、心脏生理(14护本)资料.ppt

1、第四章 血液循环Blood Circulation,概述：血液循环的概念、组成、功能,第四章 血液循环Blood Circulation,第一节 心脏的生物电活动 第二节 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 第五节 器官循环,【目的与要求】,掌握工作细胞的跨膜电位及其形成机制，心肌细胞的生理特性， 影响自律性、兴奋性、传导性的因素，有效不应期的意义。 熟悉窦房结细胞的动作电位及其形成机制，正常/异位起搏点。 掌握心动周期、搏出量、心输出量、射血分数、心指数概念。 心脏的泵血过程，影响心输出量的因素，心音的产生和特点。 掌握动脉血压概念、正常值、形成和影响因素。组织液生成

2、。 中心静脉压概念、正常值、意义。 掌握心交感、心迷走神经及其作用，心血管中枢，颈动脉窦和主 动脉弓压力感受性反射(过程及意义)。肾上腺素和去甲肾上腺素。 熟悉冠脉循环的生理特点；冠脉血流量的调节。 了解: 本章其他内容,第一节 心脏的生物电活动,内容 纲要,一、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制 二、心肌的生理特性 三、体表心电图,普通心肌细胞：（工作细胞） 构成心房壁、心室壁； 具有收缩性、兴奋性和传导性； 特殊心肌细胞： 构成心脏特殊传导系统； 主要包括P细胞和浦肯野细胞-自律细胞； 具有自律性、兴奋性和传导性。,心肌细胞的分类,自律细胞： 非自律细胞：,？,快反应细胞：去极快、Na 内流、

3、快通道 慢反应细胞：去极慢、Ca 内流、慢通道,P细胞和浦肯野细胞 过渡C、结区C、心房壁和心室壁C,一、心肌细胞的跨膜电位 及其形成机制,心肌细胞跨膜电位的特点,1.其波形和形成机 制比骨骼肌、神经 细胞复杂。 2.不同的心肌细胞 其跨膜电位的幅度 持续时间、波形、 产生机制不尽相同,复习神经纤维 的生物电： 静息电位 极化（去、反、复） 动作电位 阈电位,（一）工作细胞的跨膜电位 及其形成机制,现象：-90mv 形成机制： 主要是K+外流形成（内向整流型钾通道-IKl通道），同时还有少量 Na+ 内向背景电流、生电性Na+-K+泵的活动。,K+,0,1,2,3,4,TP,1、静息电位,特点

4、： 1、复极过程复杂 2、持续时间长 全过程分为： 0、1、2、3、4期,K+,K+,0,1,2,3,4,TP,2、动作电位,Na+,K+,Ca+,K+,Na+,心室肌细胞动作电位的形成机制,0期（去极化期）： Na+快速内流形成 1-2ms 速度快，幅度大；快通道 快反应动作电位、快反应细胞（包括心室肌、心房肌、浦肯野细胞等）。 1期（快速复极初期）： K+快速外流形成（Ito通道） 10ms,K+,Ca+,K+,K+,0,1,2,3,4,TP,Na+,Na+,K+,心室肌细胞动作电位的形成机制,2期（缓慢复极期、平台期）：特征性 Ca+缓慢内流和少量Na+内流,同时K+缓慢外流形成 100

5、-150ms 初期内向电流与外向电流平衡；后期Ca+通道逐渐失活，内向电流，而外向电流逐渐，使膜电位逐渐。 Ca+通道是慢通道，可被Mn、维拉帕米等阻断。,K+,K+,0,1,2,3,4,TP,Na+,K+,Ca+,K+,Na+,3期（快速复极末期）： K+再生性外流形成（IK和IK1通道参与）100-150ms （再生性外流：K+外流 膜内负电位膜对 K+通透性进一步K+ 外流越膜复极-正反馈）,K+,K+,0,1,2,3,4,TP,Na+,心室肌细胞动作电位的形成机制,K+,Ca+,K+,Na+,4期（静息期,恢复期）： Na+和K+的恢复:Na+-K+泵转运(泵出3个Na+泵入2K+-生

6、电性外向电流)； Ca+外流:与Na+顺电化学梯度内流相耦联(继发性主动转运；3个Na+内流交换1个Ca+外流-生电性内向电流),K+,K+,0,1,2,3,4,TP,Na+,心室肌细胞动作电位的形成机制,K+,Ca+,K+,Na+,心房肌细胞的动作电位,与心室肌细胞大致相同，但时程较短，约150ms。主要原因是心房肌细胞对K+的通透性较大导致2期提前结束。,(二)自律细胞的跨膜电位 及其形成机制,自律细胞AP的特点： 4期自动去极化 -自律细胞自律性形成的基础。 不同自律细胞的4期去 极速度不一致。,0,4,3,1、浦肯野细胞,4期自动去极化的机制： 递增性的Na+内向电流（If） 递减性的

7、K+外向电流（IK）,（快反应自律细胞）,与心室肌细胞比较： AP相似（2期较长） 4期会自动去极化,浦肯野细胞4期自动去极化速度远比窦房结慢 所以自律性慢。,2、窦房结P细胞,特点： 0期去极速度慢、 幅度小。 无明显的1、2 期。 最大复极电位 （-70mv）及阈电位 （-40mv）的绝对值 均较小。 4期自动去极速度快,TP,（慢反应自律细胞）,2、窦房结P细胞,TP,（慢反应自律细胞）,形成机制： 0期：Ca+缓慢内流 3期：K+外流（IK） 4期： K+外流递减（IK）（主要） Na+内流递增（If） 后期Ca+内流（ICa）,心脏各部分心肌细胞的跨膜电位,心肌C,快反应C,慢反应C

8、,快反应非自律C,心房肌C,心室肌C,房室束C,浦肯野C,快反应自律C,窦房结PC,房结区C,结希区C,结区C,慢反应自律C,慢反应非自律C,二、心肌的生理特性,?,二、心肌的生理特性,正常起搏点：主导心脏正常兴奋和跳动 的部位 窦房结。 潜在起搏点：正常情况下不表现本身自 律性的自律组织。 异位起搏点：异常情况下控制心脏兴奋 和跳动的潜在起搏点。 窦性心律：窦房结控制的心跳节律。 异位心律：异位起搏点控制的心跳节律,（一）自律性,细胞、组织在没有外来刺激的作用下 能够自动发生节律性兴奋的特性称为 自动节律性，简称自律性。 衡量指标 自动兴奋的频率。,1、心脏起搏点,（一）自律性,抢先占领:

9、潜在起搏点4期自动去极化尚未达到 阈电位时,受自律性最高的窦房结传来的 冲动而产生动作电位,其自身自律性不能 表现出来。,窦房结控制潜在起搏点的机制：,（一）自律性,超速驱动压抑: 当更高频率的外来超速驱动停止后,低频率 的自律组织不能立即表现自身的自律性活动， 心脏停搏一段时间后才按潜在起搏点的节律 发生兴奋和跳动。 超速驱动具有频率依赖性。所以，临床上心 脏人工起搏时如需要暂时中断起搏器工作则需 先逐步减低起搏器工作频率，让潜在起搏点接 替工作以免发生心脏停搏。,窦房结控制潜在起搏点的机制：,2、影响自律性的因素,(1)4期自动去极化的速度:正变 (2)最大复极电位与阈电位之间的差值:反变

10、,自动去极化速度的影响,最大复极电位（a、d）和阈电位水平（b、c）的影响,ab,acde abac,（二）兴奋性,指组织或细胞接受刺激产生兴奋（AP）的能力。 所有心肌细胞都具有兴奋性。 衡量指标 阈值。,1、影响兴奋性的因素,成反比关系。即差距减小（如静息电位绝对值减小或阈电位下移），兴奋性增高；反之，兴奋性降低。 但静息电位绝对值过低时，因为Na+通道 部分失活反而使兴奋性降低。 如轻度血钾细胞膜两侧K+浓度差 K+外流静息电位绝对值兴奋性；重度高血钾静息电位绝对值过低Na+ 通道部分失活兴奋性。,(1)静息电位和阈电位之间的差距：,乙酰胆碱因增加细胞膜对K+的通透 性，K+外流静息电位

11、绝对值 兴奋性； 奎尼丁可抑制Na+通道的激活阈电 位上移兴奋性。,1、影响兴奋性的因素,(1)静息电位和阈电位之间的差距：,1、影响兴奋性的因素,复活,激活状态,静息状态,失活状态,(2)引起0期去极化的离子（钠）通道的状态：,通道处于何种状态取决于当时膜电位的水平和产生动作电位后的时间进程。,RP时 Na+通道关闭 随时可激活而开放 兴奋性良好,TP时 Na+通道被激活大量开放 Na+内流,Na+通道关闭 失活 兴奋性为零,(1)有效不应期（ERP）:兴奋性为零。包括： 绝对不应期（ARP）：去极化开始至复极-55mv 局部反应期 -55mv-60mv (2)相对不应期（RRP）： -60

12、mv-80mv 兴奋性低于正常 (3)超常期（SNP）： -80mv-90mv 兴奋性高于正常,2、兴奋性的周期性变化,心内肌的动作电位与兴奋性的变化,a绝对不应期 b有效不应期c相对不应期d超常期,特点：不发生强直收缩,有效不应期较长（约200300ms），相当于心肌的整个收缩期和舒张早期。,意义：,使心肌细胞不发生强直收缩而始终保持收缩和舒张交替进行，以实现泵血。,2、兴奋性的周期性变化,3、期前收缩和代偿间歇,期前收缩(早搏): 在有效不应期之后，心肌受到人工或异位起搏点的激动而产生的收缩 代偿间歇:期前收缩后一段较长的心室舒张期 代偿间歇的机制: 窦性冲动落在期前收缩的 有效不应期上。

13、,1、蛙手术 破坏蛙脑和脊髓 蛙仰卧位固定 开胸暴露蛙心脏 剪除心包膜 2、标本、仪器连接,【实验方法】,（三）传导性,指心肌细胞传导兴奋（AP）的能力 -局部电流机制 衡量指标：AP的传播速度,1、兴奋在心脏内的传播,（1）闰盘电阻小，兴奋不衰减的从一个 细胞传给相邻的细胞（功能合胞体）。 （2）特殊传导系统传导速度快；含优势 传导通路。 （3）兴奋在各部位传导速度不同，房室 交界的传导速度最慢 ，浦肯野纤维网 的传导速度最快。,特点,心脏特殊传导系统的组成和分布： 窦房结：P 细胞、过渡细胞； 优势传导通路：窦房结与房室交界间排列整齐 的心房肌纤维； 房室交界：房结区、结区、 结希区； 房

14、室束及其分支：浦肯野细胞； 浦肯野纤维网：浦肯野细胞。,1、兴奋在心脏内的传播,传播途径,心室,窦房结,优势传导通路,房室交界,房室束,左右束支,浦氏 纤维网,心房,房室交界传导速度缓慢，耗时较长 的现象称为房-室延搁。易产生传导阻滞,房室-延搁的生理意义： 使心房收缩完毕后心室才开始收缩， 以利于心室的充盈和射血。,1、兴奋在心脏内的传播,兴奋在心内的传导途径,2、影响传导性的因素,（1）心肌细胞的结构： 心肌细胞直径: 正变。 如：浦肯野细胞与结区细胞 缝隙连接的数量和功能: 正变。 如：结区细胞缝隙连接少；心肌细胞受损或细胞 内H+浓度，导致缝隙连接关闭。 （2）0期去极速度和幅度：正变

15、。 如苯妥英钠可使Na+通道开放的速度和数量。 （3）邻近部位细胞膜的兴奋性：正变 如：静息电位与阈电位的差值兴奋性 传导性； Na+通道的状态的影响。,（四）收缩性,1、对细胞外液中Ca+浓度依赖性大 2、不发生强直收缩 3、“全或无”式的收缩,心房肌、心室肌才具有 衡量指标：收缩力,心肌收缩特点,?,三、体表心电图,概念：将心电图机的测量电极放置于体表一定部位，记录到的心脏兴奋产生、传导和恢复过程的综合电位变化波形称心电图（ECG）。,引导心电的联接方法称导联。,心电图反映心脏兴奋的产生、传导和恢复过程，并不代表心肌的机械收缩。,典型心电图波形及意义,名称 意 义 幅度(mV) 时间(s)

16、 P波 两心房去极化 0.050.25 0.080.11 QRS波群 两心室去极化 变化较大 0.060.10 T波 两心室复极化 0.101.5 0.050.25 PR间期 心房开始兴奋到 心室开始兴奋所需时间 PR段 去极化通过房室交界等 传至心室肌所需的时间 QT间期 两心室兴奋的总时程 0.40 ST段 两心室处于去极化状态 与基线同水平 0.050.15,与基线同水平 0.060.14,0.120.20,典型心电图波形及意义,第二节 心脏的泵血功能,内容 纲要,一、心动周期 二、心脏的泵血过程和心音 三、心脏泵血功能的评定 四、心脏泵血功能的贮备 五、影响心输出量的因素,一、心动周期

17、,概念：每分钟心跳的次数称心率。 正常值：成人安静60100次/分 平均75次/分。 生理变动：,（二）心动周期,（一）心率,概念：心房或心室每收缩和舒张一次，即一次心跳，称为一个心动周期。,心动周期 心 房 心 室 收缩期 01秒 03秒 舒张期 07秒 05秒,心房收缩,心房舒张,心室舒张,心室收缩,全心舒张期,心率与心动周期的时程成反变关系,收缩期(systole) 舒张期(diastole),图4-9 心动周期中心房和心室活动的顺序和时间关系,二、心脏的泵血过程和心音,静脉,心房,动脉,心室,心肌 舒缩,心腔内 压力改变,瓣膜开闭,心室 射血充盈,同心“双泵”,1、心室收缩与射血过程

18、2、心室舒张与充盈过程,（一）心脏的泵血过程,心动周期中心腔内压力、容积、瓣膜、血流方向变化,心 动 周 期 分分 期,压力比较,房：室：A,瓣膜开闭,房室瓣 动脉瓣,心 内 血流方向,心室容积,等容收缩期,房室A,关闭,关闭,存于室,不变,快速射血期 房A 关闭 开放 室 A 减少,减慢射血期 房A 关闭 开放 室 A 减少,等容舒张期 房室A 关闭 关闭 存于房 不变,快速充盈期 房室A 开放 关闭 房 室 增大,减慢充盈期 房室A 开放 关闭 房 室 增大,房缩充盈期 房室A 开放 关闭 房 室 增大,室缩期,室舒期,心室充盈量,心室舒张“抽吸”占7090,心房收缩“挤入”占1030,心

19、室充盈-房-室压力梯度,(二)心动周期中心房压力的变化,房缩: a升波 室缩，房室瓣关：c升波 射血，瓣膜下移：x降波 静脉血入房：v升波 室舒，房血入室：y降波,a波是心房 收缩的标记,（三）心音,心音概念：,第一心音 第二心音 产生原因 心室肌收缩、房室瓣关闭、 心室舒张时室内压下降 动脉瓣开放及心室射出的 引起的心室振动及动脉 血液冲击动脉壁等引起的 瓣关闭、血液往回冲击 振动 大动脉根部引起的振动 声音特点 音调低、持续时间较长 音调高、持续时间较短 约012014S 约008010S 意义 标志心室收缩的开始 ， 标志心室舒张的开始， 反映心肌收缩力的强弱 反映动脉压的高低及 及房室

20、瓣的机能状态 动脉瓣的机能状态,第一心音和第二心音的区别,第三心音：出现在心室舒张早期。 可能是血液从心房突然冲入心室 引起心室壁产生振动而形成。 第四心音：出现在心室舒张晚期。 是心房收缩血液注入心室，引起 的心室壁振动而形成，又称心房音,（三）心音,每搏输出量：一侧心室一次收缩射出 的血量，简称搏出量。 成人安静时为6080ml,三、心脏泵血功能的评定,（一）每搏输出量和射血分数,射血分数：搏出量 占心室舒张末期容 积的百分比。 正常值：55%65% （60-80ml/125ml%）,每分输出量（心输出量） ： 指一侧心室每分钟射出的血量。 =搏出量心率 4.56.0 L/min，平均5.

21、0 L/min， 运动时可达2535 L/min。,（二）每分输出量和心指数,心指数： 指以每平方米体表面积计算的心输出量。 静息心指数：安静、空腹时的心指数。 正常值： 3.03.5L/minm2,每搏功: 心室一次收缩所做的功。 心室每搏功（J） =搏出量（L）（平均动脉压平均心房压） (mmHg)13.6(g/cm3)9.807(1/1000) 成人安静时为0.803J 每分功： 心室每分钟所做的功。 =搏功（J）心率（次/min） 成人安静时为60.2J/min,（三）心脏做功量,心输出量相同，做功相同,血压高 血压低 相同的心输出量 做功多 做功少 相同的功 心输出量少 心输出量多

22、右心室做功为左心室做功的1/6,（三）心脏做功量,?,安静时 活动时 贮备量 心力贮备 5 L/min 2530 L/min 56倍 心率贮备 75次/min 160180次/min 22.5倍 搏出量贮备 70ml 120130ml 5060ml （舒张期贮备 舒张末期容积125ml 145ml 15ml 收缩期贮备） 收缩末期剩余量 55ml 15-20ml 3540ml,心输出量随机体代谢需要而增加的 能力称为心泵功能贮备或心力贮备。,四、心脏泵血功能的贮备,五、影响心输出量的因素,五、影响心输出量的因素,心输出量,(每分输出量),搏出量,心率,前负荷,后负荷,心肌收缩力,(一)搏出量,

23、1、前负荷：（异长自身调节）,心室前负荷 心室肌的初长度 心室舒张末期充盈量心室舒张末期容积 心室舒张末期压力心室舒张末期心房 内压力 同义词，可以看成是对同一种变化从不同 角度测量时的不同表达方式。,(一)搏出量,1、前负荷：（异长自身调节）,一定范围内前负荷（心室舒张末期充盈量或压力） 心肌初长度 心肌收缩力 搏出量 心输出量,动物实验中，逐渐改变心室舒张末期压力 或容积，并测量搏出量或搏功。以前者为横坐标，后者为纵坐标绘制的曲线，称为心室功能曲线。,15mmHg以下，升支。表明搏功随前负荷的增加而增加。 1520mmHg，趋平坦。提示充盈压改变对心泵功能影响不大。 20mmHg以上，平或

24、轻度下倾，说明充盈压增加搏功基本不变或轻度减少。,图4-12 心室功能曲线,与骨骼肌一样一定范围 初长度横桥与细肌丝 有效接触心肌收缩 (肌节最适初长度2.0-2.2m ) 一般情况左心室充盈压 为56mmHg ，1215mmHg 的充盈压是人体心室最适 前负荷 -说明？ 通过心肌初长度的改变 引起心肌收缩强度变化而 影响搏出量的调节，称为异长自身调节。,图4-12 心室功能曲线,原理：,由于心肌抵抗过度延伸的特性（胶原f，肌f走向及排列、心包膜限制），达最适前负荷后心肌初长度一般不会再增加。所以，心脏不至于在前负荷明显增加时发生搏出量和搏功的下降(图)。但心肌发生病理变化时，心室功能曲线可出

25、现明显的降支。,原理：,图4-12 心室功能曲线,心室充盈量=静脉回心血量+心室射血后剩余血量,静脉回心血量取决于：心室充盈时间：正变 静脉回流速度：正变,心室充盈时间/静脉回流速度静脉回心血量 或心肌收缩力 心室射血后剩余血,异长自身调节意义：对搏出量进行精细调节，平衡心室射血量和回心血量。,心室射血后剩余血与心肌收缩力有关：反变,搏出量 收缩力 前负荷 心室充盈量,反之，搏出量少。,后负荷（A压） 心室收缩后动脉瓣开放推迟（提前） 等容收缩期延长（ 缩短） 射血期缩短（延长） 搏出量 心输出量,2、后负荷,在整体时，主A压在80170 mmHg变化时，心输出量无明显的变化通过异长自身调节而恢复搏出量； 通过增强心肌收缩力来维持正常搏出量。,3、心肌收缩能力（等长自身调节）,心肌收缩力 搏出量 心输出量,指心肌不依赖于外部负荷而改变其收缩 功能的内在特性。,通过心肌