心血管生理学PPT课件.pptx

第四章 血 液 循 环,泵,第一节 心脏的泵血功能,心动周期,心脏的泵血过程,心音的产生,心泵功能的评价,心泵功能的调节,心房或心室每进行一次收缩和舒张为心跳的一个活动周期，即心动周期。,一、心动周期,如果心率为75次/min，心动周期=0.8秒,特点： 1.房室不同时收缩,心室收缩紧跟 在心房收缩完毕后进行 2.有一个0.4S的全心舒张期 3.舒张期长于收缩期 4.心率的变化对舒张期影响较大,二、心脏的泵血过程,1、心房收缩期 0.1S,2、心室收缩期 （1）等容收缩相 0.06-0.08S （2）快速射血相 0.11S （3）减慢射血相 0.14,3、心室舒张期 （1）等容舒张相 0.06-0.08S （2）快速充盈相 0.11S （3）减慢充盈相 0.19S,心室收缩期,心室舒张期,心室 收缩,动脉压,心 室 射 血 期,心室 舒张,心 室 充 盈 期,房压,心肌收缩/瓣膜开闭/血流变化/血液腔壁冲击 机械振动 胸壁特定部位 监听/记录,三、心音的产生,四、心泵功能的评价 (一)心输出量,搏出量 ( SV =70ml ) 一侧心室一次 收缩射出的血量。,2 心输出量 一侧心室每分钟射出的血量。,CO=HRSV =75 70 =5250（ml）,静息心指数 安静、空腹时和心指数。 3-3.5L/minm2 5-6L/min 1.6-1.7m2,3 心指数 以每平方米体表面积计 算的 心输出量。,（二）射血分数,搏出量占心室舒张末期容积的百分比。 安静时约为60%,SV,70,145,=60%,心输出量：安静时：5L/min 运动时：25L/min,(三) 心力贮备 心输出量随机体代谢需要而增加的能力。,1 心率贮备：2-2.5倍 2 搏出量贮备：,收缩期贮备：5560ml,舒张期贮备：15ml,五、心泵功能的调节 CO=HRSV （一）搏出量的调节,（二）心率的影响,（一）搏出量的调节 1.前负荷：异常自身调节Starling机制 心脏能自动地调节并平衡心搏出量和回心血量之间的关系。 意义:搏出量进行精细的调节。,回心血量心舒张期充盈,2.心肌收缩能力的改变对搏出量的调节,Ca2+ 内 流 横桥ATP酶活性,交 感 神 经释放去甲肾上腺素 肾上腺髓质分泌肾上腺素和去甲肾上腺素,递质,激素,受体,心缩力,意义：能对持续的、剧烈的循环变化有强大的调节作用。,3.后负荷对搏出量的影响,搏出量恢复正常,心肌初长度 心肌收缩能力,心室内剩余血量,每搏出量,射血期射血速,动脉血压（正常范围）,250,后负荷/异长调节/等长调节 匹配/协调,(二) 心率对心泵功能的影响 40150次/分:心率心输出量 150次/分: 舒张期 充盈时间 搏出量 心输出量,第二节 心肌的生物电现象和生理特性,心肌细胞的类型： 普通的心肌细胞（心房肌和心室肌）：工作细胞 特殊分化的心肌细胞 自律细胞 非自律细胞,心肌组织具有兴奋性、自律性、传导性 和收缩性四种生理特性。,心脏特殊传导系统的组成和分布：,由特殊分化的心肌细胞构成，具有产生和传导 兴奋的作用，没有收缩能力。,窦房结 优势传导通路 房室交界 房结区 结 区 结希区 房室束 左右束支 浦肯野氏纤维网,P细胞,浦肯野氏细胞,一、心肌细胞的动作电位和兴奋性,（一）心室肌的静息电位和动作电位 静息电位 K+平衡电位 IK1 动作电位： 0期去极化 INa 短（1-2ms），除极幅 度达120mV，由-90mV ， 上升到+20- 30mV ，由极 化转成反极化。 速率200-400v/s,0,2,3,1,4,0,-90,+30,-70,1期（快速复极初期） Ito 由+20mV迅 速下降到0mV 左右，10ms。 2期（平台期） IK 往往停滞于近零的等电位 状态，形成平台。是区别于神 经或骨骼肌细胞动作电位的主 要特征，占100- 150ms。 3期（快速复极末期） IK 复极加快，由0mV较快下 降到-90mV，占100-150ms。 4期（静息期） 心房和心室 非自律细胞， 4期电位稳定于 静息电位水平。,1期（快速复极初期） Ito 由+20mV迅 速下降到0mV 左右，10ms。 2期（平台期） IK ICa .S 往往停滞于近零的等电位 状态，形成平台。是区别于神 经或骨骼肌细胞动作电位的主 要特征，占100- 150ms。 3期（快速复极末期） IK 复极加快，由0mV较快下 降到-90mV，占100-150ms。 4期（静息期） 心房和心室 非自律细胞， 4期电位稳定于 静息电位水平。,K+,0,0,-90,+30,-70,(三)影响兴奋性因素,0,2,3,1,4,0,-90,+30,-70,3.Na+通道的性状 Na+通道有备用、激活和失活 三种状态，取决于膜电位和通道 状态 变化的时间过程。细胞膜 上大部分钠通道是否处于备用 状态，是该心肌是否具有兴奋性的前提。,(2)相对不应期 从复极-60mV到约-80mV的时期，此期大部分钠通道已复活，但兴奋性仍低于正常。,(3)超常期 从复极的-80mV到-90mV的时期，此期膜电位靠近阈电位，兴奋性超过正常。,(1)绝对不应期和有效不应期 绝对不应期，除极相到复极达-55mV，不产生反应。 有效不应期，从-55mV到-60mV这段时间内，可发生部分除极,但不能产生动作电位。,(四)兴奋性的周期性变化与收缩的关系 1.一次兴奋过程中兴奋性的周期性变化,2.兴奋性的周期变化与心肌收缩活动的关系（1）不发生强直收缩 由于心肌细胞的有效不应期特别长(平均250ms),相当于整个收缩期加舒张早期(它是骨骼肌与神经纤维绝对不应期的100倍和200倍)，在此期内，任何刺激都不能使心肌发生兴奋和收缩。因此心肌和骨骼肌不同，没有复合收缩现象，不会发生强直收缩，而能保证收缩和舒张交替的节律活动，实现其泵血功能。,（2）期前收缩与代偿间歇 正常心脏是按窦房结的节律兴奋而收缩。如果一次额外的刺激时恰好落在一次窦性兴奋的有效不应期之后就会在下一次窦性兴奋之前产生一次兴奋和收缩，期前兴奋和期前收缩。 期前兴奋也有自己的有效不应期，当紧接在期前收缩后的一次窦房结的兴奋传到心室时，常正好落在期前兴奋的有效不应期内，因而不能引起心室兴奋和收缩。所以在一次期前收缩之后，往往有一段较长的心脏舒张期，称为代偿间隙。,概念： 心肌能自动地、按一定节律发生的能力，称为自动节律性。 心肌自律组织与自律细胞： 窦房结 房室交界（房结区、结希区） 房室束与左右束支 普肯野氏纤维网 衡量自律性的指标： 单位时间内自动兴奋的次数 窦房结（ 90-100次/分），房室结（40-60次/分）， 浦氏纤维（15-40次/分）。,二、心肌的自动节律性,P细胞,普肯野氏细胞,(一)自律细胞的跨膜电位及形成机制 1. 窦房结细胞的动作电位及其形成机制 窦房结细胞动作电位的幅值小，约70mV 0期: 去极化 钙离子内流 ICa.f 慢反应自律细胞 3期: 复极化钾外流 IK 4期: 舒张期 净内向电流IK If ISi 自动去极化 最大复极电位为-60-65mV。 阈电位约-40mV,0,-40,-60,慢反应自律细胞的电位形成机制,复极化至-60mV时 Na+通道递增性激活 If增强,3期末k+通道 递增性失活 IK衰减,自动去极后1/3期 Ca2+通道（T型）开放 ISi,K+递减性外流,Na+递增性内流,Ca2+内流,自 动 去 极 达 阈 电 位（-40mV）,Ca2+ 通 道（L型）开 放,Ca2+ 内 流 ,产生动作电位的0 期,2.浦肯野细胞的动作电位电位,0期:钠离子快速内流 INa 快反应自律细胞 1期：钾离子外流Ito 2期：钾离子外流和钙离子内流IK ICa .S 3期：钾离子外流IK 4期：舒张期主要If 自动去极化,快、慢反应心肌细胞动作电位的特征比较 快反应细胞 慢反应细胞 动作电位波形分5个期： 动作电位波形分3个期： 0、1、2、3、4期 0、3、4期 电位幅度高 电位幅度低 0期去极速度快 0期去极速度慢 0期主要与Na+内流有关 0期主要与Ca2+内流有关 具有快、慢通道 只有慢通道 （以快通道为主） 静息电位大：-85mv 静息电位小：-60mv - 90mv -65mv 通道阻断剂：河豚毒 通道阻断剂：异搏定,窦房结细胞（慢反应自律细胞）的特点： 与普肯野氏细胞（快反应自律细胞）比较,最大复极电位及 阈电位绝对值均较小 除极幅度较小， 反极化不明显 0期去极时程较长 无明显的1、2期 4期自动除极较快,（二）心脏正常起搏点与窦性节律 正常起搏点窦房结：窦性节律 潜在起搏点其它自律组织 异位起搏点异位节律 窦房结对于潜在起持点的控制是通过： 抢先占领 超速驱动压抑,1、4期自动去极化速度 a.自动去极化速度快达到阈电位的时间短自律性高。 b.自动去极化速度慢达到阈电位的时间长自律性低。,（三）影响自律性的因素,2、最大舒张电位水平 最大舒张电位水平小距阈电位近自动去极化达到阈电位的时间短自律性高。 最大舒张电位水平大距阈电位远自动去极化达到阈电位的时间长自律性低。,3、阈电位水平 在上述因素不变的前提下： 阈电位水平 下移 上移 最大舒张电位阈电位 距离近 距离远 自动去极化达到阈电位 时间短 时间长 自律性高 自律性低,三、心肌的传导性 及兴奋在心脏的传导 (一)心肌细胞的传导性 传导机制: 由于心肌兴奋部位和邻近安静部位的膜之间发生电位差，产生局部电流，从而使安静部位兴奋； 机能合胞体特性：局部电流通过低电阻的闰盘，引起相邻细胞的兴奋。,(二)兴奋在心脏内的传导过程和特点 传导途径 窦房结心房肌及优势传导通路左、右心房 房室交界 房室束（希氏束） 左、右束支 浦肯野纤维 心室肌,1.心脏起搏点 正常情况下心脏的起搏点是窦房结，其含P细胞和过渡细胞。P细胞是自律细胞，过渡细胞将兴奋传播到相邻心房肌细胞。 2.结间束及兴奋在心房室内的传播 心房肌的传导速度为0.3m/s，优势传导通路传导速度较快（前、中、后结间束）。前结间束连接左、右心房，传导速度可达1m/s，使左、右心房可以几乎同时收缩。,3.房室结的单向传导和延搁作用 兴奋在房室交界处的传导速度极慢（约为0.02-0.05m/s ），兴奋传导约需0.1秒，延搁时间延长，避免了心房和心室收缩的重叠，使心室在收缩前有充分的血液充盈，有利于心室的射血。,5.兴奋在心室肌的传导 心室肌的传导速度为0.5m/s，兴奋由心内膜传到心外膜 历时约0.03秒。,4.浦肯野系统兴奋的传导 浦肯野细胞传导速度可高达1.5-4m/s，兴奋传导仅历 时0.03秒，可几乎同到达心室各处内壁，对于心保持心室肌的同步收缩是十分重要的。,（三）影响心肌传导性的因素 1、解剖因素： (1)细胞的直径 直径粗大胞内电阻小传导速度快 直径细小胞内电阻大传导速度慢 (2)细胞间缝隙连接(闰盘)的数量,2、生理因素 (1)动作电位0期除极的速度和幅度 动作电位除极的速度和幅度局部电流 达到阈电位的速度传导速度加快,(2)邻旁部位膜的兴奋性 兴奋性高动作电位容易引起传导速度加快 决定邻旁部位细胞膜兴奋性的因素：静息电位和阈电位的差距，钠通道的状况。,心肌细胞收缩特点：,1、同步收缩 又称心肌收缩的“全或无”现象，由于心肌细胞间有低阻抗的闰盘相互连接，使整个心房或心室几乎同时兴奋和收缩。,2、对细胞外Ca2+的依赖性大 心肌细胞的终末池不发达，储存的Ca2+较少，兴奋收缩耦联所需的Ca2+重来自细胞外液。 3、不发生强直收缩 心肌细胞有效不应期特别长，从心肌收缩开始一直到舒张中期，这保证了心肌总是收缩和舒张交替进行，有利于充盈和射血功能的完成。,将引导电极置于体表一定部位，记录整个心动周期中心电变化的波形图。反映了心脏兴奋的产生、传导和过程中的生物电变化。,四、体表心电图 （ECG）,P,Q,S,R,T,P-R,S-T,0.04S,1mv,QT,正常心电图的波形及生理意义,第三节 血管生理,一、各类血管的功能特点,弹性贮器血管,分配血管 功能：输送血液至器官组织,交换血管 功能：物质交换的场所,容量血管 功能：容纳60-70%的血量,不同血管的结构功能特点,血 管 结 构 功能特点 功 能,主动脉 富含弹性膜 弹性大 弹性扩张 （ 弹性贮器血管）,中动脉 富含平滑肌 肌性动脉 调节器官血流量 （分配血管 ）,小动脉 富含平滑肌 舒缩性大 产生阻力的 （外周阻力血管 ）,毛细血管 仅一层内皮 通透性大 物质交换,细胞 （交换血管）,静 脉 壁薄腔大 容量大 容量血管,各段血管 的压力梯度： 主A:100mmHg 小A:85mmHg Cap:30mmHg V始:10mmHg 心房(大V):0,二、血压 血压是指血管内的血液对于单位面积血管壁的侧力。 单位：帕（Pa），1mmHg等于0.133kPa,三、动脉血压和动脉脉搏 （一）动脉血压 1、正常值,收缩压（Sp）:心室收缩时,动脉血压升高到的最高值 (100 120mmHg或13.316.0kPa) 舒张压（Dp）:心室舒张时,动脉血压降低到的最低值 (60 80mmHg或8.010.0kPa) 脉（搏）压 : Sp-Dp 30 40mmHg或4.05.3kPa 平均动脉压 :Dp + 脉压/3,血压降落：,大A,中A,小A,毛细血管,小V,腔V和右心房,基本因素： 心血管内有足够的血量 心室射血 外周阻力,2、动脉血压的形成,心脏射血 动力 心室肌收缩时所释放的能量，一部分用 于推动血液流动的动能，一部分转化为势能形成对血管壁的侧压。 血流的阻力 血液颗粒之间和血液与血管壁之间的摩擦。,(1)每搏出量心缩期射入A血量收缩期大动脉血流量,3.影响动脉血压的因素,心舒末期大动脉血量增加不明显,收缩压(明显),血流速,舒张压(明显),搏出量减少不明显收缩压变化不明显,回心血量,(2)心率 心舒期 心舒末期大动脉中的血量,舒张压升高不明显,(3)外周阻力血流速心舒末期大动脉中血量,舒张压（明显）,收缩压变化不明显,(4)大动脉弹性缓冲作用,脉压,(5)循环血量/血管系统容量的比例,体循环平均充盈压改变,影响动脉血压的因素,影响因素,变化,收缩压,舒张压,脉搏压,备 注,（二）动脉脉搏 在每个心动周期中，动脉内的压力发生周期性的波动。这种周期性的压力变化可引起动脉血管发生搏动，称 为动脉脉搏。,四、静脉血压、静脉回心血量 （一）静脉血压,1 外周V压 各器官V的血压。 中心V压 右心房和胸腔内大V的血压。 4 12cmH2O,静脉回流动力=外周V压 - 中心V压,中心V压的测定意义： 判断心功能 指导输液,（二）重力的影响,1 血液重力对静脉血压的影响 卧：各处V压大致相同 立：下肢V压增大 2 静脉血压对静脉充盈的影响 人直立时：血量重新分配，下肢比卧位时多容纳400 - 600 ml血量。,（三）静脉回心血量及其影响因素,影响静脉回心血量因素,五、微循环,微动脉与微静脉之间的血液循环称微循环。,微循环的组成和血流通路有： 1直捷通路 微动脉通血毛细血管微静脉，多见于骨骼肌，主要作用是使部分血液快速通过微循环而进入静脉。 2动静脉短路 微动脉动静脉吻合支微静脉，多见于皮肤和皮下组织，在体温调节中发挥作用。 3.迂回通路: 微动脉后微动脉毛细血管前括约肌真毛细血管微静脉。此通路迂回曲折，血流缓慢，真毛细血管相互交织成网状，且真毛细血管壁较薄，通透性大，是血液和组织液之间进行物资交换的场所。,六、组织液 （一）组织液的生成,部位：真毛细血管,动力：有效滤过压 =(Cap压+组织液胶体渗透压)-(血浆胶体渗透压+组织液静水压） A端 Pf=（30+15）-（25+10）= +10mmHg V端 Pf=（12+15）-（25+10）= - 8 mmHg,组织液 胶渗压,胶渗压 血 浆,组织液 静水压,血 压 毛细血管,组织液,10%,淋巴液（尤其蛋白质）,90%,A端,V端,1 毛细血管血压 组织液生成,（二）组织液生成的影响因素,静脉回流,右心衰,4 淋巴回流 淋巴回流 组织液重吸收,2 血浆胶渗压 蛋白尿或肝功 血浆胶渗压 组织液生成,毛细血管通透性 烧伤、过敏 、炎症 通透性 组织液生成,第四节 心血管活动的调节,一神 经 调 节,(一) 心脏和血管的神经支配,心交感神经 心迷走神经 起 源 脊髓胸段T1T5 延髓的迷走神经 侧角神经元 背核和疑核 分 布 右：窦房结、房室肌前壁 右：窦房结 左：房室交界、束支、 左：房室交界 房室肌后壁 房室肌(少量) 递 质 去甲肾上腺素(NE) 乙酰胆碱(Ach) 受 体 1 阻断剂 心得安 阿托品,1.心脏的神经支配(双重神经支配),生理作用 心交感N 心迷走N 变 时 (自律性) 自律性 (正性变时) 自律性(负性变时) 变传导 传导性 (正性变传导) 传导性 (负性变传导) (传导性) 变 力 收缩力 (正性变力) 收缩力 (负性变力) (收缩性) 变兴奋 兴奋性 (正性兴奋) 兴奋性 (负性兴奋) (兴奋性),心交感神经和心迷走神经的生理作用,Pk,If,PCa,静息电位( 最大复极化电位) 变小,4期IK衰减快,4期自动去极速度加快,4期钙内流,0期钙内流,2期钙内流,AP幅度速度 ,交感神经对心脏作用的机制,横桥ATP 酶活性,AP幅度速度,Ach+M,Pk ,PCa ,4期IK衰减变慢,兴奋性,自律性,4期自动除极速度,传导速度,心肌收缩能力,静息电位(最大复极电位)增大,4期慢钙内流 0期慢钙内流 2期钙内流,迷走神经对心脏作用的机制,横桥ATP 酶活性,2.血管的神经支配 (多数受交感缩血管神经单一支配) (1)缩血管神经纤维 中枢：延髓的缩血管中枢(T1L23侧角) 分布：绝大多数血管（几乎所有血管平滑肌都受交感缩血管N 支配，绝大多数血管只接受交感缩血管N的单一支配） 递质：节后纤维为NE 受体：（主）、 作用：受体血管缩受体血管舒,(2)舒血管神经 交感舒血管神经 副交感舒血管神经 中枢 皮质运动区 脑干副交感核 分布 骨骼肌血管 软脑膜、消化腺 递质 ACh Ach 受体 作用 舒血管 舒血管 特点 参与调节局部血流,交感缩血管N 交感舒血管N 副交感舒血管N 中 枢 延髓的缩血管中枢 皮质运动区 脑干副交感核、 (T1-L2-3侧角) S2-3外侧核链 递 质 NE ACh ACh 受 体 （主）、 阻断剂 酚妥拉明 阿托品 阿托品 分 布 绝大多数血管 骨骼肌血管 软脑膜、消化腺、 （多为单一支配） 外生殖器血管 作 用 受体缩血管（主） 舒血管 舒血管 受体舒血管 特 点 血压明显升高 不参与血压调节 不参与血压调节 与肌肉运动有关 调节局部血流量,小结：血管的N支配与生理作用