓣关闭房室瓣关闭半月瓣关闭房室瓣关闭半月瓣打开房室瓣打开半月瓣关闭房室瓣关闭半月瓣关闭62 心室收缩或舒张 室内压变化房内压-室内压或室内压-动脉血压压力梯度变化 瓣膜开放或关闭 血液流动 心室或心房容积改变631、心房的接纳和初级泵作用接纳、储存从静脉回流的血液 （在心室射血期尤为突出）全心舒张期，是静脉返流回心室的通道其收缩对心室

17、的充盈起辅助作用其收缩使心室舒张末期容积增大，心室肌收缩前的初长度增加，肌肉收缩能力加大，提高了心室的泵血功能效益心房在心脏泵血活动中的作用64三、心脏泵血功能的评价1、每搏输出量和射血分数每搏输出量：一侧心室在一次搏动中射出的血液量，简称搏出量搏出量=心室舒张末期容积-心室收缩末期容积正常成年人，安静状态下，搏出量平均为70ml心输出量65射血分数：搏出量与心室舒张末期容积的百分比 搏出量射血分数= 100% 心室舒张末期容积（ml）反映心室泵血的效率正常人在安静状态下，射血分数约为50%60%662、每分输出量和心指数每分输出量：一侧心室每分钟射出的血液总量，简称心输出量健康成年男性，静息

18、状态下，平均心率75次/min，平均搏出量70ml，则每分输出量约为5L/min成年人在剧烈运动时，心输出量可达2535L/min，全身麻醉下可降低到2.5L/min67心指数：用体表面积对心输出量实测值紧系校正，得到单位体表面积的心输出量因代谢、年龄等不同而变化静息心指数，是评定不同个体心功能的常用指标静息心指数在10岁左右时最大68四、影响心输出量的因素心输出量搏出量心率心室收缩的力量前负荷后负荷69前负荷：肌肉收缩前所承载的负荷，使肌肉在收缩前处于某种程度的拉长状态，具有一定的初长度心室肌收缩前的初长度就是心室舒张末期容积，反映心室前负荷的大小实际工作中常用心室舒张末期压力来放映前负荷前负荷70异常自身调节：通过心肌细胞本身初长度的改变而引起心肌收缩强度的变化异常自身调节的生理意义：对搏出量紧系静息调节，使心室射血量和静脉回心血量相平衡71 前负荷对搏出量的影响在一定范围内:(不超过心室