生理学心脏泵血过程

第四章血液循环生理学心脏泵血过程循环系统心血管系统淋巴系统淋巴管道淋巴器官心脏血管

血液在心血管系统中按一定方向周而复始的流动称为血液循环（bloodcirculation），简称循环。生理学心脏泵血过程生理学心脏泵血过程WilliamHarvey

1578-16571.绑扎上臂血管2.计算心脏血流量生理学心脏泵血过程生理学心脏泵血过程心血管系统心脏：动力器官血管：输送血液的管道血液循环的途径flash生理学心脏泵血过程血液循环的功能：

1.完成物质运输，使新陈代谢不断进行2.运输激素，实现体液调节3.稳定内环境，实现血液防卫功能4.内分泌功能生理学心脏泵血过程心脏的泵血功能1心脏生物电活动和生理特性2血管生理3心血管活动的调节4生理学心脏泵血过程

心脏的结构:

心脏由左、右两个心泵组成。右心将血液泵入肺循环，左心将血液泵入体循环。

瓣膜在血液沿单一方向流动中起重要作用。生理学心脏泵血过程生理学心脏泵血过程生理学心脏泵血过程心脏的三方面周期性活动①兴奋的产生及向整个心脏的扩布②心肌收缩和舒张，推动血液流动③伴随瓣膜的启闭，出现心音生理学心脏泵血过程第一节心脏的泵血功能生理学心脏泵血过程☞心脏的泵血过程和机制☞心脏泵血功能的评定☞影响心输出量的因素☞心脏泵血功能的贮备生理学心脏泵血过程一、心脏泵血的过程和机制（一）心动周期（cardiaccycle)1.概念心脏一次收缩和舒张，构成一个机械活动周期，称为心动周期。2.时程以心房开始收缩作为起点，时程取决于心率，呈反变关系。生理学心脏泵血过程安静时心率为75次／分心动周期为0.8秒左、右心房收缩0.1s左、右心房舒张0.7s

左、右心室收缩0.3s左、右心室舒张0.5s生理学心脏泵血过程生理学心脏泵血过程3.特点及意义

(1)舒张期>收缩期①使心脏有足够的时间接纳由静脉回流的血液，保证其收缩前的充盈②使心脏得到充分休息，利于持久工作(2)房室不能同时收缩，保证泵血正常(3)左右两心房、两心室的活动是同步的生理学心脏泵血过程（二）心脏的泵血过程生理学心脏泵血过程心脏泵血过程生理学心脏泵血过程1.心室收缩期与射血过程等容收缩期心室收缩期快速射血期减慢射血期

生理学心脏泵血过程（1）等容收缩期(periodofisovolumiccontraction)：从房室瓣关闭开始到主动脉瓣打开之前的这段时期，历时约0.05s。生理学心脏泵血过程

心室肌收缩房内压<室内压<

动脉压

房室瓣关闭，半月瓣尚未打开

心室容积不变室内压迅速第一心音生理学心脏泵血过程特点：①肌张力和室内压迅速升高(速率最快)②瓣膜均关闭，心室容积不变③时程长短与心肌收缩力和动脉血压有关生理学心脏泵血过程（2）快速射血期(periodofrapidejection：

房内压<室内压>动脉压

动脉瓣开放

血液射入动脉心室肌继续收缩生理学心脏泵血过程特点：①室内压最高时期②射血速度最快③射血量最大，占总射血量的2/3历时：0.1秒生理学心脏泵血过程（3）减慢射血期（periodofslowejection)：

房内压<室内压<动脉压射血速度变慢心室容积继续缩小房室瓣关，半月瓣开心室肌收缩力惯性生理学心脏泵血过程特点：①射血速度减慢②室内压已略低于动脉压③心室容积进一步缩小，射血未达最小④射血量占总射血量的1/3历时：0.15秒生理学心脏泵血过程2.心室舒张期（ventriculardiastole）等容舒张期

心室充盈期

快速充盈期减慢充盈期心房收缩期生理学心脏泵血过程（1）等容舒张期（periodofisovolumicrelaxation)：

从半月瓣关闭开始到房室瓣开启之前的一段时期，历时约0.06~0.08s。

生理学心脏泵血过程第二心音心室肌舒张房内压<室内压<动脉压房室瓣未打开，半月瓣关闭心室容积不变室内压迅速生理学心脏泵血过程特点：

①室内压急剧下降②瓣膜均关闭，心室容积不变生理学心脏泵血过程（2）快速充盈期（periodofrapidfilling）

：

房内压>室内压<动脉压房室瓣开，动脉瓣关血液快速进入心室抽吸作用心室肌继续舒张生理学心脏泵血过程生理学心脏泵血过程特点：①心室迅速充盈②室内压最低，明显低于房内压③心室容积迅速增大④流入心室的血量占总充盈量的2/3历时：0.11秒生理学心脏泵血过程（3）减慢充盈期（periodofreducedfilling）

心室内的血液充盈心室与心房、大静脉间的压力差减小心室充盈速度减慢生理学心脏泵血过程特点：①充盈速度减慢②心室容积缓慢增大③仅有少量血液进入心室历时：0.22秒生理学心脏泵血过程（4）心房收缩期（房缩充盈期）

房内压升高

心室进一步充盈心房肌收缩生理学心脏泵血过程生理学心脏泵血过程特点：①心室容积达到最大②充盈量仅占心室总充盈量10~30%历时：0.1秒说明：左右心室的泵血过程相同，但右心室内压变化幅度小于左心室。心脏泵血flash生理学心脏泵血过程生理学心脏泵血过程（三）心房、心室舒缩和瓣膜在心脏泵血活动中的作用

心室有力的收缩和舒张不仅有利于向动脉内射血，而且有利于心室的充盈。瓣膜起着活门的作用，控制血流的方向。生理学心脏泵血过程推动血液在相应的房、室、动脉内单方向流动心室肌收缩、舒张

心室内压力变化房、室压力梯度产生了压力梯度室、动脉压力梯度瓣膜配合生理学心脏泵血过程心房在心脏泵血活动中的作用

1.心室收缩期：临时接纳和储存静脉回流的血液2.心室舒张前期：血液从静脉返流心室的一个通道3.心室舒张后期：心房收缩使心室增加部分充盈量（25%

）---初级泵生理学心脏泵血过程1.心室舒缩（原动力）引起室内压变化2.室内压变化产生心房和心室、心室和动脉间的压力梯度（直接动力）3.压力梯度决定瓣膜的开放和关闭4.瓣膜的开闭保证血液单向流动5.血液出入心室实现心脏的泵血和充盈总结心脏泵血原理生理学心脏泵血过程心动周期中心室容积和压力的变化心室容积最大：心室舒张期末（房缩充盈期末或等容收缩期）心室容积最小：心室收缩期末（减慢射血期末或等容舒张期）心室内压最大：快速射血期末心室内压最小：快速充盈期末心室内压上升速度最快：等容收缩期心室内压下降速度最快：等容舒张期生理学心脏泵血过程（四）心音的产生

心音是由于心肌收缩、瓣膜启闭、血液流速改变形成涡流和血液撞击心室壁及大动脉引起的振动所产生。如果用换能器将此机械振动转换成电信号并记录下来，即成心音图。

生理学心脏泵血过程生理学心脏泵血过程

第一心音第二心音出现时期心缩期，标志心室收缩开始心舒早期，标志心室舒张开始最佳听诊区心尖搏动处即左胸前壁第五肋间锁骨中线内侧胸骨旁第二肋间（即主动脉瓣和肺动脉瓣听诊区第一心音、第二心音比较

生理学心脏泵血过程产生原因房室瓣关闭；血流冲击房室瓣引起心室振动及心室射出血液撞击动脉壁引起的振动

第一心音第二心音主动脉瓣和肺动脉瓣迅速关闭，血流冲击大动脉根部及心室壁振动形成特

点音调较低持续时间较长音调较高持续时间较短生理学心脏泵血过程

第一心音第二心音临床意义反映房室瓣的功能反映半月瓣的功能瓣膜狭窄或关闭不全，可听到相应的杂音生理学心脏泵血过程生理学心脏泵血过程第三心音：在快速充盈期末，血流速度的突然改变造成心室壁和瓣膜振动。低频、低振幅第四心音：又称心房音(atrialsound)。由于心房收缩使血液进入心室，引起振动生理学心脏泵血过程心音示意图

生理学心脏泵血过程二尖瓣关闭不全时收缩期杂音二尖瓣狭窄时舒张期杂音正常心音生理学心脏泵血过程

二、心脏泵血功能的评定（一）心脏的输出量1.每搏输出量和射血分数☞每搏输出量（strokevolume，SV）

一侧心室在一次心搏中射出的血液量。成年人在安静平卧时每搏输出量约为70ml。生理学心脏泵血过程每搏输出量=舒张末期容量-收缩末期容量舒张末期容量(end-diastolicvolume,EDV)

心室舒张末期血液充盈达到最大容量，正常成人在静息状态下为125ml。

收缩末期容量(end-systolicvolume,ESV)

心室收缩末期射血后心室仍剩余的血液，正常成人在静息状态下为55ml。生理学心脏泵血过程生理学心脏泵血过程☞射血分数(ejectionfraction，EF)

搏出量占心舒末期容积的百分比。

EF=（EDV―ESV）/EDV×100%正常值：55%～65%用射血分数衡量心脏泵血功能较单纯用搏出量更为科学。生理学心脏泵血过程2.每分输出量与心指数☞每分输出量（心输出量，cardiacoutput，CO）

一侧心室每分钟射出的血液量

心输出量=搏出量×心率

成人安静时心输出量为4.5～6L，有变异生理学心脏泵血过程☞心指数(cardiacindex)

以单位体表面积（m2）计算的心输出量

心指数=心输出量/体表面积

中等身材的成年人心指数为3.0～3.5L/(min·m2)。静息心指数（安静和空腹）用于不同个体心脏泵血功能的比较。

生理学心脏泵血过程（二）心脏作功量外功：心室收缩而产生和维持一定压力(室内压)并推动血液流动(心输出量)所做的机械功内功：心脏活动中用于完成离子跨膜主动转运、产生兴奋和收缩、产生和维持心壁张力、克服心肌组织内部的粘滞阻力等所消耗的能量生理学心脏泵血过程心脏的效率：心脏所做的外功占心脏总能量消耗的百分比心脏的效率=心脏所完成的外功/耗氧量×100%正常心脏的最大效率为20%-25%生理学心脏泵血过程1.每搏功（搏功，strokework）

心室一次收缩射血所做的功，即心室完成一次心搏所做的机械外功。

每搏功＝搏出量×射血压(压力-容积功)＋动能实际上安静时动能很小（可忽略）生理学心脏泵血过程

射血压为射血期左心室内压与心室舒张末压之差搏功(g·m)=搏出量(cm3)×(1/1000)×(平均动脉压-平均心房压mmHg)×(13.6g/cm3)×9.807生理学心脏泵血过程2.每分功心室每分钟内收缩射血作的功每分功(kg·m/min)=搏功(g·m)×心率(/min)×(1/1000)意义：心脏做功量是评价心脏泵血功能的更全面的指标，在动脉压高低不同的个体间以及同一个体动脉压发生改变前后的心泵功能的比较更是如此。生理学心脏泵血过程三、影响心输出量的因素前负荷后负荷心肌收缩能力心输出量搏出量心率生理学心脏泵血过程（一）前负荷（Starling机制）心室的前负荷（心肌初长度）相当于心室舒张末期容积在实践中常用心室舒张末期压力或心房内压来反映心室的前负荷。生理学心脏泵血过程1.心室功能曲线(Frank-Starling曲线)

反映左室舒张末期容积或压力（前负荷）与心室搏功的关系。生理学心脏泵血过程分段及意义：①充盈压12～15mmHg是人体心室的最适前负荷，位于其左侧的为功能曲线的升支；表明在初长度未达最适前负荷前，搏功随初长度的增加而增加。生理学心脏泵血过程意义:通常左室充盈压为5～6mmHg，可见正常心室是在功能曲线的升支段工作，前负荷-初长度尚远离其最适水平，表明心室具有较大程度的初长度贮备，可通过增加前负荷-初长度来增强心室泵血功能。生理学心脏泵血过程②充盈压在15～20mmHg范围内，曲线渐趋平坦。

意义：表明前负荷在上限范围内变动对泵血功能的影响不大，不会影响心脏的泵血功能。生理学心脏泵血过程③充盈压高于20mmHg后，曲线平坦或轻微下倾，但并不出现明显的降支。

意义：表明即使心室充盈压很高，搏功基本不变或仅轻度减少。产生原因：心肌的静息张力已经很大，可扩张性较小，使心功能曲线不出现降支，对心脏泵血功能有重要意义。生理学心脏泵血过程心肌骨骼肌初长度对心肌、骨骼肌收缩张力的影响生理学心脏泵血过程

通过心肌细胞初长度（前负荷）的改变，而引起心肌收缩强度改变的调节称为异长自身调节

1895年Frank在离体蛙心灌流中就观察到心肌收缩力随心室舒张末期容积增加而增加的现象。生理学心脏泵血过程1914年Starling研究了静脉回流对心脏功能的影响时，提出了心的定律，即心室舒张末期容积适当增大可增强心室收缩力后人把心室舒张末期容积与心室收缩力的正相关关系称为Frank-Starling定律；绘成心功能曲线称Frank-Starling曲线生理学心脏泵血过程2.异长自身调节的生理意义

对搏出量的微小变化进行精细的调节使心室射血量与静脉回心血量之间保持平衡，从而使心室舒张末期容积和压力保持在正常范围内。生理学心脏泵血过程3.前负荷或初长度的影响因素

①

静脉回心血量：

A.心室舒张充盈持续时间：主要由心率的变化决定。

心率↑→心动周期缩短→心室舒张充盈期↓→静脉回心血量↓→心室充盈压↓→心室泵血↓。生理学心脏泵血过程B.静脉回流速度：由外周静脉压与心房、室内压之差决定。

心室泵血↑→心室内压↓→静脉回流速度↑→静脉回心血量↑→心室泵血↑。

外周静脉压↑→静脉回流速度↑→静脉回心血量↑→心室泵血↑。

生理学心脏泵血过程C.心包内压心包积液→心包内压↑→心室充盈↓→心室舒张末期容积↓→

SV↓

D.心室顺应性（compliance）心肌纤维化心肌肥厚顺应性↓→充盈↓生理学心脏泵血过程

②

心室射血后剩余血量的影响：剩余血量与心肌收缩力有关。

心室充盈量↑→搏出量↑

室内压↑→静脉回心血量↓∴余血量对搏出量的影响取决于总充盈量的变化。余血量→搏出量↓生理学心脏泵血过程生理学心脏泵血过程（二）后负荷

后负荷指肌肉开始收缩后遇到的负荷。对心室肌而言，后负荷即大动脉血压。后负荷增加：①等容收缩期延长，射血期缩短②心室肌缩短程度和速度减小，射血速度∴搏出量减少生理学心脏泵血过程生理学心脏泵血过程另一方面：继发性的调节机制（1）搏出量↓，心室余血量↑，心室舒张末期容积↑，前负荷↑

→异长自身调节→搏出量↑，心舒末期容积恢复到原来水平。（2）继发引起等长调节及神经体液调节生理学心脏泵血过程

在一定范围内，后负荷增加，搏出量减少，随后通过心肌初长度改变和收缩能力的改变，使前负荷和心肌收缩能力与后负荷相配，从而使机体得以在动脉血压增高情况下，能够维持适当的心输出量。长时间的后负荷增加，导致心肌肥厚生理学心脏泵血过程生理学心脏泵血过程（三）心肌收缩能力

心肌收缩能力(cardiaccontractility)：心肌不依赖于前、后负荷而能改变其力学活动（收缩强度和速度）的内在特性。又称为心肌的变力状态（inotropicstate）生理学心脏泵血过程心肌收缩能力增强时，心功能曲线左上移位。心肌收缩能力减弱时，心功能曲线右下移位。生理学心脏泵血过程等长调节(homometricregulation)

通过收缩能力这个与初长度无关的心肌内在功能状态调节心脏泵血功能的机制。生理学心脏泵血过程心肌收缩能力的影响因素影响兴奋-收缩耦联过程中各环节1.活化横桥数

Ⅰ兴奋时胞浆内钙离子浓度(儿茶酚胺)Ⅱ肌钙蛋白对Ca2+的亲和力(钙增敏剂)2.肌球蛋白ATP酶的活性(甲状腺素、体育锻炼)

意义：对持续剧烈的循环变化有强大的调节作用。生理学心脏泵血过程（四）心率1.心率正常成年人安静状态下，心率约为60～100次/分，有明显个体差异。不同年龄、性别和不同生理情况下，心率不同生理学心脏泵血过程

2.心率对心输出量的影响心率为40次/分--160~180次/分，心输出量随心率的增加而增加心率>160~180次/分：心输出量随心率的增加而减少原因：①心脏过度消耗供能物质，收缩力②心室舒张期缩短，充盈量生理学心脏泵血过程心率<40次/分，心输出量随心率的减小而减少原因：心室充盈期↑↑，充盈量到极限→搏出量增加到极限，心输反而↓。

生理学心脏泵血过程40生理学心脏泵血过程心率的变化对心肌的收缩能力的影响阶梯现象：心率增快或刺激频率增高引起心肌收缩能力增强的现象。机制：心率增快时，细胞内Ca2+浓度增高生理学心脏泵血过程心率自主神经：交感神经、迷走神经体温：上升1℃，心率增加12~18次/分体液因素：肾上腺素、甲状腺素生理学心脏泵血过程每分输出量心率心肌收缩性前负荷搏出量充盈时程静脉血回流速余血量

后负荷

等长调节异长调节神经体液调节生理学心脏泵血过程影响因素作用前负荷（心室舒张末期容积)异长调节在一定范围内（最适前负荷），心室舒张末期容积↑，初长度↑，收缩力↑，SV↑；超出后，SV不明显下降心肌收