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1、第四章血液循环 血液在心血管系统中按一定方向周而复始的流动称为血液循环 bloodcirculation 简称循环 WilliamHarvey1578 1657 1 绑扎上臂血管 2 计算心脏血流量 心血管系统 心脏 动力器官 血管 输送血液的管道 血液循环的途径flash 血液循环的功能 1 完成物质运输 使新陈代谢不断进行2 运输激素 实现体液调节3 稳定内环境 实现血液防卫功能4 内分泌功能 心脏的结构 心脏由左 右两个心泵组成 右心将血液泵入肺循环 左心将血液泵入体循环 瓣膜在血液沿单一方向流动中起重要作用 心脏的三方面周期性活动 兴奋的产生及向整个心脏的扩布 心肌收缩和舒张 推动血液
2、流动 伴随瓣膜的启闭 出现心音 第一节心脏的泵血功能 心脏的泵血过程和机制 心脏泵血功能的评定 影响心输出量的因素 心脏泵血功能的贮备 一 心脏泵血的过程和机制 一 心动周期 cardiaccycle 1 概念心脏一次收缩和舒张 构成一个机械活动周期 称为心动周期 2 时程以心房开始收缩作为起点 时程取决于心率 呈反变关系 安静时心率为75次 分心动周期为0 8秒 左 右心房收缩0 1s左 右心房舒张0 7s左 右心室收缩0 3s左 右心室舒张0 5s 3 特点及意义 1 舒张期 收缩期 使心脏有足够的时间接纳由静脉回流的血液 保证其收缩前的充盈 使心脏得到充分休息 利于持久工作 2 房室不能
3、同时收缩 保证泵血正常 3 左右两心房 两心室的活动是同步的 二 心脏的泵血过程 心脏泵血过程 1 等容收缩期 periodofisovolumiccontraction 从房室瓣关闭开始到主动脉瓣打开之前的这段时期 历时约0 05s 特点 肌张力和室内压迅速升高 速率最快 瓣膜均关闭 心室容积不变 时程长短与心肌收缩力和动脉血压有关 特点 室内压最高时期 射血速度最快 射血量最大 占总射血量的2 3历时 0 1秒 惯性 特点 射血速度减慢 室内压已略低于动脉压 心室容积进一步缩小 射血未达最小 射血量占总射血量的1 3历时 0 15秒 1 等容舒张期 periodofisovolumicre
4、laxation 从半月瓣关闭开始到房室瓣开启之前的一段时期 历时约0 06 0 08s 特点 室内压急剧下降 瓣膜均关闭 心室容积不变 特点 心室迅速充盈 室内压最低 明显低于房内压 心室容积迅速增大 流入心室的血量占总充盈量的2 3历时 0 11秒 特点 充盈速度减慢 心室容积缓慢增大 仅有少量血液进入心室历时 0 22秒 特点 心室容积达到最大 充盈量仅占心室总充盈量10 30 历时 0 1秒说明 左右心室的泵血过程相同 但右心室内压变化幅度小于左心室 心脏泵血flash 三 心房 心室舒缩和瓣膜在心脏泵血活动中的作用心室有力的收缩和舒张不仅有利于向动脉内射血 而且有利于心室的充盈 瓣膜
5、起着活门的作用 控制血流的方向 心房在心脏泵血活动中的作用1 心室收缩期 临时接纳和储存静脉回流的血液2 心室舒张前期 血液从静脉返流心室的一个通道3 心室舒张后期 心房收缩使心室增加部分充盈量 25 初级泵 1 心室舒缩 原动力 引起室内压变化2 室内压变化产生心房和心室 心室和动脉间的压力梯度 直接动力 3 压力梯度决定瓣膜的开放和关闭4 瓣膜的开闭保证血液单向流动5 血液出入心室实现心脏的泵血和充盈 总结心脏泵血原理 心动周期中心室容积和压力的变化心室容积最大 心室舒张期末 房缩充盈期末或等容收缩期 心室容积最小 心室收缩期末 减慢射血期末或等容舒张期 心室内压最大 快速射血期末心室内压
6、最小 快速充盈期末心室内压上升速度最快 等容收缩期心室内压下降速度最快 等容舒张期 四 心音的产生心音是由于心肌收缩 瓣膜启闭 血液流速改变形成涡流和血液撞击心室壁及大动脉引起的振动所产生 如果用换能器将此机械振动转换成电信号并记录下来 即成心音图 第三心音 在快速充盈期末 血流速度的突然改变造成心室壁和瓣膜振动 低频 低振幅第四心音 又称心房音 atrialsound 由于心房收缩使血液进入心室 引起振动 心音示意图 二尖瓣关闭不全时收缩期杂音 二尖瓣狭窄时舒张期杂音 正常心音 二 心脏泵血功能的评定 一 心脏的输出量1 每搏输出量和射血分数 每搏输出量 strokevolume SV 一侧
7、心室在一次心搏中射出的血液量 成年人在安静平卧时每搏输出量约为70ml 每搏输出量 舒张末期容量 收缩末期容量舒张末期容量 end diastolicvolume EDV 心室舒张末期血液充盈达到最大容量 正常成人在静息状态下为125ml 收缩末期容量 end systolicvolume ESV 心室收缩末期射血后心室仍剩余的血液 正常成人在静息状态下为55ml 射血分数 ejectionfraction EF 搏出量占心舒末期容积的百分比 EF EDV ESV EDV 100 正常值 55 65 用射血分数衡量心脏泵血功能较单纯用搏出量更为科学 2 每分输出量与心指数 每分输出量 心输出量
8、 cardiacoutput CO 一侧心室每分钟射出的血液量心输出量 搏出量 心率成人安静时心输出量为4 5 6L 有变异 心指数 cardiacindex 以单位体表面积 m2 计算的心输出量心指数 心输出量 体表面积中等身材的成年人心指数为3 0 3 5L min m2 静息心指数 安静和空腹 用于不同个体心脏泵血功能的比较 二 心脏作功量外功 心室收缩而产生和维持一定压力 室内压 并推动血液流动 心输出量 所做的机械功内功 心脏活动中用于完成离子跨膜主动转运 产生兴奋和收缩 产生和维持心壁张力 克服心肌组织内部的粘滞阻力等所消耗的能量 心脏的效率 心脏所做的外功占心脏总能量消耗的百分比
9、心脏的效率 心脏所完成的外功 耗氧量 100 正常心脏的最大效率为20 25 1 每搏功 搏功 strokework 心室一次收缩射血所做的功 即心室完成一次心搏所做的机械外功 每搏功 搏出量 射血压 压力 容积功 动能实际上安静时动能很小 可忽略 射血压为射血期左心室内压与心室舒张末压之差搏功 g m 搏出量 cm3 1 1000 平均动脉压 平均心房压mmHg 13 6g cm3 9 807 2 每分功心室每分钟内收缩射血作的功每分功 kg m min 搏功 g m 心率 min 1 1000 意义 心脏做功量是评价心脏泵血功能的更全面的指标 在动脉压高低不同的个体间以及同一个体动脉压发生
10、改变前后的心泵功能的比较更是如此 三 影响心输出量的因素 心输出量 搏出量 心率 一 前负荷 Starling机制 心室的前负荷 心肌初长度 相当于心室舒张末期容积在实践中常用心室舒张末期压力或心房内压来反映心室的前负荷 1 心室功能曲线 Frank Starling曲线 反映左室舒张末期容积或压力 前负荷 与心室搏功的关系 分段及意义 充盈压12 15mmHg是人体心室的最适前负荷 位于其左侧的为功能曲线的升支 表明在初长度未达最适前负荷前 搏功随初长度的增加而增加 意义 通常左室充盈压为5 6mmHg 可见正常心室是在功能曲线的升支段工作 前负荷 初长度尚远离其最适水平 表明心室具有较大程
11、度的初长度贮备 可通过增加前负荷 初长度来增强心室泵血功能 充盈压在15 20mmHg范围内 曲线渐趋平坦 意义 表明前负荷在上限范围内变动对泵血功能的影响不大 不会影响心脏的泵血功能 充盈压高于20mmHg后 曲线平坦或轻微下倾 但并不出现明显的降支 意义 表明即使心室充盈压很高 搏功基本不变或仅轻度减少 产生原因 心肌的静息张力已经很大 可扩张性较小 使心功能曲线不出现降支 对心脏泵血功能有重要意义 心肌 骨骼肌 初长度对心肌 骨骼肌收缩张力的影响 通过心肌细胞初长度 前负荷 的改变 而引起心肌收缩强度改变的调节称为异长自身调节1895年Frank在离体蛙心灌流中就观察到心肌收缩力随心室舒
12、张末期容积增加而增加的现象 1914年Starling研究了静脉回流对心脏功能的影响时 提出了心的定律 即心室舒张末期容积适当增大可增强心室收缩力后人把心室舒张末期容积与心室收缩力的正相关关系称为Frank Starling定律 绘成心功能曲线称Frank Starling曲线 2 异长自身调节的生理意义对搏出量的微小变化进行精细的调节使心室射血量与静脉回心血量之间保持平衡 从而使心室舒张末期容积和压力保持在正常范围内 3 前负荷或初长度的影响因素 静脉回心血量 A 心室舒张充盈持续时间 主要由心率的变化决定 心率 心动周期缩短 心室舒张充盈期 静脉回心血量 心室充盈压 心室泵血 B 静脉回流
13、速度 由外周静脉压与心房 室内压之差决定 心室泵血 心室内压 静脉回流速度 静脉回心血量 心室泵血 外周静脉压 静脉回流速度 静脉回心血量 心室泵血 另一方面 继发性的调节机制 1 搏出量 心室余血量 心室舒张末期容积 前负荷 异长自身调节 搏出量 心舒末期容积恢复到原来水平 2 继发引起等长调节及神经体液调节 在一定范围内 后负荷增加 搏出量减少 随后通过心肌初长度改变和收缩能力的改变 使前负荷和心肌收缩能力与后负荷相配 从而使机体得以在动脉血压增高情况下 能够维持适当的心输出量 长时间的后负荷增加 导致心肌肥厚 三 心肌收缩能力心肌收缩能力 cardiaccontractility 心肌不
14、依赖于前 后负荷而能改变其力学活动 收缩强度和速度 的内在特性 又称为心肌的变力状态 inotropicstate 心肌收缩能力增强时 心功能曲线左上移位 心肌收缩能力减弱时 心功能曲线右下移位 等长调节 homometricregulation 通过收缩能力这个与初长度无关的心肌内在功能状态调节心脏泵血功能的机制 心肌收缩能力的影响因素影响兴奋 收缩耦联过程中各环节1 活化横桥数 兴奋时胞浆内钙离子浓度 儿茶酚胺 肌钙蛋白对Ca2 的亲和力 钙增敏剂 2 肌球蛋白ATP酶的活性 甲状腺素 体育锻炼 意义 对持续剧烈的循环变化有强大的调节作用 四 心率1 心率正常成年人安静状态下 心率约为60
15、 100次 分 有明显个体差异 不同年龄 性别和不同生理情况下 心率不同 心率 40次 分 心输出量随心率的减小而减少原因 心室充盈期 充盈量到极限 搏出量增加到极限 心输反而 心率的变化对心肌的收缩能力的影响阶梯现象 心率增快或刺激频率增高引起心肌收缩能力增强的现象 机制 心率增快时 细胞内Ca2 浓度增高 四 心脏泵血功能的贮备心力贮备 cardiacreserve 心输出量随机体代谢需要而相应增加的能力 心力贮备 最大心输出量 安静时心输出量 1 搏出量贮备 2 心率贮备机体充分动用心率贮备 可使心输出量增加2 2 5倍 能使心输出量增加的最高心率为160 180次 分钟 心率贮备的上限 125ml 55ml 小结 心动周期 概念 时间分布 特点心脏的泵血过程 分期及特点心音 第一 二 心音的标志心脏泵功能评定指标 概念及正常值影响心输出量的因素心脏泵血功能的储备 思考题 1 何谓心输出量 影响心输出量的因素有哪些 并简述其机制 2 在心脏泵血过程中 室内压最高 最低以及心室容积最大 最小为哪一期
