《血液循环－》PPT课件.ppt

1、血 液 循 环,Circulation,第 四 章,安徽医科大学 生理学教研室,组成,淋巴系统,心血管系统,淋巴管,血管：,心脏：,淋巴器官,为血液循环提供动力,引导和分配血流,功能, 物质运输功能；, 实现机体的体液调节；, 维持机体内环境稳态；, 实现血液防御功能；, 内分泌功能。,第一节 心脏的泵血功能,第三节 血管生理,第四节 心血管活动的调节,第二节 心脏生物电活动和生理特性,第五节 器官循环,本章的主要内容,第一节 心脏的泵血功能,右心：泵血入肺循环；左心： 泵血入体循环。,一、心脏泵血的过程和机制 (一)心动周期(cardiac cycle),2. 时程： 0.8 s,如按心率为

2、 75 次/min 计算，心动周期= = 0.8 秒,60秒,75,1. 概念：,心脏的一次收缩和舒张,构成一个机械活动周期； 在一个心动周期中分为收缩期(systole)和舒张期(diastole)。,0.8 s内心缩期、心舒期如何分布?,3. 特点:,心房收缩在先，心室收缩在后；左右两侧心房或心室同步活动。 舒张期时间 收缩期时间 全心舒张期 0.4 s 利于心肌休息和心室充盈 心率加快时，心动周期缩短，以舒张期缩短更明显。 心肌细胞工作时间相对延长。,心率 心动周期 室缩期 室舒期,0.35,1.15,1.5 0.8 150 0.4,0.30,0.50,0.25,0.15,(二) 心脏泵

3、血过程,心脏泵血功能的完成，主要取决于两个因素：, 心脏节律性收缩和舒张而造成心室和心房及动脉之间的压力差，形成推动血液流动的动力；, 心脏内 4 套瓣膜的启闭控制着血流的方向。心脏泵血功能主要靠心室完成。,心房收缩期 1 心室收缩期 等容收缩期 2 快速射血期 3 减慢射血期 4 心室舒张期 等容舒张期 5 快速充盈期 6 减慢充盈期 7,心动周期分期,1. 心房收缩期,心房收缩 ,心房容积 ,房内压 ,房室瓣开放 （动脉瓣处关闭状态） ,挤血入心室 （占心室充盈量25%） ,心房舒张 (75%由V 经心房流入心室),(1) 等容收缩期：,2. 心室收缩期射血过程,心室开始收缩 ,室内压急剧

4、 (左室内压近 80 mmHg) ,房室瓣关闭 (动脉瓣仍处于关闭状态) （容积不变、血液不流） ,继续收缩 ,快速射血期,特点： 其时程长短与肌缩力、后负荷有关： 肌缩力等容收缩期 后负荷等容收缩期 房室瓣、动脉瓣处关闭状态； 等容收缩末的动脉压最低； 室内压上升速最快.,(2) 射血期：,心室继续收缩 ,室内压 动脉压 （左室 80 mmHg） （右室 8 mmHg） ,动脉瓣开放 (房室瓣仍处于关闭状态) ,迅速射血入动脉 （占射血量70%） ,心室容积迅速 ,减慢射血期,特点： 快速射血期末室内压与主动脉压最高； 用时少 (0.1s), 射血量大。, 快速射血期：, 减慢射血期：,特点

5、： 用时长 (0.15s), 射血量少 因外周血管的阻力作用，血液的动能在主动脉转变为压强能，使动脉压略室内压,迅速射血入动脉后 ,心室容积继续 ,室内压略动脉压 ,射血能=血液的动能 继续射血入动脉 （占射血量30%） ,心室容积继续 ,心室舒张前期,(1) 等容舒张期：,特点： 动脉瓣、房室瓣都处于关闭状态； 动脉瓣关闭产生第二心音。,3. 心室舒张期充盈过程,心室开始舒张 ,室内压迅速 （室内压=动脉压） ,动脉瓣关闭 ,心室继续舒张 ,室内压急剧迅速 ( 室内压仍房内压 房室瓣仍处于关闭状态) （容积不变、血液不流） ,快速充盈期,(2) 充盈期：,等容舒张期末 ,室内压 （室内压房内

6、压） ,房室瓣开放 ,心房和大V内的血液快速入室 （占总充盈量2/3） ,心室容积迅速, 快速充盈期：,特点： 快速充盈期末的室内压最低； 用时少充盈量大(0.11s,约2/3), 减慢充盈期：,随着心室内血液的充盈，心室与心房、大静脉间的压力差减小，血液流入心室的速度减慢。 其期为大静脉的血液经心房流入心室。在心室舒张期的最后0.1s，心房开始收缩，使心室进一步充盈。,特点：用时长充盈量少(0.22s，约1/3 ),心动周期 持续时间(s) 压力比较 房室瓣 半月瓣 血流方向 心室容积 心房收缩期 心室收缩期 等容收缩期 快速射血期 减慢射血期 心室舒张期 等容舒张期 快速充盈期 减慢充盈期

7、,心动周期中压力、容积、血流变化和瓣膜的开闭,0.1,房室动,开,关,房室,0.3,0.05,房室动,关,关, ,0.11,房室动,关,开,室动,0.15,房室动,关,开,室动惯性、慢,0.5,0.07,房室动,关,关, ,0.11,房室动,开,关,房室,0.22,房室动,开,关,房室慢,心房在心脏泵血活动中的作用,临时接纳和储存血液-心室收缩期 血液从静脉返回心室的一个通道-全心舒张期(心室舒张早、中期) 初级泵-心房收缩期(心室舒张后期) 1.使心室进一步充盈； 2.降低房内压，有利于静脉回流。 心室的充盈主要靠心室舒张的抽吸作用。 心房颤动 心室颤动,心音：,(四) 心音,心动周期中，由

8、于心肌收缩和舒张、瓣膜启闭、血流冲击心室壁和大动脉壁等因素引起的机械振动通过周围组织传播到胸壁。,第一心音和第二心音的区别,S1 音调 较低 音响 较响 持续时间 较长间隔时间 间隔时间 S1-S2 发生机制 房室瓣关闭和射血 意义 标志心室收缩开始,S2 较高 较弱 较短 S2-S1 半月瓣关闭 标志心室舒张开始,S1 S2 S1,（一）心脏的输出量 1. 每搏输出量和射血分数 每搏输出量(搏出量，stroke volume) 一次心搏由一侧心室所射出的血量。 成年人、安静：70 ml 舒张末期容积(end-diastolic volume)125ml 收缩末期容积(end-systolic

9、 volume)55ml,二、心脏泵血功能的评价,射血分数(ejection fraction, EF) 搏出量占心室舒张末期容积的百分比。 射血分数=搏出量/心室舒张末期容积100% 健康成年人:60 射血分数愈大，说明射血后残留在心室内的血液愈少。,意义：, 心舒张末期容积 (心肌初长度) 与心缩力有关, 心收缩力 每搏输出量 射血分数, 心室扩大、心功能下降 (每搏输出量可不变) 心舒张末期容积 射血分数,因此，射血分数是评定心功能的重要指标。,2. 每分输出量和心指数,每分输出量(心输出量，cardiac output)每分钟一侧心室所输出的血量。 每分输出量搏出量心率 70 ml75

10、 次/分5.25 L （56 L)。 心输出量与机体新陈代谢的水平相适应，剧烈运动时可高达2535Lmin,女性比男性约低10。 人体静息状态下的心输出量与体表面积成正比。,心指数 每分输出量/体表面积,在安静和空腹情况下测定的心指数称为静息心指数(约 3.03.5 Lminm2),是分析比较不同个体心功能的常用指标。,10岁左右的少年静息心指数最高，可达4L/(minm2)； 80岁接近2 L/(minm2)。,心指数 (cardiac index) 每平方米体表面积的每分心输出量,(二）心脏作功量,心脏作功,内功,外功,离子跨膜主动转运,动能：,压强能：,产生兴奋和收缩,推动血液流动,维持

11、一定室内压,产生和维持心壁张力,对抗粘滞阻力,1. 每搏功：,每搏功 = 搏出量射血压血流动能（1）,每搏功(J) = 搏出量(L)血液比重(平均动脉压 - 左心房平均压(mmHg)13.69.807(1/1000） 13.6 g/cm3 是水银的比重, 常数1/1000为单位换算(g kg),简称搏功，指心室一次收缩射血所做的功; 亦即心室完成一次心搏所做的机械外功。,射血压射血期左心室内压一左心室舒张末期内压 平均动脉压-左心房平均压,2. 每分功（J）= 每搏功(J)心率(次/分),从作功的角度来评价心脏泵血功能，比单纯看输出量更有意义。因为心脏的收缩不仅仅是排出一定量的血液，而且这部分

12、血液具有很高的压强能。在动脉血压升高的情况下，心室要射出与原先同等量的血液就必须加强收缩。 心肌的耗氧量与心肌的做功量是相平行的。 右心室作功只有左心室的1/6。,用心脏作功量评价心脏泵血功能,（三）心脏功能检查方法与评价,1.从心室压力变化评价心功能心导管术(有创）,dP/dtmax(心室压力最大变化速率)： dP/dtmax:心室收缩时室内压最大上升速率，是评价心肌收缩性能的最常用指标，对各种变力因素敏感，亦受到心率和前后负荷影响. dP/dtmax:心室舒张时室内压最大下降速率，是反映心肌舒张功能的重要指标。,dP/dt：对心室压力做一阶微分，所产生的心室压力变化速率曲线。,左室收缩峰压

13、(left ventricular systolic pressure, LVSP)：左心室内压上升时所达到的最大值。心肌收缩力加强或前后负荷升高时LVSP增大。 左室舒张末期压(left ventricular end-diastolic pressure, LVEDP)：舒张末期左心室内压。其数值与心室内压力最低值接近，或者以心室收缩开始前心室压力变化速率（dP/dt）为0时所对应的左心室压力为LVEDP。左心室舒张功能不全或回心血量增加时LVEDP升高。 左室LVDP发展压(LVDP)： LVDP LVSPLVEDP。,正常麻醉雄性SD大鼠心功能（n14）,2.从心室容积变化评价心功能

14、-超声心动图（echocardiogram)（无创）,左室内径(LVDd和LVDs)、 左室舒张末期容积（LVEDV）和 左室收缩末期容积（LVSDV）、 左心室射血分数(LVEF)、 左心室缩短分数（LVFs）、 心室容积变化速率（dV/dt）和 心室直径变化速率（dD/dt）等,心输出量随机体代谢的需求而增加的能力心泵功能的储备 (心力储备，cardiac reserve),三、心脏泵血功能的贮备,静息状态下心率为75 次/min，搏出量70 ml。心输出量为5 L 左右。强体力劳动时，心率可达 180-200 次/min，搏出量可增加到 150 ml 左右，心输出量可达 30L,是静息状

15、态下的 56 倍。 训练有素的运动员：8 倍以上。,搏出量储备,心率储备,心输出量 = 搏出量心率 心率上限160180次/min 心率 心输出量 22.5倍,心力贮备,心率贮备 （2-2.5倍）,搏出量储备,收缩期贮备 收缩末期容积的储备量（约为35ml）,舒张期贮备 心室舒张末期容积的储备量（约为15ml）,心输出量搏出量心率,四、影响心输出量的因素*,搏出量：,前负荷、后负荷、心肌收缩能力,(一) 前负荷(preload),心室舒张末期的容积或心室舒张末期压力（end-diastolic pressure,EDP),决定心肌收缩的初长度。,曲线分三段： 1. EDP 5-15mmHg为曲

16、线的上升支，心室的每搏功遂前负荷的增加而增大。1215 mmHg是心室的最适前负荷，而通常左心室EDP仅5-6mmHg，说明心室有较大的初长度储备。 2. EDP 15-20mmHg时，曲线趋于平坦。说明前负荷在其范围变动对搏出量影响不大。 3. EDP 超过20mmHg时，曲线平坦，但不会出现明显降支。,心室功能曲线,心室舒张末期压或容积与搏出量或搏功的关系曲线：,在一定范围内，前负荷(心室舒张末期压力)搏出量 前负荷过大搏出量不再继续,前负荷 （心舒末期容量） 心肌初长度 心肌收缩力 心搏出量,异长自身调节：心肌收缩力能随心肌初长度的改变而改变的现象。 特点：调节范围小（心肌初长度2.25

17、2.30um）。 意义:能精细调节每搏输出量。,心的定律(Frank-Starling定律)：心脏不依赖神经-体液因素自身调节并平衡心搏出量与回心血量之间关系的现象。,心肌能抵抗被过度延伸的特性,心肌肌小节内存在连接蛋白，将肌球蛋白固定在肌小节的Z线上，并具有很强的黏弹性，限制肌小节的被动拉长。 其意义在于正常时，心脏在前负荷明显增加时，初长度不再随室内压的增加而增加，不会发生搏出量和做功能力的下降。,前负荷,心室舒张末期容积量,静脉回心血量,心室射血后剩余血量,心室充 盈时间,静脉回 流速度,心室 收缩力,心率,静脉与心房、 心室压力差,心包腔 内压力,心室 顺应性,心室舒 张功能,Ca2回

18、 降速率,影响前负荷因素,(二) 后负荷 (afterload),大动脉BP,等容收缩期、射血期,搏出量 （暂时）,心室内余血、充盈量,搏出量接近原来水平,临床：A Bp 持续 心室肌长期处于加强收缩状态 导致心肌肥厚、心室扩大等 泵血功能,大动脉血压,等容收缩期室 内压的峰值,心肌初长(异长自身调节),神经-体液因素,心肌收缩能力（等长调节）,射血速度与力量,调节范围：80170mmHg,心肌不依赖于前、后负荷而能改变其力学活动的一种内在特性，称为心肌的收缩能力，又称心肌的变力状态。,（三）心肌收缩能力 (cardiac contractility),影响因素： 活化横桥数和肌球蛋白的ATP

19、酶活性 兴奋时胞浆Ca2+ 浓度 多种体液因素（儿茶酚胺） 自主神经系统（交感神经、副交感神经）,调节心肌收缩能力可在前负荷不变的情况下调节心肌的收缩强度和速度，进而改变每搏输出量。,这种通过改变心肌收缩能力的心脏泵血功能调节，称为等长调节。,意义：能对持续的、剧烈的循环变化有强大的调节作用。,收缩能力:,NE受体cAMP Ca2+通道开放几率+开放时间Ca2+i心肌收缩力,收缩能力:,ACh M 受体抑 制Ca2+通道+激活K+通道AP 的2、3 期缩短Ca2+内流 心肌收缩力,在一定范围内 (40160次/分)，心率心输出量 心率过快或过慢，心输出量都会减少。,(四) 心率, 160180

20、次/分 心动周期缩短 (尤其心舒期) 充盈量 每搏出量 每分心输出量。, 心率过快 心肌工作时间相对 过度消耗供能物质 心肌收缩能力。, 40 次/分 心动周期延长 (尤其心舒期) 充盈量达极限 无法再增加充盈量和搏出量 每分心输出量。,一般成年人心率超过 180 次/min时，每搏输出量和每分输出量均减少。,久经体育锻炼者，在运动状态下，交感神经兴奋，心室充盈过程加快，往往心率达到 200 次/min，每搏输出量才开始降低。,肾上腺素、去甲肾上腺素、甲状腺激素 心率,体温升高 1 心率增加 1218 次/分。, 影响心输出量的因素：,大动脉BP,等容收缩期、射血期 射血速度与力量,搏出量,心

21、室内余血、充盈量,搏出量接近原来水平,3. 心肌收缩能力：取决于心肌细胞内部因素,总 结,1. 前负荷：心室舒张末期的容积或压力 在一定范围内，前负荷 搏出量,2. 后负荷：大动脉血压,半月瓣开放延迟,心肌初长(异长调节）,神经-体液因素,心肌收缩能力（等长调节）,交感神经兴奋、儿茶酚胺 心肌收缩能力,ACh、缺氧、酸中毒 心肌收缩能力,4. 心率：,在一定范围内，心率 心输出量 心率过快或过慢 心输出量,心肌生物电现象,第二节 心脏的生物电活动和生理特性,心肌细胞,普通的心肌细胞 （工作细胞） 特殊传导系统 （自律细胞）,窦房结 房室交界 房结区、结区、结希区 房室束 浦肯野纤维网,心房肌

22、心室肌,一、心肌细胞的分类,(一)工作细胞（非自律细胞）,生理特性：兴奋性、传导性、收缩性,功能：实现心脏的泵血功能,包括心房肌和心室肌细胞，其胞浆内含有丰富的肌原纤维，具有较强的收缩性，是心脏泵血功能的动力。,(二) 特殊分化的心肌细胞（自律细胞）,生理特性：兴奋性、传导性、自律性,功能：产生和传导心脏自动节律性兴奋,包括窦房结、房室交界、房室束及左、右束支、浦肯野纤维。它们已失去收缩能力，仍具有兴奋性和传导性。除结区细胞外，它们还具有自律性，故通常称为自律细胞。,结区无自律性和收缩性，只保留了较低的兴奋性和传导性，是特殊传导系统中的非自律细胞。,（一）工作细胞的跨膜电位及其形成机制,二、心

23、肌细胞的跨膜电位及其形成机制,1静息电位 (RP),(1) 定义：在静息状态下细胞膜两侧外正内负的电位,(2) 幅度：以心室肌细胞为例，人和哺乳类动物的心室肌细胞，其静息电位约为 -80 -90 mV。在无外来刺激时，此静息电位能持续维持于稳定水平。,（3）形成机制：K+平衡电位, 以心室肌为例，,条件： 细胞膜两侧存在浓度差：, 细胞膜通透性具选择性：K+/Na+ 100/1,结果：K+ 顺浓度梯度由膜内向膜外扩散，是形成 RP 的离子基础。 与神经、骨骼肌细胞相似,静息期细胞膜的电活动 钠背景电流（Na+ background current）：部分抵消了细胞内的负电荷，可能是静息电位实测

24、值低于理论值的重要原因之一。 钠-钾泵（sodium-potassium pump）活动：钠-钾泵活动时，通过耗能将细胞内多余的Na+驱出细胞，将部分动作电位期间流到细胞外的K+泵入细胞内。钠-钾泵活动时泵出的Na+数多于泵入的K+数，于是形成一个外向电流，称为泵电流（pump current, Ipump），这种泵电流使膜电位发生一定程度的超极化，但一般不超过10 mV。,2动作电位 (AP),心肌细胞的动作电位与神经和骨骼肌的明显不同。, 复极过程复杂; 持续时间长; 升降支不对称。 一般将工作肌细胞 动作电位的去极化和复 极化。可分为5个时期。,心肌细胞AP的特点：,（1）去极化过程 (

25、0 期):,动作电位: 0、1、2、3、4 五个时期, 平台期 (2 期)：,与骨骼肌相比，心肌细胞动作电位持续时间长，复极化缓慢，有平台期。,-90 mV+30 mV (120 mV), 12 ms,（2）复极化过程:, 快速复极初期 (1期):,30 mV 0 mV，10 ms。0 期和1 期合称为锋电位。,0 mV，100150 ms，是动作电位持续时间长的主要原因。, 快速复极末期(3期)：,0 mV -90 mV，100150 ms。, 静息期 (4 期):,-90 mV,200300 ms,动作电位产生的机制,(1) 0期(去极化期)：,快通道(Na+)：70mV激活开放, 0mV

26、 失活关闭, 持续 1 ms (激活开放的速度和失活关闭的速度都很快) , 特异性强(只对 Na+ 通透, 对TTX敏感低) 。,刺激 ,细胞膜去极化 ,阈电位（70mV） ,激活Na+通道 ,Na+再生式内流 ,Na+平衡电位 （0 期）,快反应细胞,(2) 1期(快速复极初期):,Ito(transient outward current 瞬时外向离子流)：在膜电位去极化到30mV被激活，约开放510ms，可被 K+通道阻断剂 (四乙基胺、4-氨基吡啶) 阻断，Ito 的离子成分为 K+,快Na+通道失活 + 激活Ito通道 ,K+一过性外流 ,快速复极化 （1 期）,(3) 2 期 (平

27、台期)：,0 期去极达40 mV 时 ICa-L通道激活 + IK 通道激活 (延迟整流钾通道), Ca2+缓慢内流与K+ 外流处于平衡状态 缓慢复极化 （2期=平台期）,与平台期有关的离子流,内向整流钾 (IK1) 通道： 没有门控特性（始终处于开放状态，不存在关闭和失活），但其开放程度受膜电位的影响。 具有内入性整流特性，膜电位发生超极化及膜电位比RP更负时，细胞膜对K+有较高的通透性，出现 K+ 内流；膜电位发生去极化时对K+通透性降低，至20mV或更正时对 K+ 通透性降为 0; 故 IK1 通道在 0 期去极化过程中关闭，并造成平台期 K+ 通透性较低，不能迅速复极化。,外向离子流：

28、,延迟整流钾 (IK) 通道： 在40 mV时激活，到复极50 mV时去激活，其激活和关闭都很缓慢，因其激活慢，被称为延迟整流电流 (delayed rectifier) 。,因此，尽管 IK 通道在 0 期去极化开始激活，但通透性增加缓慢，从而形成平台期逐渐增大的外向 K+ 离子流。,心室肌细胞动作电位时程中IK1幅值的变化 注：由于内向整流特性，从动作电位去极化到平台期， IK1幅值锐减；在3期后期，内向整流现象消除，而驱使IK1外流的动力大于静息状态，所以IK1幅值暂时超过正常。,狗心室肌细胞动作电位复极化过程中延迟整流钾电流IKr和IKs幅值的变化,L型钙通道 (long-lastin

29、g calcium channel ),在AP 0 期去极化达40 mV即被激活，在0 mV是钙电流最大，在复极化达50 mV失活。,特异性不高：Ca2+ (53%)、Na+(27%)、K+ (20%)都通透 阻断剂：Mn2+和双氢吡啶类药物阻断(如维拉帕米) ，类抗心率失常药就是钙通道阻断剂。,激活、失活以及复活过程均比较慢，又称为慢通道。,内向离子流：,“整流”的概念 “整流”（rectification）一词来源于电子学，如人们熟知的二极管的整流作用，可将交流电变为直流电。 欧姆定律：I = V/R。当电阻不变时，电流与电压呈正比（直线关系）。如果这种关系不成直线而呈曲线，即为整流。 内

30、向整流（inward rectification）：随着电压的增大而电流的增加量比按直线关系的预期值减少（电流-电压关系曲线向下弯曲）。 外向整流（outward rectification）：随着电压的增大而电流的增加量比预期增大（电流-电压关系曲线向上弯曲）。,豚鼠心室肌细胞内向整流钾电流IK1 上：不同超极化和去极化脉冲引起的IK1离子流 （基线以下为内向电流，以上为外向电流）。 下： IK1的电流-电压曲线。（注意去极化时曲线的内向移位）,(4) 3期 (快速复极末期):,慢Ca2+通道失活 + IK 通道通透性 ,K+再生式外流 ,快速复极化 至 RP 水平,约需100-150 ms

31、 3期复极化主要是由于Ca2+内流逐渐停止和K+外流逐渐增加所致 K+外流：由IK通道（前2/3）和IK1通道（后1/3段）介导。,4期（静息期） 此时膜电位复极化至静息电位并稳定在此电位水平 离子泵（特别是钠-钾泵和钙泵） 离子交换体（如钠-钾交换体，钠-钙交换体等） 将Na+移出，并将流至膜外的K+移入，将胞质内升高的Ca2+移出细胞或/和移入肌质网的钙池，使胞质内的离子水平恢复到高钾、低钠和低钙的静息正常水平。,小结：工作细胞的跨膜电位及其产生机制,（二）自律细胞的跨膜电位及其形成机制,自律性：心脏在离体和脱离神经支配下，仍能自动地产生节律性兴奋和收缩的特性。,自律细胞生物电特点是 4

32、期自动去极化，达阈电位时，即爆发新的动作电位。,1窦房结细胞 P细胞缺乏Ik1、INa和Ito通道 （1）0期去极化缓慢：幅度小(70mV),时程长（7ms), Ca2+缓慢内流（慢通道），慢反应细胞。,（2）复极化时1、2期不明显。复极化：Ca2+通道逐渐失活Ca2+内流逐渐，K+通道激活 K+外流。 （3）最大复极电位(-70mV)和阈电位(-40mV)小,心室肌细胞,窦房结细胞,（4）4期自动去极化, K+外流进行性衰减(Ik通道去激活衰减），为主。 Na+内流逐渐增多（If通道激活），这种Na+内流不同于心室肌0期去极的Na+内流，由If通道最大激活电流在-100mV左右，可被铯(Cs

33、)阻断。正常时作用较小，超极化时才起重要作用。 T型Ca2+通道激活和Ca2+内流。,窦房结有两种Ca2+通道： L (long lasting)型(ICa-L): 0期开放(-40mV激活） T (transient)型(ICa-T): 4期后半期开放(-50mV激活） 阻断剂：Ni2+和miberfradil 心室肌平台期开放的Ca2+通道为ICa-L,2. 浦肯野细胞,动作电位与心室肌细胞相似，但 4 期自动去极化。,4 期：内向电流 If ( Na+ 内流) 逐渐增强，K+ 外向电流逐渐衰减。,快反应自律细胞：0 期去极速率快，4 期有自动去极化,根据 AP 的 0 期去极化速度和 4

34、 期有无自动去极化将心肌分为:,心肌细胞的类型,？ ？ ？,快反应非自律细胞：0 期去极速率快，4 期无自动去极化,慢反应自律细胞：0 期去极速率慢, 4 期有自动去极化,慢反应非自律细胞：0 期去极速率慢, 其 4 期无自动去极化,三、心肌的生理特性,心肌细胞的生理特性包括：自律性、兴奋性、传导性、收缩性。,其中自律性、兴奋性、传导性是以心肌细胞膜的生物电活动为基础的，故属心肌的电生理特性；,收缩性则属心肌细胞的机械特性。心肌细胞的这些特性共同决定着心脏的活动规律，实现心脏的泵血功能。,(关) 备用 失活 激活 (关) (开),（1）Na+通道的性状（快反应细胞）,激活和失活状态时，无论受多

35、强大的刺激，通道都不能被再次激活而产生动作电位。细胞膜上大部分钠通道是否处于备用状态，为细胞是否具有兴奋性的前提。,1. 影响兴奋性的因素,（一）兴奋性 指标：阈强度（阈值）,静息电位绝对值或阈电位上移静息电位与阈电位之间的差值兴奋性。,低血钙阈电位下移兴奋性 奎尼丁阈电位上移兴奋性,（2）膜电位与阈电位之间的差值,2. 兴奋性的周期性变化,有效不应期 相对不应期 超常期 膜电位 0期3期-60mV 3期-60mV -80mV 3期-80mV -90mV 兴奋性 0 逐渐恢复但低于平常 高于平常 对刺激反应 不能引起动作电位 强刺激可引起动作电 较弱刺激也可引起 (-55-60mV时可 位(去

36、极速度慢，幅 动作电位(去极速 有局部反应） 度小） 度慢，幅度小） 机制 Na+通道失活 Na+通道逐渐复活 Na+通道逐渐复活至 （但较少) 备用状态，膜电位 与阈电位距离小,对心室肌工作细胞来说，由于平台期的存在，动作电位时程较长，此有效不应期可长达200ms以上。有效不应期特别长是心室肌细胞的重要电生理特性。,兴奋性的周期性变化,3.兴奋性周期性变化与收缩的关系,（1）不发生强直收缩,心肌不会产生完全性强直收缩，因为心肌细胞的有效不应期特别长，时间上相当于心肌机械活动的收缩期和舒张早期。 因此，在收缩期和舒张早期，心肌不论受到多强的刺激也不会产生第二次兴奋和收缩，使得心肌能始终作收缩与

37、舒张交替活动，其意义是保证心室有足够的时间充盈。,3. 期前收缩与代偿间歇,正常心脏按窦房结的起搏信号兴奋和收缩，如在有效不应期之后心室或心房受到人工或病理性的额外刺激，产生一次正常节律以外的收缩,代偿间歇：一次期前收缩之后所出现的一段较长的舒张期。,期前收缩,电解质和酸碱度对心肌的兴奋性的影响 1. 细胞外液电解质浓度 （1）钾离子： 细胞外高钾： 细胞膜内外K+差 K+外流 静息电位 细胞去极化 轻度高钾：轻度去极化 膜电位与阈电位距离 兴奋性增高 重度高钾：重度去极化 快钠通道失活 兴奋性降低甚至丧失 细胞外低钾： IK1通道对K+的通透性降低（可能是细胞防止钾丢失的一种代偿机制），K+

38、循IK1通道外流减少，膜电位去极化，兴奋性升高。,（2）钙离子： 细胞外高钙： Ca2+对快钠通道的屏障作用加强，使阈电位水平上移，静息电位与阈电位之间的距离增大，故心肌的兴奋性降低。 细胞外低钙： 轻、中度低钙：阈电位水平下移，静息电位与阈电位之间的距离减小，故心肌的兴奋性增高。 重度低钙：在静息膜电位水平快钠通道已有部分失活，因而心肌的兴奋性反而降低。,2. pH值改变对心肌兴奋性的影响 细胞外液pH值降低：可抑制快钠通道，使阈电位水平上移，细胞的兴奋性降低。 细胞内液pH值降低：可抑制IK1通道，使膜电位去极化，从而使快钠通道发生一定程度的失活；另一方面又可降低快钠通道的开放概率，故快反

39、应细胞的兴奋性降低。,窦房结： 100次min，安静时受迷走神经影响，70次min 自律性最高，正常起搏点窦性心律 房室交界、房室束： 50次min 潜在起搏点异位节律（异位起搏点） 浦肯野纤维： 25次min (受窦房结控制，自律性不表现出来，仅起传导兴奋作用),1.心脏传导系统各部位的自律性,窦房结最先发出节律兴奋，依次激动心房肌、房室交界、房室束、心室内传导组织和心室肌，引起整个心脏兴奋和收缩。 窦房结主导整个心脏兴奋,故称为正常起搏点(pacemaker)。,（二）自动节律性,窦房结为心脏正常起搏点的关键在于其自律性最高，以抢先占领 (抢先达到阈电位产生AP) 和超速驱动压抑 (抢先夺

40、获压抑节律低者的“被动”节律性兴奋) 两种机制控制全心。,抢先占领和超速驱动压抑,1. 4期自动去极化速度 自律性 2. 最大复极电位与阈电位间差距 最大复极电位减小或阈电位下移最大复极电位与阈电位的差距自动去极化达到阈电位水平所需要的时间 自律性,2.影响心肌自律性的困素,K+浓度对心肌自律性的影响 细胞外K+离子浓度变化对窦房结P细胞的自律性没有明显影响，但对普肯耶细胞的自律性有明显影响。 细胞外高钾：可使普肯耶细胞的最大舒张电位的负值减小（即向去极化方向变化），从而使If的激活程度降低，同时使IK1通道对K+离子的通透性增高，K+离子外流增加，这部分电流可部分地抵消If的内向电流，使浦肯

41、野细胞的自律性降低。 细胞外低钾：可使普肯耶细胞的自律性增高。,（三）传导性,心肌是机能合胞体。 传导性指标：动作电位的传导速度,心肌细胞间的闰盘结构形成低电阻区，可以允许电流通过，兴奋能够从一个细胞传向另一个细胞。,1.兴奋在心脏内传导过程和特点,窦房结P细胞 优势传导通路 (preferential pathway),传导特点:,心室内快速传递：浦氏纤维闰盘同步收缩，有利射血。, 房室交界最慢房室延搁,概念：窦性节律兴奋通过房室交界区时，传导速度显著减慢。 意义：使心房收缩之后心室才开始收缩，从而保证了房室依 次顺序而协调地进行舒缩活动，以确保心脏泵血功 能的实现。,(1) 结构因素： 细

42、胞直径大内部电阻小局部电流大传导性 浦肯野纤维细胞：70 m,4m/s 窦房结细胞：5-10 m,0.05m/s,2.影响心肌传导性的因素,1) 动作电位0期去极化的速度和幅度: 0期去极化速度快局部电流形成快传导性 O期去极化幅度大局部电流强传导性 抗心律失常药: 苯妥因钠Na+通道效率传导速度 奎尼丁：相反,(2)生理因素：,膜反应曲线,邻近膜静息电位或阈电位上移兴奋性膜去极化达阈电位所需时间传导性 邻近膜： 有效不应期传导中断 相对有效不应期或超常期0期去极速度和 幅度 传导性,(2) 邻近部位膜的兴奋性,钾离子对心肌传导性的影响： 细胞外高钾：可使静息电位向去极化方向变动，可使快钠通道

43、部分或全部失活，导致传导速度减慢或传导阻滞。 细胞外低钾：由于静息时膜对K+的通透性降低，K+外流减少，也使静息电位向去极化方向变动，因此也使传导性降低。,（四）收缩性,1. 同步收缩（全或无式收缩）,同步收缩效果好，力量大，有利于心脏射血。由于同步收缩的特性，使心脏或不发生收缩，或一旦产生收缩，则全部心房肌或心室肌都参与收缩，称为全或无式收缩。,2. 不发生完全强直收缩,心肌细胞兴奋时兴奋性变化的特点是:有效不应期特别长，相当于整个收缩期和舒张早期。,3. 对 Ca2+o 有明显的依赖性, 心肌细胞的肌质网很不发达，容积较小, 贮 Ca2+ 量比骨骼肌少。 心肌细胞收缩所需 Ca2+ 除从终

44、池释放外, 还需由细胞外液Ca2+ 内流补充，故心肌收缩对 Ca2+o 依赖性较大。,4.心肌细胞肌丝上存在连接蛋白 保证肌节不易被过度拉长并产生弹性回缩力,心室舒张早期抽吸力的主要因素。,影响心肌收缩的因素,前负荷 后负荷 心肌收缩能力 细胞外钙浓度,四、心电图(electrocardiogram, ECG),心脏的节律性活动是一种周期性活动，其周期性变化表现在两个方面：,一是心肌收缩和舒张构成的机械活动周期，即心动周期。,另一是兴奋的产生和传导而形成的电活动周期。,二者活动的某些表现都可以在体表得以反映，可用特定的仪器和方法观测和记录，其中心音和心电图就是心肌的机械活动和电活动的表现。,体

45、表心电图：,用心电图机在机体体表记录到的反映心脏电变化的波形，反映了心脏兴奋的产生、传导及恢复过程中的生物电变化。,P,Q,R,S,T,P-R(Q) interval,QRS complex,ST segment,Q-T interval,（一）正常心电图的波形,名 称 时间（S） 幅度（mV),P波,0.08 0.11,0.05 0.25,QRS波,0.06 0.10,0.5 2.0,T波,0.05 0.25,0.1 0.8,PR间期,0.12 0.20,ST段,0.05 0.15,QT间期, 0.4,（二）心肌细胞动作电位与心电图关系,P波： 心房肌的AP,QRS： 心室肌AP的0期,S-

46、T段： 心室肌AP的2期,T波： 心室肌AP的复极化过程，因先后不一，故 T 波较宽。,P波：心房去极化,（三）ECG波形的意义,QRS波：心室去极化,T波：心室复极化,P-R间期(房室传导时间)：兴奋由心房传到心室所需时间。0.120.20 s。房室传导阻滞时，P-R间期延长。,S-T段：与基线平齐，心室各部均已进入去极化状态，彼此之间无电位差存在。心肌损伤,或缺血时（心肌炎、心绞痛），出现ST段抬高或压低。,Arrhythmia,第三节 血管生理,血管是输送血液的管道，也是保证全身各器管获得所需血流量的结构基础。具有参与形成和维持动脉血压，以及实现血液与组织细胞间的物质交换的功能。,一、各

47、类血管的功能特点,一、各类血管的功能特点,1. 弹性贮器血管：,（1）缓冲血压波动；（2）使血管内血流连续,主动脉与肺动脉主干及其发出的大量分支。,功能特点：管口粗，管壁厚，富含弹性纤维，有明显的扩张性与弹性。,2. 分配血管：,指中动脉及器官动脉。管壁平滑肌较多，弹性强。,功能特点：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。,3. 毛细血管前阻力血管:,指小动脉、微动脉，其管径小，对血流的阻力大。,4. 毛细血管前括约肌:,在真毛细血管的起始部，其收缩和舒张可控制其后毛细血管的开及关。,功能特点：管壁富含平滑肌，其舒缩活动可调节血流阻力及局部血流量，从而改变所在器官、组织的血流量。

48、,功能特点：决定某一时间内毛细血管开放的数量。,真毛细血管，其管壁薄，通透性高。,功能特点：是血液与组织液进行物质交换的地方。,6. 毛细血管后阻力血管:,5. 交换血管：,指微静脉，对血流也产生一定的阻力，其舒缩可影响毛细血管的前、后阻力的比值。,功能特点：改变毛细血管内压力及体液在血管内和组织间隙内的分配情况,7. 容量血管:,指静脉血管，其口径较粗，管壁较薄，容量较大。,功能特点：是体内血液的贮存库。,8. 短路血管:,指小动脉和小静脉之间的直接联系。,功能特点：使小动脉内的血液不经过毛细血管而直接流入小静脉。在功能上与体温调节有关。,二、血流量、血流阻力及血压,血管 血液, 有弹性，非

49、硬质管道, 多种成分，非理想液体,血流动力学（hemodynamics） 流体力学,（一）血流量和血流速度,1. 血流量：指单位时间内流经某一血管截面积的血量(容积速度）,Q,R,A P V,公式： Q P/R (P1-P2)r4/ 8L,单位：ml/min 或 L/min 注： Q：单位时间的液体流量 P：两端的压力差 R：管道内的阻力 r：血管半径 L：血管长度（常数，不变） ：与 血细胞比容 血流切率 血管口径 温度 血浆蛋白成分和浓度有关。,2、血流速度：,各类血管中的血流速度与同类血管的总截面积成反比,因此血流速度在主动脉中最快，在毛细血管中最慢。,血液在血管内流动的直线速度,即一质

50、点(例如一个红细胞)在血液前进的速度。,3. 血流方式,(1) 层流 ：,各质点流动方向一致，与长轴平行。越靠近管壁，流速越慢（抛物线）,(2) 湍流 ：,各质点流动方向不一致，出现旋涡。,(二）血流阻力：,是指血液在血管内流动所遇到的阻力.,阻力来源有两方面:, 血液内部分子之间的摩擦力；, 血液与血管间的摩擦力。,摩擦力的大小与血管口径、长度及血液粘滞度有关， 其关系可用公式表示：R 8L/r4 R 1/r4,由于R与血管半径的 4 次方成反比。 因此，小动脉和微动脉口径只要发生微小变化，就可使血流阻力发生很大改变。,影响血液粘滞度(blood viscosity)的因素,红细胞比容粘滞度

51、 切率 (shear rate)红细胞集中在中轴(axial flow)粘滞度 （切率抛物线的斜率） （全血为非匀质液体非牛顿液：切率粘滞度) 血管半径（直径0.3 mm的微动脉）粘滞度 温度粘滞度,在整个体循环总外周阻力中： 大、中动脉阻力约占 19; 小动脉及微动脉约占 47; 毛细血管约占 27，静脉约占 7. 可见小动脉及微动脉是产生外周阻力的主要部位。,（三）血压（blood pressure，BP,概念：流动着的血液对单位面积血管壁的侧压力。,单位：帕(Pa)(牛顿/米2)，千帕(kPa)，毫米汞柱(mmHg) 1 mmHg=0.133 kPa,三、动脉血压 (arterial b

52、lood pressure),1. 基本概念,（一）基本概念及其正常值,动脉血压主动脉或大动脉内血液的压强,一个心动周期中，心室收缩动脉压升高，所达到的最高值称为收缩压 (systolic pressure, Sp),心室舒张动脉压下降到的最低值称为舒张压(diastolic pressure, Dp),收缩压和舒张压的差值称为脉搏压(脉压, pulse pressure),一个心动周期中每一瞬间动脉血压的平均值，称为平均动脉压(mean arterial pressure) 平均动脉压 = 舒张压 + 1/3脉压,2. 动脉血压的正常值,一般指主动脉压。因为在大动脉中血压降落很小，故通常将在

53、上臂测得的肱动脉压代表主动脉压。,收缩压：13.3 16.0 kPa (100120 mmHg),我国健康青年人安静时血压正常值,舒张压： 8.0 10.6 kPa (6080 mmHg),脉搏压：4.0 5.3 kPa (30 40 mmHg),18.6/12.0 KPa (140/90 mmHg) 高血压, 12.0/8.0 KPa (90/60 mmHg) 低血压,动脉血压的测量原理,间接法： Korotkoff 听诊法 直接法： 插管法,3. 生理变异:, 年龄：新生儿 Bp 40 mmHg 左右。出生后第 1 个月内 Bp 很快升高，到第 1 月末升高 80 mmHg，以后收缩压继续

54、升高，到 12 岁时约为 105 mmHg, 17岁达到成人水平。, 活动 安静, 站位 卧位,日周期 (2 3 时最低，6 8 时和1618时出现高峰 ), 男性 女性,前提：足够的血液充盈于心血管系统,（二）动脉血压的形成,基本因素：心室射血（心输出量）和外周阻力,辅助因素：大动脉弹性贮器作用 (1) 缓冲血压波动 (2) 使血管内血流连续。,循环系统中血液充盈的程度可用体循环平均充盈压（mean circulatory filling pressure）表示。 电刺激引起室颤：0.93 Kpa (7 mmHg)平均充盈压，取决于血管和循环系统容量之间的相对关系 血量或血管容量平均充盈压,

55、形成机制,心室舒张,心室收缩,射血入主A 外周阻力,大A回弹 （势能释放）,推血继续流动,血液对动脉壁的侧压 降低到最小值=舒张压,血液对动脉壁的侧压 上升到最大值=收缩压,推血流动(1/3) 大A扩张(2/3) (动能消耗) (势能贮存+缓冲力),主动脉管壁的弹性对血流和血压的作用,心室舒张弹性贮器血管回缩,心室收缩 1/3流向外周,每搏输出量,（三）影响动脉血压的因素 , 搏出量, 由于收缩压,BP(收缩压为主），脉压,收缩压主要反映每搏输出量大小,2. 心率,心输出量, 心率,心缩期射入主动脉血量,收缩压明显,血流速度,心舒期大动脉内血量稍, 舒张压轻微,心舒期,心舒期流到外周的血液减少

56、 ,心舒期末留在动脉内的血量增多 ,舒张压，收缩压稍,BP(舒张压为主），脉压,3. 外周阻力, 外周阻力 ,BP(舒张压为主），脉压,舒张压的高低主要反映外周阻力的大小,心舒期血液流到外周速度 ,心舒期留在主动脉内的血量,舒张压,4. 主动脉和大动脉的弹性贮器作用：, 大动脉弹性(单纯性大动脉硬化) 收缩压，舒张压，脉压,5. 循环血量与血管容积：正常时循环血量与血管容积相适应, 循环血量（大失血） 血压（失血量超过20%）, 大动脉、小动脉均硬化（老年人） 收缩压, 舒张压, 脉压, 血管容积（过敏、中毒性休克）血压, 循环血量或血管容积 血压（输血和缩血管药物）,影响动脉血压的因素,Su

57、mmary,四、静脉血压和静脉回心血量,静脉系统位于毛细血管网与有右心房之间。 因此，静脉压既能影响毛细血管的功能，又能影响心脏的功能。,血液回流入心脏的通道 血液贮存库的作用 低压、低阻、高容量系统,1. 外周静脉压：, 易受重力影响，测量位取平卧位,（被测部与心水平）,(一)静脉血压,通常指各器官的静脉血压。,当心脏射血功能降低，静脉回流降低时，血液将留滞在外周静脉，静脉压升高。,特点：, 近心端低，远心端高;, 正常值：为 4 12 cmH2O。,2中心静脉压(central venous pressure, CVP)：,指胸腔内大静脉或右心房的压力。, 中心静脉压的高低取决：, 心脏射

58、血能力：如心脏功能良好，则中心静脉压较低。如心脏射血功能减弱，则中心静脉压升高;, 静脉血回流速和量：静脉回流速度快，则中心静脉压升高；反之，中心静脉压下降。,临床：CVP 偏低： CVP 升高：, 意义：, 反映心功和静脉回流量, 控制补液速度和量的指标,输液量不足,输液过快、过多或心脏功能不全,（二）重力对静脉压的影响,重力作用,血管内有静水压,平卧：身体各部分与心脏水平 差别不大，静脉压大致相等,直立：心脏以上部位静脉压较低，矢状窦 1.33 kPa (10 mmHg)；心脏以下部位静脉压较高，足部静脉 12 kPa (90 mmHg),静脉充盈程度与跨壁压有关,直立时，足部静脉饱满，而颈部静脉塌陷。直立时，静脉可多容纳500 ml血液，故由平卧位转直立位时，回心血量减少。,(三）影响静脉血液回流的因素,1. 体循环平均充盈压（血量或容量血管收缩）回心血量 2. 心脏泵血功