血液循环医学生理学幻灯片分析

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1、第四章 血液循环,Blood circulation,循环系统的构成 心脏： 推动血流，保障血供；维持血压 血管：分配血液；调节组织器官的血量 血液循环的生理意义： 运送物质，保障新陈代谢进行 维持内环境稳态 参与机体的防御机能,本章的主要内容：,心脏的生物电活动； 心脏的泵血功能； 血管的机能； 心脏血管活动的调节； 心、肺、脑的血液循环特征。,第一节 心脏的生物电活动,心脏的解剖结构和功能,心脏,工作细胞working cardiac cell,自律细胞rhythmic cardiac cell,contractibility, conductivity, excitability,aut

2、orhythmicity, conductivity, excitability,-特殊传导系统cardiac conduction system,特殊传导系统,一、心肌细胞的跨膜电位 transmembrane potential,概 念,内向电流 inward current,外向电流 outward current,去极化 depolarization,复极化 repolarization,超极化 hyperpolarization,(一）工作细胞的跨膜电位及其离子基础,神经动作电位和心肌动作电位,心肌细胞中主要离子的浓度和平衡电位,1.静息电位 resting potential,数值

3、：-90mV,形成机制：,Ik1静息电位的主要离子流,Na内向背景电流 Na inward background current,IK-AChACh 激活神经因素,生电性Na-K泵洋地黄药物抑制,4期Ca2+- Na+交换：3Na+ Ca 2+,2. 动作电位 action potential,（1）去极化过程 (depolariztion)0期,0期： 历时12ms； 最大除极速率达200v/s,膜电位： -90mV +30mV,波形：,快反应细胞和慢反应细胞,阻断剂河豚毒素,1）1期（ phase 1）快速复极初期,（2）复极化过程 (repolariztion),锋电位 spike po

4、tential,持续时间10ms,形成机制Ito transient outward current,阻断剂4-氨基吡啶,2）2期（ phase 2）缓慢复极期平台期 plateau,持续时间100150ms,形成机制：,Ca内流,K外流,随时间推移逐渐增强的净外向电流,钾通道的特点： 膜去极化使Ik1通道关闭称内入性整流； Ik通道缓慢激活形成逐渐增加的K流；,两种K通道参与： Ik1与 Ik,钙通道的特点：,阈电位,激活/失活速度,主要作用,阻断剂,L型钙电流,T型钙电流,去极化至-30-40mV,去极化至-50-60mV,慢,相对快,快反应细胞平台期 慢反应细胞0期 触发肌浆网释放Ca,

5、参与0期去极 P细胞4期后段自动 去极,维拉帕米、Mn,Ni,3）3期（ phase 3）快速复极末期,0mV较快降至-90mV，约100150ms。,形成机制： 钙通道缓慢失活； 膜对K通透性进行性增大（Ik1与Ik参与）,波形：,再生性正反馈,动作电位时程 action potential duration 与心率,4）4期（ phase 4）恢复期,4期Na+- K+交换： 3Na+ 2 K+,4期Ca2+- Na+交换：3Na+ Ca 2+,钙泵,(二) 自律细胞的跨膜电位及其离子基础,自律细胞动作电位的特点：,最大复极电位 maximal repolarization potenti

6、al,4期自动除极,1. 浦肯野细胞,4期缓慢自动除极，自律性较窦房结低。,4期自动除极的离子基础： 逐渐衰减的外向K+电流 随时间而逐渐增强的内向电流(If) ；,快反应自律细胞,0期由Na内流产生,If电流的特点：-起搏电流 pacemaker current,成分Na （少量K）,激活3期复极-60mV,失活0期去极-50mV,阻断剂Cs,2. 窦房结细胞,窦房结P细胞与浦肯野 细胞动作电位的比较,0期,1期,2期,3期,4期,0期： （去极化）,最大复极电位,除极到阈电位,L型Ca2+通道,Ca2+内流,0期除极,3期： （复极化）,Ca通道失活,Ik通道开放,4期： （自动去极化）,

7、窦房结P细胞4期离子基础：,随时间而增长的净内向离子流,机制：,IK外流进行性衰减；,4期后期ICa-T 逐渐激活，少量Ca2+内流；,超极化激活的非特异性内向离子流(If )；,二、心肌的电生理特性,兴奋性(excitability) 自律性(autorhythmicity) 传导性(conductivity),电生理特性,收缩性(contractivity),机械特性,静息电位水平：K+ 对兴奋性的影响 阈电位水平：,兴奋性衡量标准,1. 决定和影响心肌兴奋性的因素,(1) 静息电位与阈电位之间 的差值,（一）兴奋性excitability,阈值,(2) 离子通道的性状 ：,inactiv

8、ation,通道的三种状态：,resting,activation,电压依从性 Voltage dependence,时间依从性 time dependence,reactivation,2. 兴奋性的周期变化,有效不应期的实质：,有效不应期：,绝对不应期(absolute refractory period):,除极开始复极至-55 mV,有效不应期(effective refractory period)：,除极开始复极至-60mV,钠通道完全失活或复活的数目太少,超常期(supranormal period)：,相对不应期(relative refractory period) ：,从复

9、极-60 mV到-80 mV； Na+通道开放能力未恢复正常,从复极-80 mV到-90 mV； 通道已基本恢复到备用状态； 兴奋性高于正常。,相对不应期和超常期的临床意义：易造成心律失常,复极化后不应状态,3. 心肌兴奋后兴奋性变化的特点 ：,心肌不会产生完全强直收缩,（1）不发生强直收缩,有效不应期特别长：收缩期到舒张早期,一次期前收缩后有较长的心室舒张期；,(2) 期前收缩与代偿间隙,期前收缩(premature systole)：,额外刺激作用于心脏引起提前的收缩,期前收缩发生的条件,代偿间歇(compensatory pause)：,代偿间歇产生的原因,自动节律性(autorhyth

10、micity) 衡量自律性高低的指标,（二）自律性,1.心脏的起搏点,自律性的差异： 窦房结房室结房室束浦肯野纤维,正常起搏点 normal pacemaker,窦性节律 sinus rhythm,潜在起搏点 latent pacemaker,抢先占领 capture,超速驱动压抑 overdrive suppression,(1）最大复极电位与阈电位之间的差距：,2. 决定和影响自律性的因素,（2）4期自动去极化的速度：,（三）传导性 conductivity,窦房结,心房肌,1. 心脏内兴奋传播的特点,（1） 心肌细胞间的直接电传递：,（2） 兴奋通过特殊传导系统的有序传播：,（3）心脏内

11、兴奋的传导速度： 心房的“优势传导通路” 房室延搁 atrioventricular delay 心室内传导系统,Gap junction,Functional syncytium,（4）特殊传导系统对高频率兴奋的过滤保护作用：,房室交界细胞不应期长,浦肯野纤维的不应期也较长,（1）心肌细胞的结构：细胞直径；缝隙连接数量；,2. 决定和影响传导性的因素：,（2）0期去极化速度和幅度：,去极化速度和幅度与静息电位值有关,快反应细胞和慢反应细胞,（3）邻近的未兴奋部位的兴奋性： a. 静息电位和阈电位的差距； b. 钠通道（或慢反应细胞的 钙通道）的性状,三、心脏生物电活动的检测,心电图(elec

12、trocardiogram),心电图的导联 标准双极肢体导联 加压单极肢体导联 胸导联,希氏束电图(His bundle electrogram),（一）体表心电图,1. 正常心电图的波形及其生理学意义：, P波：反映心房去极化过程的电位变化 ； PR间期：房室传导时间 0.120.20秒 ； QRS波：心室去极化过程的电位变化 ； S-T段：心室已全部进入去极化状态； T波：心室复极化过程的电位变化 ； U波：与浦肯野网的复极化有关 ； Q-T间期：心室从兴奋到完全复极的时间；,2. 心电图与心肌细胞动作电位关系, P波对应心房肌的除极；PR段对应心房肌复极；, QRS波相当于心室肌的0期去

13、极，ST段相当于平台期，T波反映3期复极。,兴奋性(excitability) 自律性(autorhythmicity) 传导性(conductivity),收缩性(contractivity),电生理特性,机械特性,第二节 心脏的泵血功能,一、心肌收缩的特点,对细胞外液Ca2+的依赖性,“全或无”式收缩,不发生完全强直收缩,（一）心动周期的概念,心动周期（cardiac cycle） 心动周期的次序； 各期所占时间：,二、心脏的泵血机制,房室瓣和半月瓣关闭，使心室成为密闭腔；,1. 心室收缩期 ventricular systole,（1）等容收缩期（period of isovolumic

14、 contraction）：,（二） 心脏的泵血过程,心室肌强烈收缩使室内压急剧升高；,收缩过程中容积不变；,1）快速射血期（rapid ejection phase）：,室内压超过主动脉压时，半月瓣被推开； 血液射入动脉内，心室容积迅速缩小，室内压升高至最高值；,（2）射血期（ejection phase）：,2）减慢射血期 (reduced ejection phase)：,心室肌收缩力减弱，射血速度减慢； 室内压低于主动脉压时血液还能继续射入主动脉；,2. 心室舒张期 ventricular diastole,心室肌舒张，半月瓣关闭，心室又成为封闭的腔；,（1）等容舒张期（isovolu

15、mic relaxation phase）：,室内压迅速下降而容积不变；,1）快速充盈期（rapid filling phase）：,（2）心室充盈期（ventricular filling phase）：,2）减慢充盈期（reduced filling phase）：,相当于心室舒张的最后时期； 泵入心室的血量约占心动周期回心血量的1030%。,3）心房收缩期（atrial systole）：,1. 心房的接纳和初级泵作用,（三）心房在心脏泵血活动中的作用,静脉血回流,心 房 收 缩,心室的充盈量,心室舒张末期容积,心 室 射 血,2. 心动周期中心房压的变化,a波：心房收缩，房内压力升高，

16、,c波：心室收缩，血液向上推顶房室瓣，使之凸入心房,v波：血液从静脉回流入心房，因房室瓣关闭，房内压升高,三、心脏泵血功能的评价,每搏输出量（stroke volume）：70ml,（一）心脏的输出量,1. 每搏输出量和射血分数,射血分数(ejection fraction)：5565%,收缩末期容量：55ml,舒张末期容量：125ml,每分输出量(minute volume)：4.56L 心指数(cardiac index)：3.03.5L/minm2,2. 每分输出量和心指数,每搏动（stroke work） 搏功搏出量(射血相左心室内压 左心室舒张末期压力)动能 每分功（minute work） 每分功搏功心率 右心室作功量只有左心室的1/6 心脏作功的意义：维持血压和推动 血液流动,（二）心脏做功量,（三）心脏泵功能的贮备,搏出量的贮备： （1）舒张期贮备：140125ml