生理学：循环系统

1、第七章 循环系统circulation system循环系统：内脏血管功能：保证新陈代谢，运输功能（代谢原料，产物）保证体液调节，运输激素，体液因子保证内环境恒定实现血液防卫免疫功能第一节 心脏heart组织和解剖一心脏：胸腔下方偏左心包：外层：纤维心包fibrous pericardium，坚韧，不易扩张 内层：桨膜心包 壁层：衬于纤维层内 脏层：心脏表面（心外膜） 心包腔，少量浆液，润滑Serous pericardium二心腔右心房上下腔静脉 左心房肺静脉右心室肺动脉 左心室主动脉纵行肌间隔左心右心左心房左心室右心房右心室房室瓣膜（二尖辧）：腱索、乳头肌固定在心室壁上房间隔室间隔房室瓣膜

2、（三尖辧tricuspid valve)Left atriumLeft ventricleRight atriumRight ventricleInteratrial septumInterventricular septum肺循环：全身静脉（肺静脉除外） 上下腔静脉 右心房 右心室 肺动脉（静脉血） 肺循环 肺静脉（动脉血） 左心房 体循环：肺静脉的动脉血 左心房 左心室 全身 经上下腔静脉 右心房 心室收缩：房室辧关闭，动脉辧开放，防止血液倒流心房心室舒张：房室辧开放，动脉辧关闭，防止血液倒流主动脉，肺动脉。肺循环和体循环正常进行需心脏间隔的完整和瓣膜正常开放，否则病理，动脉，静脉血混合。

3、 法洛氏四联症（Trilogy of fallot）联合的先天性心脏血管畸形，包括肺动脉口狭窄、心室间隔缺损、主动脉右位（骑跨于缺损的心室间隔上）、右心室肥大主要是心室间隔缺损和肺动脉口狭窄。非典型的法洛氏四联症： 只有心室间隔缺损、肺动脉口狭窄和右心室肥大而无主动脉骑跨的病人1.心内膜2.心肌3.心外膜心壁结缔组织构成，纤维环(二尖瓣环、三尖瓣环、主动脉瓣环和肺动脉瓣环)和左、右纤维三角。心壁的构造心纤维支架Valves of the HeartValveLocationFunctionTricuspid valveRight atrioventricular valvePrevents b

4、lood from moving from right ventricle into right atrium during ventricular contractionPulmonary semilunar valveEntrance to pulmonary trunkPrevents blood from moving from pulmonary trunk into right ventricle during ventricular relaxationBicuspid(mitral ) valveLeft atrioventricular valvePrevents blood

5、 from moving from left ventricle into left atriumAortic semilunar valveEntrance to aortaPrevents blood from moving from aorta into left ventriclePrincipal Veins That Join the Venae CavaeVeinRegion DrainedVena CavaRight and left branchiocephalic veinsHead, neck, and upper extremitiesForm superior ven

6、a cavaRight and left common iliac veinsLower extremitiesForm inferior vena cavaRight testicular vein (or right ovarian vein)GonadEnters inferior vena cavaRight and left renal veinsKidneysEnters inferior vena cavaRight and left heatic veinsLiver,digestive tract,and spleenEnters inferior vena cava三心肌组

7、织心肌细胞 工作细胞working cell:心房和心室上的细胞，传导功能，收缩功能，缺乏自动兴奋能力，非自律细胞，丰富肌原纤维。自律细胞rhythmic cell：P细胞和蒲氏细胞，特殊分化的心肌细胞，传导功能，兴奋性，无收缩功能(无肌原纤维）心肌细胞的连接靠闰盘intercalated disc，内有缝隙连接，电阻较细胞膜小，能桨兴奋传至整个心脏。心脏特殊传导系统：窦房结：sinu-atrial node 位置：上腔静脉右心房交界处 组成：许多具有自律性的心肌细胞聚集而成，以 P细胞自律性最高，决定窦房结及心脏的 兴奋频率。房室交界atriventricular junction：心房心室

8、传导必经之路 分为 房结区：自律性 结区：无自律性 结希区：自律性房室束atrioventricular boundle及其分支：蒲氏纤维组成，在室间隔肌部上缘分为左，右束支，左多右少蒲肯野纤维网Purdinje fiber：密布于左右心室的心内膜下，可将心房兴奋迅速传至心室。 特殊分化的心肌细胞构成，产生并传导冲动，以维持心的节律性舒缩。心传导系(一)窦房结：位于上腔静脉根部与右心房交界处、界沟上部的心外膜下。正常起搏点，长椭圆形。(二)房室结：位于房间隔下部右心房的心内膜下，冠状窦口的前上方。扁椭圆形，前下端发出房室束。功能是将窦房结传来的冲动在结内作短暂的延搁后传至心室，使心房肌和心室肌

9、不在同一时间内收缩。正常情况下，房室结不产生冲动，但当窦房结功能发生障碍时，房室结也可产生冲动。结间束有三条：前结间束、中结间束和后结间束。(三)房室束( His束)，起自房室结，穿过右纤维三角, 沿室间隔膜部后下缘前行,至室间隔肌部上缘分为左束支和右束支，分别沿室间隔左、右侧心内膜下向下走行。1右束支 索状纤维束，沿室间隔右侧面下行，心内膜深面隔缘肉柱右室前乳头肌根部Purkinje纤维。2左束支：扁带状，室间隔左侧心内膜深面室间隔上、中13交界处分为两组分支：Purkiinje纤维网 左、右束支的分支在心内膜深面交织成心内膜下Purkinje纤维网，与心肌纤维相连。Aorta and It

10、s Principal BranchesPortion of AortaMajor BranchRegions SuppliedAscending aortaCoronary arteriesHeartAortic archBrachiocephalic Right common carotid Right subclavianLeft common carotidLeft subclavianRight side of headRight armLeft side of headLeft armDescending aorta Thoracic aortaIntercostalThoraci

11、c wallAbdominal aortaCiliac ,arterySuperior mesentericRenal arteryGonadal arteryInferior mesentericCommon iliacStomach, spleen, and liverSmall and large intestine(ascending and transverse colons)KidneyOvary or testisLower digestive system (transverse and descending colons,and rectum)Pelvic organs an

12、d legs第二节 心脏生理一心肌的生物电现象和电生理特性1 心肌细胞的生物电现象 工作细胞和自律细胞生物电活动的原理有一定差别（跨膜电位的波形，持续时间）不同。（1）工作细胞 的 跨膜电位及其形成机制心室肌细胞的跨膜电位：静息电位：90 mv，但复极复杂，持续时间长除极过程（0期）：90 mv 30 mv ，升支12ms，持续时间短。复极过程 1期复极：30 mv 0 mv ，持续10ms 2期复极：0 mv左右，持续100150ms，平台期，是心室肌细胞和蒲氏纤维动作电位区别于骨骼肌和神经 纤维的主要特征 3期复极：2,3期之间无明显界线，速度快，090 mv ，也叫快速复极末期 4期（静

13、息期）：稳定在静息电位。形成机制：与若干离子在细胞膜2侧分布不均和膜上离子通道开关特性有关。0期：最初部分钠离子通道开放，少量钠离子内流，部分除极，直到阈电位（70 mv） 到阈电位：大量钠离子通道开放，大量钠离子内流，0期除极。 钠离子通道：快通道，激活快，开放快，失活快，到0 mv失活。1期：钠离子通道失活，瞬时钾离子通道开放，瞬时外向电流（同时氯离子内流），2种外向电流，复极， 30 mv 0 mv 平台期：钙离子内向电流等于延迟激活的外向钾离子电流，维持在0 mv左右3期：钙离子内向电流失活，外向钾离子电流占主导，迅速复极。4期（静息期）：复极完毕90 mv， 钠钾泵把进入细胞内钠离子

14、泵出，把流出细胞外钾离子泵入。 钠钙泵排出钙离子，维持细胞内低钙。 （2）自律细胞的跨膜电位及其形成机制蒲氏细胞：0，1，2，3期与心室肌细胞相似，快反应细胞4期：自动除极，有一种随时间推移而逐渐增强的内向电流，主要为钠离子内流，也有钾离子参与。窦房结细胞的跨膜电位及其形成机制：慢反应细胞 跨膜电位不同于蒲氏细胞的特征： 最大舒张电位70mv，阈电位40mv 去极结束时为0mv左右，无明显反极化 除极幅度小，70vm，时程长7ms 无复极1期和平台期 4期自动除极快 形成机制：0期除极：钙离子内流4期除极：自行性衰减的钾离子外流，作用大进行性增强的内向离子流 钠离子钙离子交换：生电性（排一个钙

15、离子，摄入3个钠离子），总的效果钠离子内流。2 心肌的电生理特性心肌生理特性自律性兴奋性 电生理特性传导性收缩性（1）兴奋性决定和影响兴奋性的因素静息电位水平：绝对值增大，兴奋性下降，反之，兴奋性增高。阈电位水平：绝对值增大，兴奋性增高，反之，兴奋性下降。钠离子通道的性状：钠离子通道有激活，失活备用三种状态 只有在备用状态才能激活，失活状态不能被激活。正常静息电位又是决定钠离子通道能否处于备用或从复活到备用的关键。心肌细胞在一次兴奋过程种兴奋性的变化：有效不应期effective refractory period：从动作电位除极相开始复极3期60mv，不能产生动作电位，钠离子通道完全失活。相

16、对不应期relative refractory period：有效不应期结束80 mv ，大于阈值的刺激能使心肌兴奋。因为钠离子通道刚开始复活，兴奋性小于正常。超常期:-80mv -90mv,小于正常阈值的刺激也能使心肌兴奋，但产生动作电位幅度，除极速度，传导速度均低于正常。因为钠离子通道基本恢复备用，膜电位与阈电位差距小。最后，兴奋性恢复正常。兴奋性周期变化与收缩活动的关系：因为,心肌细胞有效不应期长，延续到机械反应舒张期开始所以，心肌细胞在收缩期和舒张早期前，不能再接受刺激产生第二次兴奋。不会完全强直收缩，而作收缩舒张交替活动，保证泵血。正常生理情况下：窦房结产生的兴奋都在前一次兴奋不应期

17、结束之后才传到心房，心室肌，所以心脏按窦房结节律兴奋。病理情况下，额外收缩（期前收缩）premature sytole：有效不应期结束之后，受到一个异常刺激，它有自己的不应期。代偿性间歇compensatory pause：紧接在期前兴奋之后的一次窦房结兴奋，常落在期前兴奋的有效不应期内，不能引起兴奋，须等到下一次窦房结的兴奋才能使心室收缩。所以在一次期前收缩后会出现一段较长时间的心室舒张期，叫代偿性间歇。(2)自律性auto-rhythmicity定义：组织和细胞在无外来刺激条件下，自动发生节律性兴奋的特征。用每分钟能够产生兴奋的次数衡量它的高低。自律细胞与心肌细胞自律性的关系：自律性：高低

18、 窦房结 房室交界 蒲氏纤维 100次/min 50次/min 25次/min心脏按窦房结节律正常起博点pacemaker：窦房结潜在起博点latent pacemaker：其他部位自律性组织异位起博点：异常情况下，窦房结以外的自律细胞和组织发生兴奋使心脏跳动。决定和影响自律性的因素最大舒张电位和阈电位之差距，差距减小，自律性增高，反之亦然。4期自动除极速度：速度快，自律性高心脏电起搏：正常：按窦房结节律跳动病理：窦房结自律性过低或不稳 潜在起博点自律性异常增高 正常传导途径中某一部分出现阻滞 均会导致多个不稳定的异位起博点，影响泵血。 所以人工心脏起搏器代替不稳定的起搏控制中心（3）传导性兴

19、奋传导途径：窦房结 左，右心房（速度慢0.4m/s) 优势传导通路 房室交界 房室束 左右束支 (速度快） （传导慢，0.02m/s) 蒲氏纤维网 左右心室房室延搁：由于在房室交界传导速度慢，它是兴奋由心房传至心室唯一通路。所以心室在心房收缩完毕后才开始收缩。影响传导因素：结构因素： 细胞直径：直径小，电阻大，局部电流小，传导速度慢，蒲氏纤维直径大，传导快。 细胞间连结：缝隙连接越多，传导越快。生理因素： 动作电位0期除极的速度越快，幅度越大，传导越快 邻近未兴奋膜的兴奋性越低，传导越慢。二体表心电图electrocardiogram ECG1基本波形P,QRS,T,UP波：左右心房除极过程，

20、波形小，圆钝0.060.11s，0.220.25mvTa波（心房T波） ：心房复极过程，P波之后，方向与P波相反，波幅低，看不见QRS波群：2心室除极过程，第一个向下为Q波，第二个向上为R波，第三个向下为S波，历时0.060.10s。不同导联QRS波不同，不同人同一导联QRS相似。PR间期：P波起点QRS起点之间的时间，0.120.20s。心房兴奋到心室兴奋所需时间，表示房室传导时间。PR间期延长表示兴奋在房室交界传导减慢，心房室束或左右束支传导异常。T波：心室肌复极过程，方向和QRS波群主波方向一致，以R波为主的导联中，T波不应低于R波的1/10。ST段：QRS波群结束到T波起点之间，与平台

21、期对应，记录曲线为直线QT间段:QRS起点到T波终点，心室从兴奋开始复极结束，心率增加，QT缩短，反之。U波：T波后0.020.04s，波形低宽，波幅0.52.0mv，波宽0.090.34s，方向与T波一致，U波异常增高，表示心率失常增加。三心脏的机械活动心脏的收缩舒张需以下三方面协同：心肌电活动：机械收缩，推动血液；瓣膜活动，出现心音1心动周期cardic cycle定义：心脏一次收缩和舒张包括心房收缩、心房舒张、心室收缩、心室舒张，可作为分析心脏活动基本单元。心动周期时程与心率有关，以75次每分钟为例，心动周期0.8s0.10.20.30.40.50.60.70.8缩舒舒缩舒开关开关开关心

22、房心室房室辧半月辧心音4123一个心动周期：心房先收缩0.1s，舒张0.7s，心房舒张后，心室开始收缩0.3s，随后舒张0.5s，交替活动，左右几乎同步。全心舒张期：心室舒张前0.4秒，心房也舒张，有利于回流及心脏持久活动。2心脏的泵血过程 心脏舒缩活动所引起的心室内压力变化是促进血流的动力，心脏瓣膜的开关决定血流的方向。以左心为例说明：（1）心室收缩期：等容收缩期isovolumic systole 约0.06s 开始：房室辧开放，动脉辧关闭，心室内充满血液 开始收缩：心室内压力上升，当大于房内压时，房室辧关闭，但仍小于主动脉压，动脉辧仍关闭，心室成为密闭腔隙。心室压力急剧上升，容积不变 心

23、室肌收缩室内压 房内压 房室瓣关闭(产生第一心音),但室内压仍然动脉压动脉瓣没开 心肌等长收缩,心室容积不变。 a.持续0.05s, 若BP升高,此期延长 b.此期室内压急剧升高。快速射血期rapid ejection phase：心室内压力大于主动脉压力，半月辧开放，血入主动脉，心室体积减小，心肌仍强烈收缩，室内压达顶峰。0.10s减速射血期reduced ejection phase：快速射血期后，心室内血液量减少，心室收缩强度减小，室内压下降，射血减慢，心室容积最小，但心室仍在收缩，血液顺惯力进入主动脉，历时0.15s。(2)心室舒张期等容舒张期isovolumic diastole：心

24、室舒张，室内压下降，半月辧关闭，但室内压仍大于房内压，房室辧仍关闭，心室成为一个密闭腔，0.060.08s快速充盈期rapid filling phase：室内压进一步下降，当小于房内压时，房室辧开放，血液从心房流入心室，0.11s 等容舒张期 (isovolumetric relaxation phase) 心室肌舒张室内压 房内压房室瓣没开心室容 积不变。持续0.06s0.08s。此期室内 压急剧下降。 快速充盈期(rapid filling)：心室舒张室内压 室内压动脉压房室瓣开血由房入 室，心室充盈量再增加10%30%,辅助 了心室充盈,有利于心室射血,此即房缩 的初级泵或启动泵作用。

25、尤其在心率 或心室顺应性下降时对心室充盈起重 要作用。心动周期中心房内压的变化a波:心房收缩; c波:室缩,房室瓣关闭,上凸;x波:室射血,房室瓣向下牵曳;v波:静脉血入房;y波:房室瓣开,血液由房入室；波动范围:左房212mmHg;右房05mmHg心房压力曲线1.心房收缩期2.等容收缩期3.快速射血期4.减慢射血期5.等容舒张期6.快速充盈期7.减慢充盈期AOACMOMC3心脏泵血的功能评价（1）心输出量cardiac output：随性别，体位，呼吸变化，每搏输出量stroke volume（搏出量） ：一次心跳一次心室输出的血量，75次/ 分时为70ml（6080ml）每分输出量minu

26、te volume(心输出量）：心脏每分钟输出的血量搏出量心率，安静时为5 L/MIN，2侧心室心输出量相等。心指数cardiac index：由于心输出量是以个体为单位的，身材矮小，高大人新陈代谢水平不同，因此心输出量绝对水平也不同，故用心输出量作为指标进行个体之间心脏功能的比较不全面。 故在空腹和静息状态下以单位体表面积计算的每分输出量作指标。10岁时，心指数4L/MIN.M2 ，最大。以后，年龄变大，心指数下降，成年3.03.5L/MIN.M2中等身材成人，静息心指数约为：56L1.61.7m2 3.03.5L/min/m2 Cardiac output body surface are

27、a心指数(cardiac index) ：以每平方米体表面积计算的心输出量 Cardiac index = (2)射血分数ejection fraction：搏出量除以心室舒张末期容积的百分比。健康成人5565，基本不变。运动时，搏出量增加，心室舒张末容积减小，射血分数增高。心室扩张时，心室功能下降，每搏输出量可不变，但心室舒张末期容积增加，射血分数减小。所以射血分数能敏感反映心功能变化。 射血分数:搏出量占舒张末期心室容积的 百分比。ejection fraction=100% 55%65% Stroke volume End-diastolic volume(3)心脏作功量 每搏功(str

28、ok work):心室一次收缩所做 的功。包括搏出血液所增加的压强能和 动能,即: 每搏功搏出量射血压力+动能(可忽略) 搏功(j)搏出量(L)(平均动脉压左 房平均压)mmHg13.69.807(1/1000) 0.07L(926)mmHg13.6 9.807(1/1000) 0.803J代替左室舒张末期压力 代替射血期左室内压每分功(J/min)搏功(J)心率=60.2J 左室功是右室功的6倍 (因肺A平均压为主A平均压1/6)心脏的效率(Cardiac efficiency )： 心脏所做外功占心脏总能量消耗量的 百分比。 =(心脏所完成外功心脏耗氧量)100% Cardiac effi

29、ciency 20%25%四、心泵功能贮备 cardiac reserve 心输出量随机体代谢而增加的能力。 以心脏每分钟能射出的最大血量即最 大心输出量表示。 心率贮备:静息心率2倍(160180次/分) 末期容积 收缩期贮备 35 40ml(551520ml) 舒张期贮备 1520ml(125140ml) 搏出量储备缩到扩到125ml55ml五、心泵功能调节(影响心输出量的因素) 心泵功能的调节包括神经、体液及自身调节。 心输出量搏出量心率 改变这2者就改变心输出量 1.前负荷(异长调节，Starling机制) 在心肌由室舒末期血液充盈量决定， 即心室舒张末期容积相当于前负荷 (常用舒张末

30、期压力来反映)左、右心室功能曲线(犬)代替心室舒张末期压力左心室右心室心室功能曲线可分三段：充盈压1215mmHg(1620cmH2O)是心室最适前负荷。通常左室充盈压仅有56mmHg,说明心室有较大的初长度贮备。充盈压1520mmHg (2027cmH2O)曲线趋平坦,说明前负荷在上限范围变动对泵血功能影响不大。充盈压高于20mmHg (27cmH2O)，曲线平坦或轻度下倾,不出现明显降支,说明前负荷即使超过20mmHg,搏功不变或仅轻度减少。 初长度对心肌、骨骼肌肌收缩力影响的比较心肌骨骼肌相同点： 初长度变化可改变粗、细肌丝的有 效重叠程度和活化横桥数目； 最适前负荷时,粗细肌丝处于最佳重 叠状态,产生张力最大； 达最适前负荷前，随负荷和初长增 加，收缩强度(张力)也逐渐增加；不同点： 心肌伸展性小:因胞外间质富含胶 原纤维，多层肌纤维排列有交叉。 主动张力曲线和心室功能曲线不 出现降支:因即使前负荷很大情况 下,肌小节最长不超过2.25 2.30 m，使心脏不会在前负荷明显 增加时出现搏出量和搏功下降。影响前负荷的因素：心室充盈量 = 静脉回心血量余血量 (前负荷) (心室最大射血后,剩余的血量)静脉回心血量:1心室的充盈持续时间 2静脉回流速度 3心室舒张功能 4心包内压 5心室顺应性(V/P)余血量的