武汉大学循环系统课件

第六章 循环系统的结构与生理,循环系统,血液循环,淋巴循环,组织液循环,脑脊液循环,主导,血液循环,结构基础：心血管系统,房水循环,循环:各种体液间不断流动、相互交换的过程,心脏前面观,心脏后面观,第二节 心脏的生物电活动,一、心肌细胞的生物电现象,工作细胞,自律细胞,心房肌,心室肌,收缩功能,浦肯野细胞,P细胞,窦房结,房室交界,自动节律性兴奋,心肌细胞,特殊传导系：,（自律性）,窦房结、房室交界、房室束、浦肯野纤维网,（一）工作细胞的跨膜电位及其形成机制（心室肌为例）,1. 静息电位,稳定，-90 mV,机制：K+外流,神经纤维Ap,0,2. 动作电位,Ap具有上述特征的心肌细胞 快反应C,特点：,复极缓慢而复杂；上升支和下降支不对称；分为04期。,（1） 去极化过程（ 0期）,历时：,电位变化：,机制：,-90 mV,+30 mV,12 ms,电压门控Na+通道开放,Na+内流,快通道,快反应电位,（2）复极化过程,历时：,电位变化：,机制：,+30 mV,0 mV,10 ms,K+外流（主要）,Ito电流,1期（快速复极初期）,0期和1期 锋电位,2期（平台期）,历时：,电位变化：,机制：,100 ms150 ms,K+外流,IK1和IK,外向离子流：,0 mV，缓慢,内向离子流：,Ca2+内流,慢通道,外向（复极）,内向（去极）,主要特征,3期（快速复极末期）,历时：,电位变化：,机制：,0 mV,-90 mV,100150 ms,K+外流,IK和IK1,（+）,4期（静息期）,主动转运,跨膜离子转运：,Na+K+泵,Na+Ca2+交换体,Ca2+泵,心室肌细胞动作电位,机制：K+外流（Ik）逐渐,4期：最大复极电位,自动除极,（二）自律细胞的跨膜电位及其形成机制,特点：,4期自动去极化 自律性的基础,1. 浦肯野细胞,快反应自律C,03期：同心室肌C,（起搏电流）,Na+内流（If ）逐渐,主要,浦肯野细胞动作电位及起搏机制,上：跨膜电位 下：If和Ik的电导,心肌细胞动作电位,A 心室肌细胞 B 窦房结细胞,2. 窦房结细胞,（1）最大复极电位、阈电位绝对值较小。,（3）0期去极化速度慢，振幅低。,L型Ca2+通道激活,机制：,Ca2+内流（ICa-L）,慢反应自律C,（2）0期去极化仅达0 mV。,慢通道,（4）复极无明显的1期和平台期。,机制：,慢Ca2+通道逐渐失活,K+通道激活,K+外流（Ik）,（5）4期自动除极较快。,K+外流（Ik ）进行性,Na+内流（If）进行性,机制：,外向电流：,内向电流：,T型Ca2+通道开放 Ca2+内流,最重要,Ca2+内流,心肌细胞快、慢反应电位比较表,二、心肌的电生理特性,兴奋性 自动节律性（自律性） 传导性 收缩性,电生理特性,机械活动特性,（一）心肌的兴奋性（Excitability）,概念：心肌细胞接受刺激产生兴奋的能力 衡量指标：阈值,（1）静息电位（最大复极电位）水平,（2）阈电位水平,静息电位,阈电位,1. 决定和影响兴奋性的因素,慢反应C Ca2+通道,备用状态,（3）0期去极化通道的状态,快反应C Na+通道,2. 一次兴奋过程中兴奋性的周期变化,以心室肌为例,心肌兴奋性的特点,心肌的有效不应期长,3.,收缩期,舒张早期,收缩与舒张交替活动,期前收缩 代偿间歇,期前收缩和代偿间歇,（二）心肌的自动节律性（autorhythmicity）,概念：,在没有外来刺激的条件下，组织细胞能够自动地发生节律性兴奋的特性。,1. 心肌的自动节律性和各级自律细胞的相互关系,窦房结,房室交界,左右束支,普肯耶纤维,（100次/分）,（50次/分）,（25次/分）,正常起搏点,窦性心律,潜在起搏点（异位起搏点）,异位节律（病理）,指标：自动兴奋的频率,窦房结是主导整个心脏兴奋和收缩的正常起搏点,窦房结控制潜在起搏点的机制：,抢先占领：窦房结自律性高，首先兴奋,超速驱动压抑：潜在起搏点长期处于“超速”兴奋状态,2. 影响自律性的因素,（2）4期自动去极化速度,（1）最大复极电位与阈电位之间的差距,阈电位水平,自律性,最大复极电位,自律性,影响自律性的因素,特点：,闰盘,机能合胞体,特殊传导系,有序的传导,几乎同一时间传导至心肌的各个部位,（三）心肌的传导性,指标：,Ap沿细胞膜的传播速度,缝隙连接,1. 心脏内兴奋传播的途径和特点,途径：,窦房结,房室交界区（延搁）,左右房室束,浦肯野纤维网,心房,优势传导通路,房室束,心室,传导性特点,（1）心房（心室）内传导较快,肌C同步兴奋,（2）房室延搁（0.450.1s）,机制：,房室交界传导速度很慢，其中结区最慢,房室交界是兴奋由心房入心室的唯一通道,意义：,保证心房收缩完毕后心室才开始收缩,2. 决定和影响传导性的因素,（1）结构因素,心肌纤维的直径,传导速度,（2）生理因素,主要因素,已兴奋部位Ap0期去极化速度和幅度,传导速度,邻近未兴奋部位膜的兴奋性,奎尼丁,去极化速度,静息电位水平,三、体表心电图（ECG）,1. 概念：由窦房结发出的兴奋按一定途径和时程依次传向心房和心室，心脏各部分在兴奋过程中出现的生物电活动，可以通过心脏周围的导电组织和体液传导到身体表面。如果将测量电极放置在人体表面的一定部位，可以记录到心脏兴奋过程中发生的电变化，所记录的图形。,2. 测量：细胞外记录法，即膜外两点电位差。,3. 电极放置位置不同，记录的心电图曲线也不同。,（一）心电图中各波的意义,P波：两心房除极伴随的电变化 QRS波群：两心室除极的电变化 T波：两心室复极的电位变化 U波：意义不清,标准II导联,第三节 心脏的泵血功能,原理与骨骼肌相同，不同之处：,2. “全”或“无”式收缩,肌质网不很发达,钙贮备量较少,左右心房同步,左右心室同步,原因：功能合胞体,1. 对细胞外液中Ca2+的依赖性,一、心肌收缩的特点,钙触发的钙释放：少量钙内流,内钙大量释放,二、心脏的泵血过程,历时：,概念：,心脏收缩和舒张一次，构成一个机械活动周期。心房和心室均包括收缩期和舒张期。,心律75次/分 1个心动周期为0.8s,（一）心动周期的概念（cardiac cycle）,心动周期,三尖瓣,肺动脉瓣,（二）心脏的泵血过程,动力：,基本原理：,心脏节律性舒缩活动 压力梯度,血流方向：,瓣膜的开放和关闭,以左心室为例：,1. 心室收缩期（0.3s）,（1）等容收缩期（0.05s）,心室收缩,心室压 心房压,房室瓣关闭,心室压 动脉压,动脉瓣关闭,心室为封闭腔,容积不变，室内压急剧,（2）射血期（0.25s）,缓慢射血期（0.15s）：,快速射血期（0.1s）：,心室收缩,心室压 动脉压,动脉瓣开放,由心室入动脉,心室肌强烈收缩,室内压达峰值,射血快、多,心室肌收缩减弱,室内压、主动脉压均下降,射血减慢,心脏的射（泵）血时程,2. 心室舒张期（0.5s）,（1）等容舒张期（0.060.08s）,心室舒张,室内压 动脉压,动脉瓣关闭,心房舒张,室内压 房内压,房室瓣关闭,封闭腔,容积不变，室内压急剧,（2）心室充盈期（0.43s）,快速充盈期（0.11s）：,心室肌舒张,室内压 房内压,房室瓣开放,由房入室,血流迅速由房入室,血流缓慢由房入室,减慢充盈期（0.22s）：,血液进入心室主要靠心室舒张时室内压下降所形成的“抽吸”作用,心房收缩期（0.1s）：,心室充盈量进一步,在心的射血过程中，心室的活动处于主导地位,左室容积（ml）,左室压（mmHg）,心动周期中压力容积的变化（左心室）,三、心脏泵功能的评定,（一）心脏的输出量,1. 每搏输出量（搏出量）和射血分数,搏出量：一次心跳，一侧心室射出的血量。,射血分数=,舒张末期容积,收缩末期容积,之差：搏出量,搏出量,舒张末期容积,× 100,健康成年人：5560,以每一平方米体表面积计算的心输出量（L/min.m2）,心输出量（cardiac output）：,静息心指数：,安静和空腹情况下的心指数,一般身材的成年人：3.03.5L/min.m2,70ml × 755L/min,2. 每分输出量（心输出量）和心指数,每分钟一侧心室射出的血量搏出量×心率,健康成年男性安静时,心指数（cardiac index）：,（二）心脏作功量,搏功：心室一次收缩所做的功。,压力容积功,血液的压强能（主要）,动力功,血液的动能,搏出量×（射血期左心室内压 -左心室舒张末期内压） =搏出量×（平均动脉压-心房压）,左室每搏功 =,平均动脉压=舒张压+（收缩压-舒张压）×1/3,四、心脏泵功能的调节,以心输出量作为泵血功能的评定指标。心输出量由搏出量和心率两个因素决定。,（一）前负荷对搏出量的影响异长自身调节,定义：,通过改变心肌初长度而引起心肌收缩强度改变的调节。,Starling 机制：,初长度,心室舒张末期压力,（心室舒张末期容积）,心肌收缩,前负荷,心室功能曲线,对抗过度延伸的特性,肌小节不超过 2.252.3 µM,心搏出量不明显,意义：,使心室充盈量与搏出量相平衡。,正常情况下主要对搏出量进行精细调节。,前负荷=心室舒张末期充盈量,静脉回心血量,心室射血剩余量,（二）后负荷对搏出量的影响,定义：,心室收缩开始后所遇到的负荷,大动脉血压,调节过程：,其他条件不变，动脉压（后负荷）,搏出量,心内余血,心室舒张末期压,继发异常调节,心肌收缩,搏出量恢复,心肌收缩能力,长期,心肌肥厚，发生病理改变,心力衰竭,定义：,（三）心肌收缩能力对搏出量的影响 等长调节,通过收缩能力这个与初长度无关的、心肌内在功能变数的改变而实现的调节。,决定因素：,心肌的收缩能力,活化横桥数,肌凝蛋白的ATP酶活性,（四）心率,在一定范围内，心率,心输出量,心率 170180次/分,心输出量,回心血量,心率 40次/分,心输出量,心力储备（cardiac reserve）：,心脏能适应机体的需要而提高心输出量的能力。,五、心脏泵功能的贮备,六、心音和心音图（自学）,心动周期中伴随的心音变化,第一心音 第二心音,心音：,心的射血过程中，心肌收缩和瓣膜关闭等机械振动所发生的声音。,音调低而长,心室肌收缩和房室瓣关闭,标志心室开始收缩,音调高而短,动脉瓣关闭,标志心室开始舒张,第四节 血管生理,一、血流量、血流阻力和血压 二、动脉血压和动脉脉搏 三、静脉血压和静脉回心血量 四、微循环 五、组织液的生成 六、淋巴液的生成与回流,各类血管的功能特点,（1）按结构走行方式分类,结构简单，管壁只有一层上皮细胞。,动脉,分4层，内膜、内膜下层、肌层、浆膜层。,动脉平滑肌较发达，大动脉含有丰富的弹性纤维，管壁收缩舒张的幅度较大。,静脉,壁薄，也分4层。,平滑肌不发达，缺少弹力纤维，故管壁松弛，管腔较大，常叫容量血管。,毛细血管,是血流分配、物质交换的场所。,（2）按生理功能分类,弹性贮器血管：大动脉 分配血管：中、小动脉，微动脉 毛细血管前阻力血管：小动脉、微动脉 毛细血管前括约肌 交换血管：真毛细血管 毛细血管后阻力血管：微静脉 容量血管：大静脉贮血库 短路血管：动静脉短路,血管按生理功能分类,一、血流量、血流阻力和血压,血流量,Q =,P,R,血管两端压力差,血流阻力,（一） 血流量和血流速度,血流量：单位时间内血液通过血管某一截面积的 血量（L/min） 。 血流速度：血液中的一个质点在血