生理学血液循环课件_5

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1、1,第四章 血液循环,2,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,3,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）,4,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）,5,心脏活动的三个周期,心电周期：,

2、动作电位（兴奋）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,6,一、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,7,0.8,0.5,0.4,0.3,0.2,0.1,0.7,0.6,Atrioventricular valves close Semilunar valvesopen,Atrioventricular valves open Semilunar valvesclose,Timeing of the contraction and

3、 relaxation of the atriumand ventricle in aheart beating at 75 per minute,8,A,C,B,水泵工作原理,9,水泵工作原理,10,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,11,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

4、 射血期 reduced ejection period,关,关,关,开,房压,动脉压,房压动脉压,12,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,13,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，

5、进一步增加受血,4 心室收、舒变化-,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,14,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=S

6、VHR,15,心指数（Cardiac 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。,16,Cardiac function reserve,17,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,18,四、心脏泵功能的调节,（一）SV的调节,1 心脏

7、收缩的特点：,“全或无”,影响单个细胞强度和速度的因素：,前负荷,后负荷,心肌收缩能力,19,2 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。,20,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,21,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

8、实验（心肺）,灌注压,回心血量,EDV,观察主动脉压的改变,22,Left ventricular(LV) function curves （lcmH2O=0.098kPa）,LV stroke work,NE,Control,Failing,LVEDP(cmH2O),23,24,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,25,异长自身调节的生理意义,对SV进行精确的调节,26,2）心肌收

9、缩能力（ Cardiac contractility, CC),通过改变心肌本身的收缩性能来调节心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）,27,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,28,3）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

10、心室肌缩短的速度、 和强度，导致射血速度,SV,29,SV 的 调 节,引起调节的因素 效应 生理意义,30,（二）心率（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,31,第二节 心肌细胞生物电,32,心肌细胞的分类,33,二、心肌细胞的电活动,（一）工作细胞的跨膜电位,34,Action potential in ventricular cellRP: resting potential TP :threshold potential,RP,35,特点,1. RP稳定于-90mV,2. AP不对称, 复极复杂, 时

11、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. AP曲线分5期,36,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,37,Action potential in ventricular cellRP: resting potential TP

12、 :threshold potential,RP,38,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-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+,39,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 C

13、a2+ Channels，SMOCs）,四、牵张激活钙通道 （Stretch-activated Ca2+ Channels ，SACs）,40,五、背景钙通道 （Background 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。,41,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

14、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,42,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。,43,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。,44,Action potential in ventr

15、icular cellRP: resting potential TP : threshold potential,RP,45,RP,46,RP,K+,Na+,K+,Ca2+ Na+,K+,K+,Na+,K+,Ca2+,Na+,47,(二)浦氏细胞的跨膜电位,48,Action potential in purkinje cell,49,Na+(If),K+(Ik),50,(三)窦房结细胞的跨膜电位,51,Action potential in sinoatrial node(P- cell),52,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),53,Action potential in sinoatrial node(P- cell),54,0,4,3,TP,K+(IK),Na+(If),Ca2+,Na+,