《血液环系统郑煜》PPT课件.ppt

第7章 循环系统 Circulatory system,血液循环(Blood circulation ) 血液在心脏和血管组成的循环系统中按一定的方向周而复始地流动。,血液循环的功能： 体内物质运输:运输营养物质、代谢原料及产物, 实现体液调节。 维持内环境稳定 实现血液的防御功能。 内分泌功能。,第一节 心肌细胞的生物电现象和电生理特性 一、有关结构的复习 心肌细胞的分类,工作细胞,自律细胞,具收缩性、兴奋性和弱 的传导性，无自律性,具自律性、兴奋性和传导性，无收缩性。,心脏特殊的传导系统： 窦房结 房室交界 房室束 蒲肯野纤维网,二、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制,各类心肌细胞AP的特征,SAN:窦房结 AM:心房肌 AVN:结区 BH:希氏束 PF:浦肯野纤维 TPF:末梢浦肯野纤维 VM:心室肌,心室肌 细胞 AP,几种细胞动作电位的比较,蛙心肌细胞的动作电位的记录,正离子内流或 负离子外流,内向离子流,膜去极化,外向离子流,膜复极化,正离子外流或 负离子内流,离子电流,（一）工作细胞的跨膜电位及其形成机制 1.静息电位（resting potential,RP） 形成机制与神经细胞和骨骼肌细胞基本一致 2.动作电位（action potential,AP） 特点：复极化过程复杂，持续时间长，升、降支不对称。,去极化过程： 0相：快速去极期，Na+快速内流 （快反应细胞，快反应动作电位,河豚毒 (TTX)阻断）,复极化过程： 1相：快速复极初期 钠通道失活, K+（Ito）的一过性外向离子流,0期和1期组成了心室肌细胞AP的锋电位,3相：快速复极末期,K+(Ik ,Ik1)外流。,4相：静息期，Na+-K+泵、Na+-Ca2+交换， Ca2+泵，恢复膜内外离子正常分布。,2相：平台期(plateau)，约占100200ms， Ca2+(LCa)内流和K+(Ik1, Ik)外流。,循环,窦性冲动,心室肌c受sti.,K+通道关闭,Na+通道开放,顺浓度差,顺电位差,Na+由外向内流,膜电位达TP(-70mv),膜部分去极,膜对Na+通透性增加,Na+通道全面开放,爆发性Na+内流,膜电位迅速升达0mv,Na+通道部分失活， Na+内流减慢,膜电位为-40mv时,Ca2+通道缓慢激活,少量Ca2+内流,膜电位继续上升,顺浓度差,逆电位差,反极化达到接近Na+平衡电位,Na+通道全面关闭， Na+内流停止,0期结束,（二）自律细胞的跨膜电位及其形成机制 1.自律细胞跨膜电位的特点： 无静息电位，只有最大舒张电位 （maximal repolarization potential） 有4期自动去极化(自律细胞自律性的基础）,2.4期进行性净内向电流产生的原因 内向电流递增 外向电流递减 二者兼有 3.浦肯野细胞（快反应细胞）的AP特点 0、1、2、3期产生机制与普通心肌基本一致。,4期自动去极机制： Ik随时间递减（初期去极） If随时间递增（主，激活缓慢，并具时间依从性）,4.窦房结（慢反应自律细胞）的AP,窦房结（慢反应自律细胞）的AP 特点： 0相：Ca2+内流（速度慢、幅度小）,3相：K+外流,4相：缓慢自动去极期,Ik随时间递减（主）,ICa-T通道电流,If随时间递增,三、心肌细胞的电生理特性,兴奋性,传导性,自律性,（一）兴奋性 1.影响兴奋性的因素,静息电位或最大复极电位水平,静息电位与阈电位之间的差值,阈电位水平（上移、下移）,离子通道的性状,2.兴奋性的周期性变化 有效不应期 （200300ms） 去极至复极化达-60mV左右（-55-60mV 为局部反应期） 钠通道状态？,包括：绝对不应期（0期3期 -55mv） 局部反应期（3期 -55mv -60mv）,ERP特别长的意义：使心肌细胞不发生完全强直收缩，保证其泵血功能的实现。,相对不应期复极达- 6080mV左右。 较大的刺激可引起AP（部分钠通道复活） 特点：0期除极幅度、速度下降，传导减 慢和不应期缩短（有钾外流） 超常期膜电位从-80-90mv期间 兴奋性高, 大部分钠通道已恢复，0期除极幅度、速度下降,LRP,3.兴奋性的周期性变化与收缩的关系,期前收缩（premature systole）和 代偿间隙(compensatory pause),（二）心肌的自动节律性 自动节律性（autorhythmicity）: 心肌在无外来刺激情况下能自动地、 发生节律性兴奋的特性。 自动节律性高低的标志： 单位时间内，自动发生兴奋的次数。 1.心脏的起搏点(pacemaker) 自律性差异： 窦房结（100次/分） 房室结（50 次/分） 浦肯野细胞（25次/分）。,正常起搏点窦房结 窦性心律 潜在起搏点窦房结以外的起搏点 （异位心律-房性心律、结性心律、室 性心律） 窦房结细胞的起搏机制： （1）抢先占领 （2）超速驱动压抑(overdrive suppression) 证明：窦房结的兴奋一旦突然中断， 潜在起搏点在短时间内不能产生兴奋,2.影响自动节律性的因素,（2）最大复极电位与阈电位的差距,（1）4期自动去极化的速度,（三）心脏的传导性 心脏的特殊传导组织,1.心脏内兴奋传导的途径和速度,特点： （1）有房室延搁（保证房室收缩的有序性 和心室的充分充盈） （2）心室内传导快（利于两室的同步收缩 和舒张-机能合胞体）,生理意义： 使两心房先收缩，两心室后收缩，房室不同步收缩，有利于心脏射血功能实现。 PKF传导速度快的生理意义,房室延搁: 房室交界区的缓慢传导使兴奋从心房传至心室要延搁一段时间(0.1ms)。,2.影响传导性的因素 （1）结构因素 细胞直径和缝隙连接的多少 （2）生理因素,0期去极化的速度和幅度 速度快，局部电流形成也快，传导加速。 幅度大，与邻近膜之间的电位差大，形成的 局部电流强，电流扩布范围大，传导加速。 邻近细胞和膜的兴奋性 兴奋性高，容易产生AP，传导也就快。 兴奋性低，不易产生AP，可能出现传导阻滞。,Ik1通道：内向整流钾通道 静息状态开放，0相去极化时通透性下降，-20mV时几乎完全关闭,Ito通道：一过性外向离子流通道 Ito可以被四乙基胺和4-氨基吡啶阻断。,Ik通道： Ik电流-延迟整流K+电流 0相去极化到-40mV激活，复极到-50mV去激活；速度慢,L型Ca2+通道（慢Ca2+通道） 激活、失活、复活时间长. 具有时间和电压依赖性. 可被Mn2+和多种Ca2+通道阻滞剂（如维拉帕米）阻断.,T型Ca2+通道 激活、失活较快，电流持续时间短，可被Ni2+.,第二节 心脏的泵血功能 Pumping function of the heart 一、心脏有关结构的复习,心动周期不同时期中心脏各瓣膜的状况,对细胞外Ca2+的依赖性 终池不发达，Ca2+储量少于骨骼肌； 横管直径宽、容量大； 有大量负电荷的粘多糖结合Ca2+ （Ca2+触发 Ca2+释放） “全或无”式的收缩 心肌细胞的闰盘缝隙连接（机能合胞体） 不发生完全强直收缩,二、心脏收缩的特点,心脏（心室或心房）一次收缩和舒张构成的一个机械活动周期。正常约为0.8秒（心率为75次/分）,三、心脏泵血的过程和机制 （一）心动周期(cardiac cycle),心房收缩,全心舒张期,特点: 舒张期 收缩期，心率改变主要影 响舒张期,全心舒张期0.4s有利心肌休息和心室充盈,（二）心脏泵血的过程,右心：泵血入肺循环；左心：泵血入体循环。,心室的射血和充盈过程,心动周期中压力、容积等变化,室壁心肌收缩和舒张,室内压力变化,血流方向,心室容积变化,瓣膜开闭,心房的泵血,心房收缩 房内压 心房容积 房室瓣开放 （动脉瓣处关闭状态） 挤血入心室 （占心室充盈量25%） 心房舒张 （75%由V经心房流入心室）,心室收缩期,(1)等容收缩期： 心室开始收缩 室内压急剧 （左室内压近80mmHg） 房室瓣关闭 (动脉瓣仍处于关闭状态) （容积不变、血液不流） 继续收缩 快速射血期,特点：房室瓣关闭,产生第一心音。,等容收缩期的特点： 其时程长短与与肌缩力、后负荷有关： 肌缩力等容收缩期 后负荷等容收缩期 房室瓣、动脉瓣处关闭状态； 等容收缩末的动脉压最低； 室内压上升速最快。,（2）快速射血期： 心室继续收缩 室内压动脉压 动脉瓣开放 （房室瓣仍处于关闭状态） 迅速射血入动脉 （占射血量70%） 心室容积迅速 减慢射血期,特点：快速射血期末室内压与主动脉压最高； 用时少(收缩期1/3)，射血量大。,心室收缩期,(3)减慢射血期： 迅速射血入动脉后 心室容积继续 室内压略动脉压 射血能=血液的动能 继续射血入动脉 （占射血量30%） 心室容积继续 心室舒张前期,特点：用时长（收缩期2/3），射血量少；因外周血管的阻力作用，血液的动能在主动脉转变为压强能，使动脉压略室内压。,心室收缩期,3.心室舒张期,(1)等容舒张期： 心室开始舒张 室内压迅速 （室内压=动脉压） 动脉瓣关闭 心室继续舒张 室内压急剧迅速 ( 室内压仍房内压 房室瓣仍处于关闭状态) （容积不变、血液不流） 快速充盈期,特点：动脉瓣、房室瓣都处于关闭状态； 动脉瓣关闭产生第二心音。,(2)快速充盈期： 等容舒张期末 室内压 （室内压房内压） 房室瓣开放 心室继续舒张 室内压 (室内压房内压=负压) 心房和大V内的血液快速入室 （占总充盈量2/3） 心室容积迅速,特点：快速充盈期末的室内压最低。,3.心室舒张期,(3)减慢充盈期： 随着心室内血液的充盈，心室与心房、大V间的压力差减小，血液流入心室的速度减慢。 其前半期为大V的血液经心房流入心室；后半期为心房收缩期的挤血入心室。,3.心室舒张期,等容收缩期,A内压A瓣打开,心脏开始收缩,室内压开始升高,房内压房室瓣关, A内压A瓣仍关,心室继续收缩,室内压进一步升高,快速射血期,减慢射血期,1.心室收缩期(systole)射血过程,2.心室舒张期(diastole)的充盈过程,心室开始舒张,室内压开始降低, 房内压房室瓣仍关, 动脉内压动脉瓣关,等容舒张期,心室继续舒张,室内压进一步降低,房内压房室瓣开,快速充盈期,减慢充盈期,房 缩 期,压力变化特点： 等容（收缩、舒张） 期室内压急剧变化而容 积不变。 快速射血期室内压 达顶峰 等容收缩期末动脉 压最低。,心脏泵血过程 分期 心室容积 心室压力 血流(量和速度) 瓣膜活动 持续时间(s) 1 等容C 不变 升高 无 关闭 0.05 2 快速E 快缩 升高 量大、快 主开房室关 0.1 3 减慢E 慢缩 初升后降 量小、慢 同 0.15 4 等容R 不变 下降 无 关闭 0.06 5 快速F 增大 下降 量大、快 主关房室开 0.1 6 减慢F 增大 慢升 量小、慢 同 0.22 7 心房C 慢增 慢升 量小、慢 同 0.1,（三）心房在心脏泵血中的作用 心房初级泵 房-室压力梯度心房血液流入心室的直接动力（主要依赖于心室舒张时对外周血液产生的负压吸引作用 ）,（四）心音（Heart Sound） 第一心音：调低、时间长、 心尖清楚、 标志心脏收缩开始。 第二心音：调高、时间短、心底清楚、 标志心脏舒张开始。,四、心脏泵血功能的评定 （一）心脏的输出量 1.每搏输出量和射血分数 每搏输出量（Stroke volume，SV）： 70ml 射血分数（ejection fraction） 评价心肌收缩力的指标 射血分数= SV/心室舒末期容积100%,2.每分心输出量与心指数 每分输出量（心输出量-cardiac output, CO.）: 由心率与每搏输出量(SV)决定。 CO. = SV HR 正常值：5L左右 心指数(cardiac index) 比较不同个体心脏功能的指标 心指数= CO./体表面积（M2） 正常值： 33.5L （二）心脏作功量(自学),五、心脏泵功能的储备(cardiac reserve) （一）搏出量的储备可从70ml增至150ml 1.收缩期储备 3540ml 效率最高 2.舒张期储备 15ml （二）心率储备（上限160180次/分） 正常情况下最经常发挥作用的储备,六、影响心输出量的因素 （一）前负荷心室舒张末期压力 （end-diastolic pressure） 异长调节（heterometric regulation ）: 通过改变心肌的初长度而引起心肌收 缩强度改变的调节（Frank-Starling 机制）,心肌有抵抗过度延伸的特性，保持搏功基本不变。Why? 心肌静息张力大(伸展性小),心室功能曲线：,在一定范围内（最适前负荷以前），心舒末期压力越大,心肌初长度越长，心肌收缩力越强，心搏出量越多 。,特点：调节范围小 意义:对每搏输出量进行精细调节。 影响前负荷的因素： 1.静脉回心血量 （1）心室充盈期持续时间 （2）静脉回流速度 （3）心包内压（反变关系） （4）顺应性（正变关系） 2.射血后心室内的余血量,撰稿、制作：周祖玉,75,大动脉血压升高,每搏输出量减少,舒张末期容积增大,心室收缩力增强,恢复每搏输出量,血压持续升高心室舒张末期容积不断增加心肌初长度加长最适初长度失代偿，心肌收缩力下降。,动脉血压突然升高,每搏输出量减少,（二）后负荷（大动脉血压）对搏出量的影响,（三）心肌收缩能力 心肉收缩能力（myocardial contractility） 心肌不依赖前、后负荷而改变其 力学活动（强度、速度）的特性。 等长调节（homometric regulation）: 通过收缩能力这个与初长度无关的 心肌内在功能状态的改变实现的调节。,影响心肌肉收缩能力的因素： 横桥的数目和横桥ATP酶的活性（主） 细胞内Ca2+ 和肌钙蛋白与钙的亲和力 儿茶酚胺 甲状腺素和体育锻炼 调节的意义：能对持续的、剧烈的循环变化 有强大的调节作用,（四）心率(heart rate,HR) CO=HRSV 在一定范围内，心率增快，CO 增多（心率 40次/分）。 原因：阶梯现象（staircase phenomenon） 心率在一定范围内增快，心肌收缩能力增强的现象（观察刺激频率与心肌收缩张力的关系）。,第三节 血管生理,主要内容： 一、各类血管的结构和功能特点 （The characters of the blood vessels) 二 、血流动力学 （Hemodynamics) 三、动脉血压和动脉脉搏 （Arterial blood pressure and arterial pulsation) 四、静脉血压和静脉回心血量 （venous pressure and venous return) 五、微循环 (Microcirculation) 六、组织液的生成,一、各类血管的功能特点 弹性储器血管（主动脉、肺动脉主干） 弹力纤维多，平滑肌少（顺应性大） 分配血管 毛细血管前阻力血管（小动脉、微动脉） 管径小，平滑肌多（口径变化大） 毛细血管前扩约肌,交换血管真毛细血管网 壁薄、通透性很大（物质交换的场所） 毛细血管后阻力血管（微静脉） 容量血管（大静脉） 壁薄，口径粗（静时6070%的血液储 存于其中） 短路血管,二、血流量、血流阻力和血压 （一）血流量和血流速度 血流量（blood flow）： 单位时间内流过血管某一截面的血量(容积速度)。 血流速度(velocity of blood flow)： 血液中一个质点在血管中移动的线速度。 血流速度血流量 液体在管道系统中流动的规律-泊肃叶定律,8L ：血液粘滞度 R = L：血管长度 r4 r：血管半径,（二）血流阻力,血流的形式层流与湍流 层流-轴心处流得快，靠近管壁处，流速慢。,湍流质点的流动方向不一， 形成旋涡。（易听到杂音） 血流快、粘度降低、血管口径大等条件下，容易产生湍流。,（三）血压（Blood pressure,BP) 1.定义 血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力 单位： 牛顿/米2 Kpa mmHg 1mmHg=0.133kpa 2.循环系统平均充盈压（mean circulatiory filling pressure) 值取决于血量和血管床容积的相对关系 血流量、压力和阻力的关系,三、动脉血压和动脉脉搏 (一）动脉血压(arterial blood pressure) 1.动脉血压的形成 基本因素：足够的血液充盈血管和心脏射血 另一因素：外周阻力,势 能,动 能 推动每搏输出量的1/3在收缩 期流向外周,扩张大动脉，致每搏输出量的2/3暂存其中，对管壁施加侧压力（收缩期血压）,心室 射血,大动脉弹性回缩,管径变小（维持心舒期主动脉压于较高水平）,推动心缩期存留血液继续流向外周,心脏舒张,动脉血管壁顺应性的作用： 使间断的心脏射血变成血管内的连 续血流；缓冲动脉血压。 2.动脉血压的正常值 收缩压（Systolic pressure）： 心脏收缩时动脉内的最高压力。 舒张压（Diastolic pressure）： 心室舒张期动脉血压的最低值。 脉搏压（pulse pressure）： 收缩压与舒张压的差值。,平均动脉压（mean arterial pressure）： 一个心动周期中每一瞬间动脉内的平均压力。 平均动脉压 = 舒张压+1/3脉压 血压的生理变化： 男性高于女性 老年人高于年轻人 情绪激动或活动时高于安静时,各段血管的压力变化,3.影响动脉血压的因素,（5）循环血量与血管系统容量的比例 失血对机体的影响如何？,（二）动脉脉搏(arterial pulse),1.定义 在心动周期中，由动脉内的压力的周期性波动而引起动脉血管壁的搏动称为动脉脉搏。,2.脉搏的产生与传播,产生：心室收缩和舒张，动脉壁弹性扩张 与回位,脉搏波的传播： 能量沿管壁的传播。速度与管壁的顺应性成反比，快于血流速度，且随传播距离而减弱。,四、静脉血压和静脉回心血量 静脉的功能： 通道、血液储存库、 调节回心血量和心输出量 （一）静脉血压 外周静脉压（peripheral venous pressure）: 各器官静脉的血压。 中心静脉压(central venous pressure)： 右心房和胸腔内大静脉的血压。 意义：反映心血管机能状态及血量的重 要指标,（二）重力对静脉血压的影响（自学） （三）静脉血流 1.静脉对血流的阻力 小，约15%/总阻力 2.静脉回心血量及影响因素 （1）体循环平均充盈压 （2）心脏收缩力 （3）体位改变 （4）骨骼肌的挤压作用（肌泵）,5.呼吸运动,对于左心，则由于肺血管在吸气时扩张，容积增大,使肺部血储存量增大，减少左心房的充盈。,五、微循环（microcirculation） （一）微循环的组成和血流通路 1.组成,2.血流通路 （1）直捷通路使血液尽快回心。 （2）迂回通路（营养通路）物质交换 （3）动-静脉短路参与体温调节 （二）毛细血管的结构特点和交换面积 特点：壁薄、通透性大 面积：约1000m2,P Q R,2.血流的调节主要受局部代谢产物的影响,（三）微循环的血流动力学 1.血流特点 层流 ，压力降落大，为动脉阻力控制 微循环的血流量。,六、组织液的生成 组织液（interstitial fluid）存在于组织、细胞的间隙内，是细胞外液的一部分。,（一）组织液的生成与回流 组织液是由血浆从毛细血管壁滤出而形成的,= 使液体移向组织的压力（滤过动力）, 使液体回到毛细血管的压力（滤过阻力）,组织液的生成与回流决定于有效滤过压（effective filtration pressure, EFP） 有效滤过压,使液体移向组织的力量： 毛细血管血压Pc 组织胶渗压if 使液体回到Cap的力量： 血浆胶渗压p 组织静水压Pif,动力,阻力,单位时间内通过Cap壁滤过的血浆量V =滤过常数有效滤过压（动力-阻力） 即 V=kf （Pc+if）-（p+ Pif）,过程,有效滤过压（V 端）=（12+15）-（25+10） = -8（mmHg),有效滤过压=动力-阻力,有效滤过压（A 端）=（30+15）-（25+10） =10（mmHg),EFP为正值组织液生成 EFP为负值组织液回流 生成 量回流量的矛盾，由淋巴回流解 决。,结果说明：,（二）影响组织液生成的因素 1.毛细血管血压 毛细血管血压,有效滤过压,组织液生成, 组织水肿,如：心衰引起静脉回流受阻,2.血浆胶体渗透压 血浆胶体渗透压,有效滤过压,组织液生成, 组织水肿,如：肝、肾疾病和严重营养不良导致血浆蛋白减少,3.淋巴回流 淋巴回流受阻,组织液回流,组织水肿,如：丝虫病引起淋巴管阻塞,4.毛细血管通透性,如：过敏反应、烧伤,毛细血管通透性,血浆蛋白,组织蛋白,血浆胶体渗透压,组织液胶体渗透压,组织液 生成,调节目的：,适应机体的需要,稳定血压,协调各器官的供血,神经调节、体液调节、自身调节。,调节的途经,HR,SV,CO,血管紧张性R,血压,调节的方式：,第四节 心血管活动的调节 Regulation of cardiovascular activity,（一）心脏的神经支配及其作用,(双重神经支配),心交感神经 心迷走神经 分 布 心脏各处 心室肌较少（余 同交感神经） 末梢递质 去甲肾上腺素 乙酰胆碱 （NE） （ACh） 受 体 心肌1受体 心肌M受体 作 用 加强心脏活动 抑制心脏活动 （心率、心缩力、 （心率、心房肌 传导） 收缩、传导 ）,一、神经调节,交感N和迷走N对心脏的作用,Ca2+内流,4期内向 电流增加,慢反应细胞0期 去极化速度、幅度,（正性传导作用）,（正性变时）,肌收缩力（正性变力作用）,心率加快,SAN 自律性,房室传导加速, 受体,胞浆cAMP,促进肌钙蛋白对Ca2+的释放 加速机制网对Ca2+的回收,肌肉舒张,Ach + M,cAMP,PK IK外流 SAN超极化 自律性降低（负性变时）,抑制4期内向If自动去极速度,抑制Ca2+ 通道,房室交界AP 0期去极速度 幅 度,Ca2+内流心(房) 肌收缩力,房室传导,（二）血管的神经支配及其作用 交感缩血管N 交感舒血管N 副交感舒血管N 分布 绝大多数血管 骨骼肌血管 脑膜、消化腺、 外生殖器血管 递质 NE ACh ACh 受体 作用 -血管收缩 血管舒张 血管舒张 -血管舒张 特点 有紧张性 无紧张性,支配心脏的肽能神经元： 神经元的末梢释放肽类物质（血管活性肠肽） 乙酰胆碱或单胺类递质 有正性变力和舒张冠状动脉的作用 脊髓背根的舒血管纤维： 末梢释放的降钙素基因相关肽或P物质 轴突反射的递质，前者有强烈的舒血管效应正性变时作用,（三）心血管中枢（cardiovascular center） 在中枢神经系统内，与调节心血管活 动有关 的神经元集中的部位。 1.延髓心血管中枢基本中枢 （1）缩血管区头端腹外侧部 （心交感神经