《血液循环生理》ppt课件

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1、,血液循环 Circulation,生理功能： 完成机体内的物质运输 实现机体的体液调节功能 参与体温的调节 保证血液防卫功能的发挥 内分泌功能 保证重要器官血供,（blood circulation）,血液循环,血液循环模式图,本章内容,心脏的泵血功能 心肌细胞的生物电活动 心肌的生理特性 血管生理 心血管活动的调节 器官循环,心脏的结构,第一节 心脏的泵血功能 一、心脏的周期性活动 二、心脏泵血功能的评价 三、心脏泵血功能的调节,(一)心率和心动周期的概念 心率(heart rate, HR)： 单位时间内(每分钟)心脏跳动的次数称为心率。 心动周期(cardiac cycle)： 心脏每

2、收缩和舒张一次，称为一个心动周期。,一、心脏的周期性活动,特点: 房室顺序收缩,舒张期时间收缩期时间 全心舒张期0.4s利于心肌休息和心室充盈 心率快慢主要影响舒张期,(二)心动周期中的心脏泵血过程,心房收缩期(atrial systole) 心室收缩期(ventricular systole) 心室舒张期(ventricular diastole),1.心房收缩期(atrial systole) (phase 1),2.心室收缩期(ventricular systole) 等容收缩期 isovolumic contraction (phase 2) 快速射血期 rapid ejection

3、(phase 3) 减慢射血期 reduced ejection (phase 4),3.心室舒张期(ventricular diastole) 等容舒张期 isovolumic relaxation (phase 5) 快速充盈期 rapid filling (phase 6) 减慢充盈期 reduced filling (phase 7),Summary,The ventricular contraction and relaxation is the fundamental cause of the pressure gradient between the atria and the

4、ventricles or the ventricles and the great arteries.,The pressure gradient is the direct power of pushing the valves open or close and of the blood flow.,All the four valves guarantee the single forward direction of the blood flow rather than backflow，and also influence the pressure gradient.,The at

5、ria act as primer pumps, whereas the ventricles provide the major source of power in blood circulation.,（三）心房在心脏泵血活动中的作用 接纳作用 初级泵作用,心房压力变化,(四)心音(heart sound),第一心音和第二心音与瓣膜活动的关系,二、心脏泵血功能的评价指标 (一)心脏的输出量 1. 每搏输出量和心输出量 每搏输出量(stroke volume, SV) 又称搏出量,一侧心室每收缩一次所射出的血液量(约70ml)。 心输出量(cardiac output, CO) 每分钟由一

6、侧心室射出的血量(5L)。 2. 心指数(cardiac index, CI) 以每平方米体表面积计算的心输出量(3L/min/m2)。,(二)射血分数(ejection fraction, EF) 搏出量占心室舒张末期容积的百分比。(,(三)心脏作功量 搏出功(stroke work,SW) 左心室一次收缩所做的功，正常约0.85J。 每分功搏出功心率 正常左心室每分功约63.75J。 应用心脏作功量评定心脏的泵血功能，更为全面。,三、心脏泵血功能的调节,CO,SV,HR,（一）每搏输出量的调节,SV,前负荷 （preload）,心肌收缩能力 （myocardial contractilit

7、y）,后负荷 (after-load),1.异长自身调节心室前负荷对搏出量的影响,前负荷（preload） 心室收缩前所负载的负荷，决定心肌的初长度 （initial length）。 衡量指标： 心室舒张末期容积(EDV) 心室舒张末期压力(EDP),在一定范围内，心室肌的initial length增加使心 肌收缩力量增强，进而使搏出量增加。Starling称此 现象为心的定律(cardiac law)。 心室preload通过心肌细胞initial length的改变， 而引起心肌收缩强度的改变，从而对心搏出量进行 调节，称异长自身调节(heterometric autoregulati

8、on)。,心室功能曲线,异长自身调节的机制,凡是能影响心室充盈的因素，均可通过异长自身 调节机制,使搏出量发生相应的改变。 心室舒张充盈期持续时间 静脉回心血量 心室充盈量 静脉回流速度 心室射血后残留血量 异长自身调节的主要作用是对搏出量进行有限度的 精细调节。,2.等长调节心肌收缩能力对搏出量的影响,心肌收缩能力（myocardial contractility）是指心 肌不依赖于前后负荷而仅改变其力学活动（包括收缩 的强度和速度）的一种内在特性，又称心肌变力状态 （inotropic state）,机体通过心肌本身收缩能力的改变使SV、SW发生 相应改变，而与initial length

9、无关的调节过程称为等长 自身调节（homometric autoregulation） 机制：与胞浆中Ca浓度、excitation-contraction coupling过程中被活化的cross-bridge的效率和肌凝蛋 白的ATP酶的活性有关,影响因素: 增强心肌的收缩能力 减弱心肌的收缩能力,交感神经活动的增强 血中儿茶酚胺浓度的增高 强心药物如洋地黄的作用,乙酰胆碱 低氧 酸中毒 心力衰竭,3.后负荷对搏出量的影响,后负荷（afterload）是指在心室开始收缩时 才遇到的负荷或阻力。 衡量指标-动脉压 后负荷对搏出量的影响,BP afterload,等容收缩期,射血期,射血速度,

10、SV,交感神经 自主神经 迷走神经 肾上腺素 体液因素 去甲肾上腺素 甲状腺素 体温,心率对搏出量及心输出量的影响,(二)心率对心输出量的调节 在一定限度内，心率增快则心输出量增加。 心率的影响因素,(三)心脏泵血功能的贮备 心力贮备(cardiac reserve),心率贮备 2-2.5倍,搏出量贮备,舒张期贮备：15-20ml,收缩期贮备：55-60ml,心力贮备,安静：心率75次/分 心输出量56L/分,运动：心率100200次/分 心输出量2530L/分,CO,SV,HR,preload,myocardial contractility,after-load,(heterometric

11、 autoregulation),(homometric autoregulation),cardiac reserve,Summary,第二节 心肌细胞的生物电活动,心肌细胞的分类 普通的心肌细胞 （工作细胞） 特殊分化的心肌细胞 （自律细胞）,心脏的特殊传导系统,心肌细胞,快反应细胞,慢反应细胞,心房肌细胞 心室肌细胞,房室束细胞 蒲肯野细胞,窦房结P细胞 房结区细胞 结希区细胞 结区细胞,快反应非自律细胞,快反应自律细胞,慢反应自律细胞,慢反应非自律细胞,一、工作细胞的跨膜电位及其形成机制,(一)心室肌静息电位及形成机制 1.心室肌的静息电位 心室肌细胞在静息状态下，膜两侧呈极化状态，

12、膜外为正，膜内为负。若以膜外电位为0，膜内 电位约90 mV。,2.静息电位形成的机制 膜两侧离子分布的不均匀，形成浓度梯度 离子泵的作用 膜在静息状态下对不同离子有选择性通透 离子通道的功能状态,在静息状态下，心肌细胞膜对K的通透性较高，K顺浓度梯度由膜内向膜外扩散所到达的K平衡电位，是静息电位形成的主要原因。,(二)心室肌动作电位及形成机制 1、心室肌的动作电位 (1) 0期 （去极期） (2) 1期 (快速复极初期) (3)2期 (平台期、缓慢复极期) (4)3期 (快速复极末期) (5)4期 （静息期）,心室肌的动作电位,离子在膜两侧不均匀分布形成的浓度梯度驱动 相应离子经过当时已开放

13、的膜上离子通道的跨 膜扩散，是心肌细胞跨膜电位形成的主要基础。 正离子外流或负离子内流称外向电流。 正离子内流或负离子外流称内向电流。,2、心室肌动作电位形成机制,Na+,Ca2+,K+,Cl-,inward ionic current outward ionic current 去极化 超极化,心室肌细胞动作电位离子转运,心室肌纤维的AP离子机制: 0, 1, 2, 3, 4,phase 0 去极化到threshold potential（-70mV） 快Na+通道开放再生性Na+内流 Na+顺电-化学梯度进入细胞内去极化 快通道（fast channel） 快反应细胞（fast respo

14、nse cell） 快反应电位（fast response potential）,心室肌纤维的AP离子机制: 0, 1, 2, 3, 4,phase 1 （1）快Na+通道失活 （2）Ito通道激活，短暂的一过性外向电流 （transient outward current, Ito） Ito通道在去极化到约-20mV时激活，为K+外流,心室肌纤维的AP离子机制: 0, 1, 2, 3, 4,Phase 2(plateau） 初期，内向Ca2+电流与外向K+电流处于相对平衡状态 晚期，内向Ca2+电流逐渐减弱，外向K+电流逐渐增强 心肌细胞膜的电压门控Ca2+通道： T型(transient

15、channel)Ca2+通道： 阈电位为-50-60mV，激活和失活均快 L型(long-lasting channel)Ca2+通道： 阈电位为-40mV 激活、失活和复活均慢，又称为慢通道（slow channel） 可被Mn2+、Co2+和维拉帕米（verapamil）阻断 Ik通道，又称延迟整流电流（delayed rectifier） +20mV激活，-4050mV失活,心室肌纤维的AP离子机制: 0, 1, 2, 3, 4,phase 3 L型Ca2+通道关闭，Ca2+内流停止， 而K+外流进行性增加所致。 Ik Ikl,心室肌纤维的AP离子机制: 0, 1, 2, 3, 4,ph

16、ase 4 恢复细胞内外离子的正常分布 Na+-K+泵 排Na+,摄K+，恢复Na+、K+的分布 Na+-Ca2+交换体（Na+-Ca2+ exchanger） Na+顺浓度梯度入，Ca2+逆浓度梯度外排。,心室肌动作电位产生机制 (1)0期 Na通透性增高，Na经Na+通道快速内流(INa) (2)1期 一过性K外流(Ito) (3)2期 Ca内流(ICa)与K外流（Ik1）相抗衡 (4)3期 Ca内流(ICa)终止，K外流(Ik)进行性增强 (5)4期 Na-K交换和Na- Ca交换,小 结,二、自律细胞的跨膜电位及其形成机制 4期自动去极化 最大复极电位 (最大舒张电位),窦房结的跨膜电位,三种心肌细胞的跨膜电位,（一）快反应自律细胞跨膜电位及其形