生理学教学课件：6 调节

1、1CIRCULATION第三节心脏的泵血功能第四节心肌的生物电现象和生理特性第九节 血管生理第十节 心血管活动的调节第十一节 器官循环2Regulation of cardiovascular activity神经调节体液调节局部血流调节动脉血压的长期调节3Nervous Regulation一、神经调节(一) 心脏和血管的神经支配 1.支配心脏的传出神经 (Otto Loewi) 心交感神经 心迷走神经AChNNE1AChNAChM4Scientific Story5Otto Loewi6Otto Loewi7Otto Loewi8Otto Loewi19619Nervous Regulat

2、ion一、神经调节(一) 心脏和血管的神经支配 1.支配心脏的传出神经 (Otto Loewi) 心交感神经 心迷走神经AChNNE1AChNAChM（1）心交感神经T1T5AChN1型胆碱能受体NE1型受体 (窦房结)HR 正性变时（心房肌、心室肌）收缩力 正性变力脊髓中间外侧柱三正(房室交界、房室束)传导 正性变传导右侧交感N 窦房结 HR主要左侧交感N 房室结和心室肌 心肌收缩力主要（2）心迷走神经延髓迷走神经背核和疑核AChACh（窦房结）HR 负性变时 （房室交界、房室束）传导 负性变传导心房肌、心室肌（几无）收缩力 负性变力心内神经节M型受体三负抑制腺苷酸环化酶 cAMPCa2+右

3、侧迷走N 窦房结左侧迷走N 房室交界主要主要N112Nervous Regulation一、神经调节(一) 心脏和血管的神经支配 1.支配心脏的传出神经 (Otto Loewi) 心交感神经 心迷走神经AChNNE1AChNAChM13NEcAMP L- Ca2+ 通道激活正性变时作用 心率增快If 4期自动去极化速度加快正性变传导作用 传导加快Ca2+ 0期上升速度/幅度正性变力作用 收缩增强Ca2+2期Ca2+ 内流 肌浆网释放、摄取 Ca2+ Na+ -Ca2+ 交换 ATP 传导加快，收缩同步14ACh激活G蛋白K+ 外流超极化 cAMPCa2+负性变时作用 心率减慢 ACh+MK+

4、外流4期最大复极电位 If 自动去极速度负性变传导作用 传导减慢 AChCa2+内流0期去极速度/幅度负性变力作用 心房肌收缩减弱 肌浆网释放Ca2+ K+ 外流 平台期缩短Ca2+内流窦房结房室结心房肌心室肌15Nervous Regulation(一) 心脏和血管的神经支配1. 支配心脏的传出神经 心交感神经 心迷走神经 心交感和心迷走的相互关系相互拮抗迷走优势突触前调制16Nervous Regulation 心交感和心迷走的相互关系相互拮抗迷走优势突触前调制：二者活动相互协调一致AChNNEMAChNMSympathetic nerveVagus nerveACh17Nervous R

5、egulation(一) 心脏和血管的神经支配1. 支配心脏的传出神经 心交感神经 心迷走神经 心交感和心迷走的相互关系 肽能神经元 释放的递质：神经肽Y，血管活性肠肽等 递质共存：单胺和ACh 生理功能：可能参与对心肌和冠脉的调节18Nervous Regulation(一) 心脏和血管的神经支配支配心脏的传出神经支配血管的传出神经 交感缩血管神经纤维(Vasoconstrictor fiber) 舒血管神经纤维 (Vasodilator fiber)交感舒血管纤维副交感舒血管纤维脊髓背根舒血管纤维(见于伤害性刺激) 血管活性肠肽神经元(VIP) 与ACh共存 ACh 腺细胞分泌 VIP 局

6、部血流增加19缩血管神经纤维都是交感神经纤维（NE与受体 结合力强）血管平滑肌收缩2舒张ACh胸腰段脊髓中间外侧柱NE椎旁、椎前神经节交感缩血管紧张概念：安静状态下，缩血管神经纤维持续发放低频冲动1-3次/秒作用：使血管平滑肌维持一定程度的收缩状态调节不同器官的血流阻力和血流量21Nervous Regulation交感缩血管交感舒血管副交感舒血管末梢递质去甲肾上腺素乙酰胆碱乙酰胆碱受体、2 M受体M受体效应器绝大多数血管骨骼肌血管消化、外生殖效应 - 血管收缩2 - 血管舒张血管舒张血管舒张紧张性活动交感缩血管紧张情绪激动、剧烈运动时生理作用调节外周阻力及血压、血流量与骨骼肌血流增加有关调节

7、局部血流22Nervous Regulation23Nervous Regulation(一) 心脏和血管的神经支配(二) 心血管中枢24Nervous Regulation(一) 心脏和血管的神经支配(二) 心血管中枢 与心血管活动有关的CNS神经元集中的部位1. 脊髓 胸腰段灰质中间外侧柱传出信息的最后公路2. 延髓是心血管活动的基本中枢 缩血管区 / 舒血管区 / 传入神经接替站/ 心抑制区25孤束核疑核迷走背核延髓头端腹外侧中缝隐核中间外侧柱延髓尾端腹外侧NTSRVLMCVLM26Nervous Regulation(二) 心血管中枢3. 延髓以上心血管中枢 复杂的整合(integra

8、tion)下丘脑体温调节、摄食、水平衡和防御反应边缘系统与情绪激动相配合皮层与随意运动有协调的相关效应4. 心血管中枢的紧张性活动 紧张性活动：心迷走、心交感、交感缩血管 高级中枢、压力感受器、化学感受器等传入 27Nervous Regulation(一) 心脏和血管的神经支配(二) 心血管中枢(三) 心血管反射 1. 压力感受性反射(Baroreceptor reflex) 2. 心肺感受器引起的心血管反射 (Cardiopulmonary receptor) 3. 化学感受性反射(chemoreceptor reflex) 28Baroreceptor Reflex(三) 心血管反射 1

9、. 压力感受性反射(Baroreceptor Reflex) 反射弧感受器 颈动脉窦(carotid sinus) 主动脉弓(aortic arch)传入神经 窦神经(加入舌咽神经)、 迷走神经中枢 延髓孤束核传出神经 心迷走、心交感和交感缩血管效应器 心脏和血管29Baroreceptor Reflex(三) 心血管反射 1. 压力感受性反射(Baroreceptor reflex) 特征机械/牵张感受器范围：传入冲动与动脉血压(60180mmHg) 成正比颈动脉窦压力感受器敏感主动脉弓压力感受器搏动性变化非搏动性变化兔有独立的减压神经30Baroreceptor Reflex不同动脉血压时

10、窦神经纤维和主动脉弓神经纤维的放电31Baroreceptor Reflex32Baroreceptor Reflex33Baroreceptor Reflex34血压突然颈动脉窦、主动脉弓兴奋性孤束核交感缩血管 心交感中枢 心迷走中枢 下丘脑视上核、中枢紧张性 紧张性 紧张性 视旁核(-)交感缩血管神经(-) 心交感神经(-) 心迷走神经(+) 血管升压素 阻力血管舒张 容量血管舒张 心脏活动 血管舒张外周阻力 静脉回流量 心输出量 外周阻力血压 、35Baroreceptor Reflex36Baroreceptor Reflex37Baroreceptor Reflex(三) 心血管反射

11、1. 压力感受性反射(Baroreceptor reflex) 降压反射的生理意义 负反馈(negative feedback) 压力感受器的敏感范围 调定点(set point)和重调定(reset) 思考: 从卧位到站位，人体的血压有何变化，为什么？38Baroreceptor Reflex39Baroreceptor Reflex40Baroreceptor Reflex41Baroreceptor Resetting42Chemoreceptor reflex(三) 心血管反射2. 化学感受性反射(chemoreceptor reflex) 反射弧感受器 颈动脉体(carotid bo

12、dy) 主动脉体(aortic body)传入神经 窦神经(加入舌咽神经) 迷走神经中枢 延髓孤束核传出神经 躯体运动神经等效应器 呼吸肌、气道肌43化学感受器呼吸中枢（延髓孤束核） 呼吸运动神经元 阻力运动神经元 （脊髓） （延髓） 呼吸肌 气道肌 （膈肌、肋间肌、腹肌） （气道平滑肌、咽喉肌、舌肌）肺通气PaO2、PaCO2 、pHa心血管活动PO2, BP , pH 44Chemoreceptor reflex(三) 心血管反射2. 化学感受性反射(chemoreceptor reflex)生理意义 主要调节呼吸运动 病理情况（低氧、窒息、失血、BP、pH ）：调节心血管活动血量的重新分

13、配（移缓济急） 45Cardiopulmonary Receptor(三) 心血管反射3. 心肺感受器引起的心血管反射感受器：心房心室肺循环大血管壁46Cardiopulmonary Receptor(三) 心血管反射3. 心肺感受器引起的心血管反射 反射弧感受器 心房、心室和肺循环大血管壁传入神经 迷走神经(大部分) 交感神经(少数)中枢 心血管延髓？传出神经 心迷走神经、交感神经(肾神经)效应器 骨骼肌、肾素、血管升压素47Cardiopulmonary Receptor Reflex心肺感受器血压/容量前列腺素、缓激肽交感紧张性迷走紧张性肾素血管升压素HR , BP , 肾血流, 尿量,

14、 尿钠48Cardiopulmonary Receptor(三) 心血管反射3. 心肺感受器引起的心血管反射 特征 适宜刺激：机械牵张：BP/V 牵张感受器 化学物质：前列腺素、缓激肽等 低压力感受器，容量感受器 生理意义 平时有紧张性冲动，对心血管中枢起抑制作用，使血压和肾素水平不致过高；部分引起心率加快。调节循环血量和体液的量和成分。49Cardiovascular Reflexes50Cardiovascular Reflex(三) 心血管反射4. 躯体感受器引起的心血管反射 刺激躯体传入神经(刺激的强度和频率)心血管反射5. 其它内脏感受器引起的心血管反射 扩张内脏器官心血管反射HR、

15、血管舒张6. 眼-心反射与高尔兹反射( Goltz reflex) 压迫眼球、挤压腹部心血管反射HR7. 脑缺血反应(brain ischemia response) 脑血流心血管神经元心血管反射51Cardiovascular Reflex(一) 心脏和血管的神经支配(二) 心血管中枢(三) 心血管反射(四) 心血管反射的中枢整合型式 整合型式的反应血流分配能适应机体当时功能活动的需要。 防御反应(defence reaction) 运动(sports) 睡眠(sleep)52Cardiovascular Reflex心迷走神经心交感神经心交感缩血管神经 延 髓心血管中枢高级中枢外周感受器局

16、部环境53Scientific Story54Regulation of cardiovascular activity神经调节体液调节局部血流调节动脉血压的长期调节55Humoral Regulation二、体液调节 血液和组织液中化学物质对心肌和血管平滑肌活动的调节作用。(一)肾素-血管紧张素系统 Renin-Angiotensin Aldosterone System1.产生：肾近球细胞合成和分泌Renin，水解由肝脏合成和释放的AngiotensinogenAngiotensin I，ACE 水解Angiotensin IAngiotensin II，血管紧张素酶A 水解Angiote

17、nsin IIAngiotensin III56Renin-Angiotensin System肾内机制神经机制体液机制肾近球细胞肾素血管紧张素原血管紧张素I血管紧张素II血管紧张素III醛固酮血管收缩BP水钠重吸收ACE57Renin-Angiotensin System58Renin-Angiotensin System2.生理作用： Angiotensin I (十肽): 不明显 Angiotensin II: 微动脉微静脉收缩 (八肽) 中枢交感缩血管紧张性 交感神经末梢释放NA 血管升压素/促肾上腺皮质激素 抑制压力感受性反射 肾上腺皮质球状带释放醛固酮Angiotensin III

18、: 缩血管作用ANG II血管收缩BP59Renin-Angiotensin System60Humoral Regulation(一)肾素-血管紧张素-醛固酮系统 Renin-Angiotensin System(二)肾上腺素和去甲肾上腺素 肾上腺素(epinephrine, adrenaline) 去甲肾上腺素(norepinephrine, noradrenaline) 同属儿茶酚胺类(catecholamine, CA) 来源(肾上腺髓质，少量交感神经末梢) 生理作用比较61Humoral Regulation62Humoral Regulation63项目肾上腺素去甲肾上腺素兴奋受体

19、受体+ + + +1受体 + +2受体+极弱心脏1 离体心 在体心+ +- (降压反射)血管受体皮肤、内脏血管收缩全身血管收缩2受体骨骼肌、肝脏、冠脉血管舒张极弱总外周阻力- (0, +) 视剂量而定+ +血压收缩压+ + + + +舒张压+，0，-+ +平均动脉压+ +心率64Humoral Regulation(三)血管升压素(Vasopressin)1. 产生下丘脑视上核、室旁核 神经垂体贮存 释放入血65Humoral Regulation(三)血管升压素(Vasopressin)1. 产生2. 释放 体液渗透压改变 血压改变 低氧、伤害性刺激3. 作用 抗利尿作用(抗利尿激素，ADH

20、) 血管平滑肌收缩(正常时不起VP作用)66Humoral Regulation67Humoral Regulation(四)其他体液因素 血管内皮生成的血管活性物质 血管内皮生成的舒血管物质： 前列环素(PGI2) 内皮舒张因子(EDRF)， EDRF-NO NO作用：在延髓降低交感缩血管紧张 抑制交感末梢释放NA 介导其他舒血管效应 血管内皮生成的缩血管物质： 内皮缩血管因子(EDCF)，如内皮素费里德穆拉德教授因发现一氧化氮能促使心血管扩张等作用，与另两位美国生化药理学家佛契哥特、伊格纳罗获得诺贝尔医学/生理学奖1998年诺贝尔医学或生理学奖得主69Humoral Regulation(

21、四)其他体液因素 血管内皮生成的血管活性物质 阿片肽 心房钠尿肽 激肽释放酶-激肽系统 组胺 前列腺素 肾上腺髓质素1、血管内皮生成的舒血管物质前列环素（PGI2）内皮舒张因子（endotheliun-derived relaxing factor，EDRF），即一氧化氮（NO）血管舒张2、血管内皮生成的缩血管物质内皮素（endothelin）已知最强烈的缩血管物质之一，缩血管效应持久。维持基础血管张力与心血管系统稳态；加重心肌缺血。血管内皮生成的血管活性物质激肽释放酶-激肽系统(kallikrein-kinin system)高分子量激肽原低分子量激肽原血浆激肽释放酶组织激肽释放酶（如一些腺

22、体器官）缓激肽（九肽）强烈的舒血管物质毛细血管通透性bradykinin血管舒张素（十肽）缓激肽激肽的作用：调节BP和局部组织血流血浆激肽原（kininogen）ACE无活性片段例：降钙素基因相关肽、肾上腺髓质素、心房利尿钠肽（atrial natriuretic peptide, ANP）心血管活性多肽合成部位：心房肌促释放因素：心房壁受牵拉、VP作用：血管平滑肌舒张，外周阻力下降促进Na+和水的排出调节肽：对机体各组织器官的多种生理功能有调节作用的活性多肽。通常由4-20个氨基酸残基组成。心血管组织、其他内分泌组织产生，肽能神经纤维释放。尾加压素II (Urotensin II，UII)最

23、早是从硬骨鱼脊髓尾部下垂体中分离出来的神经环肽,UII是迄今为止所发现的最强的一种血管活性肽。UII的心血管效应:血管收缩:Endothelin-1(10)、Ang-II(3)高血压病人血浆UII浓度显著高于血压正常的人。清醒大鼠：ICV或PVNMAP和HR升高，在高血压大鼠体内这一效应更显著。John McDonald et al., J Anesth, 2007.Lu Ning, Acta Physiologica Sinica, 2012.Vaudry et al., Pharmacol Rev., 2015.73H2SHypertension in Mice with Deletion

24、of Cystathionine g-Lyase Rui WangSCIENCE VOL 322 24 OCTOBER 2008 Studies of nitric oxide over the past two decades have highlighted the fundamental importance of gaseous signaling molecules in biology and medicine. The physiological role of other gases such as carbon monoxide and hydrogen sulfide (H

25、2S) is now receiving increasing attention. Here we show that H2S is physiologically generated by cystathionine g-lyase (CSE) and that genetic deletion of this enzyme in mice markedly reduces H2S levels in the serum, heart, aorta, and other tissues.SCIENCE VOL 322 24 OCTOBER 2008 Mutant mice lacking

26、CSE display pronounced hypertension and diminished endotheliumdependent vasorelaxation. CSE is physiologically activated by calcium-calmodulin, which is a mechanism for H2S formation in response to vascular activation. These findings provide direct evidence that H2S is a physiologic vasodilator and

27、regulator of blood pressure.H2S抑制SHR大鼠心肌中小动脉壁平滑肌增生及血管周围纤维化，抑制心肌细胞内氧自由基产生气体信号分子，如H2SH2S通过PKC调节细胞内钙水平产生对大鼠心肌细胞的保护作用 H2S抑制心肌细胞钙离子通道 H2S促进血管新生 H2S经KATP通道产生血管舒张作用 H2S在高血压小鼠中经CSE途径产生血管舒张作用 H2S对急性梗死的大鼠心脏具有保护作用 82发表论文1 Hydrogen sulfide regulates the Ca2+i level in the primary medullary neurons. Oxidative Me

28、dicine and Cellular Longevity. (IF 4.492). Article ID 2735347.2 Superoxide Mediates Depressive Effects Induced by Hydrogen Sulfide in Rostral Ventrolateral Medulla of Spontaneously Hypertensive Rats J. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. (IF 3.3) 2015, Article ID 927686.83Other humoral substa

29、nces（心房钠尿肽）84Regulation of cardiovascular activity神经调节体液调节局部血流调节动脉血压的长期调节85Autoregulation三、局部血流调节 各器官组织的血流量一般取决于器官组织的代谢活动，无外来神经和体液因素影响，各器官组织的血流量受到局部血管的舒缩活动的调节自身调节。 肌源学说： 局部代谢产物学说：86Autoregulation 肌源性自身调节机制87Autoregulation 代谢性自身调节机制88Regulation of cardiovascular activity神经调节体液调节局部血流调节动脉血压的长期调节89Regul

30、ation of cardiovascular activity 动脉血压的长期调节长期调节：体液因素(Angiotensin II) 肾-体液控制机制 细胞外液肾排水排钠 血管升压素 肾素-血管紧张素-醛固酮系统90Regulation of cardiovascular activity91Regulation of cardiovascular activity92Regulation of cardiovascular activity 动脉血压的长期调节93CIRCULATION第三节心脏的泵血功能第四节心肌的生物电现象和生理特性第九节 血管生理第十节 心血管活动的调节第十一节 器官

31、循环94器官循环冠脉循环(coronary circulation)肺循环(pulmonary circulation)脑循环(cerebral circulation)95Coronary Circulation96冠脉循环的特点特 点机 理意 义血流量大冠脉粗短，毛细血管丰富心肌耗氧量大，需大量血供，有氧氧化供能多，适应心脏长期持续活动血压高冠脉开口于主动脉根部动-静脉血含氧量的差很大心肌耗氧量大；心肌摄氧率高当耗O2时，靠增加心肌摄氧量的潜力较小，只有通过舒张冠脉增加血流量来满足需要心肌节律性收缩对冠脉血流量影响大心肌收缩挤压冠脉分支，使阻力增大，故主要靠舒张期供血心舒期越长，供血越多，

32、舒张压越高，供血越多；反之，则供血越少97coronary circulation98coronary circulation99coronary circulation100冠脉循环的特点特 点机 理意 义血流量大冠脉粗短，毛细血管丰富心肌耗氧量大，需大量血供，有氧氧化供能多，适应心脏长期持续活动血压高冠脉开口于主动脉根部动-静脉血含氧量的差很大心肌耗氧量大；心肌摄氧率高当耗O2时，靠增加心肌摄氧量的潜力较小，只有通过舒张冠脉增加血流量来满足需要心肌节律性收缩对冠脉血流量影响大心肌收缩挤压冠脉分支，使阻力增大，故主要靠舒张期供血心舒期越长，供血越多，舒张压越高，供血越多；反之，则供血越少10

33、1冠脉循环的特点（续）心肌代谢水平对冠脉调节作用大心肌活动，耗氧量，其代谢产物(如腺苷等)，使冠脉舒张使冠脉血流量与心肌代谢水平相适应神经对冠脉血流量的调节作用不大激素的调节交感神经增强心肌代谢，间接舒张冠脉；兴奋受体使冠脉收缩，兴奋受体 ，使冠脉舒张，作用相互抵消；迷走神经使冠脉舒张，但抑制代谢，使冠脉收缩，其作用抵消。NA, Adr, T3, T4, VP, Ang II剧烈运动或大失血等使交感神经兴奋时，全身血管收缩而冠脉不收缩，可保证心肌有相当量的血液供应NA, Adr, T3, T4 代谢VP , Ang II 冠脉收缩特 点机 理意 义102Pulmonary circulatio

34、n103Pulmonary circulation104Pulmonary circulation105Pulmonary circulation106Pulmonary circulation107Pulmonary circulation108Pulmonary circulation109Cerebral circulation脑循环的特点 血流量大，耗氧量多 血流量的变动范围小 局部化学因素对血管舒缩活动的影响大 神经因素对脑血管活动的调节作用小 血-脑脊液屏障和血-脑屏障110Cerebral circulation111Cerebral circulation112Cerebral

35、 circulation113Cerebral circulation114Cerebral circulation 血-脑脊液屏障和血-脑屏障概念结构基础生理作用血-脑脊液屏障血液与脑脊液之间的屏障毛细血管壁的脉络丛细胞保持脑组织的内环境理化因素的相对稳定防止血液中有害物质进入脑组织血-脑屏障血液与脑组织之间的屏障毛细血管内皮细胞、基膜、星状胶质细胞的终足115Clinical Investigation ? Jason is a 19-year-old college student who goes to the doctor complaining of chronic fatigue. The doctor palpates Jasons radial pulse and discovers that it is fast and weak. An echocardiogram and later coronary arteriograph reveal that he has a ventricular septal defect and mitral stenosis. His electrocardiogram (ECG) indicates that he has sinus trac