生理学血液循环_1

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1、,第四章 血液循环,本章需要解决的两个问题,1）心脏是如何推动血液的？- 心脏生理,2）血液又是怎样在血管内流动的？- 血管生理,讲述内容,心脏生理,心脏是怎样收缩射血的？-心脏泵血的过程和机制,好坏如何？ 1）心脏泵功能的评价 2）心脏泵功能的调节,心脏舒缩时发生了什么变化？- 心肌的生物电现象和生理特性 （伴随变化）,血管生理,心脏射血后，血液如何从 动脉经静脉回到心脏？,动脉、静脉血压的 形成和影响,在毛细血管中，是怎样进行 （物质交换）的,微循环与组织液 的生成,心血管活动受哪些因素 的影响？,心血管活动的调节 （神经、体液和自身调节）,心脏活动的三个周期,心电周期：,动作电位（兴奋）

2、的产生和传导,心动周期：,心肌的收缩与舒张， 导致房、室压力及容积的变化,心音周期：,由瓣膜的开闭及血液的流动引起,一、心动周期 (Cardiac cycle),概念：心脏一次收缩和舒张的机械性活动， 构成一个心动周期。,心动周期= 60秒/心率,0.8,0.5,0.4,0.3,0.2,0.1,0.7,0.6,Atrioventricular valves close Semilunar valves open,Atrioventricular valves open Semilunar valves close,Timeing of the contraction and relaxatio

3、n of the atrium and ventricle in aheart beating at 75 per minute,A,C,B,水泵工作原理,水泵工作原理,瓣膜的关闭，血液的冲击+心肌收缩产生的振动,心音,二尖瓣关闭,产生第一心音，S1,收缩期的开始,特点：,调低，持续时间长,主动脉瓣关闭,产生第二心音，S2,舒张期的开始,特点：,调高，持续时间短,室缩,室内压,室内压,等容收缩期 isovolumic systole 0.05s,射血期 ejection period 0.5s,快速 射血期 rapid ejection period,减慢 射血期 reduced ejecti

4、on period,关,关,关,开,房压,动脉压,房压,动脉压,室舒,室内压,室内压,等容舒张期 isovolumic diastole 0.06s,充盈期 filling period 0.44s,快速 充盈期 rapid filling period,减慢 充盈期 reduced filling period,关,关,开,关,房压,动脉压,房压,动脉压,小结：,1 心脏收缩-射血的关键；,心室舒张-受血,2 心收期（等容收缩期）-升高室内压-利于射血,心舒期（等容舒张期）-降低室内压-利于受血,3 全心舒张期（0.4秒）-受血最多； 最后0.1秒，心房收缩，进一步增加受血,4 心室收、舒变

5、化-,容积变化-,压力变化-,加上瓣膜的活动-,决定血流的方向,房室瓣关闭-,开始收缩期（S1）,半月瓣关闭-,舒张期开始（S2）,5 心室的收缩，并没有将所有的血液全部射出去,心脏泵血功能的评价,每搏输出量（Stroke volume，SV） 概念：一侧心室、一次心跳所射出的血液量。 SV=收缩前心室容积 收缩后心室容积 = 舒张末期容积(end-diastolic volume,EDV ) 收缩末期容积(end-systolic volume,ESV）,每分输出量(Minute Volume ,MV) 心输出量（Cardiac output，CO） MV=SVHR,心指数（Cardiac

6、index，CI） 单位体表面积的MV,射血分数（Ejection fraction，EF） EF=SV/EDV 100%,心力储备（Cardiac reserve，CR） MV随机体代谢需要而增加的能力。,Cardiac function reserve,每搏功=搏出量（射血相左心室内压左室充盈压）+动能,射血期平均 左室内压,平均动脉收缩压,平均动脉压,舒张压+1/3脉压 （收缩压舒张压）,平均心房压 （=6mmHg),1/2mv2,1mmHg=1333达因/cm2 1达因cm=10-7焦耳,四、心脏泵功能的调节,（一）SV的调节,1 心脏收缩的特点：,“全或无”,影响单个细胞强度和速度的

7、因素：,前负荷,后负荷,心肌收缩能力,2 SV的自身调节,1）前负荷与自身调节,心肌的前负荷：相当于心室舒张末期压力（充盈压）,心肌的初长度：相当于心室舒张末期容积,异长自身调节：由于心肌本身初长度的改变而引起心肌收缩功能（收缩强度和速度）的改变，称为异长自身调节。,骨骼肌的长度张力曲线 AT：主动张力 RT：静息张力（被动张力） Tmax:最大张力 Lopt:最适初长,心肌的收缩性能与前负荷的关系如何呢？,1895年，Frank离体蛙心实验,充盈压,EDV,初长度,测心脏收缩时的心室内压,1914年，Starling狗的离体实验（心肺）,灌注压,回心血量,EDV,观察主动脉压的改变,Left

8、 ventricular(LV) function curves （lcmH2O=0.098kPa）,LV stroke work,NE,Control,Failing,LVEDP(cmH2O),影响前负荷的因素：,（1）静脉回流量,A 心室充盈时间-,与心率有关,B 静脉回流速度-,心房与心室间的压力差,（2）剩余血量的影响：,（双重影响）,A 若回心血量不变 -,心室射血量增加,B 若心房、心室间压力差降低-,回心血量减少 -,SV减少,异长自身调节的生理意义,对SV进行精确的调节,2）心肌收缩能力（ Cardiac contractility, CC),通过改变心肌本身的收缩性能来调节心

9、肌的收缩强度和速度， 从而调节SV，它与心肌的初长度无关（也与前、后负荷无关）,心肌收缩 性能,活化的 横桥数,胞浆内钙离子浓度,肌钙蛋白对钙离子 的亲和力,肌球蛋白的ATP酶活性 （横桥）,影响因素,凡是能影响胞浆中钙离子浓度、肌钙蛋白与 钙离子的亲和力、横桥中ATP酶活性的因素， 均能影响心肌的收缩性能。,生理意义,（1）对持续的、剧烈的循环变化具有强大的调节作用，,（2）是神经-体液调节的基础,3）后负荷的影响,（动脉压）,BP,等容收缩期室内压峰值,等容收缩期延长，射血期,射血心室肌缩短的速度、 和强度，导致射血速度,SV,SV 的 调 节,引起调节的因素 效应 生理意义,（二）心率（

10、HR）对MV的影响,MV=SV HR,影响因素,交感神经兴奋,迷走神经兴奋,去甲肾上腺素、肾上腺素、甲状腺激素,体温升高,第二节 心肌细胞生物电,心肌细胞的分类,二、心肌细胞的电活动,（一）工作细胞的跨膜电位,Action potential in ventricular cell RP: resting potential TP :threshold potential,RP,特点,1. RP稳定于-90mV,2. AP不对称, 复极复杂, 时程长,3. AP幅度大,-90+30mV(约+120mV),超过0的部分称为超射值,除极历时短,约1-2ms, 故除极速率大,称为快反应细胞,4. A

11、P曲线分5期,形成的机制(离子基础),1.内向离子流(inward current),正离子(阳离子)从细胞外流向细胞内,或负离子(阴离子)从细胞内流向细胞外,作用,除极,2. 外向离子流(outward current),正离子(阳离子)从细胞内流向细胞外,或负离子(阴离子)从细胞外流向细胞内,作用:,复极或超极,Action potential in ventricular cell RP: resting potential TP :threshold potential,RP,慢通道的特点:,1.慢- 激活门和失活门的开闭均慢, 故称慢通道(slow channel),2. TP高(约

12、-30-40mV),3. 特异性差,4. 离子流量较小, 仅为I Na的1/10,5. 阻断剂:,维拉帕米(异博定)、Mn2+,钙通道的分类及其特性,一、电压依从钙通道 （Voltage-dependent Ca2+ Channels，VDCs）,二、受体操纵钙通道 （Receptor-voperated Ca2+ Channels，ROCs）,三、第二信使操纵钙通道 （Second-messenger-operated Ca2+ Channels，SMOCs）,四、牵张激活钙通道 （Stretch-activated Ca2+ Channels ，SACs）,五、背景钙通道 （Backgro

13、und Ca2+ Channels ）,细胞处与静息状态时可有少量通透Ca2+的通道， 可能与平滑肌和心肌细胞基础张力的维持有关。,除背景钙通道为静息钙通道外，其余四大类均为 可兴奋钙通道，且以电压依从钙通道最为重要，普遍 存在于各种组织中，为钙内流的主要途径。,电压依从钙通道的分类及其特性,L型通道： 电导较大。高电压激活，衰减慢；普遍存在于心肌、 骨骼肌、神经元及内分泌等不同细胞中，与兴奋-收缩 耦联有关。,T型通道： 电导较小。低电压激活，衰减快；在窦房结细胞及 神经的起步活动与重复发放中起重要作用，并参与调 节细胞生长和增生,N型通道： 电导大小与电压依从性介于L与T型间，它需要较强

14、的去极化激活，但失活较快。常存在于神经组织中。,P型通道： 需高电压激活，对DHP（双氢吡啶类）不敏感， 但可被蜘蛛毒素所阻断，它介导递质的释放和神经元 的高阈值发放。,Q型通道： 需高电压激活，其药理学特性与其他通道电流不同 主要介导神经元递质的释放。,R型通道： 需高电压激活，失活最快；对Ni2+敏感 它介导递质的释放。,注： N、P、Q、R型钙通道几乎为神经组织所独有。,Action potential in ventricular cell RP: resting potential TP : threshold potential,RP,RP,RP,K+,Na+,K+,Ca2+ Na

15、+,K+,K+,Na+,K+,Ca2+,Na+,(二)浦氏细胞的跨膜电位,Action potential in purkinje cell,Na+(If),K+(Ik),(三)窦房结细胞的跨膜电位,Action potential in sinoatrial node(P- cell),波形特点:,1. 最大复极电位(-70mV)和TP(-40mV)均高于浦氏细胞,2. 无明显的超射,3. 除极幅度小(70mV), 但除极时程长(长达7ms),故称为慢反应细胞,4. 无明显的1, 2期,5. 4期自动去极速度快,(0.1V/S, 浦氏为0.02V/S),Action potential in sinoatrial node(P- cell),0,4,3,TP,K+(IK),Na+(If),Ca2+,Na+,心肌细胞的分类,快慢看0期 自律与非自律看4期,心室肌（A）与窦房结（B）细胞跨膜电位的比较,浦氏细胞与P细胞的比较,浦氏细胞 P细胞,最大复极电位 90mv 70mv,阈电位 -70mv -40mv,激活与失活 快 慢,离子