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1、1,血液循环,黄宏平（人文与管理系细胞电生理研究室） hphuang2007,2,第四章 血液循环,第一节 心脏的泵血功能 第二节 心脏的生物电活动和生理特性 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,3,心血管系统,4,心血管系统功能： 物质运输：营养物质，代谢产物，激素 维持内环境稳定；体液调节；机体防御 。 内分泌功能：心房钠尿肽，内皮素等,5,第一节 心脏的泵血功能 一、心脏泵血的过程和机制 二、心脏泵血功能的评定 三、影响心输出量的因素 四 、心脏泵血功能的贮备,6,一、心脏泵血的过程和机制 （一）心动周期（Cardiac cycle） 1. 概念：心脏一次收缩和
2、舒张，构成一个机械活动 周期。,7, 心房(或心室)的收缩和舒张交替进行。 全心舒张期: 0.4秒。 心率加快心动周期缩短，舒张期的缩短更明 显，不利于心脏持久工作。,2. 特点：,8,（二）心脏的泵血过程：,心室肌的收缩和舒张,血液的单方向流动 （心房心室动脉）,瓣膜的开启或关闭,房室压力变化并产生压力梯度,9,（二）心脏的泵血过程：,1. 心室收缩期： （1）等容收缩期（Period of isovolumic contraction）： 0.05s.,心室肌收缩 室内压大幅度快速 室内压房内压，室内压主动脉压 房室瓣关闭，半月瓣关闭 等容收缩，第一心音。,10, 快速射血期（Period
3、 of rapid ejection ）: 0.1s.,（2）射血期,心室肌收缩室内压达峰值，大于主动脉压，半月瓣开放。射出血量占2/3。,11, 减慢射血期（ Period of slow ejection ） ：0.15s. 室内压略低于主动脉压，但半月瓣未关。 射出血量占1/3。,12,2. 心室舒张期： (1) 等容舒张期（ Period of isovolumic relaxation）: 0.06-0.08s 室内压大幅度快速下降并小于动脉压。 半月瓣关闭，产生第二心音; 但室内压仍大于心房压, 房室瓣也关闭,心室容积不变。,13, 快速充盈期（ Period of rapid f
4、illing）： 0.11s.,（2）心室充盈期,心室继续舒张，室内压进一步降低，并小于心房压,甚至负压。房室瓣开启。 充盈血量占2/3。,14, 减慢充盈期（ Period of reduced filling ）：0.22s. 充盈血量较少， 此期末，心房进一步挤压血液进入心室(心房收缩期),15, 心房收缩期：0.1s左右 初级泵，使心室充盈量增加1030%， 增加初长度射血增加,16,心室肌的收缩和舒张,血液的单方向流动 （心房心室动脉）,瓣膜的开启或关闭,房室压力变化并产生压力梯度,心动周期中心房和心室活动的顺序和时间关系,17,(三) 心动周期中房内压的变化,v,18,（四）心音的
5、产生 1. 第一心音 ： S1，心尖最清，音调低，持续时间长。,标志着心脏收缩期的开始。由于等容收缩期房室瓣关闭，心室收缩时血流冲击房室瓣和室壁，心室射血撞击动脉壁和血液涡流所致。,19,2. 第二心音：S2，肺A瓣和主A瓣听诊区最清楚，音调高，持续时间短。,由于等容舒张期心室舒张，肺A瓣和 主A瓣关闭所致。 标志着心室舒张的开始。,20,3. 第三心音：S3，低音调、低振幅，偶尔可听到。 心室快速充盈期末，血液流速突然改变， 使心室壁和瓣膜发生振动所致。,4. 第四心音：S4，心室舒张晚期，与心房收缩有关， 心房音。正常心房收缩时一般不产生声音。,心音,心动周期,21,二、心脏泵血功能的评定
6、 (一) 心脏的输出量：,射血分数（ejection fraction）： 每搏输出量占心室舒张末期容积的百分比,正常为55% 65%,每搏输出量（Stroke volume）: 一次心搏由一侧心室射出的血量,约70ml/次。 舒张末期容积（end-diastolic volume）：125ml； 收缩末期容积（ end-systolic volume ）：55ml；,1. 每搏输出量和射血分数,22,心指数（Cardiac index）:单位体表面积的心输出量。 5/(1.6 1.7m2) = 3.0 3.5L/minm2。 静息心指数:安静、空腹状态下心指数。,每分输出量（心输出量）（Ca
7、rdiac output）： 每分钟由一侧心室射出的血量,正常为4.56L/min(平均5L/min)。 心输出量=搏出量心率,2. 每分输出量和心指数,23,（二） 心脏作功量（心泵功能较敏感指标）,每搏功 = 70ml (92mmHg 6mmHg ) = 0.847J,每搏功 = 搏出量（平均动脉压-平均左房压）,=搏出量（射血相左心室内压左心室舒张末压）,（安静时所占比例小，可忽略）,每搏功=搏出量射血压力动能,1. 每搏功：心室一次收缩射血所做的功。,心脏的效率,=,心脏所完成的外功,心脏耗氧量,100,（2025）,24,每分功= 每搏功心率 = 0.847 75 = 63.5J/m
8、in,肺动脉平均压仅为主动脉平均压的1/6， 故右心室做功量仅为左心室做功量的1/6。,2. 每分功,25,三、影响心输出量的因素 影响搏出量和心率的因素均可影响心输出量 搏出量取决于前负荷，后负荷和心肌收缩能力。,（一） 前负荷：肌肉在收缩前所承受的负荷。 1. 心室前负荷：心室舒张末期容积。,衡量心室前负荷的指标： 心室舒张末期容积 心室舒张末期心室充盈量 心室舒张末期压力心房内压力,26,2. 心室功能曲线： Frank-Starling曲线 1914年，Starling ，狗离体心肺标本， 心室舒张末期容积适量增大可增强心室收缩力 。,心脏能自动的调节并平衡心搏出量和回心血量的关系。
9、生理范围内，心脏能将回流的血液全部泵出。,27,3.,对搏出量的微小变化进行精细调节，使心室射血量和静脉回心血量之间能保持平衡。,异长调节的主要作用：,初长度对心肌收缩力影响的机制,异长调节（heterometric regulation）： 通过改变心肌初长度而引起心肌收缩力改变的调节。,28,骨骼肌长度-张力关系,29,4. 为什么心室功能曲线无明显的降支？,心肌细胞外间质内含有大量劲度较大的胶原纤维，心肌的伸展性较小，从而阻止心肌细胞过度拉长，使心肌肌小节的初长度一般不会超过2.252.30m。,意义:可使心脏在前负荷明显增加时一般不会发生搏出量和作功能力的下降。,30,5. 影响前负荷
10、的因素 心室充盈量 = 静脉回心血量+射血后心室内的剩余血量,射血后心室内的剩余血量：,心包内压：心包积液时，心包内压增高， 可妨碍心脏充盈，搏出量减少。,静脉回流速度：静脉回流增快，心室充盈量增多， 搏出量增大。,心室充盈时间：心率增快，心室舒张期和充盈时间 均缩短，心室充盈减少，,心室顺应性：指心室壁受外力作用时能发生变形的难易程度。 心室顺应性高时，心室充盈量增多,31,（二） 后负荷: 大动脉血压, 异长调节机制搏出量恢复,搏出量暂时减小,等容收缩期延长, 射血期缩短, 心室肌缩短的程度和速度下降（等长调节机制） 射血速度减慢,当大动脉血压 后负荷 等容收缩期室内压峰值将,剩余血量,3
11、2,等长调节（homometric regulation）：通过改变心肌收缩能力调节心脏泵血功能。,（三）心肌收缩能力 (cardiac contractility）:,1. 概念: 心肌不依赖于前负荷和后负荷而改变其力学活动（包括收缩的强度和速度）的内在特性，又称为心肌的变力状态（inotropic state）。,33,（1）活化的横桥数目和 肌球蛋白头部ATP 酶的活性。,2. 影响心肌收缩能力的主要因素 ：,凡能影响心肌细胞兴奋-收缩耦联过程中各个环节的因素都可影响收缩能力。,34,横桥周期,35,（2）兴奋时Ca2+i和肌钙蛋白对 Ca2+的亲和力；,36,Ca2+激活收缩蛋白,37
12、,儿茶酚胺（NE，E等）+受体cAMP 钙通道开放机率,开放时间 钙离子内流 通过CICR使Ca2+i , 心肌收缩能力 搏出量,c. 甲状腺激素能够提高肌球蛋白ATP酶的活性。,b. 茶碱（ Ca2+增敏剂）可使钙与肌钙蛋白 亲和性增加，活化的横桥数目 。,38,（四）心率 正常值60 100次/分，平均75次/分。,在一定范围内，心率加快可使心输出量增加,阶梯现象（staircase phenomenon,treppe）: 心率增快或刺激频率增高引起心肌收缩能力增强的现象。可能与心率增快时细胞内钙离子浓度增高有关。,39,1. 心率过快:（160180次/分),3. 影响因素: 自主神经系
13、统活动； 体温可使心率加快； NE、E、T3、T4,2. 心率过慢:（40次/分）,心脏耗能,心肌收缩能力 ， 心脏舒张期缩短，心舒末期容积和压力,心输出量（搏出量心率）,搏出量,心脏舒张期过长，搏出量可正常,心输出量（搏出量心率）,40,四、心脏泵血功能的贮备 心率 搏出量 心输出量 安静 75次/分 70 ml 5L/分 运动 180200次/分 140 ml 25L30L/分,（一）搏出量贮备: 收缩期贮备: 55ml-20ml = 35ml 舒张期贮备：140ml-125ml=15ml,心泵功能贮备（心力贮备, cardiac reserve): 心输出量随机体代谢的需要而增加的能力。
14、,41,心肌收缩能力收缩期贮备 肌肉泵作用静脉回流量舒张期贮备 膜对离子的通透性心率贮备,心输出量,2. 心率贮备：增加心率可使输出量增加22.5倍。,运动交感神经兴奋,42,第四章 血液循环 第一节 心脏的泵血功能 一、心脏泵血的过程和机制 心动周期与心率的概念。心脏泵血的过程：心脏泵血过程中，心室、心房内压力、容积、瓣膜活动和血流的变化，心房、心室舒缩和瓣膜在心脏泵血活动中的作用。 二、心脏泵血功能的评定: 每搏输出量(搏出量)和射血分数，每分输出量(心输出量)和心指数 三、影响心输出量的因素 心泵功能的调节(影响心输出量的因素)：自身调节(Starling机制)(含心功能曲线)，心肌收缩
15、能力，后负荷，心率。 四、心脏泵血功能的贮备,小结：,43,掌握：心脏的泵血功能及其调节； 熟悉：心脏和心肌细胞的结构特点；,44,【思考题】 1. 试述一个心动周期中心房、心室内压力、容积、瓣膜活动和血流的变化。 2. 试述心房、心室舒缩和瓣膜在心脏泵血活动中的作用。 3. 试述第一、第二心音的特点、成因和意义。 4. 试述心脏泵血功能的各项评定指标。 5. 试述调节和影响心输出量的因素。,45,心脏泵血过程中，心室、心房内压力、容积、瓣膜活动和血流的变化,46,SV,单位体表面积的心输出量.,比较不同个体心功能,心脏泵血功能的评定指标,47,异长调节,等长调节,缩强度和做功能力增加,影响心输出量的因素,48,心脏泵血功能的贮备,49,第二节 心脏的生物电活动和生理特性 一、 心肌细胞的跨膜电位及其形成机制(重点掌握) （一）工作细胞的跨膜电位及其形成机制 （二）自律细胞的跨膜电位及其形成机制 二、 心肌的生理特性 (重点掌握) (一） 兴奋性 （二）自动节律性 （三）传导性 （四）收缩性 三、 体表心电图（熟悉）,50,心肌细胞的分类：,自律细胞（rhythmic cell)：组成心内特殊传导系统, 无收缩性,工作细胞（working cardiac cell）: 心房肌、心室肌,51,心
