心脏血管生理课件

第四章 血 液 循 环,血液循环系统的构成 心脏动力器官 血管管道，场所 体循环 肺循环,四个腔室、存在瓣膜 ；血液单向流动 闰盘处低电阻；心肌是一个功能合胞体 心房肌和心室肌纤维并无直接联系 心肌细胞有两种类型：工作细胞、自律细胞 肌质网终末池不发达，储钙量少，,心外膜,心 肌,心内膜,心 包,右心：泵血入肺循环； 左心： 泵血入体循环。,一、心动周期与心率 概念：心房或心室每收缩和舒张一次称心动周期。,房缩 0.1s 房舒 0.7s,室缩 0.3s 室舒 0.5s,第一节 心脏的泵血功能,特点: 舒张期时间 收缩期时间 全心舒张期0.4s 利心肌休息和充盈 心率快慢主要影响舒张期 心缩(舒)期指心室的活动。,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、心室的泵血过程,1.心室收缩期 (1)等容收缩期： 心室开始收缩 室内压急剧 （左室内压近80mmHg） 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,等容收缩期的特点： 其时程长短与肌缩力、后负荷有关： 肌缩力等容收缩期 BP 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）快速射血期： 心室继续收缩 房内压室内压动脉压 动脉瓣开放 房室瓣关闭 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，射血量大(70%)。,(3)减慢射血期： 迅速射血入动脉后 心室容积继续 房内压室内压略动脉压 动脉瓣开，房室瓣关 血液以惯性射入动脉 （占射血量30%） 心室容积继续 心室舒张前期,2.心室舒张期,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。,(2)快速充盈期： 等容舒张期末 室内压 （房内压室内压动脉压） 房室瓣开，动脉瓣关 心室继续舒张 室内压 抽吸（占总充盈量2/3） 心室容积迅速,特点：快速充盈期末的室内压最低。,(3)减慢充盈期： 随着心室内血液的充盈，心室与心房、大V间的压力差减小，血液流入心室的速度减慢。 (4)房缩期 心房缩，房压 房内血挤入心室， 心室容积达最大,心动周期中的4对矛盾：,小结：,在整个心动周期中以心室的收缩和舒张为主，射血靠收缩，充盈靠舒张。 两个瓣膜没有同时开放的时候，但有同时关闭的时候，即等容收缩期和等容舒张期。,心脏缩与舒（主要矛盾） 压力升与降 瓣膜开与关 血液进与出,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 0.1 房室动 开 关 房室 心室收缩期 0.3 等容收缩期 0.05 房室动 关 关 快速射血期 0.11 房室动 关 开 室动 减慢射血期 0.15 房室动 关 开 室动惯性、慢 心室舒张期 0.5 等容舒张期 0.07 房室动 关 关 快速充盈期 0.11 房室动 开 关 房室 减慢充盈期 0.22 房室动 开 关 房室慢 ,心动周期中压力、容积、血流变化和瓣膜的开闭,1.每搏输出量和射血分数 每搏输出量： 一侧心室搏动一次所射出的血量。成年人静息平卧时每搏输出量约为6080ml。 射血分数： 每搏输出量与心室舒张末期容量的百分比。 正常时射血分数基本不变。人体安静时的射血分数约为55%65%。 临床：心室扩大射血分数（每搏输出量可不变） 舒张末期容量：舒张末期心室腔内充盈的血量，约145 ml。,三、心泵功能的评定,（一）心脏的输出量,2.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，即心输出量(cardiac output, CO)，= 搏出量×心率。 心指数： 以单位体表面积(m2)计算的心输出量。 中等身材成人1.61.7m2，心输出量约56L/min，心指数约为3.03.5L/(min*m2)。 不同生理条件下，由于代谢水平的变化，心输出量和心指数也不同。,心脏收缩做功,压强能(势能)产生和维持血压99% 动能推动血流1%（计算时常忽略不计）,压强能：射血时心室内压力与容积变化的乘积。 每搏功 =（射血期左心室内压一左心室舒张末期内压）×搏出量 平均动脉压代替射血期左心室内压，平均左心房压代替左心室舒张末期内压，则： 每搏功=搏出量(cm3)×(平均动脉压-左心房平均压 mmHg） 每分功=每搏功×心率,(二）心脏作功量,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,增加作功量。 心肌的耗氧量与心肌的做功量是相平行的。,用心脏作功量评价心脏泵血功能,心脏所完成的外功,心脏耗氧量,心脏的效率=,三、影响心搏输出量的因素 1. 前负荷 Starling在百余年前就发现，心脏能自动地调节并平衡心输出量和回心血量的关系：回心血量愈多，则心肌舒张时被牵拉愈长，其收缩力也愈强，搏出量也愈多。即心肌收缩强度因初长度变化而发生相应变化异长自身调节。,前负荷(preload)： 肌肉收缩前所负载的负荷 前负荷肌肉具有一定的长度(初长度) 心室舒张末期容积心室肌的初长度,Starlings Law,生理意义：对搏出量的精细调节。,心室末期的充盈压增高到1215 mmHg时，曲线的斜率最大，心室的前负荷将处于最佳状态。,心室射血量与静脉回心血量相平衡(回流多，射血多) 如：静脉回心血量射血量 充盈压(舒张末期心室总充盈量) Starling机制(异长自身调节) 搏出量 持续、剧烈的循环机能变化（体力劳动等，需持久、大幅度提高搏出量）主要靠心肌收缩能力的变化调节,维持心室射血量与静脉回心血量之间的平衡。,动脉压,等容收缩相室内压峰值 (室内压要升得较高才能超过主A压引起射血),等容收缩相延长(射血相缩短),搏出量减少,射血相心室肌纤维缩短程度和速度均减小，射血速度减慢,(张力速度曲线),2. 后负荷(afterload)对搏出量的影响： 后负荷：肌肉开始收缩时才遇到的负荷 心室肌后负荷：动脉血压,心肌收缩能力心室功能曲线向左上方移位 心肌收缩能力心室功能曲线向右下方移位,3. 心肌收缩能力的改变对搏出量的调节 心肌收缩能力(cardiac contractility)： 心肌不依赖于前、后负荷而能改变其力学活动（包括收缩的强度和速度）的一种内在特性 心肌的变力状态。,Contractility,等长自身调节： 通过改变心肌收缩能力调节泵血功能的机制。 血压 搏出量 等长自身调节(心肌初长度不变) 心肌收缩能力 搏出量,取决于心肌细胞内部与收缩有关的各种酶的活性等内在因素，这些因素可在神经体液因素的影响下改变。,大动脉BP半月瓣开放延迟,等容收缩期、射血期 射血速度与力量,心室内余血、充盈量 心肌初长(异长调节） 神经-体液因素心肌收缩能力（等长调节）,搏出量接近原来水平,搏出量 （暂时）,在整体：,4. 心率的调节 正常成年人：60 100次/分 心输出量 = 搏出量×心率 HR 心输出量 (在一定的范围内) HR170180次/分（HR过快） 心室耗能 心室充盈时间明显 充盈量 搏 出 量 减 少 心输出量 HR40次/分（HR过慢） 心舒期过长 心室充盈达极限 搏出量无法再增加 心输出量,健康人心脏泵血功能有一定的贮备，在机体需要时成倍增长。 心输出量=搏出量×心率 搏输出量储备： 前负荷(心室舒张末期容积) 心肌收缩能力 心率储备： 心率增加使心输出量增加(在一定范围内),四、心力贮备,心力贮备,搏出量储备,收缩期贮备 收缩末期容积的储备量（约为55ml） 射血分数的提高,舒张期贮备 心室舒张末期容积的储备量（约为15ml）,心率贮备 （2-2.5倍）,心肌细胞： 工作细胞 (working cardiac cell)： 心房肌、心室肌 自律细胞 (rhythmic cell):,心肌细胞膜的生物电活动是引起和控制心肌收缩的起始因素。,第二节 心脏的生物电活动,特殊分化的心肌细胞，包括窦房结、房室交界区、房室束和浦肯野纤维等。 基本不含肌原纤维，无收缩性； 具有自律性和特殊传导性； 构成了心脏的起搏传导系统。,（一）心肌细胞跨膜电位及其形成机制,心室肌的RP和AP,1心室肌细胞静息电位形成机制 （1）幅度：-90mV(较骨骼肌细胞、神经细胞大)。 （2）机制：=K+平衡电位 条件：膜两侧存在浓度差： 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，达 到K+平衡电位。,K+i K+o281,Na+i Na+o113,2.心室肌细胞动作电位的形成机制：,0期： 刺激 RP 阈电位 激活快Na+通道 Na+再生式内流 Na+平衡电位 （0期）,快Na+通道：-70mV激活，持续1-ms，特异性强(只对Na+通透)，激活剂(苯妥因钠)。,0期,按任意键显示动画2,1期： 快Na+通道失活 + 激活Ito通道 K+一过性外流 快速复极化 （1期）,1期,Na+,K+,2期： O期去极达-40mV时 已激活慢Ca2+通道 + 激活IK 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）,2期,Na+,K+,Ca2+,K+,按任意键显示动画2,3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 （3期）,3期,Na+,K+,Ca2+,K+,K+,泵,按任意键显示动画2,泵,3期,(二) 自律细胞的跨膜电位及形成机制 1.窦房结细胞(慢反应自律细胞)的电位 (1)电位特征： 静息电位：不稳定，能自动去极化， =最大舒张电位。 动作电位：分0,3,4三个时期， 无1期和2期。 0期去极化缓慢：幅度小, 时程长， Ca2+缓慢内流（慢通道），慢反应细胞。 3期复极化：膜内电位最低下降到-60mV左右，称为最大复极电位。 4期自动去极化：由最大复极电位开始自动去极化，当达到阈电位(-40mV)水平，即爆发一次动作电位。,心室肌细胞,窦房结细胞,窦房结细胞4期自动去极,2. 浦肯野细胞(快反应自律细胞)的电位,1.形成机制： 0、1、2、3期：心室肌细胞基本相似。 4期：为递增性Na+为主的内向离子流（If）+ 递减性外向K+电流所引起的自动去极化。,2.特点： （1）0期去极化速度快，幅度大。 （2）4期自动去极化速度比窦房结细胞的慢， 故自律性低。,心肌细胞分类,根据4期是否自动去极化：自律细胞、非自律细胞 根据0期去极化速度快慢：快反应细胞、慢反应细胞,？ ？ ？,电生理特性：兴奋性 (excitability) 自律性 (aut