基础医学概论-血液循环

1、2022-4-101血液循环血液循环循环系统包括循环系统包括心血管心血管系统和系统和淋巴淋巴系统。系统。血管血管血液流经的管道系统，血液流经的管道系统，将血液分配到各器官、组织。将血液分配到各器官、组织。心血管系心血管系统统组成组成心脏心脏血循环的动力，血循环的动力，将血液泵出将血液泵出淋巴系统由淋巴管和淋巴器官构成。淋巴系统由淋巴管和淋巴器官构成。2022-4-102淋巴液沿淋巴管向心脏方向流动，最后汇入静脉。淋巴液沿淋巴管向心脏方向流动，最后汇入静脉。淋巴管可视为静脉的辅助管道。淋巴管可视为静脉的辅助管道。 血液循环是高等动物机体生存的重要条件之一。血液循环是高等动物机体生存的重要条件之一

2、。循环一旦停止，生命活动将无法正常进行，体内最循环一旦停止，生命活动将无法正常进行，体内最先受循环停止影响的是心、脑、肾等重要器官。先受循环停止影响的是心、脑、肾等重要器官。通常脑组织中的血流若停止通常脑组织中的血流若停止56分钟，肝脏和肾脏分钟，肝脏和肾脏若缺血若缺血1020分钟，往往就会因缺血缺氧而造成严分钟，往往就会因缺血缺氧而造成严重的损害，甚至危及生命。重的损害，甚至危及生命。血液在心脏的推动下，在血管中按一定方向做周血液在心脏的推动下，在血管中按一定方向做周而复始的流动。而复始的流动。这一过程称为血液循环（这一过程称为血液循环（blood circulation）。）。2022-4

3、-103第一节第一节 心脏的泵血功能心脏的泵血功能第二节第二节 心肌细胞的生物电活动心肌细胞的生物电活动第三节第三节 心肌的生理特性心肌的生理特性第四节第四节 血管生理血管生理第五节第五节 心血管活动的调节心血管活动的调节第六节第六节 器官循环器官循环 2022-4-104第一节第一节 心脏的泵血功能心脏的泵血功能 心房心房或或心室每收缩心室每收缩和和舒张一次所经历的舒张一次所经历的机械活动周期，称为心动周期（机械活动周期，称为心动周期（cardiac cycle）。）。 由于由于心室心室在心脏泵血活动中起主要作用，在心脏泵血活动中起主要作用，故心动周期通常是指心室的活动周期。故心动周期通常是

4、指心室的活动周期。 一、心脏的周期性活动一、心脏的周期性活动（一）心动周期的概念（一）心动周期的概念2022-4-105心动周期的心动周期的长短长短与与心率心率有关。有关。正常成年人安静时心率平均为正常成年人安静时心率平均为75次次/分，分，相应的心动周期为相应的心动周期为0.8秒。秒。其中，其中，心房心房 收缩期收缩期:0.1s:0.1s，舒张期，舒张期:0.7s :0.7s ； 心室心室 收缩期收缩期:0.3s:0.3s，舒张期，舒张期:0.5s :0.5s 。 2022-4-106在一个心动周期中，心房和心室各完成一次收在一个心动周期中，心房和心室各完成一次收缩和舒张的活动。心房收缩在先

5、，心室收缩在缩和舒张的活动。心房收缩在先，心室收缩在后，两者时间相差约为后，两者时间相差约为0.120.20s。 心室舒张的前心室舒张的前0.4秒，心房也处于其舒张期，秒，心房也处于其舒张期，这一时期称为全心舒张期，约占整个心动周期这一时期称为全心舒张期，约占整个心动周期的一半。的一半。在全心舒张期内，心脏接纳回流的血液完成在全心舒张期内，心脏接纳回流的血液完成其充盈过程，同时也是心肌组织作功的间歇其充盈过程，同时也是心肌组织作功的间歇休息期，以完成心肌自身代谢的修整过程。休息期，以完成心肌自身代谢的修整过程。心房心室 0.1s0.4s0.8s2022-4-108 如果心率增快：心动周期缩短，

6、收缩期和舒张如果心率增快：心动周期缩短，收缩期和舒张期均会相应缩短，但以舒张期的缩短更为明显。期均会相应缩短，但以舒张期的缩短更为明显。 心舒期心舒期心脏不能很好地完成舒张活动心脏不能很好地完成舒张活动充充盈盈影响心脏的泵血功能和心肌自身的营养影响心脏的泵血功能和心肌自身的营养 导致心脏代谢的障碍或损伤。导致心脏代谢的障碍或损伤。 因此，临床上出现心动过速时，需要及时治疗，因此，临床上出现心动过速时，需要及时治疗，以免出现心力衰竭和心肌损害。以免出现心力衰竭和心肌损害。 舒张期长于收缩期，这有利心肌休息和舒张期长于收缩期，这有利心肌休息和心室充盈心室充盈。心率快慢主要影响舒张期心率快慢主要影响

7、舒张期。2022-4-109 在一个心动周期中，随着心房和心室舒缩在一个心动周期中，随着心房和心室舒缩活动，心腔内的活动，心腔内的压力压力、容积容积、心瓣膜的启心瓣膜的启闭闭以及以及血流方向血流方向等方面均发生一系列周期等方面均发生一系列周期性的变化。性的变化。 以以左心室左心室为例，说明心脏泵血的具体过程。为例，说明心脏泵血的具体过程。 （二）心动周期中心脏泵血的过程（二）心动周期中心脏泵血的过程心室收心室收缩期缩期心室舒心室舒张期张期心房收缩期心房收缩期 等容收缩期等容收缩期 快速射血期快速射血期 缓慢射血期缓慢射血期 等容舒张期等容舒张期 快速充盈期快速充盈期 减慢充盈期减慢充盈期心房收

8、缩发生前：心房收缩发生前： 全心舒张阶段全心舒张阶段 ，静脉血不断流入心房，静脉血不断流入心房; 心房压心房压心室压，房室瓣开，血液顺压力梯度流入心室心室压，房室瓣开，血液顺压力梯度流入心室;心室内压心室内压主动脉压和肺动脉压，半月瓣处于关闭状态。主动脉压和肺动脉压，半月瓣处于关闭状态。 心房开始收缩心房开始收缩(进入心房收缩期进入心房收缩期)房容积房容积 /心房压力心房压力 血液挤入充盈期的心室血液挤入充盈期的心室/舒张期状态舒张期状态心室血液充盈量心室血液充盈量 (主主动充盈，量增多动充盈，量增多10%30%) 心房收缩期持续心房收缩期持续0.1秒，随后转入时间较长的舒张期。秒，随后转入时

9、间较长的舒张期。1心房收缩期心房收缩期2022-4-1012 心室开始收缩心室开始收缩 室压室压 当室压当室压 房压时房压时, 血血液推动房室瓣关；液推动房室瓣关； 室内压室内压主动脉压，主动脉压， 半月瓣开（标志着等容收缩期的结束，快速射血期的开始）。半月瓣开（标志着等容收缩期的结束，快速射血期的开始）。 心室总射血量的心室总射血量的2/3被射入主动脉内，且血液的流速也很快，被射入主动脉内，且血液的流速也很快，故称为故称为快速射血期快速射血期，历时约为，历时约为0.11秒。秒。 该期的特点是由于心室内的血液很快进入主动脉，故心室该期的特点是由于心室内的血液很快进入主动脉，故心室的容积明显缩小

10、，但由于心室肌的强烈收缩，室内压可继的容积明显缩小，但由于心室肌的强烈收缩，室内压可继续上升并达峰值。续上升并达峰值。 2022-4-1014快速射血期之后，大量血液射入主动脉，主动脉压快速射血期之后，大量血液射入主动脉，主动脉压 心室内血液减少及心室肌收缩力量减弱，室内压开始心室内血液减少及心室肌收缩力量减弱，室内压开始 ，射血的速度逐步减慢，故称为射血的速度逐步减慢，故称为减慢射血期减慢射血期，历时约为，历时约为0.15秒。秒。 该期的特点是室内压和主动脉压均由最高值逐步下降，该期的特点是室内压和主动脉压均由最高值逐步下降，且心室容积缩小至最小值。且心室容积缩小至最小值。 在这一时期内室内

11、压已经低于主动脉压，但此时心室在这一时期内室内压已经低于主动脉压，但此时心室内的血液具有较高的动能，因此在短时间内心室内内的血液具有较高的动能，因此在短时间内心室内的血液仍可依靠该动能继续进入大动脉。的血液仍可依靠该动能继续进入大动脉。2022-4-1015心室收缩期结束之后，心室肌立即开始心室收缩期结束之后，心室肌立即开始舒张，进入心室舒张期。舒张，进入心室舒张期。3心室舒张期心室舒张期心室肌开始舒张，室内压心室肌开始舒张，室内压 ，主动脉内血液向，主动脉内血液向心室方向反流，推动半月瓣关闭；心室方向反流，推动半月瓣关闭；室内压室内压房内压，房室瓣仍处于关闭状态房内压，房室瓣仍处于关闭状态;

12、心室又再次成为一个封闭腔，心室又再次成为一个封闭腔，等容舒张期等容舒张期，历时约为历时约为0.060.08秒。秒。该期的特点是心室容积不变而压力急剧下降。该期的特点是心室容积不变而压力急剧下降。 2022-4-1016 心室继续舒张，室内压不断心室继续舒张，室内压不断 ，室内压低，室内压低于房内压时，房室瓣开放，心房内的血于房内压时，房室瓣开放，心房内的血液被心室液被心室“抽吸抽吸”而迅速流入心室，称而迅速流入心室，称为为快速充盈期快速充盈期，历时约为，历时约为0.11秒。秒。 该期的特点是心室容积迅速增大，是心该期的特点是心室容积迅速增大，是心室充盈过程中的主要阶段。室充盈过程中的主要阶段。

13、 2022-4-1017 快速充盈期后，随着心室内的血液不断充盈，快速充盈期后，随着心室内的血液不断充盈，心室与心房和大静脉间的压力梯度逐步减小，心室与心房和大静脉间的压力梯度逐步减小，血液流向心室的速度减慢，称为血液流向心室的速度减慢，称为减慢充盈期减慢充盈期，历时约为历时约为0.22秒。秒。 在减慢充盈期末，心室仍处于舒张状态，而下在减慢充盈期末，心室仍处于舒张状态，而下一个心动周期的心房收缩期又将开始。通过心一个心动周期的心房收缩期又将开始。通过心房收缩，将血液主动挤入心室，使心室充盈量房收缩，将血液主动挤入心室，使心室充盈量再增加再增加10%30%。因此，又可以把心房收缩。因此，又可以

14、把心房收缩期看作是心室充盈期的最后阶段。期看作是心室充盈期的最后阶段。 2022-4-1018 心脏的充盈与射血主要取决于心脏的充盈与射血主要取决于心室心室的收的收缩和舒张活动所造成的心房和心室间的缩和舒张活动所造成的心房和心室间的压力梯度以及心室与动脉之间的压力梯压力梯度以及心室与动脉之间的压力梯度。该压力梯度是推动血液在心房、心度。该压力梯度是推动血液在心房、心室和主动脉之间流动的主要动力。室和主动脉之间流动的主要动力。 心脏瓣膜心脏瓣膜的结构特点和启闭活动，控制的结构特点和启闭活动，控制了血液的流动方向，并对室内压力的变了血液的流动方向，并对室内压力的变化起着重要作用。化起着重要作用。2

15、022-4-1019 在整个心动周期中，心房对心室充盈仅起着辅在整个心动周期中，心房对心室充盈仅起着辅助作用。因此，如果心房丧失了收缩能力，如助作用。因此，如果心房丧失了收缩能力，如发生心房纤维性颤动时，对心室的充盈量乃至发生心房纤维性颤动时，对心室的充盈量乃至射血量都不会有明显的影响。射血量都不会有明显的影响。 右心室的泵血过程与左心室基本相同，但由于右心室的泵血过程与左心室基本相同，但由于肺动脉内压仅为主动脉内压的肺动脉内压仅为主动脉内压的1/6，因此在心，因此在心动周期中右心室内压的变化幅度比左心室的小动周期中右心室内压的变化幅度比左心室的小得多。得多。 时相时相压力变化压力变化房室房室

16、 A瓣瓣 瓣瓣血流方向血流方向容积容积心房收缩期心房收缩期 房室房室A开开 关关房房 室室等容收缩期等容收缩期 房室房室A关关 关关 不变不变不变不变快速射血期快速射血期 房室房室A关关 开开室室 减慢射血期减慢射血期 房室房室A关关 开开室室 等容舒张期等容舒张期 房室房室A关关 关关 不变不变不变不变快速充盈期快速充盈期 房室房室A开开 关关 房房 室室减慢充盈期减慢充盈期 房室房室A开开 关关 房房 室室各时期压力、瓣膜、血流、容积的变化各时期压力、瓣膜、血流、容积的变化2022-4-1021 在一个心动周期中，心房内的压力也可出现一定在一个心动周期中，心房内的压力也可出现一定的波动。比

17、较明显的是三个向上的正波，分别的波动。比较明显的是三个向上的正波，分别称为称为a波、波、c波和波和v波波。 a波波心房收缩后使房内压升高形成，因此该波心房收缩后使房内压升高形成，因此该波可作为心房收缩的标志。可作为心房收缩的标志。 c波波心室收缩，室内压升高，心室内血液推顶心室收缩，室内压升高，心室内血液推顶关闭着的房室瓣凸入心房腔内，使房内压轻度关闭着的房室瓣凸入心房腔内，使房内压轻度上升形成。上升形成。 v波波在心室射血期的后期，由于此时房室瓣仍在心室射血期的后期，由于此时房室瓣仍处于关闭状态，由静脉回心的血液均储存于心处于关闭状态，由静脉回心的血液均储存于心房内，因此使房内压有一定程度的

18、升高形成。房内，因此使房内压有一定程度的升高形成。（三）心动周期中心房的压力变化（三）心动周期中心房的压力变化2022-4-1022 在一个心动周期中，心肌的舒缩、瓣膜启闭在一个心动周期中，心肌的舒缩、瓣膜启闭和血液流速的改变对心血管壁的作用以及形和血液流速的改变对心血管壁的作用以及形成的涡流等因素引起的机械振动，都可通过成的涡流等因素引起的机械振动，都可通过周围组织传递到胸壁，因此在心动周期的某周围组织传递到胸壁，因此在心动周期的某些特定时刻，如将听诊器放在胸壁的某些特些特定时刻，如将听诊器放在胸壁的某些特定部位，就可听到一些声音，这便是定部位，就可听到一些声音，这便是心音心音。 若用换能器

19、将这些机械振动转化成电信号，若用换能器将这些机械振动转化成电信号，通过心音图机将它记录下来，便得到通过心音图机将它记录下来，便得到心音图心音图。（四）心音和心音图（四）心音和心音图2022-4-1023 心音发生在心动周期的某些特定时期，其音调心音发生在心动周期的某些特定时期，其音调和持续时间也有一定的规律。和持续时间也有一定的规律。 心音图记录下来的心音，可区分为四个心音，心音图记录下来的心音，可区分为四个心音，即第一、第二、第三和第四心音。即第一、第二、第三和第四心音。 临床上进行听诊检查时，通常可以听到临床上进行听诊检查时，通常可以听到2个心个心音，即第一心音和第二心音。音，即第一心音和

20、第二心音。 心脏的某些异常活动可以产生杂音和其他异常心脏的某些异常活动可以产生杂音和其他异常心音，因此，听心音和记录心音图对于心脏疾心音，因此，听心音和记录心音图对于心脏疾病的诊断有一定意义。病的诊断有一定意义。第一心音第一心音第二心音第二心音性质性质音调低、时间长音调低、时间长音调高，时间短音调高，时间短主要成因主要成因心室收缩；房室瓣关心室收缩；房室瓣关闭；血流冲击血管等闭；血流冲击血管等主动脉瓣、肺动脉瓣主动脉瓣、肺动脉瓣关闭关闭生理意义生理意义 标志心室收缩开始标志心室收缩开始标志心室舒张开始标志心室舒张开始最佳听诊最佳听诊部位部位左锁中线第五肋间左锁中线第五肋间第二肋间胸骨左右缘第二

21、肋间胸骨左右缘临床意义临床意义心室肌收缩力大小；心室肌收缩力大小；房室瓣功能房室瓣功能动脉压高低；动脉瓣动脉压高低；动脉瓣功能功能第一心音与第二心音比较第一心音与第二心音比较2022-4-1025 第三心音第三心音 发生在心室快速充盈期末，是一个发生在心室快速充盈期末，是一个低频、低振幅的心音。在某些健康儿童和青年低频、低振幅的心音。在某些健康儿童和青年人，可听到第三心音。人，可听到第三心音。 第四心音第四心音 与心房收缩有关，所以称为心房音。与心房收缩有关，所以称为心房音。正常心房收缩时听不到声音，但在异常有力的正常心房收缩时听不到声音，但在异常有力的心房收缩和左心室壁顺应性下降时，可听到第

22、心房收缩和左心室壁顺应性下降时，可听到第四心音。四心音。 2022-4-1026 一侧心室每收缩一次所射出的血液量，称为每搏一侧心室每收缩一次所射出的血液量，称为每搏输出量（输出量（stroke volume，SV），简称搏出量。），简称搏出量。 一侧心室每分钟所射出的血量，称为每分输出量，一侧心室每分钟所射出的血量，称为每分输出量，简称心输出量（简称心输出量（cardiac output，CO），心输出），心输出量量= 搏出量搏出量 心率（心率（SV HR)二、心脏泵血功能的评定二、心脏泵血功能的评定心脏的主要功能是泵血。心脏的主要功能是泵血。临床上常用以下几个指标评价心功能。临床上常用以下

23、几个指标评价心功能。（一）心脏的输出量（一）心脏的输出量1每搏输出量和每分输出量每搏输出量和每分输出量2022-4-1027 一般健康成年男性在安静状态下的心输出量约为一般健康成年男性在安静状态下的心输出量约为5L/min（4.56.0L/min）。）。 女性的心输出量比同体重男性的低女性的心输出量比同体重男性的低10%左右，老左右，老年人的心输出量比青年人要略低。年人的心输出量比青年人要略低。 在不同生理情况下，心输出量可发生巨大变化，在不同生理情况下，心输出量可发生巨大变化，如在剧烈运动时，心输出量可高达如在剧烈运动时，心输出量可高达2535L/min， 在全身麻醉情况下可降到在全身麻醉情

24、况下可降到2.5L/min。 由此可见，机体对于心输出量的要求与其新陈代由此可见，机体对于心输出量的要求与其新陈代谢的水平相适应。谢的水平相适应。 临床上可以用心输出量的多少来初步评价一个人心临床上可以用心输出量的多少来初步评价一个人心功能的好坏。一个心脏病患者的心输出量减少了，功能的好坏。一个心脏病患者的心输出量减少了，说明其心功能受到一定程度的损害。说明其心功能受到一定程度的损害。但是要评价一个人的心脏功能是否健全，仅用心输但是要评价一个人的心脏功能是否健全，仅用心输出量这个指标还是不够的，而且心输出量也难以在出量这个指标还是不够的，而且心输出量也难以在不同个体之间进行比较。不同个体之间进

25、行比较。2022-4-1028 以以单位体表面积单位体表面积来计算心输出量，称为心指数来计算心输出量，称为心指数（cardiac index，CI），即每平方米体表面积的心），即每平方米体表面积的心输出量。输出量。 在安静和空腹情况下测定的心指数称为在安静和空腹情况下测定的心指数称为静息静息心指数。心指数。 中等身材成年人的静息心指数应为中等身材成年人的静息心指数应为3.03.5L/（minm2）。对于不同身材的个体，其静息心指数）。对于不同身材的个体，其静息心指数是大致相当的，因此可作为比较不同个体心功能的是大致相当的，因此可作为比较不同个体心功能的评定指标。评定指标。 心指数在心指数在不同

26、生理条件不同生理条件下是下是不同不同的。的。10岁左右时静岁左右时静息心指数最大，以后随年龄的增长而逐渐下降。妊息心指数最大，以后随年龄的增长而逐渐下降。妊娠、进食、运动和情绪紧张时，心指数均可增高。娠、进食、运动和情绪紧张时，心指数均可增高。2心指数心指数2022-4-1029 心室舒张末期，血液充盈量达最大，此时心室心室舒张末期，血液充盈量达最大，此时心室的容积为的容积为心室舒张末期容积心室舒张末期容积。 心室射血期末心室容积最小，此时心室的容积心室射血期末心室容积最小，此时心室的容积为为心室收缩末期容积心室收缩末期容积。 舒张末期容积收缩末期容积搏出量。舒张末期容积收缩末期容积搏出量。

27、搏出量占心室舒张末期容积的搏出量占心室舒张末期容积的百分比百分比，称为射，称为射血分数（血分数（ejection fraction，EF）。）。 健康成年人的射血分数约为健康成年人的射血分数约为55%65%。 在评定心脏泵血功能时，除了搏出量这一指标在评定心脏泵血功能时，除了搏出量这一指标外，还应注意射血分数的变化。因为在一些心外，还应注意射血分数的变化。因为在一些心室异常扩大，心功能减退的患者其搏出量与正室异常扩大，心功能减退的患者其搏出量与正常人差别不大，但射血分数已明显降低，表明常人差别不大，但射血分数已明显降低，表明其心脏的泵血功能已出现失常。其心脏的泵血功能已出现失常。（二）射血分数

28、（二）射血分数2022-4-1030 心脏作功是维持心输出量和血液流动的前提。心脏作功心脏作功是维持心输出量和血液流动的前提。心脏作功释放的能量：释放的能量： 一方面将血液输送到动脉，使动脉压升高，即增加血液一方面将血液输送到动脉，使动脉压升高，即增加血液的的压强能压强能，这是心脏作功的主要部分；另一方面使血液，这是心脏作功的主要部分；另一方面使血液以较快的流速向前流动，即增加血液的以较快的流速向前流动，即增加血液的动能动能，这部分的，这部分的能量在整个心室作功量中所占的比例很能量在整个心室作功量中所占的比例很小小，故一般情况，故一般情况下可以忽略不计。下可以忽略不计。 因此，心室一次收缩所作

29、的功，即每搏功可以用搏出血因此，心室一次收缩所作的功，即每搏功可以用搏出血液所增加的压强能来表示。液所增加的压强能来表示。 压强能射血压力压强能射血压力 搏出量搏出量 每搏功每搏功=（射血期左心室内压左心室舒张末期内压）（射血期左心室内压左心室舒张末期内压） 搏出量搏出量（三）心脏作功量（三）心脏作功量2022-4-1031用用平均动脉压平均动脉压代替射血期左心室内压，代替射血期左心室内压，用用平均左心房压平均左心房压代替左心室舒张末期内压，代替左心室舒张末期内压，因此：因此：每搏功（每搏功（J）=（平均动脉压平均左房压）（平均动脉压平均左房压）（mmHg）搏出量（搏出量（L）13.69.80

30、7 （1/1000） 每分功是指心室每分钟作的功，等于每搏功与每分功是指心室每分钟作的功，等于每搏功与心率的乘积。心率的乘积。在实际应用中，为了简化起见，在实际应用中，为了简化起见，2022-4-1032 由上所述，可以看出心脏的作功量除与由上所述，可以看出心脏的作功量除与心率和每搏输出量有关外，还受到心率和每搏输出量有关外，还受到动脉动脉压压的影响。的影响。 因此，左右两心室的心输出量虽然大致因此，左右两心室的心输出量虽然大致相等，但肺动脉平均压只有主动脉平均相等，但肺动脉平均压只有主动脉平均压的压的1/6左右。所以人左右。所以人右心室右心室作功量只有作功量只有左心室的左心室的1/6。202

31、2-4-1033 心输出量的多少取决于心输出量的多少取决于搏出量搏出量和和心率心率，故凡能，故凡能影响搏出量和心率的因素均能影响心输出量。影响搏出量和心率的因素均能影响心输出量。三、心脏泵血功能的调节三、心脏泵血功能的调节心脏泵血功能的调节主要是对影响心脏泵血功能的调节主要是对影响心输出量心输出量的因素及作用机制而言的。的因素及作用机制而言的。2022-4-1034心输出量心输出量 每搏输出量每搏输出量 心率心率 前负荷前负荷后负荷后负荷心肌收缩能力心肌收缩能力心室舒张末期心室舒张末期（静脉回心血（静脉回心血量、残留血量）量、残留血量）动脉动脉血压血压2022-4-1035 当心率不变时，心输

32、出量与每搏输出量的当心率不变时，心输出量与每搏输出量的多少呈正相关。多少呈正相关。 心脏每次收缩的搏出量取决于心肌缩短的心脏每次收缩的搏出量取决于心肌缩短的程度和速度。与骨骼肌类似，影响心肌收程度和速度。与骨骼肌类似，影响心肌收缩的因素包括前负荷、后负荷和肌肉收缩缩的因素包括前负荷、后负荷和肌肉收缩能力。能力。 （一）每搏输出量的调节（一）每搏输出量的调节2022-4-1036 对于心室肌而言，前负荷是由对于心室肌而言，前负荷是由心室舒张末期心室舒张末期的的血液血液充盈量充盈量所决定的，所决定的， 它可以用心室舒张末期容积（包括静脉回心血它可以用心室舒张末期容积（包括静脉回心血量和残留血量）来

33、表示。量和残留血量）来表示。 由于测量由于测量心室内压心室内压比测定心室容积方便，且心比测定心室容积方便，且心室舒张末期容积与心室舒张末期压力在一定范室舒张末期容积与心室舒张末期压力在一定范围内有一定良好的相关性，故在实践中常用心围内有一定良好的相关性，故在实践中常用心室舒张末期压力来反应前负荷。室舒张末期压力来反应前负荷。1前负荷前负荷2022-4-1037 1914年年Starling发现，在一定范围内发现，在一定范围内心室心室舒张末期容积增大可使心肌收缩力量增舒张末期容积增大可使心肌收缩力量增强，进而使搏出量增加。强，进而使搏出量增加。Starling称此现称此现象为象为心的定律心的定律

34、（cardiac law）。）。 1958年，年，Sarnoff绘制了表示心室舒张绘制了表示心室舒张末压与心室作功关系的曲线，称为末压与心室作功关系的曲线，称为心室心室功能曲线功能曲线。结论：结论：2022-4-10382022-4-1039 在一定范围内，心室搏出功随心室舒张末期在一定范围内，心室搏出功随心室舒张末期压力的增加而增加。压力的增加而增加。 当心室舒张末期的充盈压增高到当心室舒张末期的充盈压增高到1.62.0kPa（1215mmHg）时，心室的前负荷将处于最）时，心室的前负荷将处于最佳状态。此时，心肌细胞肌小节的初长度为佳状态。此时，心肌细胞肌小节的初长度为2.02.2m，粗、细

35、肌丝有效重叠的程度最佳，粗、细肌丝有效重叠的程度最佳，可与肌纤蛋白结合的横桥数目最多，因此心肌可与肌纤蛋白结合的横桥数目最多，因此心肌的收缩力最强。的收缩力最强。 当 心 室 舒 张 末 期 的 充 盈 压 继 续 增 高 达 到当 心 室 舒 张 末 期 的 充 盈 压 继 续 增 高 达 到1520mmHg时，每搏功仍可时，每搏功仍可保持不变保持不变或仅或仅略略有下降有下降。只有在心室衰竭的情况下，心室功能。只有在心室衰竭的情况下，心室功能曲线才出现明显的降支。曲线才出现明显的降支。 此曲线显示：此曲线显示：2022-4-1040 由于由于前负荷前负荷对搏出量的调节是通过对搏出量的调节是通

36、过改变心肌细胞改变心肌细胞初长度初长度来实现的，故将这种通过心肌细胞初长度来实现的，故将这种通过心肌细胞初长度的改变，而引起的改变，而引起心肌收缩强度心肌收缩强度的改变，从而对的改变，从而对心心搏出量搏出量进行调节的机制称为进行调节的机制称为异长自身调节异长自身调节。 异长自身调节的主要作用是对异长自身调节的主要作用是对搏出量进行有限度搏出量进行有限度的精细调节的精细调节，使心室射血量与静脉回心血量之间，使心室射血量与静脉回心血量之间能保持平衡，从而使心室舒张末期的容积和压力能保持平衡，从而使心室舒张末期的容积和压力能保持在正常范围内。能保持在正常范围内。 当某一时刻回心血量增加时，心室的舒张

37、末期容当某一时刻回心血量增加时，心室的舒张末期容积和压力也增加，心室肌的初长度增加，通过异积和压力也增加，心室肌的初长度增加，通过异长自身调节，使心室肌的收缩力增强，搏出量也长自身调节，使心室肌的收缩力增强，搏出量也相应增多；当回心血量减少时，则心肌的收缩力相应增多；当回心血量减少时，则心肌的收缩力降低，每搏输出量也相应减少。降低，每搏输出量也相应减少。2022-4-1041 对心肌而言，后负荷是心室收缩射血时所需要克对心肌而言，后负荷是心室收缩射血时所需要克 服的阻力，即服的阻力，即动脉血压动脉血压，又称压力负荷。，又称压力负荷。 结论：结论： 在心率、心肌初长度和收缩能力均保持不变的条件在

38、心率、心肌初长度和收缩能力均保持不变的条件下，动脉血压升高，将使射血阻力增加，致使等容下，动脉血压升高，将使射血阻力增加，致使等容收缩期延长而收缩期延长而射血期射血期相应相应缩短缩短；还；还降低降低了心室肌细了心室肌细胞收缩时的胞收缩时的缩短速度和程度缩短速度和程度，使射血速度减慢，搏，使射血速度减慢，搏出量明显减少。出量明显减少。 2后负荷后负荷2022-4-1042 搏出量搏出量明显明显 ，使射血后心室内的，使射血后心室内的剩余血量剩余血量 ，如果静脉回流量不变，则如果静脉回流量不变，则心舒末期充盈量心舒末期充盈量 ，即即心室舒张末期容积心室舒张末期容积 ，通过心肌细胞的异，通过心肌细胞的

39、异长自身调节机制，使心肌的长自身调节机制，使心肌的收缩力量收缩力量 ，直，直到足以克服增大的后负荷，使每搏输出量恢到足以克服增大的后负荷，使每搏输出量恢复到原有水平。复到原有水平。 可见，在心肌细胞异常调节机制的参与下，可见，在心肌细胞异常调节机制的参与下，后负荷在一定范围内增加，将不会明显影响后负荷在一定范围内增加，将不会明显影响心室的搏出量。心室的搏出量。 但是，如果动脉血压持续升高，心肌细胞将因但是，如果动脉血压持续升高，心肌细胞将因长期处于收缩加强状态而逐渐肥厚，随后发长期处于收缩加强状态而逐渐肥厚，随后发生病理改变，导致泵血功能减退。生病理改变，导致泵血功能减退。2022-4-104

40、3 心肌收缩能力（心肌收缩能力（myocardial contractility）是）是指心肌不依赖于前后负荷而仅改变其收缩活动指心肌不依赖于前后负荷而仅改变其收缩活动的强度和速度的一种的强度和速度的一种内在特性内在特性，又称，又称心肌变力心肌变力状态状态。 在完整的心室，心肌收缩能力增强可使搏出功在完整的心室，心肌收缩能力增强可使搏出功增加，心脏泵血功能增强。这种对心脏泵血功增加，心脏泵血功能增强。这种对心脏泵血功能的调节是对心肌的内在功能状态的调节，能的调节是对心肌的内在功能状态的调节，与与初长度无关初长度无关，所以将通过心肌细胞本身收缩能，所以将通过心肌细胞本身收缩能力的改变而使心脏搏出

41、量和搏出功发生相应改力的改变而使心脏搏出量和搏出功发生相应改变的调节方式称为变的调节方式称为等长自身调节等长自身调节。3心肌收缩能力心肌收缩能力2022-4-1044 凡能影响心肌细胞凡能影响心肌细胞兴奋兴奋 收缩耦联收缩耦联过程的各个过程的各个环节，尤其是被环节，尤其是被活化横桥的数量活化横桥的数量以及肌凝蛋白以及肌凝蛋白的的ATP酶酶活性的因素都能影响心肌收缩能力。活性的因素都能影响心肌收缩能力。 如交感神经活动增强、血中儿茶酚胺浓度增高如交感神经活动增强、血中儿茶酚胺浓度增高以及某些强心药物如洋地黄都能增强心肌的收以及某些强心药物如洋地黄都能增强心肌的收缩能力，使每搏输出量增加。缩能力，

42、使每搏输出量增加。 而迷走神经兴奋、低氧、酸中毒、甲状腺功能而迷走神经兴奋、低氧、酸中毒、甲状腺功能减退和心力衰竭等可使心肌收缩能力减弱，导减退和心力衰竭等可使心肌收缩能力减弱，导致每搏输出量减少。致每搏输出量减少。 心肌收缩能力受到多种因素的影响。心肌收缩能力受到多种因素的影响。2022-4-1045 在在一定范围内一定范围内，心率加快可使心输出量增加。，心率加快可使心输出量增加。 但如果心率但如果心率过快过快，超过，超过170180次次/分时，此时分时，此时心室舒张期明显缩短，使心室充盈时间减少，心室舒张期明显缩短，使心室充盈时间减少，心室舒张末期容积降低，因此搏出量就明显减心室舒张末期容

43、积降低，因此搏出量就明显减少，心输出量反而少，心输出量反而下降下降。 同样如果心率同样如果心率过慢过慢，低于，低于40次次/分时，由于心室分时，由于心室舒张期过长，心室充盈早已接近最大限度，此舒张期过长，心室充盈早已接近最大限度，此时心舒期的延长已无法再增加充盈量，因此不时心舒期的延长已无法再增加充盈量，因此不能相应提高搏出量以弥补心率减慢所产生的影能相应提高搏出量以弥补心率减慢所产生的影响，使心输出量响，使心输出量减少减少。 可见，只有心率适宜时，心输出量才最大，心可见，只有心率适宜时，心输出量才最大，心率过快或过慢都将使心输出量减少。率过快或过慢都将使心输出量减少。（二）心率对心输出量的影

44、响（二）心率对心输出量的影响2022-4-1046 在在不同生理情况不同生理情况下，正常人的心脏下，正常人的心脏泵血功能泵血功能能能够发生够发生改变改变，以适应机体代谢的需要。，以适应机体代谢的需要。 例如，健康成年人静息时心率为例如，健康成年人静息时心率为75次次/分，搏分，搏出量为出量为70ml，心输出量为，心输出量为5L左右。左右。 强体力劳动时，心率可达强体力劳动时，心率可达180200次次/分，搏出分，搏出量可增加到量可增加到150ml左右，心输出量可高达左右，心输出量可高达2530L，是静息时的，是静息时的56倍。倍。 心输出量随机体代谢需要而增加的能力，称为心输出量随机体代谢需要

45、而增加的能力，称为心脏泵血功能的贮备心脏泵血功能的贮备，或心力贮备。，或心力贮备。四、心脏泵血功能的贮备四、心脏泵血功能的贮备2022-4-1047心力贮备包括心力贮备包括心率心率贮备和贮备和搏出量搏出量贮备。贮备。心力心力贮贮备备收缩期贮备收缩期贮备:55:5560ml60ml心率贮备心率贮备: : 22.5倍倍搏出量贮备搏出量贮备(75(7520)ml20)ml舒张期贮备舒张期贮备:15ml:15ml(145(145160)ml160)ml坚持体育锻炼可增进心脏健康坚持体育锻炼可增进心脏健康, ,提高心力贮备。提高心力贮备。2022-4-1048 调动心率贮备可使心输出量增加调动心率贮备可

46、使心输出量增加22.5倍。倍。 效率虽效率虽不高不高，但是在神经系统的调节下，但是在神经系统的调节下，心率的变化非常心率的变化非常迅速迅速。所以，心率贮备。所以，心率贮备是是最经常最经常被调动的心力贮备，是提高心被调动的心力贮备，是提高心输出量的重要途径。输出量的重要途径。1心率贮备心率贮备2022-4-1049 搏出量是搏出量是心室舒张末期容积心室舒张末期容积与与收缩末期容积收缩末期容积之差，之差，故搏出量贮备应包括故搏出量贮备应包括收缩期收缩期贮备和贮备和舒张期舒张期贮备。贮备。 收缩期贮备主要来自收缩期贮备主要来自心肌收缩能力心肌收缩能力增强所引起的增强所引起的每搏输出量增加，对于正常成

47、年人，收缩期贮备每搏输出量增加，对于正常成年人，收缩期贮备为为5560ml。 舒张期贮备主要指在舒张期由于舒张期贮备主要指在舒张期由于心室充盈量的增心室充盈量的增加加而引起的每搏输出量的增加。心室舒张末期容而引起的每搏输出量的增加。心室舒张末期容积的增加是极有限的，因而舒张期贮备远比收缩积的增加是极有限的，因而舒张期贮备远比收缩期贮备小，只有期贮备小，只有15ml左右。左右。 2搏出量贮备搏出量贮备所以，当人进行体育运动时，主要动用心率贮所以，当人进行体育运动时，主要动用心率贮备和收缩期贮备，使心输出量增加。备和收缩期贮备，使心输出量增加。2022-4-1050 心力贮备的大小可以反映心脏泵血

48、功能对代谢心力贮备的大小可以反映心脏泵血功能对代谢需要的适应能力。需要的适应能力。 运动员的心力贮备比一般健康人要高，其最大运动员的心力贮备比一般健康人要高，其最大心输出量可为静息时的心输出量可为静息时的8倍以上；倍以上； 某些患心脏病的病人，虽然静息时的心输出量某些患心脏病的病人，虽然静息时的心输出量与健康人没有明显差别，尚能满足安静状态下与健康人没有明显差别，尚能满足安静状态下机体代谢的需要，但在运动时心输出量却不能机体代谢的需要，但在运动时心输出量却不能相应增加，表明他们的心力贮备功能已经降低。相应增加，表明他们的心力贮备功能已经降低。 2022-4-1051 心脏的功能是实现泵血、推动

49、血液循环。心脏的功能是实现泵血、推动血液循环。而触发心肌收缩和泵血的动因是心肌细而触发心肌收缩和泵血的动因是心肌细胞的胞的动作电位动作电位。 因此，掌握心脏的生物电活动的规律，因此，掌握心脏的生物电活动的规律，对于理解心肌的生理特性有重要的意义。对于理解心肌的生理特性有重要的意义。第二节第二节 心肌细胞的生物电活动心肌细胞的生物电活动2022-4-1052分类分类普通普通的心肌细胞的心肌细胞特殊分化特殊分化的心肌细胞的心肌细胞代表代表心房肌和心室肌心房肌和心室肌窦房结的窦房结的P细胞、房室交界区、细胞、房室交界区、房室束和浦肯野纤维等房室束和浦肯野纤维等特征特征有有丰富的肌原纤维、丰富的肌原纤

50、维、有兴奋性和较低的传导性，有兴奋性和较低的传导性，无无自律性自律性肌原纤维很少或肌原纤维很少或完全缺乏完全缺乏，有兴奋性和传导性有兴奋性和传导性有有自动节律性自动节律性功能功能执行执行收缩收缩功能功能构成了心脏的特殊构成了心脏的特殊传导传导系统。系统。又称又称工作工作细胞细胞非自律细胞非自律细胞自律自律细胞。细胞。心肌细胞根据其组织学特性分为两类：心肌细胞根据其组织学特性分为两类： 2022-4-1053心肌细胞根据其电生理特性分类如下：心肌细胞根据其电生理特性分类如下： 心肌细胞心肌细胞快反应细胞快反应细胞心房肌细胞心房肌细胞心室肌细胞心室肌细胞房室束细胞房室束细胞浦肯野细胞浦肯野细胞快反

51、应快反应非非自律细胞自律细胞快反应快反应自律细胞自律细胞慢反应细胞慢反应细胞窦房结窦房结P细胞：细胞：结区细胞：结区细胞： 慢反应慢反应非非自律细胞自律细胞慢反应自律细胞慢反应自律细胞2022-4-1054一、工作细胞一、工作细胞以以心室肌细胞心室肌细胞为例介绍其跨膜电位及产生机制为例介绍其跨膜电位及产生机制心肌细胞的生物电活动心肌细胞的生物电活动:根据细胞的分类，分别介绍不同细胞根据细胞的分类，分别介绍不同细胞的跨膜电位及其形成机制的跨膜电位及其形成机制2022-4-1055（一）静息电位及其形成机制（一）静息电位及其形成机制 人和哺乳类动物的心室肌细胞的静息电位约为人和哺乳类动物的心室肌细

52、胞的静息电位约为90mV，在数值上接近于，在数值上接近于K+的平衡电位。的平衡电位。 产生机制：产生机制：与神经细胞和骨骼肌细胞类似与神经细胞和骨骼肌细胞类似，在，在静息状态下，心室肌细胞膜对静息状态下，心室肌细胞膜对K+的通透性较高，的通透性较高，而对其他离子的通透性则很低。因此，而对其他离子的通透性则很低。因此，K+将顺将顺着浓度梯度从膜内向膜外扩散，直至接近着浓度梯度从膜内向膜外扩散，直至接近K+的的平衡电位，这就是静息电位形成的主要机制。平衡电位，这就是静息电位形成的主要机制。（此外，尚有少量此外，尚有少量Na+内流及生电性钠内流及生电性钠 钾泵的钾泵的外向电流也参与了静息电位的形成过

53、程。外向电流也参与了静息电位的形成过程。）2022-4-1056 心室肌细胞的动作电位与骨骼肌和神经心室肌细胞的动作电位与骨骼肌和神经细胞的细胞的明显不同明显不同。（二）动作电位及其形成机制（二）动作电位及其形成机制骨骼肌细胞骨骼肌细胞心室肌细胞心室肌细胞时程很短，仅持续几个时程很短，仅持续几个毫秒毫秒时程很长，可达数百毫时程很长，可达数百毫秒以上秒以上复极化速度和去极化速复极化速度和去极化速度相近，升支和降支呈度相近，升支和降支呈基本对称的尖锋状基本对称的尖锋状动作电位的上升支与下动作电位的上升支与下降支明显不对称，特别降支明显不对称，特别是复极化过程复杂是复极化过程复杂典型的心室肌工作细胞

54、的动作电位可分为典型的心室肌工作细胞的动作电位可分为0期、期、1期、期、2期、期、3期、期、4期五个时期。期五个时期。 其最明显的特征是有平其最明显的特征是有平台期的存在，致使心肌台期的存在，致使心肌动作电位的复极持续时动作电位的复极持续时间较长。间较长。2022-4-1058心室肌细胞动作电位的构成心室肌细胞动作电位的构成 除极过程（除极过程（0期）期） 膜去极化，膜去极化，Ap上升支上升支 复极过程复极过程 1期期快速复极初期快速复极初期 2期期平台期平台期(主要特征）主要特征） 3期期快速复极末期快速复极末期 静息期（静息期（4期）期） 膜电位稳定于膜电位稳定于Rp水平水平2022-4-

55、1059 心室肌细胞在适宜的外来刺激作用下产生兴奋心室肌细胞在适宜的外来刺激作用下产生兴奋时，其膜内电位由静息状态下的时，其膜内电位由静息状态下的90mV迅速迅速升到升到+30mV左右，即出现去极化和反极化过程，左右，即出现去极化和反极化过程，形成了动作电位的升支，称为形成了动作电位的升支，称为0期。期。 该期特点：持续时间很短该期特点：持续时间很短（仅占（仅占12ms），幅，幅度较大度较大（约为（约为120mV），其电位变化速率较快，其电位变化速率较快（最高速率可达（最高速率可达200 400 V/s）。（1）去极化过程（）去极化过程（0期）期）2022-4-1060 心室肌细胞在窦房结传来

56、的动作电位刺激下心室肌细胞在窦房结传来的动作电位刺激下,心肌细胞膜上心肌细胞膜上Na+通道部分激活开放通道部分激活开放 少量少量Na+内流内流 膜部分去极化膜部分去极化 去极化去极化达阈电位（达阈电位（70mv） ，膜上，膜上Na+通道大量通道大量开放开放 出现出现Na+内流的再生性循环内流的再生性循环 膜产生快速去极化、反极化直至接近膜产生快速去极化、反极化直至接近Na+平平衡电位（衡电位（+30mV）。）。产生机制：产生机制：与骨骼肌和神经细胞的类似与骨骼肌和神经细胞的类似，主要是由，主要是由Na+快速快速内流引起的。内流引起的。2022-4-1061 引起引起0期去极化的期去极化的Na+

57、通道通道: 激活速度快，失活速度也快，开放时间短，激活速度快，失活速度也快，开放时间短， 电压依赖性，称为快电压依赖性，称为快Na+通道。通道。 由快由快Na+通道开放引起去极化的心肌细胞称为通道开放引起去极化的心肌细胞称为快反应细胞，如心房肌、心室肌及浦肯野细胞快反应细胞，如心房肌、心室肌及浦肯野细胞等。它们的动作电位称为快反应动作电位。等。它们的动作电位称为快反应动作电位。2022-4-1062 心肌细胞的膜电位在心肌细胞的膜电位在10ms内由内由30mV迅速下迅速下降到降到0mV左右。左右。 由于由于0期和期和1期膜电位变化的速度都很快，记期膜电位变化的速度都很快，记录的动作电位图形上表

58、现为尖锋状，故合称录的动作电位图形上表现为尖锋状，故合称为锋电位。为锋电位。 机制：机制： Na+通道失活后出现的通道失活后出现的K+快速外流快速外流是是心肌细胞动作电位快速复极心肌细胞动作电位快速复极1期的主要成因。期的主要成因。（2）复极化过程）复极化过程1期（快速复极初期）期（快速复极初期）2022-4-1063 继继1期之后，膜电位变化缓慢的复极过程，其期之后，膜电位变化缓慢的复极过程，其电位停滞于电位停滞于0mV附近。该期历时较长，可达附近。该期历时较长，可达100150ms。 机制：机制：在该期，内向电流（主要是在该期，内向电流（主要是Ca2+内流内流和和少量的少量的Na+内流）和

59、外向电流（内流）和外向电流（K+外流外流）同时同时存在，且两者处于平衡状态的结果，使膜电位存在，且两者处于平衡状态的结果，使膜电位稳定于稳定于0mV左右。左右。2 期（平台期或缓慢复极化期）期（平台期或缓慢复极化期）2022-4-1064 膜内电位由膜内电位由0mV下降，复极速度加快，膜内电下降，复极速度加快，膜内电位迅速下降到位迅速下降到90mV，完成复极化过程。，完成复极化过程。 （3期历时约为期历时约为100150ms。）。） 机制：机制： 平台期之后，平台期之后，Ca2+通道完全通道完全失活失活，Ca2+内流终内流终止；而止；而K+外流逐渐外流逐渐递增递增，使，使复极化的速度加快复极化

60、的速度加快。而膜内电位越负，膜对而膜内电位越负，膜对K+的通透性就越高，形的通透性就越高，形成再生性成再生性K+外流。这种正反馈的再生性外流。这种正反馈的再生性K+外流外流使膜的电位迅速下降，直至回到静息水平，基使膜的电位迅速下降，直至回到静息水平，基本完成复极化过程。本完成复极化过程。3 期（快速复极末期）期（快速复极末期）2022-4-1065 继继3期复极化完毕后，膜电位已恢复到静息电期复极化完毕后，膜电位已恢复到静息电位水平，故称静息期。位水平，故称静息期。 4 期（静息期）期（静息期） 机制：机制：虽然，虽然，4期心室肌细胞膜电位基本上稳期心室肌细胞膜电位基本上稳定于静息电位水平（定