生理学：血液循环2

1、 内容简介：内容简介： 第一节第一节 心肌生物电活动心肌生物电活动 兴奋性兴奋性 自律性自律性 电生理特性电生理特性 传导性传导性 收缩性收缩性: :机械特性机械特性 心脏的生理特性心脏的生理特性 心肌细胞的分类心肌细胞的分类 工作细胞工作细胞 特殊传导的细胞特殊传导的细胞 心房肌细胞心房肌细胞 收缩性收缩性 传导性传导性 心室肌细胞心室肌细胞 兴奋性兴奋性 窦房结细胞窦房结细胞 自律性自律性 房室结细胞房室结细胞 兴奋性兴奋性 浦肯野细胞浦肯野细胞 传导性传导性 （自律细胞）（自律细胞） 动作电位特点是去极化速度和幅度大，兴奋传导速 度快，复极过程分时相、缓慢 动作电位特点是去极化速度和幅度

2、小，兴奋传导速 度慢，复极过程没有明显时相、缓慢 心肌细胞的跨膜电位及其形成机制心肌细胞的跨膜电位及其形成机制 工作细胞的跨膜电位工作细胞的跨膜电位 RP 去极化过程去极化过程: 0期：期：-90 mV +30 mV 特点：特点： (1) 去极时间短，去极时间短， 12 ms; (2) 去极幅度大，去极幅度大，120mV; (3) 去极速度快去极速度快(Vmax)：200 400V/s; (4) 极化反转明显。极化反转明显。 工作细胞的跨膜电位工作细胞的跨膜电位 动作电位动作电位AP 复极化过程复极化过程 (1) 1期复极期复极(快速复极初期快速复极初期)：+30 mV 0 mV，10 ms;

3、 0期和期和1期合称为锋电位期合称为锋电位 (2) 2期复极期复极(平台期平台期)：0 mV等电位，持续等电位，持续100150 ms (3) 3期复极期复极(快速复极末期快速复极末期)： 0 90 mV，100150ms (4) 4期期(静息期静息期)：稳定于静息：稳定于静息 电位水平。电位水平。 工作细胞的跨膜电位工作细胞的跨膜电位 动作电位动作电位AP： 1. 0期去极期去极Na+通道激通道激 活，快速大量活，快速大量Na+内流内流 (INa)。 T型钙电流：型钙电流：0期末端期末端 形成，较弱，作用不形成，较弱，作用不 大大 工作细胞的跨膜电位工作细胞的跨膜电位 2. 1期复极：Na失

4、活， 瞬时外向电流(transient outward current,to)，氯电流 （Icl）。 Ito 通道在去极化-30mv时被激活 ，K+为主，主要跨膜电流。 Icl作用较小，但儿茶酚胺作用下 影响较大。 AP离子基础离子基础 工作细胞的跨膜电位工作细胞的跨膜电位 3. 2期复极：平台期 内向电流：L-型钙通道（ICa-L），慢失活的INa，Na+-Ca2+交换 电流 外向电流：内向整流钾电流（IK1），延迟整流钾电流（IK） IK1的内向整流特性（对K+的通透性因膜的去极化而降低）是造 成平台期持续时间较长的重要原因。 早期延迟整流钾电流（IK）抗衡以Ca2+通道(L-型钙通道）为

5、主 的内向电流，2期晚期，延迟整流钾电（Ik )增强，并逐渐延续 为3期。 平台期是心肌动作电位的主要特点。 5、4期：期：Na+-K+泵，泵，Na+- Ca2+交换和交换和Ca2+泵。泵。 工作细胞的跨膜电位工作细胞的跨膜电位 4、3期复极：期复极：K+外流外流(IK，K1 )， 且具正反馈性质，使膜电位越来且具正反馈性质，使膜电位越来 越快地接近越快地接近EK ， Na泵。泵。 小结小结: :AP形成过程形成过程 ICa,L IK1 mV +20 -90 0 Intracellular Action Potential Mechanical Response iCa, iK iNa , i

6、K iNa, iK iCa, iK 自律细胞的跨膜电位自律细胞的跨膜电位 4期自动去极化期自动去极化 Purkinje fibers (3)自动去极化取决于自动去极化取决于 Na+内流（内流（If） K +外流。外流。 自律细胞的跨膜电位自律细胞的跨膜电位 自动去极：自动去极： (1)起搏电流起搏电流(pacemaker current) 始终存在着一个缓慢、渐增的背景始终存在着一个缓慢、渐增的背景Na+内流，即内流，即3期期 复极达到复极达到-60mV时，出现时，出现Na+内流内流(If)，激活慢，激活慢，- 100mV时充分激活。时充分激活。 (2) 进行性衰减的、缓慢进行性衰减的、缓慢(

7、IK）IK去极化时开放，平台去极化时开放，平台 期增强，在期增强，在-60 mV时开始失活。时开始失活。 Sinus Node 自律细胞的跨膜电位自律细胞的跨膜电位 Sinus Node 自律细胞的跨膜电位自律细胞的跨膜电位 自律细胞的跨膜电位自律细胞的跨膜电位 Sinus node Membrane Potential (mV) 0 -40 -60 Time (msec) Depolarization Spontaneous Threshold Potential Ca+ in K+ out iCa (L-type) iK iK iNa iCa 心室肌细胞心室肌细胞 窦房结细胞窦房结细胞 静

8、息电位静息电位/最大舒张电位最大舒张电位 RP：-90mV 最大复极电位：最大复极电位：-70mV 阈电位阈电位 -70mV -40mV 0期去极化速度期去极化速度 迅速迅速 缓慢缓慢 0期结束时膜电位期结束时膜电位 +30mV 0mV（不出现反极化）（不出现反极化） 去极幅度去极幅度 120mV 约约70mV 4期膜电位期膜电位 稳定稳定 不稳定（自动去极化）不稳定（自动去极化） 膜电位分期膜电位分期 0，1，2，3，4 0，3，4 表表 心室肌细胞与窦房结细胞跨膜电位比较心室肌细胞与窦房结细胞跨膜电位比较 小结：小结： 心房肌细胞心房肌细胞 快反应非快反应非 心室肌细胞心室肌细胞 自律细胞

9、自律细胞 房室束细胞房室束细胞 快反应快反应 浦肯野细胞浦肯野细胞 自律细胞自律细胞 窦房结窦房结P细胞细胞 房结区细胞房结区细胞 慢反应慢反应 结希区细胞结希区细胞 自律细胞自律细胞 结区细胞：慢反应非自律细胞结区细胞：慢反应非自律细胞 心肌细胞的分类心肌细胞的分类 Electrophysiology Properties of the Heart 兴奋性兴奋性 (Excitability) Important 一次兴奋过程中兴奋性的周期性改变一次兴奋过程中兴奋性的周期性改变 Excitability Important Excitability 一次兴奋过程中兴奋性的周期性改一次兴奋过程中

10、兴奋性的周期性改 变变 3. 超常期超常期(Supernormal Period, SP)： -80mV-90mV，阈下刺激即可引起扩布性兴奋，阈下刺激即可引起扩布性兴奋， 即兴奋性超过正常。原因是膜电位基本恢复，即兴奋性超过正常。原因是膜电位基本恢复，Na+通通 道处备用态，且膜电位距阈电位近，故兴奋性高；道处备用态，且膜电位距阈电位近，故兴奋性高； 但因膜电位尚未达正常，故但因膜电位尚未达正常，故Na+通道开放能力仍低、通道开放能力仍低、 AP的去极速度与幅度仍低于正常。的去极速度与幅度仍低于正常。 Excitability 一次兴奋过程中兴奋性的周期性改一次兴奋过程中兴奋性的周期性改 变

11、变 TIME MV -90 0 RRP ERP Excitability 兴奋性的周期性变化与收缩活动的关系兴奋性的周期性变化与收缩活动的关系 ERP Effective Refractory Period Excitability 期前收缩与代偿间歇期前收缩与代偿间歇 Excitability Important Excitability Premature Systole Compensatory Pause 自律性自律性 (Autorhythmicity) 传导性传导性 (Conductivity) Cardiac Conductive System Electrical Pathway

12、s Sino-Atrial (SA) Node Atrio-Ventricular (AV) Node Bundle of HIS Left Bundle Branch Right Bundle Branch Purkinje fibers 心脏内兴奋传导的途径心脏内兴奋传导的途径 窦房结窦房结 0.05m/s 心房肌心房肌 （优势传导通路）（优势传导通路） 0.4m/s 房室交界（结区）房室交界（结区） 0.02m/s 房室束房室束 2.0m/s 左右束支左右束支 2.0m/s 浦氏纤维网浦氏纤维网 4.0m/s 心室肌心室肌 1.0m/s Conductivity 心脏内兴奋传播的特点心脏

13、内兴奋传播的特点 （1）心肌细胞间直接电传递）心肌细胞间直接电传递 ； （2）通过特殊传导系统有序传播兴奋）通过特殊传导系统有序传播兴奋 （3）心脏内兴奋传导速度不均一；）心脏内兴奋传导速度不均一； Conductivity 兴奋传播意义：兴奋传播意义： 房室延搁：房室交界传导慢，交替收缩，利于射血。房室延搁：房室交界传导慢，交替收缩，利于射血。 心室内传导快，同步收缩，利于射血。心室内传导快，同步收缩，利于射血。 Conductivity Important 第二节第二节 心脏的泵血功能心脏的泵血功能 Location and size of the heart 心肌收缩的特点心肌收缩的特点

14、 S 对细胞外钙离子有依赖性对细胞外钙离子有依赖性 S 同步收缩（同步收缩（“全或无全或无”式）式） S 不发生强直收缩不发生强直收缩 Importan t 心动周期心动周期(Cardiac Cycle) Importan t 房室瓣关闭房室瓣关闭 半月瓣开放半月瓣开放 房室瓣开放房室瓣开放 半月瓣关闭半月瓣关闭 心室收缩心室收缩 心房收缩心房收缩 全心舒张全心舒张 心室舒张心室舒张 Cardiac Cycle How does Heart Work as a Pump in a Cardiac Cycle 1.1.心室收缩期心室收缩期 (1)(1)等容收缩期等容收缩期（0.050.05秒）：

15、心室收缩秒）：心室收缩 心室压大于心心室压大于心 房压房压 房室瓣关闭房室瓣关闭 动脉瓣尚未开放动脉瓣尚未开放 心肌进行等心肌进行等 长长( (等容等容) )收缩收缩 心室内压急剧升高心室内压急剧升高 (2)(2)射血期：射血期： 当室内压大于主动脉压时，主动脉瓣开放，当室内压大于主动脉压时，主动脉瓣开放， 4/54/5的血液在较大压力差下快速流入主动脉的血液在较大压力差下快速流入主动脉 快速射血期快速射血期: : （0.100.10秒）秒） 减慢射血期：减慢射血期： （0.150.15秒）秒） 随着主动脉压升高和心肌收缩力减弱，此后的射随着主动脉压升高和心肌收缩力减弱，此后的射 血速度减慢血

16、速度减慢 2.2.心室舒张期心室舒张期 (1)(1)等容舒张期等容舒张期（0.06-0.080.06-0.08秒）：秒）： 半月瓣关闭至房室瓣开启前的一段时间，心室半月瓣关闭至房室瓣开启前的一段时间，心室 舒张而心室的容积并不改变，称为等容舒张期。舒张而心室的容积并不改变，称为等容舒张期。 心室肌舒张心室肌舒张, ,心室内压下降，欲返流血液关闭主动心室内压下降，欲返流血液关闭主动 脉瓣脉瓣, ,此时房室瓣仍关闭此时房室瓣仍关闭, ,心室肌在等容下舒张、心室肌在等容下舒张、 室内压急降。室内压急降。 (2)(2)心室充盈相：心室充盈相： 快速充盈相快速充盈相:(0.11S:(0.11S） 当室内

17、压小于心房压时，血液顺房室压差冲开当室内压小于心房压时，血液顺房室压差冲开 房室瓣，占房室瓣，占2/3 2/3 充盈量的血液快速流入心室充盈量的血液快速流入心室 减慢充盈期：减慢充盈期：0.22S0.22S 3.3.心房收缩期心房收缩期（0.100.10秒）秒） ： 心房收缩，其容积缩小，房内压升高，使处于心房收缩，其容积缩小，房内压升高，使处于 舒张相的心室得到进一步充盈。舒张相的心室得到进一步充盈。 Atrial Systole 二尖瓣关二尖瓣关 闭闭 Isovolumic contract. 动脉瓣动脉瓣 开放开放 S1 Rapid Ejection Reduced Ejection I

18、sovolumic Relax. 动脉动脉 瓣关瓣关 闭闭 Rapid Ventricular Filling 二尖二尖 瓣开瓣开 放放 S2 Reduced Ventricular Filling Atrial Systole 时时 相相时间时间 (s)压压 力力 变变 化化 二二 半半 尖尖 月月 瓣瓣 瓣瓣 心内血流心内血流 心室心室 容积容积 心心 室室 收收 缩缩 期期 等容收缩等容收缩 期期0.05 室内压迅速上室内压迅速上 升，房内压升，房内压 室内压室内压主主A压压 关关 关关无无不变不变 快速射血快速射血 期期 0.10 房内压房内压主主A压压 关关 开开室室主动脉主动脉 (

19、快快) 缩小缩小 减慢射血减慢射血 期期 0.15房内压房内压室内室内 压压主主A压压 关关 开开室室主动脉主动脉 (慢慢) 缩小缩小 心心 室室 舒舒 张张 期期 等容舒张等容舒张 期期0.07 室内压迅速下室内压迅速下 降，房内压降，房内压 室内压室内压室内室内 压压室内室内 压压室内室内 压压 to Postganglionic fiber (2)(2)舒血管神经纤维舒血管神经纤维(vasodilator fiber) 交感舒血管交感舒血管Nf 副交感舒血管副交感舒血管Nf 脊髓背根舒血管脊髓背根舒血管Nf 中枢中枢 皮质运动区皮质运动区 脑干副交感核脑干副交感核 分布分布 骨骼肌血管骨

20、骼肌血管 软脑膜、消化腺、软脑膜、消化腺、 皮肤周围微动脉皮肤周围微动脉 外生殖器血管外生殖器血管 递质递质 ACh ACh P物质或组胺物质或组胺 受体受体 作用作用 血管舒张血管舒张 血管舒张血管舒张 局部血管舒张局部血管舒张 特点特点 不参与血压调节不参与血压调节 不参与血压调节不参与血压调节 轴突反射轴突反射 平时无作用平时无作用 参与调节局部血流参与调节局部血流 与情绪、运动有关与情绪、运动有关 轴突反射：仅通过轴突外周部位完成的反射 心血管中枢心血管中枢(Cardiovascular Center) 将与控制心血管活动有关的神经元集中的部位称将与控制心血管活动有关的神经元集中的部位

21、称 为心血管中枢为心血管中枢 1.脊髓：脊髓：原始反射，不能进行精细调节。原始反射，不能进行精细调节。 2.延髓：延髓：是基本中枢是基本中枢 缩血管区：延髓头端腹外侧部；缩血管区：延髓头端腹外侧部； 舒血管区：延髓尾端腹外侧部；舒血管区：延髓尾端腹外侧部； 传入神经接替站：孤束核传入神经接替站：孤束核 心抑制区：迷走神经疑核和背核。心抑制区：迷走神经疑核和背核。 3.高级中枢：高级中枢：网状结构、下丘脑、大脑皮层网状结构、下丘脑、大脑皮层 Cardiovascular Center 部部 位位 特特 点点 脊髓脊髓 T、L、S段灰质侧角段灰质侧角 活动受上级中枢控制活动受上级中枢控制 能完成原

22、始不精确的心血管反应能完成原始不精确的心血管反应 延髓延髓 缩血管中枢（头端腹外侧）缩血管中枢（头端腹外侧） 心交感中枢（尾端腹外侧）心交感中枢（尾端腹外侧） 传入神经接替站：孤束核传入神经接替站：孤束核 心迷走中枢心迷走中枢 （迷走背核、（迷走背核、 疑核）疑核） 是最基本的心血管中枢是最基本的心血管中枢 始终有紧张性始终有紧张性 相互间有突触联系相互间有突触联系 传入神经接替站：孤束核传入神经接替站：孤束核 呼吸可改变其紧张性（吸气迷走紧张呼吸可改变其紧张性（吸气迷走紧张 交感紧张交感紧张呼气：相反）呼气：相反） 延髓延髓 以上以上 下丘脑、大脑边缘系统大脑下丘脑、大脑边缘系统大脑 新皮层

23、运动区小脑顶核新皮层运动区小脑顶核 下丘脑是皮层下的一高位整合中枢下丘脑是皮层下的一高位整合中枢 越是高位神经元其整合功能越复杂越是高位神经元其整合功能越复杂 Cardiovascular Center Cardiovascular Reflexes 压力感受性反射压力感受性反射 Baroreceptor reflex 心肺感受器反射心肺感受器反射 Cardiopulmonary receptor reflex 化学感受性反射化学感受性反射 Chemoreceptor reflex 其它其它 压力感受性反射压力感受性反射(Baroreceptor Reflex) Important 减压反射

24、n压力感受器压力感受器 部位部位：颈：颈A窦和主窦和主A弓血弓血 管外膜下的感觉神经末管外膜下的感觉神经末 梢。梢。 适宜刺激适宜刺激：血管壁的牵：血管壁的牵 张度张度血压的变化。血压的变化。 传入神经传入神经 窦窦N（加入舌咽（加入舌咽N）；）； 迷走迷走N，（家兔则游离较长，（家兔则游离较长 称减压称减压N）。）。 中枢联系中枢联系 其传入冲动先到达孤束核再其传入冲动先到达孤束核再 与心血管中枢联系与心血管中枢联系 减压反射 减压反射 反射效应反射效应 血压突然血压突然 窦、弓感受器受到牵拉兴奋性窦、弓感受器受到牵拉兴奋性 孤孤 束束 核核 缩血管中枢缩血管中枢（ （- -） 心交感中枢心交感中枢（ （- -） 心迷走中枢心迷走中枢（ （+ +） 交感缩血管交感缩血管N（ （- -） 心交感心交感N（ （- -） 心迷走心迷走N（ （+ +） 阻力血管舒阻力血管舒容量血管舒容量血管舒 心心 脏脏 活活 动动 V V回流量回流量 心输出量