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1、CHAPTER 4,血液循环 CIRCULATION,William Harvey 1578-1657,CIRCULATION, Blood Heart Blood vessels,CIRCULATION,第一节 心脏的泵血功能 第二节 心脏的生物电现象及节律性兴奋的产生和传导 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,第一节 心脏的泵血功能 Pumping function of heart,Intercalated discs,第一节 心脏的泵血功能,第一节 心脏的泵血功能,心肌收缩的特点 对细胞外液Ca2+的依赖性 “全或无” 收缩 不发生完全强直收缩,第一节 心脏的
2、泵血功能,一、 心动周期 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(cardiac cycle)。 心率：心动周期与心跳频率 如成人平均心率75次/分，心动周期0.8s。 心率 心动周期 收缩期和舒张期均 (舒张期缩短的比例大) 心肌休息时间相对缩短 心房 心室 例：冠心病：心率 心肌易缺血,第一节 心脏的泵血功能,心房收缩,第一节 心脏的泵血功能,二、心脏泵血过程 心房的初级泵血功能 心室的射血和充盈过程 以左心室为例，心动周期可分为心室收缩期和心室舒张期 (心室内压力、容积、瓣膜、血流)： 1. 心室收缩期(ventricular systole)： (1) 等容收缩期
3、(period of isovolumic contraction)：从房室瓣关闭至主动脉瓣开启的这段时间。,等容收缩期,第一节 心脏的泵血功能,二、心脏泵血过程 心室的射血和充盈过程 1. 心室收缩期(ventricular systole)： (1) 等容收缩期(period of isovolumic contraction)： (2) 快速射血期(period of rapid ejection)： 主动脉瓣开启，血液快速射入主动脉，约为总射血量的2/3，0.11s。 (3) 减慢射血期(period of slow ejection)： 射血减慢，室内压主动脉压，依惯性逆压力梯度继续
4、射血。,射血期,Pressure & Volume,第一节 心脏的泵血功能,二、心脏泵血过程 心室的射血和充盈过程 1. 心室收缩期(ventricular systole)： 2. 心室舒张期(ventricular diastole)： (1) 等容舒张期 (period of isovolumic relaxation)： 心室舒张从主动脉瓣关闭至房室瓣开启的这段时间。心室舒张，室内压急剧下降。,等容舒张期,第一节 心脏的泵血功能,2. 心室舒张期(ventricular diastole)： (1) 等容舒张期： (2) 快速充盈期 (period of rapid filling)：
5、 心室继续舒张，房室瓣开启，心室迅速充盈，总充盈量2/3，占整个舒张期的前1/3。 (3) 减慢充盈期(period of reduced filling)： 房-室间压力梯度血流速度 心室舒张期的后1/3，心房收缩使心室充盈增加10%-30%。,充盈期,第一节 心脏的泵血功能,二、心脏泵血过程 心房的初级泵血功能 心室的射血和充盈过程 心动周期中心房内压力的变化 心动周期中，左心房压力曲线依次出现a、c、v三个小的正波。 心房收缩房内压a波。a波是心房收缩的标志。左心房压可升高67mmHg；右心房压可升高46 mmHg 。,Cardiac cycle,a,c,v,第一节 心脏的泵血功能,二、
6、心脏泵血过程 心房的初级泵血功能 心室的射血和充盈过程 心动周期中心房内压力的变化 心房、心室舒缩和瓣膜在心脏泵血活动中的作用 压力梯度 瓣膜开启,第一节 心脏的泵血功能,二、心脏泵血过程 三、心音的产生 心音是由心脏收缩、瓣膜关闭、血液速度改变形成的涡流、血液撞击心室壁和大动脉壁引起的振动所产生。 可在胸壁一定部位用听诊器听取。 心音图(phonocardiagram)。 心动周期中多数只能闻及第一心音和第二心音。,第一节 心脏的泵血功能,三、心音的产生 第一心音： 时间：发生在心缩期，标志着心室收缩期开始。 位置：在心尖搏动处(胸壁第五肋间左锁骨中线内侧) 原因：房室瓣关闭、心室收缩血流冲
7、击房室瓣引起心室壁振动，以及心室射血引起动脉壁振动等 特点：音调较低，持续时间较长。,第一节 心脏的泵血功能,三、心音的产生 第一心音： 第二心音： 时间：发生在心舒期，标志着心室舒张期开始。 位置：在主动脉瓣和肺动脉瓣区(第二肋间胸骨右缘和左缘) 原因：与动脉瓣关闭、血流冲击大动脉根部以及心室壁振动等因素有关。 特点：频率较高，持续时间较短。,第一节 心脏的泵血功能,三、心音的产生 第三心音： 偶尔可听到第三心音发生在快速充盈期末，特点为低频、低幅。因心室充盈减慢，血流速度突然改变，造成室壁和瓣膜振动而致。 第四心音： 第四心音发生在房缩期，又称心房音。由心房收缩，血液进入心室引起振动而致。
8、大多见于异常有力的心房收缩和左心室顺应性降低的病理情况。,Cardiac cycle,第一节 心脏的泵血功能,三、心音的产生 四、心泵功能的评定 每搏输出量和射血分数 每搏输出量(stroke volume, SV)： 一侧心室搏动一次所射出的血量。成年人静息平卧时每搏输出量约为70ml。 舒张末期容量： 舒张末期心室腔内充盈的血量，约145 ml。,第一节 心脏的泵血功能,四、心泵功能的评定 每搏输出量和射血分数 每搏输出量(stroke volume, SV)： 舒张末期容量： 射血分数： 每搏输出量与心室舒张末期容量的百分比。 正常时射血分数基本不变。人体安静时的射血分数约为60%。 临
9、床：心室扩大射血分数（每搏输出量可不变）,第一节 心脏的泵血功能,四、心泵功能的评定 每搏输出量和射血分数 每分输出量和心指数 每分输出量(minute volume) ： 一侧心室每分钟射出的血液总量，即心输出量(cardiac output, CO)，= 搏出量心率。 心指数(cardiac index)： 以单位体表面积(m2)计算的心输出量。 中等身材成人1.61.7m2，心输出量约56L/min，心指数约为3.03.5L/(min*m2)。 不同生理条件下，由于代谢水平的变化，心输出量和心指数也不同。,第一节 心脏的泵血功能,四、心泵功能的评定 每分输出量和心指数 心脏做功量 每搏功
10、和每分功 每搏功：心室一次收缩所作的功，称每搏功。 可用搏出血液所增加的压强能和动能来表示。简化为：搏功= 搏出量 (平均动脉压平均心房压) 每分功：心室每分钟所作的功，称每分功。 每分功= 搏功心率,第一节 心脏的泵血功能,四、心泵功能的评定 心脏做功量 每搏功和每分功 右心室作功量仅为左心室的1/6。 a) 心肌耗氧量与作功量平行 b) 心肌收缩释放的能量主要用于维持血压。,第一节 心脏的泵血功能,四、心泵功能的评定 五、心泵功能的调节 健康人心脏泵血功能有一定的贮备，在机体需要时成倍增长。 心输出量=搏出量心率 每搏输出量的调节： 前负荷(心室舒张末期容积) 心肌收缩能力 后负荷(动脉血
11、压) 心率对心泵功能的影响： 心率增加使心输出量增加(在一定范围内),第一节 心脏的泵血功能,五、心泵功能的调节 每搏输出量的调节： 1. 心泵功能的自身调节Starling机制 Starling在百余年前就发现，心脏能自动地调节并平衡心输出量和回心血量的关系：回心血量愈多，则心肌舒张时被牵拉愈长，其收缩力也愈强，搏出量也愈多。这种现象可通过心室功能曲线加以说明。,Starlings Law,第一节 心脏的泵血功能,每搏输出量的调节： 1. 心泵功能的自身调节Starling机制 前负荷(preload)： 肌肉收缩前所负载的负荷 前负荷肌肉具有一定的长度(初长度) 心室舒张末期容积心室肌的初
12、长度 用心室舒张末期容积来反映心室前负荷时： a) 仅在容积与压力呈直线相关时才可靠 b) 容积与压力的关系还受心室顺应性影响,第一节 心脏的泵血功能,每搏输出量的调节： 1. 心泵功能的自身调节Starling机制 (1) 1215mmHg是心室的最适前负荷 心肌细胞本身初长度的改变心肌收缩强度的变化称为异长自身调节 (2) 充盈压在1520mmHg 曲线渐平坦。 前负荷在此范围内变化对泵血功能影响不大。,第一节 心脏的泵血功能,每搏输出量的调节： 1. 心泵功能的自身调节Starling机制 (3) 随后曲线也不出现明显降支(不同于骨骼肌)。 说明正常心室充盈压即使超过20mmHg，搏功不
13、变或仅轻度减少，维持正常的泵血功能。只有在严重病理变化时才出现降支。 不出现明显降支的主要原因是心肌细胞外间质含大量胶原纤维，阻止心肌细胞被继续拉长(难以超过最适初长度 正常的心功能曲线不出现降支)。,第一节 心脏的泵血功能,每搏输出量的调节： 1. 心泵功能的自身调节Starling机制 (1) 1215mmHg是心室的最适前负荷 (2) 充盈压在1520mmHg 曲线渐平坦。 (3) 随后曲线也不出现明显降支(不同于骨骼肌)。 在心室肌顺应性等其他条件不变的情况下，心室前负荷 舒张末期压是由心室舒张末期充盈的血量所决定。 生理意义：对搏出量的精细调节,第一节 心脏的泵血功能,每搏输出量的调
14、节： 1. 心泵功能的自身调节Starling机制 心室射血量与静脉回心血量相平衡(回流多，射血多) 如：静脉回心血量射血量 充盈压(舒张末期心室总充盈量) Starling机制(异长自身调节) 搏出量 持续、剧烈的循环机能变化（体力劳动等，需持久、大幅度提高搏出量）主要靠心肌收缩能力的变化调节,Starlings Law,第一节 心脏的泵血功能,五、心泵功能的调节 每搏输出量的调节： 1. 前负荷(心室舒张末期容积) 2. 心肌收缩能力的改变对搏出量的调节 心肌收缩能力(cardiac contractility)： 心肌不依赖于前、后负荷而能改变其力学活动（包括收缩的强度和速度）的一种内在
15、特性 心肌的变力状态。,Contractility,心肌收缩能力心室功能曲线向左上方移位 心肌收缩能力心室功能曲线向右下方移位,Contractility,2. 心肌收缩能力的改变对搏出量的调节 等长自身调节(homeometric autoregulation)： 通过改变心肌收缩能力调节泵血功能的机制。 血压 搏出量 等长自身调节(心肌初长度不变) 心肌收缩能力 搏出量,Contractility,2. 心肌收缩能力的改变对搏出量的调节 影响因素：主要受兴奋-收缩耦联和肌丝滑行过程中各个环节的影响 (1) 活化横桥的数目：活化横桥和最大横桥数目的比例，取决于 a) 兴奋后胞浆内Ca2+浓度
16、(儿茶酚胺) b) 肌钙蛋白对Ca2+的亲和力(钙增敏剂如茶碱) (2) 肌凝蛋白头部ATP 酶活性(甲状腺激素、体育锻炼使其活性）,第一节 心脏的泵血功能,五、心泵功能的调节 每搏输出量的调节： 1. 前负荷(心室舒张末期容积) 2. 心肌收缩能力的改变对搏出量的调节 3. 后负荷(afterload)对搏出量的影响： 后负荷：肌肉开始收缩时才遇到的负荷 心室肌后负荷：动脉血压 后负荷肌肉收缩时不缩短(等长收缩) 张力Max 心室射血时必须克服大动脉压,Afterload,3. 后负荷(afterload)对搏出量的影响：,Afterload,3. 后负荷(afterload)对搏出量的影响：,Afterload,3. 后负荷(afterload)对搏出量的影响： 心室舒张末期容积(前负荷) 心室肌的初长度
