循环系统的结构和功能

1、第六章 循环系统的结构和功能Chapter VI Structure and function of circulatory systemWilliam Harvey 1578-1657第二节第二节 心脏的生物电活动心脏的生物电活动 Section II Electrophysiology of the Heart重点内容：重点内容：1.心室肌细胞的动作电位心室肌细胞的动作电位2.窦房结细胞的动作电位窦房结细胞的动作电位3.影响心肌兴奋性的因素影响心肌兴奋性的因素4.自律性自律性5.房室延搁房室延搁心肌细胞（心肌细胞（myocardial cell）的分类：的分类：心肌细胞心肌细胞工作细胞：心

2、房肌，心室肌工作细胞：心房肌，心室肌兴奋性，传导性，收缩性兴奋性，传导性，收缩性自律细胞：特殊传导系统自律细胞：特殊传导系统窦房结，房室交界，房室束，浦肯野纤维网窦房结，房室交界，房室束，浦肯野纤维网兴奋性，传导性，自律性兴奋性，传导性，自律性excitabilityautorhythmicityconductivitycontractivityexcitabilityconductivity一、心肌细胞的生物电现象一、心肌细胞的生物电现象（一）工作细胞的跨膜电位及其形成机制（一）工作细胞的跨膜电位及其形成机制1. 静息电位静息电位a. 心室肌的静息电位为心室肌的静息电位为90mVb. 形成机

3、制：形成机制：K+外流，少量外流，少量Na+内流，钠泵内流，钠泵2. 动作电位，动作电位，以心室肌为例以心室肌为例明显不同于骨骼肌和神经细胞明显不同于骨骼肌和神经细胞复极化过程复杂、缓慢，分复极化过程复杂、缓慢，分0，1，2，3，4期。期。（1）0期：去极化过程期：去极化过程特点：特点：-90mV+30mV，12ms机制：机制：Na+迅速内流，接近迅速内流，接近Na+平衡电位平衡电位Na+通道开放和关闭的速度很快，称快通道；通道开放和关闭的速度很快，称快通道；快快Na+通道开放引起的快速去极化的心肌细胞，称通道开放引起的快速去极化的心肌细胞，称快反应细胞快反应细胞，如：心房肌，心室肌，浦肯野细

4、胞，如：心房肌，心室肌，浦肯野细胞（2）1期：快速复极初期期：快速复极初期特点：特点：+30mV 0mV，10ms机制：快机制：快Na+通道迅速失活；通道迅速失活； 一过性外向电流（一过性外向电流（Ito）：）：K+外流外流 （去极化（去极化-40mV激活，开放激活，开放510ms）（3）2期：平台期，主要特征期：平台期，主要特征特点：特点：0mV，100150ms机制：外向电流（机制：外向电流（K+外流）外流） 内向电流（内向电流（Ca2+内流，少量内流，少量Na+内流）内流）膜对膜对K+的通透性逐渐增强，的通透性逐渐增强， K+外流逐渐增强外流逐渐增强电压门控电压门控Ca2+通道开放，通道

5、开放， Ca2+内流，少量内流，少量Na+内流内流（去极化（去极化-40mV激活，开放，失活和复活速度慢，激活，开放，失活和复活速度慢，称慢通道，可被钙通道阻滞剂维拉帕米阻断。称慢通道，可被钙通道阻滞剂维拉帕米阻断。）（4）3期：快速复极末期期：快速复极末期特点：特点：0mV -90mV， 100150ms机制：机制： 电压门控电压门控Ca2+通道失活关闭；通道失活关闭； 外向外向K+电流进一步增强（正反馈）。电流进一步增强（正反馈）。动作电位时程：动作电位时程：0期去极化到期去极化到3期复极化完毕，期复极化完毕， 约约200300ms。（5）4期：静息期期：静息期特点：特点：-90mV， 离

6、子跨膜转运离子跨膜转运机制：机制：Na+K+泵，排出泵，排出3个个Na+，摄入摄入2个个K+ Na+Ca2+交换体，排出交换体，排出1个个Ca2+，摄入摄入3个个Na+ Ca2+泵，排出泵，排出Ca2+离子跨膜转运是持续进行的，只是随着膜内外离子离子跨膜转运是持续进行的，只是随着膜内外离子分布情况不同，活动的强度不同。分布情况不同，活动的强度不同。心房肌，时程心房肌，时程150ms，膜对膜对K+通透性较大。通透性较大。心室肌纤维心室肌纤维(快反应细胞快反应细胞)的的AP的离子机制总结的离子机制总结0 期期 Na+内流内流 (快快Na+通道通道)1 期期 K+ 外流外流 (Ito通道通道)2 期

7、期 Ca2+内流内流 (慢慢Ca2+通道通道) K+ 外流外流 (IK , IK1通道通道)3 期期 K+ 外流外流 (IK , IK1通道通道)4 期期 Na+- K+ 交换交换 (Na+- K+ 泵泵) Na - Ca2+ 交换交换 (Na - Ca2+交换体交换体) Ca2+泵泵（二）自律细胞的跨膜电位及其形成机制（二）自律细胞的跨膜电位及其形成机制4期自动去极化：期自动去极化：随时间递增，速度慢随时间递增，速度慢 是自律细胞产生自动节律性兴奋的基础。是自律细胞产生自动节律性兴奋的基础。产生原因：逐渐增强的净内向电流；产生原因：逐渐增强的净内向电流； （1）内向电流逐渐增强；）内向电流逐

8、渐增强； （2）外向电流逐渐衰减；）外向电流逐渐衰减； （3）两者兼而有之。）两者兼而有之。1. 浦肯野细胞（浦肯野细胞（ Purkinje cell ）： 快反应自律细胞快反应自律细胞4期自动去极化的形成机制：期自动去极化的形成机制： 外向外向K+电流逐渐减弱，电流逐渐减弱， 起搏电流（起搏电流（If）逐渐增强逐渐增强。If ：Na+ 负载的内向电流，可被负载的内向电流，可被Cs2+选择性阻断。选择性阻断。复极化复极化-60mV激活开放，激活开放， -100mV完全开放；完全开放；去极化去极化-50mV失活关闭。失活关闭。2. 窦房结细胞：窦房结细胞：慢反应自律细胞慢反应自律细胞特点：特点：

9、（1）最大复极电位（）最大复极电位（-70mV）和和 阈电位（阈电位（-40mV）的绝对值较小。的绝对值较小。（2）0期去极化使膜电位仅达期去极化使膜电位仅达0 mV左右。左右。（2）0期去极化幅度较小（期去极化幅度较小（70mV），时程较长（），时程较长（7ms），），去去 极化速度较慢。极化速度较慢。（3）没有明显的复极）没有明显的复极1期和期和2期。期。（4）4期自动去极化速度快于浦肯野细胞。期自动去极化速度快于浦肯野细胞。（1）去极化过程：）去极化过程：L型型Ca2+通道开放，通道开放， Ca2+内流。内流。慢慢Ca2+通道开放引起缓慢去极化的心肌细胞，称通道开放引起缓慢去极化的心肌细

10、胞，称慢慢反应细胞反应细胞，如：窦房结细胞，房室交界区细胞。，如：窦房结细胞，房室交界区细胞。（2）复极化过程：）复极化过程：L型型Ca2+通道逐渐失活关闭，通道逐渐失活关闭， Ca2+内流逐渐减少；内流逐渐减少；IK通道逐渐激活开放，通道逐渐激活开放， K+外流逐渐增强。外流逐渐增强。（3）4期自动去极化：期自动去极化：a. IK通道在接近最大复极电位时开始关闭，通道在接近最大复极电位时开始关闭， K+外外流逐渐减少。流逐渐减少。b. 起搏电流（起搏电流（If）：）：复极化复极化-60mV激活开放，激活开放， -100mV完完全开放；去极化全开放；去极化-50mV失活关闭。失活关闭。c. T

11、型型Ca2+通道：去极化通道：去极化-50mV激活开放，激活开放， Ca2+内内流，流，4期自动去极化后期的组成成分。期自动去极化后期的组成成分。 一般的钙通道阻滞剂对其无作用。一般的钙通道阻滞剂对其无作用。窦房结细胞的窦房结细胞的AP及其离子机制及其离子机制0期期窦房结细胞的窦房结细胞的AP及其离子机制及其离子机制3期期窦房结细胞的窦房结细胞的AP及其离子机制及其离子机制4期期Ca+内流内流三种细胞AP及其机制的比较（1，2期）三种细胞AP及其机制的比较（3，4期）二、心肌的电生理特性二、心肌的电生理特性（一）兴奋性（一）兴奋性（excitability）：）：阈值阈值可兴奋细胞可兴奋细胞受

12、刺激时产生动作电位。受刺激时产生动作电位。兴奋性的高低可用刺激阈值来表示，阈值高表兴奋性的高低可用刺激阈值来表示，阈值高表 示兴奋性低，反之相反。示兴奋性低，反之相反。 1. 静息电位去极化到阈电位水平静息电位去极化到阈电位水平 2. 引起引起0期去极化的离子通道的激活：期去极化的离子通道的激活： 静息、激活、失活静息、激活、失活三种功能状态三种功能状态（1）静息电位或最大复极电位水平）静息电位或最大复极电位水平绝对值增大（血钾降低），兴奋性降低；绝对值增大（血钾降低），兴奋性降低；绝对值减小（轻度高血钾），兴奋性升高；绝对值减小（轻度高血钾），兴奋性升高；（2）阈电位水平：较少见）阈电位水平

13、：较少见绝对值显著减小（重度高血钾），部分绝对值显著减小（重度高血钾），部分Na+通道失活，通道失活， 阈电位上移，兴奋性降低。阈电位上移，兴奋性降低。细胞外细胞外K+浓度逐渐增高，兴奋性先升高后降低。浓度逐渐增高，兴奋性先升高后降低。1. 影响兴奋性的因素：影响兴奋性的因素：Rp & threshold静息电位水平静息电位水平 (变化较多见变化较多见)TP-900距离阈电位距离阈电位 距离大距离大引起兴奋所需的刺激大引起兴奋所需的刺激大兴奋性降低兴奋性降低阈电位水平阈电位水平(变化少变化少)绝对值增大绝对值增大（3）引起）引起0期去极化的离子通道性状：期去极化的离子通道性状： Na+

14、通道和通道和Ca2+通道都有静息通道都有静息、激活、失活三种状态。激活、失活三种状态。 通道的状态改变具有电压依从性和时间依从性。通道的状态改变具有电压依从性和时间依从性。以以Na+通道为例：正常静息电位（通道为例：正常静息电位（-90mV），），静息；静息；迅速去极化到阈电位（迅速去极化到阈电位（-70mV），），激活激活 失活失活缓慢去极化，静息缓慢去极化，静息 失活失活恢复到静息电位，恢复到静息电位，Na+通道恢复到静息状态（复活）。通道恢复到静息状态（复活）。静息的静息的Na+通道多，兴奋性高；失活的通道多，兴奋性高；失活的Na+通道多，兴奋性低。通道多，兴奋性低。静息电位减小到一定程

15、度，阈值升高，兴奋性降低。静息电位减小到一定程度，阈值升高，兴奋性降低。2. 兴奋性的周期性变化：兴奋性的周期性变化：有效不应期有效不应期（ERP）：）：绝对不应期：绝对不应期：0期期3期复极化期复极化-55mV Na+通道完全失活通道完全失活局部反应期：局部反应期：3期复极化期复极化-55mV -60mV 少量少量Na+通道复活通道复活相对不应期相对不应期（RRP）：）： 3期复极化期复极化-60mV -80mV 大部分大部分Na+通道复活通道复活超常期超常期（SNP）：）： 3期复极化期复极化-80mV -90mV Na+通道基本复活，膜电位靠近阈电位通道基本复活，膜电位靠近阈电位RRP和

16、和SNP，少数少数Na+通道失活，去极化的速度和幅度小。通道失活，去极化的速度和幅度小。3. 兴奋性周期性变化的兴奋性周期性变化的生理意义生理意义：始终为收缩和舒张交替活动，不会产生完全强直收缩。始终为收缩和舒张交替活动，不会产生完全强直收缩。4. 期前兴奋（期前兴奋（premature excitation），期前收缩：），期前收缩：如果在心室肌的有效不应期之后，下次窦房结兴奋到达之前，如果在心室肌的有效不应期之后，下次窦房结兴奋到达之前，心室受到一次外来刺激，产生一次提前的兴奋和收缩。心室受到一次外来刺激，产生一次提前的兴奋和收缩。代偿间歇（代偿间歇（compensatory pause）

17、：）：在一次期前收缩之后，往往会出现一段比较长的心室舒张期。在一次期前收缩之后，往往会出现一段比较长的心室舒张期。 （二）自律性（二）自律性（autorhythmicity）：）：心肌组织能够在没有外来刺激的情况下，自动地发生节律心肌组织能够在没有外来刺激的情况下，自动地发生节律性兴奋的特性，称为自动节律性。性兴奋的特性，称为自动节律性。衡量指标：衡量指标：频率频率1. 心脏的起搏点心脏的起搏点窦房结，房室交界，房室束，末梢浦肯野纤维网窦房结，房室交界，房室束，末梢浦肯野纤维网整个心脏总是依照当时情况下自律兴奋频率最高的部位所整个心脏总是依照当时情况下自律兴奋频率最高的部位所发出的节律性兴奋进

18、行活动。发出的节律性兴奋进行活动。正常起搏点（正常起搏点（pacemaker）：）：窦房结（窦性节律）窦房结（窦性节律）潜在起搏点潜在起搏点 异位起搏点异位起搏点2. 窦房结对潜在起搏点的控制，通过两种方式实现：窦房结对潜在起搏点的控制，通过两种方式实现：（1）抢先占领（）抢先占领（preoccupation）（2）超速驱动压抑（）超速驱动压抑（overdrive supression） 外来超速驱动刺激停止后，需经一段静止期，自律细胞外来超速驱动刺激停止后，需经一段静止期，自律细胞才能逐渐恢复期固有的自律性活动，称超速驱动压抑。才能逐渐恢复期固有的自律性活动，称超速驱动压抑。 特点：频率依赖

19、性。特点：频率依赖性。 生理意义：当发生短时间的窦性频率减慢时，潜在起搏生理意义：当发生短时间的窦性频率减慢时，潜在起搏点的自律性不会立即表现出来，可防止产生异位搏动。点的自律性不会立即表现出来，可防止产生异位搏动。提示：心脏人工起搏时，应逐渐减慢驱动频率，避免发生心脏停搏。提示：心脏人工起搏时，应逐渐减慢驱动频率，避免发生心脏停搏。（三）传导性（三）传导性（conductivity）：）：1. 心脏内兴奋传播的途径和特点心脏内兴奋传播的途径和特点结构基础：心肌细胞间的结构基础：心肌细胞间的缝隙连接缝隙连接（低电阻通道）（低电阻通道）生理意义：同步运动，生理意义：同步运动，功能性合胞体功能性合

20、胞体途径：途径：窦房结窦房结心房肌心房肌左心房和右心房左心房和右心房优势传导优势传导通路通路房室交界房室交界房室束房室束浦肯野浦肯野纤维网纤维网心室肌心室肌右心室和右心室和左心室左心室2. 房房-室延搁（室延搁（atrioventricular delay）的生理意义：）的生理意义：使心室收缩一定发生在心房收缩完毕之后。使心室收缩一定发生在心房收缩完毕之后。Conducting System of Heart3. 影响传导性的因素影响传导性的因素（1）结构因素：）结构因素： 细胞直径越大，细胞内电阻越小，兴奋传导速度越快细胞直径越大，细胞内电阻越小，兴奋传导速度越快（2）生理因素：）生理因素：

21、 1）已兴奋部位动作电位）已兴奋部位动作电位0期去极化的速度和幅度期去极化的速度和幅度 心肌缺血，快反应细胞部分心肌缺血，快反应细胞部分Na+通道失活，传导减慢通道失活，传导减慢 2）邻近未兴奋部位膜的兴奋性）邻近未兴奋部位膜的兴奋性 静息膜电位（或最大复极电位）与阈电位的差距；静息膜电位（或最大复极电位）与阈电位的差距； 0期去极化相关的离子通道的性状。期去极化相关的离子通道的性状。*一些抗心律失常药物：一些抗心律失常药物： 通过影响离子跨膜转运而改变兴奋传导速度。通过影响离子跨膜转运而改变兴奋传导速度。第三节第三节 心脏的泵血功能心脏的泵血功能 Section III Pumping fu

22、nction of heart重点内容：重点内容：1.心肌收缩的特点心肌收缩的特点2.心动周期心动周期3.泵血过程（压力和容积的变化）泵血过程（压力和容积的变化）4.心脏泵功能的评价指标心脏泵功能的评价指标5.影响因素影响因素一、心肌收缩的一、心肌收缩的特点特点1.对细胞外对细胞外Ca2+的依赖性：的依赖性： 钙触发的钙释放（钙触发的钙释放（calcium-induced calcium release）2.“全或无全或无”式收缩：缝隙连接，功能性合胞体式收缩：缝隙连接，功能性合胞体 心肌纤维不能产生同步收缩，则形成纤维性颤动（纤颤）；心肌纤维不能产生同步收缩，则形成纤维性颤动（纤颤）； 心房

23、纤颤，心室纤颤（使心脏立即丧失泵血功能）。心房纤颤，心室纤颤（使心脏立即丧失泵血功能）。3.有效不应期长，不会发生完全强直收缩有效不应期长，不会发生完全强直收缩心肌细胞与骨骼肌细胞收缩性的比较：心肌细胞与骨骼肌细胞收缩性的比较： 心肌心肌 骨骼肌骨骼肌耦联机制和钙离子来源耦联机制和钙离子来源 L型钙通道开放型钙通道开放 L型钙通道变构型钙通道变构 依赖细胞外依赖细胞外Ca2+ 不依赖细胞外不依赖细胞外Ca2+ 不应期不应期 长（长（200ms） 短（短（12ms） 不发生强直收缩不发生强直收缩 易发生强直收缩易发生强直收缩 收缩强度收缩强度 同步收缩，力量强同步收缩，力量强 取决于参加收缩的取

24、决于参加收缩的 “全或无全或无”式式 肌纤维的数量肌纤维的数量 收缩的引起收缩的引起 起搏点兴奋下传起搏点兴奋下传 运动神经传来兴奋运动神经传来兴奋二、心动周期及心脏的泵血过程二、心动周期及心脏的泵血过程（一）（一）心动周期心动周期（cardiac cycle）心脏收缩和舒张一次，构成一个机械活动周期。心脏收缩和舒张一次，构成一个机械活动周期。分为收缩期（分为收缩期（systole）和舒张期（和舒张期（diastole）。）。心动周期持续时间与心率心动周期持续时间与心率 全心舒张期全心舒张期 心率加快，对心脏的持久活动不利。心率加快，对心脏的持久活动不利。（二）心脏的泵血过程（以左心室为例）（

25、二）心脏的泵血过程（以左心室为例）DiastoleSystole1.心室收缩期心室收缩期（1）等容收缩期：）等容收缩期：0.05s， 心室密闭，室内压急剧升高，心室容积最大，保持不变心室密闭，室内压急剧升高，心室容积最大，保持不变（2）快速射血期：）快速射血期：0.1s，射血量达射血量达2/3， 心室容积明显缩小，室内压上升达峰值，主动脉压升高。心室容积明显缩小，室内压上升达峰值，主动脉压升高。（3）减慢射血期：）减慢射血期：0.15s，射血量为射血量为1/3， 室内压和主动脉压从峰值逐渐下降。室内压和主动脉压从峰值逐渐下降。整个射血期，心室容积由最大降至最小。整个射血期，心室容积由最大降至最

26、小。2.心室舒张期心室舒张期（1）等容舒张期：）等容舒张期：0.06-0.08s， 心室密闭，室内压急剧下降，心室容积最小，保持不变心室密闭，室内压急剧下降，心室容积最小，保持不变2.心室舒张期心室舒张期（2）快速充盈期：）快速充盈期：0.11s，充盈量达充盈量达2/3， 心室容积迅速增大心室容积迅速增大（3）减慢充盈期：）减慢充盈期： 0.22s2.心室舒张期心室舒张期（4）心房收缩期：）心房收缩期： 0.1s，使心室的充盈量再增加使心室的充盈量再增加1030。整个充盈期，心室容积由最小增至最大，充盈速度由快整个充盈期，心室容积由最小增至最大，充盈速度由快变慢，最后变慢，最后0.1s又速度加

27、快。又速度加快。3.心动周期的心动周期的特点特点心室收缩和舒张导致室内压变化，压力梯度是推动血液心室收缩和舒张导致室内压变化，压力梯度是推动血液在心房、心室和主动脉间流动的主要动力。在心房、心室和主动脉间流动的主要动力。心脏瓣膜的单向开放，使血液只能沿一个方向流动。心脏瓣膜的单向开放，使血液只能沿一个方向流动。一个心动周期中，右心室内压变化的幅度（一个心动周期中，右心室内压变化的幅度（824mmHg）比左心室（比左心室（80130mmHg）小得多，所以，肺动脉压仅小得多，所以，肺动脉压仅为主动脉压的为主动脉压的1/6。左、右心室的搏出血量基本相等。左、右心室的搏出血量基本相等。心动周期中，室内

28、压最低的时期是等容舒张期末，最高心动周期中，室内压最低的时期是等容舒张期末，最高的时期是快速射血期。的时期是快速射血期。（三）心房在心脏泵血活动中的作用（三）心房在心脏泵血活动中的作用 心室收缩（心室收缩（0.3s），），临时接纳和储存从静脉回流的血液；临时接纳和储存从静脉回流的血液； 全心舒张（全心舒张（0.4s），为血液从静脉返回心室的通道；），为血液从静脉返回心室的通道； 心房收缩（心房收缩（0.1s），对心室充盈起辅助作用，初级泵作用。），对心室充盈起辅助作用，初级泵作用。 安静时，初级泵作用不大；安静时，初级泵作用不大； 心率加快时，初级泵作用就比较重要。心率加快时，初级泵作用就比较

29、重要。三、心脏泵功能的评定三、心脏泵功能的评定（一）心脏的输出量（一）心脏的输出量1.每搏输出量和射血分数：每搏输出量和射血分数：每搏输出量（搏出量）：一次心搏中一侧心室射出的血液量每搏输出量（搏出量）：一次心搏中一侧心室射出的血液量搏出量搏出量左心室舒张末期的容积收缩末期容积左心室舒张末期的容积收缩末期容积70ml射血分数射血分数搏出量搏出量 / 心室舒张末期容积（心室舒张末期容积（5565） 射血分数与心肌的收缩能力有关，心肌收缩能力越强，搏出射血分数与心肌的收缩能力有关，心肌收缩能力越强，搏出量越多，射血分数越大。量越多，射血分数越大。2.每分心输出量和心指数（每分心输出量和心指数（ca

30、rdiac index）每分心输出量（心输出量）：一侧心室每分钟射出的血液量每分心输出量（心输出量）：一侧心室每分钟射出的血液量心输出量心输出量搏出量心率（搏出量心率（4.56 L/min）心指数心指数：以单位体表面积计算的心输出量以单位体表面积计算的心输出量静息心指数：安静、空腹；可比较不同个体的心功能。静息心指数：安静、空腹；可比较不同个体的心功能。正常成人的心指数约为正常成人的心指数约为3.03.5 L/(minm2)（二）心脏做功量（二）心脏做功量每搏功：心室一次收缩所作的功。每搏功：心室一次收缩所作的功。每搏功压强能动能每搏功压强能动能 搏出量射血压力搏出量射血压力右心室的作功量为左

31、心室的右心室的作功量为左心室的1/6。每分功每搏功心率每分功每搏功心率 心脏泵血：血液量，压力，流速（高血压）心脏泵血：血液量，压力，流速（高血压） 用心脏做功量评定心脏泵血功能更全面。用心脏做功量评定心脏泵血功能更全面。四、心脏泵功能的调节四、心脏泵功能的调节 心输出量搏出量心率心输出量搏出量心率（一）前负荷：肌肉收缩前所负载的负荷（一）前负荷：肌肉收缩前所负载的负荷 初长度：心室舒张末期容积或压力初长度：心室舒张末期容积或压力 心室功能曲线（心室功能曲线（Frank-Starling曲线）：初长度曲线）：初长度 vs 搏出量搏出量 异长调节异长调节：通过改变心肌细胞初长度而引起心肌收缩强度

32、改：通过改变心肌细胞初长度而引起心肌收缩强度改变的调节。变的调节。 最适初长度：心室肌的伸展性较小。（慢性心脏病患者）最适初长度：心室肌的伸展性较小。（慢性心脏病患者） 异长调节的生理意义：对搏出量的微小变化进行精细调节；异长调节的生理意义：对搏出量的微小变化进行精细调节；使心室射血量与静脉回心血量之间保持平衡。使心室射血量与静脉回心血量之间保持平衡。 Ventricular function curve（二）后负荷：肌肉开始收缩时才遇到的负荷。（二）后负荷：肌肉开始收缩时才遇到的负荷。 动脉血压升高：动脉血压升高： 等容收缩期延长，射血期缩短等容收缩期延长，射血期缩短 射血速度减小射血速度减

33、小搏出量减少搏出量减少舒血管药物降低动脉血压，降低后负荷，提高心输出量。舒血管药物降低动脉血压，降低后负荷，提高心输出量。（三）心肌收缩能力（三）心肌收缩能力（myocardial contractility）：）： 心肌不依赖于负荷而能改变其力学活动（包括收缩的强度心肌不依赖于负荷而能改变其力学活动（包括收缩的强度和速度）的特性。和速度）的特性。 等长调节等长调节：通过改变心肌的收缩能力对心脏泵血进行调节。：通过改变心肌的收缩能力对心脏泵血进行调节。动脉压升高动脉压升高 搏出量减少搏出量减少 剩余血量增多剩余血量增多 静脉回心血量不变静脉回心血量不变 动脉压持续升高动脉压持续升高 心肌收缩增

34、强心肌收缩增强 心肌肥厚心肌肥厚 心脏泵血功能减退心脏泵血功能减退 异长调节异长调节等长调节等长调节心肌收缩加强心肌收缩加强强心药（强心药（Cardiac Agents）强心药能选择性增强心肌收缩力，治疗充血性心力衰竭强心药能选择性增强心肌收缩力，治疗充血性心力衰竭（CHF），又称为正性肌力药。），又称为正性肌力药。多巴酚丁胺（多巴酚丁胺（Dobutamine）兴奋兴奋受体后使心肌细胞受体后使心肌细胞cAMPcAMP增加，增加，促进钙离子内流，使心肌收缩增强，促进钙离子内流，使心肌收缩增强，NNONNOHH匹莫苯（匹莫苯（Pimobendan）提高心肌收缩蛋白对钙离子的敏感性提高心肌收缩蛋白对

35、钙离子的敏感性甲状腺激素和体育锻炼能提高肌凝蛋白的甲状腺激素和体育锻炼能提高肌凝蛋白的ATP酶活性。酶活性。（四）心率：（四）心率：60100 次次/分钟分钟心率心率 40 次次/分钟分钟160 次次/分钟：心率增加，心输出量增加分钟：心率增加，心输出量增加心率心率 160次次/分钟：舒张期缩短，充盈血量减少，搏出量减少分钟：舒张期缩短，充盈血量减少，搏出量减少心率心率 40 次次/分钟：心输出量减少分钟：心输出量减少五、心脏泵功能的储备五、心脏泵功能的储备心输出量随机体代谢需要而增加的能力，简称心力储备。心输出量随机体代谢需要而增加的能力，简称心力储备。 用心脏每分钟能射出的最大血量（最大心

36、输出量）表示。用心脏每分钟能射出的最大血量（最大心输出量）表示。心输出量（舒张末期容积收缩末期容积）心率心输出量（舒张末期容积收缩末期容积）心率 舒张期储备：舒张末期容积从舒张期储备：舒张末期容积从125ml增至增至140ml； 收缩期储备：收缩末期容积从收缩期储备：收缩末期容积从55ml降至降至1520ml； 心率储备：心率可增加心率储备：心率可增加22.5倍。倍。第四节第四节 血管生理血管生理 Section IV Physiology of the Blood Vessels重点内容：重点内容：1.各类血管的功能特点各类血管的功能特点2.动脉血压的形成动脉血压的形成3.动脉血压的影响因素

37、动脉血压的影响因素一、各类血管的功能特点一、各类血管的功能特点1.弹性贮器血管弹性贮器血管（Windkessel Vessel）： 主动脉，肺动脉主干及其发出的最大分支（主动脉，肺动脉主干及其发出的最大分支（Aorta & big arteries） 特点：富含弹性纤维特点：富含弹性纤维 作用：（作用：（1）使心脏间断射血变成连续血流；）使心脏间断射血变成连续血流； （2）减少心动周期的血压波动幅度（）减少心动周期的血压波动幅度（80-120 mmHg）。）。2.分配血管（分配血管（Distribution Vessel）：）：动脉（动脉（Middle arteries） 富含平滑肌，

38、将血液输送至各器官组织富含平滑肌，将血液输送至各器官组织3.毛细血管前阻力血管毛细血管前阻力血管（Precapillary Resistance Vessels）： 小动脉和微动脉（小动脉和微动脉（Small arteries & arterioles） 特点：管径小，富含平滑肌特点：管径小，富含平滑肌 作用作用：（1）构成主要的外周阻力构成主要的外周阻力（2）微动脉收缩或舒张，）微动脉收缩或舒张， 口径变化，血流阻力变化，口径变化，血流阻力变化， 调节器官组织的血流量；调节器官组织的血流量； 调节其后的毛细血管内的压力。调节其后的毛细血管内的压力。二、动脉血压（二、动脉血压（arte

39、rial blood pressure）血压血压：血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力。血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力。1mmHg0.133kPa 动脉血压：主动脉内流动的血液对单位面积管壁的侧压力。动脉血压：主动脉内流动的血液对单位面积管壁的侧压力。1. 动脉血压的形成：动脉血压的形成：（1）血液充盈：循环系统平均充盈压，血量和循环系统容量）血液充盈：循环系统平均充盈压，血量和循环系统容量（2）心脏射血：心室肌收缩时释放的能量动能压强能）心脏射血：心室肌收缩时释放的能量动能压强能（3）外周阻力：小动脉和微动脉对血流的阻力）外周阻力：小动脉和微动脉对血流的阻力（4）大动脉的弹性贮器作用）

40、大动脉的弹性贮器作用弹性贮器作用和可扩张性：弹性贮器作用和可扩张性：心缩期：心缩期：1/3进入毛细血管和静脉，进入毛细血管和静脉，2/3贮存在动脉系统中，动贮存在动脉系统中，动脉血压升高，主动脉扩张脉血压升高，主动脉扩张 ；心舒期：动脉弹性回缩，推动心缩期容纳的血液继续向前移动，心舒期：动脉弹性回缩，推动心缩期容纳的血液继续向前移动，并使动脉血压维持较高水平；并使动脉血压维持较高水平；（1）使左心室的间断射血）使左心室的间断射血变成动脉内的连续血流；变成动脉内的连续血流；（2）产生舒张压；）产生舒张压；（3）使心动周期的动脉血）使心动周期的动脉血压波动幅度很小。压波动幅度很小。2. 动脉血压的

41、正常值动脉血压的正常值收缩压（收缩压（systolic pressure）：）：100120 mmHg 心室收缩时，主动脉压急剧升高，在心室收缩时，主动脉压急剧升高，在收缩期的中期收缩期的中期达到最高值。达到最高值。舒张压（舒张压（diastolic pressure）：）：6080 mmHg 心室舒张时，主动脉压下降，在心室舒张时，主动脉压下降，在心舒末期心舒末期降至最低值。降至最低值。脉压（脉压（pulse pressure）：）：3040 mmHg 收缩压和舒张压的差值，脉搏压。收缩压和舒张压的差值，脉搏压。平均动脉压：平均动脉压：100 mmHg 一个心动周期中一个心动周期中 每一个瞬

42、间动脉血压的平均值每一个瞬间动脉血压的平均值。 平均动脉压舒张压平均动脉压舒张压1/3脉压脉压 当血液从主动脉流向外周时，因不断克服血管对血流当血液从主动脉流向外周时，因不断克服血管对血流的阻力而消耗能量，血压也就逐渐降低。的阻力而消耗能量，血压也就逐渐降低。 主动脉主动脉 100 mmHg直径直径3mm动脉段动脉段 95 mmHg 微动脉始端微动脉始端 85 mmHg微动脉末端，毛细血管始端微动脉末端，毛细血管始端 30 mmHg 从主动脉到外周动脉，血压的波动幅度变大。从主动脉到外周动脉，血压的波动幅度变大。 顺应性，压力波折返顺应性，压力波折返Measurement of the art

43、erial pressureIndirect (auscultatory) method3. 影响动脉血压的因素影响动脉血压的因素（1）心脏的每搏输出量）心脏的每搏输出量每搏输出量增加：每搏输出量增加： 收缩期，主动脉和大动脉血量增加，收缩压升高，贮存的势能增大；收缩期，主动脉和大动脉血量增加，收缩压升高，贮存的势能增大； 外周阻力和心率变化不大，舒张期，血流速度加快；外周阻力和心率变化不大，舒张期，血流速度加快； 舒张末期，大动脉中存留的血量变化不大，舒张压变化不大；舒张末期，大动脉中存留的血量变化不大，舒张压变化不大；每搏输出量增加，而外周阻力和心率变化不大时，主要表现为：每搏输出量增加，

44、而外周阻力和心率变化不大时，主要表现为： 收缩压升高，舒张压变化不大，脉压增大；收缩压升高，舒张压变化不大，脉压增大； 收缩压的高低主要反映心脏每搏输出量的多少。收缩压的高低主要反映心脏每搏输出量的多少。（2）心率）心率心率加快，而每搏输出量和外周阻力变化不大时，主要表现为：心率加快，而每搏输出量和外周阻力变化不大时，主要表现为： 舒张期缩短，心舒期末大动脉中存留的血量增多，舒张压升高；舒张期缩短，心舒期末大动脉中存留的血量增多，舒张压升高； 收缩期，动脉系统内血量增加，收缩压升高；动脉血压升高使血流速度收缩期，动脉系统内血量增加，收缩压升高；动脉血压升高使血流速度加快，心缩期有更多血液流出动

45、脉系统，所以收缩压升高不如舒张压升加快，心缩期有更多血液流出动脉系统，所以收缩压升高不如舒张压升高显著，脉压减小。高显著，脉压减小。（3）外周阻力）外周阻力外周阻力增加（阻力血管口径变小，血液粘滞度升高），而心输出量不外周阻力增加（阻力血管口径变小，血液粘滞度升高），而心输出量不变时，主要表现为：变时，主要表现为： 舒张期流出动脉系统的血量减少，心舒期末大动脉中存留的血量增多，舒张期流出动脉系统的血量减少，心舒期末大动脉中存留的血量增多，舒张压升高；舒张压升高； 收缩期，动脉系统内血量增加，收缩压升高；动脉血压升高使血流速收缩期，动脉系统内血量增加，收缩压升高；动脉血压升高使血流速度加快，心缩

46、期有更多血液流出动脉系统，所以收缩压升高不如舒张压度加快，心缩期有更多血液流出动脉系统，所以收缩压升高不如舒张压升高显著，脉压减小。升高显著，脉压减小。 舒张压的高低主要反映外周阻力的大小。舒张压的高低主要反映外周阻力的大小。（4）主动脉和大动脉的弹性贮器作用：）主动脉和大动脉的弹性贮器作用：老年人动脉管壁硬化，弹性贮器作用减弱，脉压增大老年人动脉管壁硬化，弹性贮器作用减弱，脉压增大（5）循环血量和血管系统容量的比例）循环血量和血管系统容量的比例：失血：失血综合作用：综合作用：原发性高血压原发性高血压4.毛细血管前括约肌（毛细血管前括约肌（Precapillary Sphincter Musc

47、le）：）： 血管平滑肌血管平滑肌 作用：控制其后毛细血管开放和关闭，决定物质交换的面积作用：控制其后毛细血管开放和关闭，决定物质交换的面积 Partially determines the amount of blood flowing through a particular capillary bed Allow only 5% - 10% of the capillary in bed skeletal muscles, for example, to be open at rest. 5.交换血管（交换血管（Exchange Vessel）：）： 真毛细血管（真毛细血管（True C

48、apillary ） 特点：毛细血管壁由单层内皮细胞特点：毛细血管壁由单层内皮细胞构成，外面有基膜包围，在细胞核构成，外面有基膜包围，在细胞核的部分稍厚；内皮细胞之间相互连的部分稍厚；内皮细胞之间相互连接处存在裂隙，形成孔道。接处存在裂隙，形成孔道。作用：进行物质交换的场所。作用：进行物质交换的场所。全身毛细血管总的有效交换面积近全身毛细血管总的有效交换面积近1000 m2Make Up of Blood Vessels: Capillaries调节：血流量与组织的代谢活动水平相适应。调节：血流量与组织的代谢活动水平相适应。毛细血管前毛细血管前 真毛细血管网真毛细血管网 局部代谢局部代谢 括约

49、肌收缩括约肌收缩 关关 闭闭 产物产物堆积堆积局部代谢局部代谢 真毛细血管网真毛细血管网 毛细血管前毛细血管前 产物清除产物清除 开开 放放 括约肌舒张括约肌舒张后微动脉和毛细血管前括后微动脉和毛细血管前括约肌不停的发生每分钟约约肌不停的发生每分钟约510次的交替性收缩和舒次的交替性收缩和舒张，称为张，称为血管运动血管运动（vasomotion）扩散、滤过和重吸收（静水压和胶体渗透压）、吞饮扩散、滤过和重吸收（静水压和胶体渗透压）、吞饮有效滤过压有效滤过压=滤过动力滤过动力-滤过阻力滤过阻力滤过动力：毛细血管血压滤过动力：毛细血管血压+组织液胶体渗透压组织液胶体渗透压滤过阻力：组织液静水压滤过

50、阻力：组织液静水压+血浆胶体渗透压血浆胶体渗透压（三）组织液的生成（三）组织液的生成6.毛细血管后阻力血管毛细血管后阻力血管（Postcapillary Resistance Vessel）：）： 微静脉（微静脉（venules） 作用作用：通过收缩、舒张，改变毛细血管前阻力和后阻力的比值，改变：通过收缩、舒张，改变毛细血管前阻力和后阻力的比值，改变毛细血管内的压力和体液在血管内和组织间隙内的分配情况。导致血量毛细血管内的压力和体液在血管内和组织间隙内的分配情况。导致血量的改变。的改变。7.容量血管（容量血管（Capacitance Vessel）：）： 静脉（静脉（Systemic vein

51、s） 特点：数量较多，口径较粗，管壁较薄，故容量较大。特点：数量较多，口径较粗，管壁较薄，故容量较大。 作用：血液贮存库（作用：血液贮存库（60-70%）8.短路血管（短路血管（shunt vessels）：）： 小动脉和小静脉间的直接通路。小动脉和小静脉间的直接通路。 作用：与体温调节有关作用：与体温调节有关第五节第五节 心血管活动的调节心血管活动的调节 Section V Regulation of the Circulation重点内容：重点内容：1.三种神经调节三种神经调节2.六种体液调节六种体液调节The aim of the circulatory regulation is to

52、 regulate the blood flow of organs to fit their metabolic requirement in different condition. The regulation of blood flow are of three major types:Neural regulation affects blood flow in large segments of the systemic circulation, shifting blood flow from the non-muscular vascular bed to the muscle

53、s during exercise changing the blood flow in the skin to control body temperature.Hormones, ions, or other chemicals in blood cause either local increase or decrease in tissue flow or widespread generalized changes in flow.Local regulation in each individual tissue, the flow being controlled mainly

54、in proportion to that tissues need for blood perfusion一、神经调节：一、神经调节：心肌和血管平滑肌接受自主神经支配，反射。心肌和血管平滑肌接受自主神经支配，反射。自主神经系统（内脏神经系统）自主神经系统（内脏神经系统） 包括：传入（感觉）神经包括：传入（感觉）神经 传出（运动）神经传出（运动）神经包括：交感神经（包括：交感神经（sympathetic nerve） 副交感神经（副交感神经（parasympathetic nerve）自主神经：自主神经： 节前神经元节前神经元 自主神经节自主神经节 效应效应（胞体在中枢）（胞体在中枢） 快快

55、换元（节后）换元（节后） 慢慢 器官器官内脏、心血管、腺体内脏、心血管、腺体节前纤维节前纤维节后纤维节后纤维交感神经副交感神经起 源 脊髓胸腰段 脑干和脊髓骶段纤 维 节前短, 节后长 节前长, 节后短辐 散 程度高(1:111:17) 程度低(1:2)反 应 广泛和弥散 相对局限（一）心脏和血管的神经支配：（一）心脏和血管的神经支配：1.心脏的神经支配：心脏的神经支配：传出神经传出神经心交感神经：心脏活动增强心交感神经：心脏活动增强心迷走神经：心脏活动减弱心迷走神经：心脏活动减弱拮抗拮抗（1）心交感神经及其作用）心交感神经及其作用 节前神经元：节前神经元：ACh + N型胆碱能受体型胆碱能受

56、体 节后神经元：节后神经元：NE + 1型肾上腺素能受体型肾上腺素能受体 支配部位：窦房结、房室交界、房室束、心房肌和心室肌支配部位：窦房结、房室交界、房室束、心房肌和心室肌 NE cAMP L- Ca2+ 通道激活通道激活 作用效果：作用效果： 正性变时作用：心率加快正性变时作用：心率加快 正性变传导作用：房室交界的传导加快正性变传导作用：房室交界的传导加快 正性变力作用：心房肌和心室肌的收缩能力加强正性变力作用：心房肌和心室肌的收缩能力加强ACh NNE 1心交感神经心交感神经作用机制：作用机制：（1）心率加快）心率加快 If增强，自动去极化速度加快增强，自动去极化速度加快（2）传导加快）

57、传导加快 房室结房室结Ca2+通道开放，使慢反应细胞通道开放，使慢反应细胞0期期Ca2+内流增多，内流增多，0期去极化速度和幅度增加期去极化速度和幅度增加（3）心肌收缩能力加强：）心肌收缩能力加强： 心肌收缩、舒张均增强心肌收缩、舒张均增强 a. NE使使2期期Ca2+内流增多传导加快使收缩内流增多传导加快使收缩更同步化更同步化 b. 促进肌钙蛋白促进肌钙蛋白Ca2+ 释放促进肌质网释放促进肌质网Ca2+回收回收NE cAMP L- Ca2+ 通道激活通道激活（2）心迷走神经及其作用）心迷走神经及其作用 节前神经元：节前神经元：ACh + N型胆碱能受体型胆碱能受体 节后神经元：节后神经元：

58、ACh + M型胆碱能受体型胆碱能受体 支配部位：窦房结、房室交界、房室束、心房肌，心室肌（少量）支配部位：窦房结、房室交界、房室束、心房肌，心室肌（少量） ACh 激活激活Gk蛋白蛋白 K+ 外流外流 超极化超极化 cAMPCa2+ 作用效果：作用效果： 负性变时作用：心率减慢负性变时作用：心率减慢 负性变传导作用：房室传导减慢负性变传导作用：房室传导减慢 负性变力作用：心房肌收缩能力减弱，心房肌不应期缩短负性变力作用：心房肌收缩能力减弱，心房肌不应期缩短ACh NAChM心迷走神经心迷走神经作用机制：作用机制：（1）心率减慢）心率减慢 a. 激活激活K通道，最大复极电位加大，到达阈电位通道

59、，最大复极电位加大，到达阈电位时间变长时间变长 b. 抑制抑制If，4期自动去极化速度减慢期自动去极化速度减慢（2）房室传导速度减慢）房室传导速度减慢 房室结房室结0期期Ca2+内流减少，内流减少，0期去极化速度和幅期去极化速度和幅度减小度减小（3）心肌收缩能力减弱：以心房肌为主）心肌收缩能力减弱：以心房肌为主 2期期Ca2+内流减少内流减少 ACh 激活激活Gk蛋白蛋白 K+ 外流外流 超极化超极化 cAMPCa2+ （3）支配心脏的肽能神经元）支配心脏的肽能神经元 心脏中存在多种肽类神经纤维，释放肽类递质：心脏中存在多种肽类神经纤维，释放肽类递质：神经肽神经肽Y、血管活性肠肽（血管活性肠肽

60、（VIP）、）、降钙素基因相关肽降钙素基因相关肽（CGRP）、）、阿片肽等阿片肽等 肽类递质可与其它递质，如单胺和乙酰胆碱，共存于同一神经元内，肽类递质可与其它递质，如单胺和乙酰胆碱，共存于同一神经元内，并共同释放，参与对心肌和冠状血管活动的调节。并共同释放，参与对心肌和冠状血管活动的调节。2.血管的神经支配：血管的神经支配：除真毛细血管、毛细血管前括约肌、后微动脉外，除真毛细血管、毛细血管前括约肌、后微动脉外，所有血管都受自主神经调节：所有血管都受自主神经调节：血管运动血管运动神经纤维神经纤维缩血管神经纤维缩血管神经纤维舒血管神经纤维舒血管神经纤维（1）缩血管神经纤维（交感缩血管纤维）：）缩血管神经纤维（交感缩血