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1、(F),王 丹 浙江理工大学生命科学学院生物化学研究所 E-mail: ,血液循环,血 液 循 环,血液循环：心脏有规律的收缩和舒张，产生推动力，推动血液在血管系统中定向流动。 通过血液循环，完成体内物质的运输，保证机体新陈代谢正常进行；实现机体的体液调节；维持机体内环境理化特性相对稳定和实现血液的防卫功能。,第一节 心脏的泵血功能 第二节 心肌的生物电现象和生理特性 第三节 血管生理 第四节 心血管活动的调节,血液循环,第一节 心脏的泵血功能,二、心脏泵血功能的周期性活动 心动周期和心率 心脏泵血过程和机理,一、心脏的结构和血液循环 心脏的结构 血液循环,三、心脏泵血功能的评定,四、心脏泵血
2、功能的调节五、心脏泵血功能的储备,心脏位置,心脏的外观,心脏的结构,(体循环),(肺循环),体循环：左心室 主动脉 各器官组织中的毛细血管 上、下腔静脉 右心房。,双 循 环 体 系,肺循环： 右心室 肺动脉 肺毛细血管 肺静脉 左心房。,心动周期(cardiac cycle)：心脏每收缩和舒张一次构成一个机械活动周期,包括心房和心室的收缩期和舒张期。 心跳：75次/分，每个心动周期为0.8秒。 心房 心室 心房收缩 心室收缩 心房心室共同舒张,心 动 周 期,心 率,心率：每分钟内心脏搏动的次数。 心率快慢影响每个心动周期的时间。,部分动物的心率,心率改变对心动周期有何影响？,心房收缩期,心
3、室舒张期 等容舒张期 快速充盈期 减慢充盈期,心室收缩期 等容收缩期 快速射血期 减慢射血期,心脏泵血过程和机理,血液进出心脏按一定方向流动取决于,& 压力差 & 瓣膜开启状态,评定心脏射血功能最常用的指标：每搏输出量心输出量射血分数心指数心脏做功量,心脏泵血功能的评定,在一个心动周期中，一侧心室收缩所射出的血量被称为每搏输出量。,每搏输出量 （stroke volume),心输出量 ： 一侧心室每分钟射出的血量，也叫每分输出量。Cardiac Output = Stroke Volume Heart Rate,CO=SV HR=70 75=5250（ml）,心 输 出 量 （ Cardiac
4、 Output ）,是衡量心脏工作能力的重要指标。,射血分数（ejection fraction） ：每搏输出量占心室舒张末期容积的百分比。通常射血分数约为5565，当收缩加强时，射血分数可达85以上。,心指数：单位体表面积（平方米)计算的心输出量称为心指数。,心脏作功量,每搏功(stroke work):心室每收缩一次所做的功。每分功(minute work):心室每分钟所做的功。,影响心输出量的因素,心输出量决定于每搏输出量和心率。 机体通过调节每搏输出量和心跳频率实现心输出量的调节。 每搏输出量取决于前负荷、心肌收缩能力和后负荷的影响,心肌初长度对收缩力的影响,在一定范围内，每分输出量随
5、心率的增加而增加。但心率过快，心舒期缩短，心室充盈量不足，搏出量减少；反之，心率过慢，则过长的心舒期已超过心室充盈血量达极限所需的时间，也不可能再增加搏出量，每分输出量也将因之减少。,心率的影响,心脏泵血功能的贮备,两种表现形式： 心率贮备 搏出量贮备,心力储备（cardiac reserve）：心输出量随机体代谢需要而相应增加的能力。,心输出量：安静时：5L/min；运动时：25-30L/min,一、心肌细胞生物电现象 心肌细胞的类型及特征 普通心肌细胞的胯膜电位及其形成机制 自律细胞的胯膜电位及其形成机制,三、心电图,二、心肌的生理特性 心肌的兴奋性 心肌的自律性 心肌的传导性 心肌的收缩
6、性,第二节 心肌的生物电现象和生理特性,按结构和功能分类： （1）普通心肌细胞：又称工作细胞和非自律细胞。心房肌细胞、心室肌细胞。有兴奋性,传导性,收缩性，无自律性。 （2）特殊分化的心肌细胞：又称自律细胞。P细胞和浦肯野氏细胞。有兴奋性、传导性、自律性，无收缩性。,心肌细胞的类型及特征,自律细胞：特殊分化的心肌细胞缺乏收缩能力，但具有兴奋性和传导性，而且具有产生自动节律性兴奋的能力，称为自律细胞。,组成: 窦房结 结间束 房室结 希氏束 浦肯野氏纤维,心脏特殊传导系统 (heart specific conduction system),起博细胞：存在于窦房结中的P细胞是窦房结中产生自动节律
7、性兴奋的细胞，称为起博细胞。,普通心肌细胞静息电位是K+跨膜运动所形成的平衡电位，膜内电位低于膜外。心室肌细胞膜内为-90 mV，自律细胞为-70 mV。,普通心肌细胞的静息电位,心室肌细胞的动作电位,特征： 1 升降支不对称 2 复极过程复杂 3 持续时间长整个动作电位可分为5个时期：0，1，2，3，4,心室肌细胞的生物电活动、收缩及离子转运,0 期去极化,0期又称去极化期。 心室肌细胞在窦房结传来的兴奋冲动影响下，膜内电位上升至临界水平即阈电位(约为70mV)水平，引起快钠通道开放 (激活)，膜外Na+顺着浓度差和电位差迅速内流，形成快钠内向电流，使膜内电位急剧上升，由静息时的90 mV跃
8、升至30 mV，在l2ms内电位变化幅度达120 mV，构成动作电位的上升支。 快钠通道可被河豚毒(TTX)特异性阻断。,1期复极化,1期又称快速复极初期。 膜电位由30 mV迅速降至约0 mV，形成复极1期，此时快钠通道已关闭，但有短暂的K+快速外流。 K+通道可被四乙季胺和4-氨基吡啶所阻断。 复极l期历时约10ms，与0期合称锋电位。,2期复极化,2期又称平台期或缓慢复极期。 膜电位下降缓慢，膜电位稳定于0 mV水平附近达100150 ms之久。 主要由慢钙通道开放，Ca2+ 内流和K+外流所形成的离子电流动态平衡。初期是Ca2+内向离子电流占优势，随着时间推移K+外向离子电流逐渐增强，
9、导致膜电位缓慢地变负。 慢钙通道可被Mn2+和Ca2+阻断剂(异搏定)所阻断。,3期复极化,3期又称快速复极末期。 平台期后由于Ca2+通道已灭活，K+外流却随时间而递增，因而膜的复极加快，导致膜电位快速复极化直至完成复极过程。,4 期复极化,4期又称恢复期。 心室肌细胞的膜电位稳定于静息电位水平。 在动作电位变化过程中，顺浓度梯度跨膜进出的各种离子，在恢复期中须依靠膜的主动转运机理，恢复兴奋前细胞内外正常的离子浓度梯度，为再次兴奋准备条件。 Na+-K+泵 Ca2+泵 Na+- Ca2+交换,当膜电位处于正常RP-90 mV时，Na+通道处于备用状态，可在刺激作用下被激活。,当膜电位从90
10、mV去极化达阈电位（70 mV）时，Na+通道几乎全部被激活,去极化后Na+通道很快（几ms内）全部失活，此失活状态的Na+通道不能再次被激活,随着时间的推移，一直要等到膜电位复极重新达90 mV时，Na+通道才全部恢复至备用状态。,小结： 心室肌细胞动作电位分期及特点,，钠-钙交换。,浦肯野氏细胞动作电位及形成机制,浦肯野氏细胞的跨膜电位及特征,浦肯野氏细胞动作电位的0、l、2和3各期波形、幅度和形成机理与心室肌细胞相同，但持续时间较长；4期膜电位发生缓慢的自动去极化过程，称为舒张期自动去极化。 自律细胞复极4期起点处的膜电位，称为最大舒张电位或最大复极电位，浦肯野氏细胞的最大复极电位约为9
11、0 mV。 舒张期自动去极化是随时间而逐渐增强的内向离子流（If）和逐渐衰减的K+外向电流（Ik ）所引起的。主要是由Na+负载的内向电流。,P细胞动作电位及形成机制,窦房结P细胞的跨膜电位及特征,窦房结P细胞的最大复极电位在6065mV左右，4期自动去极化，由恒定的内向Ca2+离子电流形成。 当舒张期自动去极化达阈电位40mV时，激活钙通道， Ca2+内流，导致0期去极化； 随后钙通道逐渐失活， Ca2+内流相应减少，而钾通道开始激活，K+外流逐渐增多，形成动作电位的1、2和3各期的复极电位。 特点：没有明显的复极1期和2期的区分，只呈圆滑地过渡到3期 。,兴奋性(excitability)
12、 自律性(autorhythmicity) 传导性(conductivity) 收缩性(contractility),心肌细胞的生理特性,心肌细胞的兴奋性,心肌细胞发生一次兴奋后，兴奋性经历有效不应期、相对不应期和超常期，才恢复正常。 心肌细胞兴奋性的重要特点是有效不应期特别长。,& 决定和影响兴奋性的因素：,1. 静息电位水平 2. 阈电位水平 3. Na+通道的状态,& 心肌兴奋性的周期性变化:,心室肌细胞动作电位期间兴奋性变化,（1）绝对不应期和有效不应期绝对不应期:0期3期的55mV。兴奋性=03期的5560 mV。部分除极或局部兴奋,但不能爆发AP。即刺激不产生AP。 +共同构成有效
13、不应期（2）相对不应期复极6080 mV。用阈上刺激才能产生动作电位。此期产生的AP在0期去极化的速度及幅度都小于正常值，兴奋向外传导的速度也较慢。,兴奋性的周期性变化,（3）超常期复极从8090 mV。膜电位基本恢复，用略低于正常阈值的刺激可产生动作电位，兴奋性高于正常由于Na+通道开放能力仍然没有恢复正常，所以，产生的动作电位的0期去极的幅度和速度、兴奋传导的速度都低于正常。最后，复极过程完毕，膜电位恢复正常静息水平，兴奋性也恢复至正常水平。,心肌兴奋性周期变化与收缩活动的关系,不发生强直收缩原因:心肌细胞的有效不应期长。期前收缩和代偿性间歇,心室肌兴奋性的变化(A)及其机械收缩(B),期
14、前收缩与代偿间歇,期前收缩与代偿性间歇,期前收缩(extrasystole)：窦性节律的基础上，在有效不应期之后给心室肌一个外加刺激，可提前引发一次心脏收缩。 代偿性间歇(compensatory pause)：心肌在期前收缩之后，出现的一次较长的舒张期。,几个概念： （1）自动节律性：心肌自律细胞在没有外来刺激的条件下，能自动发生节律性兴奋的特性与能力，称为自动节律性。 自律性有等级差别：窦房结最高(90-100次/分),浦肯野纤维最低(约15-25次/分),房室交界和房室束居中(4060次/分)。,心肌细胞的自律性,(2)心脏的起搏点：正常起搏点（normal pacemaker）：正常情
15、况下，窦房结的自律性最高，心脏按窦房结的节律活动，因此窦房结称为正常起搏点。所形成的节律叫窦性节律(sinus rhythm)。潜在起搏点（latent pacemaker）：正常情况下，窦房结以外的其他自律组织并不表现出它们自身的自动节律性，只是起着兴奋传导作用，故称之为潜在起搏点。,(3)两种心律:窦性心律:由窦房结为起搏点的心脏节律性活动， 称为窦性心律。 异位心律：以窦房结以外的部位为起搏点的心脏活动，称为异位心律。,影响心肌自律性的因素 （1）4期自动除极速度：快自律性 （2）最大复极电位与阈电位的差距 ：小自律性,小结：影响自律性的因素,心肌细胞的传导性,心肌在功能上是一种合胞体，
16、通过细胞膜和闰盘来实现。用动作电位沿细胞膜传播的速度作为衡量心肌传导性的指标。,心肌细胞的结构,兴奋在心脏不同部位的传导速度各不相同，其特点：快-慢-快的传导速度,心脏兴奋的传导,心脏兴奋的传导,快-慢-快的传导特性,快：窦房结的兴奋经房间束，迅速传给左、右心房，激发两心房间同步收缩。兴奋并以1.7 m/s速度迅速通过窦房结与房室结之间的传导组织，传到房室交界； 慢：通过房室交界的速度变慢，仅为0.02 m/s，兴奋在此被延搁约0.15s，称为房-室延搁。 房-室延搁使兴奋到达心房和心室的时间前后分开，使心房收缩结束后才开始心室收缩，保证心室收缩之前充盈更多血液，以利泵血功能。 快：随后心室传导组织传导速度又变快，其中房室束及其分支为1.22.0 m/s，浦肯野氏纤维为2.04.0 m/s。兴奋经房-室延搁之后，迅速传到心室肌，使左右心室同步收缩。,
