第7章 血液环系统(郑煜版)-1-20120401

第7章循环系统Circulatorysystem

血液循环(Bloodcirculation

)—

血液在心脏和血管组成的循环系统中按一定的方向周而复始地流动。血液循环的功能：体内物质运输:运输营养物质、代谢原料及产物,实现体液调节。维持内环境稳定实现血液的防御功能。内分泌功能。第一节心肌细胞的生物电现象和电生理特性一、有关结构的复习心肌细胞的分类工作细胞自律细胞——具收缩性、兴奋性和弱的传导性，无自律性——具自律性、兴奋性和传导性，无收缩性。心脏特殊的传导系统：窦房结房室交界房室束蒲肯野纤维网二、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制各类心肌细胞AP的特征SAN:窦房结AM:心房肌AVN:结区BH:希氏束PF:浦肯野纤维TPF:末梢浦肯野纤维VM:心室肌心室肌细胞

AP浦肯野细胞

AP

神经骨骼肌

AP几种细胞动作电位的比较窦房结细胞

AP蛙心肌细胞的动作电位的记录正离子内流或负离子外流内向离子流膜去极化外向离子流膜复极化正离子外流或负离子内流离子电流（一）工作细胞的跨膜电位及其形成机制

1.静息电位（restingpotential,RP）

形成机制与神经细胞和骨骼肌细胞基本一致

2.动作电位（actionpotential,AP）特点：复极化过程复杂，持续时间长，升、降支不对称。去极化过程：

0相：快速去极期，Na+快速内流（快反应细胞，快反应动作电位,河豚毒(TTX)阻断）复极化过程：

1相：快速复极初期钠通道失活,K+（Ito）的一过性外向离子流0期和1期组成了心室肌细胞AP的锋电位3相：快速复极末期,K+(Ik,Ik1)外流。4相：静息期，Na+-K+泵、Na+-Ca2+交换，

Ca2+泵，恢复膜内外离子正常分布。2相：平台期(plateau)，约占100~200ms，

Ca2+(LCa)内流和K+(Ik1,Ik)外流。循环窦性冲动心室肌c受sti.K+通道关闭Na+通道开放顺浓度差顺电位差Na+由外向内流膜电位达TP(-70mv)膜部分去极膜对Na+通透性增加Na+通道全面开放爆发性Na+内流膜电位迅速升达0mvNa+通道部分失活，Na+内流减慢膜电位为-40mv时,Ca2+通道缓慢激活少量Ca2+内流膜电位继续上升顺浓度差逆电位差反极化达到接近Na+平衡电位Na+通道全面关闭，Na+内流停止0期结束（二）自律细胞的跨膜电位及其形成机制

1.自律细胞跨膜电位的特点：无静息电位，只有最大舒张电位（maximalrepolarizationpotential）有4期自动去极化(自律细胞自律性的基础）2.4期进行性净内向电流产生的原因内向电流递增外向电流递减二者兼有3.浦肯野细胞（快反应细胞）的AP特点

0、1、2、3期产生机制与普通心肌基本一致。4期自动去极机制：Ik随时间递减（初期去极）If随时间递增（主，激活缓慢，并具时间依从性）4.窦房结（慢反应自律细胞）的AP窦房结（慢反应自律细胞）的AP特点：0相：Ca2+内流（速度慢、幅度小）3相：K+外流

4相：缓慢自动去极期Ik随时间递减（主）ICa-T通道电流If随时间递增三、心肌细胞的电生理特性兴奋性传导性自律性（一）兴奋性1.影响兴奋性的因素

①静息电位或最大复极电位水平RPTP⑴静息电位与阈电位之间的差值②阈电位水平（上移、下移）⑵离子通道的性状去极化复极化时间静息态激活态失活态2.兴奋性的周期性变化⑴有效不应期（200~300ms）

去极至复极化达-60mV左右（-55~-60mV

为局部反应期）钠通道状态？包括：绝对不应期（0期~3期-55mv）局部反应期（3期-55mv~

-60mv）ERP特别长的意义：使心肌细胞不发生完全强直收缩，保证其泵血功能的实现。⑵相对不应期——复极达-60~80mV左右。

较大的刺激可引起AP（部分钠通道复活）特点：0期除极幅度、速度下降，传导减慢和不应期缩短（有钾外流）⑶超常期——膜电位从-80～-90mv期间兴奋性高,大部分钠通道已恢复，0期除极幅度、速度下降LRP3.兴奋性的周期性变化与收缩的关系

期前收缩（prematuresystole）和代偿间隙(compensatorypause)

期前收缩代偿间歇心肌收缩曲线窦性节律额外刺激图5-6期前收缩和代偿间歇

（二）心肌的自动节律性

自动节律性（autorhythmicity）:

心肌在无外来刺激情况下能自动地、发生节律性兴奋的特性。

自动节律性高低的标志：

单位时间内，自动发生兴奋的次数。1.心脏的起搏点(pacemaker)

自律性差异：

窦房结（100次/分）>房室结（50

次/分）>浦肯野细胞（25次/分）。正常起搏点——窦房结窦性心律潜在起搏点——窦房结以外的起搏点（异位心律-房性心律、结性心律、室性心律）窦房结细胞的起搏机制：（1）抢先占领（2）超速驱动压抑(overdrivesuppression)证明：窦房结的兴奋一旦突然中断，潜在起搏点在短时间内不能产生兴奋2.影响自动节律性的因素（2）最大复极电位与阈电位的差距（1）4期自动去极化的速度窦房结心房肌房室结希氏束浦肯野纤维心室肌（三）心脏的传导性

心脏的特殊传导组织

心房肌(0.3m/s)窦房结

0.05m/s

房室交界房室束浦肯野纤维心室肌

0.02~0.05m/s

1.5m/s

4.0m/s0.5m/s

1.心脏内兴奋传导的途径和速度

特点：（1）有房室延搁（保证房室收缩的有序性和心室的充分充盈）（2）心室内传导快（利于两室的同步收缩和舒张-机能合胞体）生理意义：

使两心房先收缩，两心室后收缩，房室不同步收缩，有利于心脏射血功能实现。PKF传导速度快的生理意义房室延搁:房室交界区的缓慢传导使兴奋从心房传至心室要延搁一段时间(0.1ms)。

2.影响传导性的因素（1）结构因素细胞直径和缝隙连接的多少（2）生理因素0期去极化的速度和幅度

速度快，局部电流形成也快，传导加速。幅度大，与邻近膜之间的电位差大，形成的局部电流强，电流扩布范围大，传导加速。邻近细胞和膜的兴奋性

兴奋性高，容易产生AP，传导也就快。兴奋性低，不易产生AP，可能出现传导阻滞。Ik1通道：内向整流钾通道静息状态开放，0相去极化时通透性下降，-20mV时几乎完全关闭Ito通道：一过性外向离子流通道Ito可以被四乙基胺和4-氨基吡啶阻断。Ik通道：Ik电流-延迟整流K+电流0相去极化到-40mV激活，复极到-50mV去激活；速度慢L型Ca2+通道（慢Ca2+通道）

激活、失活、复活时间长.

具有时间和电压依赖性.

可被Mn2+和多种Ca2+通道阻滞剂（如维拉帕米）阻断.T型Ca2+通道

激活、失活较快，电流持续时间短，可被Ni2+.

第二节心脏的泵血功能

Pumpingfunctionoftheheart一、心脏有关结构的复习动脉瓣心室收缩期心室收缩期房室瓣心室舒张期心室舒张期心动周期不同时期中心脏各瓣膜的状况对细胞外Ca2+的依赖性

终池不发达，Ca2+储量少于骨骼肌；横管直径宽、容量大；有大量负电荷的粘多糖结合Ca2+

（Ca2+触发Ca2+释放）“全或无”式的收缩心肌细胞的闰盘—缝隙连接（机能合胞体）不发生完全强直收缩二、心脏收缩的特点

心脏（心室或心房）一次收缩和舒张构成的一个机械活动周期。正常约为0.8秒（心率为75次/分）三、心脏泵血的过程和机制（一）心动周期(cardiaccycle)心房收缩全心舒张期心室收缩心房舒张期心室舒张

特点:舒张期＞收缩期，心率改变主要影响舒张期心率心动周期（s）室缩期（s）室舒期（s）1.50.81500.40.351.150.300.500.250.15全心舒张期0.4s→有利心肌休息和心室充盈（二）心脏泵血的过程右心：泵血入肺循环；左心：泵血入体循环。

心室的射血和充盈过程

心动周期中压力、容积等变化室壁心肌收缩和舒张室内压力变化血流方向心室容积变化瓣膜开闭心房的泵血心房收缩↓房内压↑↓心房容积↓↓房室瓣开放（动脉瓣处关闭状态）↓挤血入心室（占心室充盈量25%）↓心房舒张（75%由V经心房流入心室）心室收缩期(1)等容收缩期：心室开始收缩↓室内压急剧↑（左室内压↑近80mmHg）↓房室瓣关闭(动脉瓣仍处于关闭状态)（容积不变、血液不流）↓继续收缩↓快速射血期特点：房室瓣关闭,产生第一心音。●等容收缩期的特点：①其时程长短与与肌缩力、后负荷有关：肌缩力↓→等容收缩期↑后负荷↑→等容收缩期↑②房室瓣、动脉瓣处关闭状态；③等容收缩末的动脉压最低；④室内压上升速最快。

（2）快速射血期：心室继续收缩↓室内压＞动脉压↓动脉瓣开放（房室瓣仍处于关闭状态）↓迅速射血入动脉（占射血量70%）↓心室容积迅速↓↓减慢射血期特点：①快速射血期末室内压与主动脉压最高；②用时少(≈收缩期1/3)，射血量大。心室收缩期(3)减慢射血期：迅速射血入动脉后↓心室容积继续↓↓室内压略＜动脉压↓射血能=血液的动能继续射血入动脉（占射血量30%）↓心室容积继续↓↓心室舒张前期特点：①用时长（≈收缩期2/3），射血量少；②因外周血管的阻力作用，血液的动能在主动脉转变为压强能，使动脉压略＞室内压。心室收缩期3.心室舒张期(1)等容舒张期：心室开始舒张↓室内压迅速↓（室内压=动脉压）↓动脉瓣关闭↓心室继续舒张↓室内压急剧迅速↓

(∵室内压仍＞房内压∴房室瓣仍处于关闭状态)（容积不变、血液不流）↓快速充盈期特点：①动脉瓣、房室瓣都处于关闭状态；②动脉瓣关闭产生第二心音。(2)快速充盈期：等容舒张期末↓室内压↓（室内压＜房内压）↓房室瓣开放↓心室继续舒张↓室内压↓(室内压

房内压=负压)↓心房和大V内的血液快速入室（占总充盈量2/3）↓心室容积迅速↑特点：快速充盈期末的室内压最低。

3.心室舒张期(3)减慢充盈期：随着心室内血液的充盈，心室与心房、大V间的压力差减小，血液流入心室的速度减慢。

其前半期为大V的血液经心房流入心室；后半期为心房收缩期的挤血入心室。3.心室舒张期等容收缩期

>A内压—A瓣打开心脏开始收缩室内压开始升高>房内压—房室瓣关<A内压—A瓣仍关心室继续收缩室内压进一步升高快速射血期减慢射血期1.心室收缩期(systole)射血过程2.心室舒张期(diastole)的充盈过程心室开始舒张室内压开始降低>房内压—房室瓣仍关<动脉内压—动脉瓣关等容舒张期心室继续舒张室内压进一步降低<房内压—房室瓣开快速充盈期

减慢充盈期房缩期压力变化特点：

等容（收缩、舒张）期室内压急剧变化而容积不变。快速射血期室内压达顶峰等容收缩期末动脉压最低。

心脏泵血过程

分期心室容积心室压力血流(量和速度)瓣膜活动持续时间(s)1等容C不变升高无关闭0.052快速E快缩升高量大、快主开房室关0.13减慢E慢缩初升后降量小、慢同0.154等容R不变下降无关闭0.065快速F增大下降量大、快主关房室开0.16减慢F增大慢升量小、慢同0.227心房C慢增慢升量小、慢同0.1（三）心房在心脏泵血中的作用

心房——初级泵房-室压力梯度——心房血液流入心室的直接动力（主要依赖于心室舒张时对外周血液产生的负压吸引作用）（四）心音（HeartSound）第一心音：调低、时间长、心尖清楚、标志——心脏收缩开始。

第二心音：调高、时间短、心底清楚、标志——心脏舒张开始。四、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）：

70ml

射血分数（ejectionfraction）

——评价心肌收缩力的指标射血分数=SV/心室舒末期容积×100%2.每分心输出量与心指数每分输出量（心输出量-cardiacoutput,CO.）:

由心率与每搏输出量(SV)决定。

CO.=SV×HR

正常值：5L左右心指数(cardiacindex)

——比较不同个体心脏功能的指标心指数=CO./体表面积（M2）正常值：3~3.5L（二）心脏作功量(自学)五、心脏泵功能的储备(cardiacreserve)（一）搏出量的储备——可从70ml增至150ml1.收缩期储备35~40ml效率最高

2.舒张期储备15ml（二）心率储备（上限160~180次/分）正常情况下最经常发挥作用的储备六、影响心输出量的因素（一）前负荷—心室舒张末期压力（end-diastolicpressure）异长调节（heterometricregulation）:

通过改变心肌的初长度而引起心肌收缩强度改变的调节（Frank-Starling机制）

心肌有抵抗过度延伸的特性，保持搏功基本不变。Why?心肌静息张力大(伸展性小)心室功能曲线：

在一定范围内（最适前负荷以前），心舒末期压力越大,心肌初长度越长，心肌收缩力越强，心搏出量越多。

特点：调节范围小意义:对每搏输出量进行精细调节。影响前负荷的因素：

1.静脉回心血量（1）心室充盈期持续时间（2）静脉回流速度（3）心包内压（反变关系）（4）顺应性（正变关系）

2.射血后心室内的余血量撰稿、制作：周祖玉75大动脉血压升高每搏输出量减少舒张末期容积增大心室收缩力增强恢复每搏输出量

血压持续升高——心室舒张末期容积不断增加—心肌初长度加长＞最适初长度——失代偿，心肌收缩力下降。动脉血压突然升高每搏输出量减少（二）后负荷（大动脉血压）对搏出量的影响（三）心肌收缩能力

心肉收缩能力（myocardialcontractility）

心肌不依赖前、后负荷而改变其力学活动（强度、速度）的特性。

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的改变实现的调节。影响心肌肉收缩能力的因素：横桥的数目和横桥ATP酶的活性（主）细胞内[Ca2+]和肌钙蛋白与钙的亲和力儿茶酚胺甲状腺素和体育锻炼

调节的意义：能对持续的、剧烈的循环变化有强大的调节作用（四）心率(heartrate,HR)

CO=HR×SV

在一定范围内，心率增快，CO增多（心率<160~180次/分，心率>40次/分）。原因：阶梯现象（staircasephenomenon）

心率在一定范围内增快，心肌收缩能力增强的现象（观察刺激频率与心肌收缩张力的关系）。

第三节血管生理主要内容：一、各类血管的结构和功能特点（Thecharactersofthebloodvessels)二、血流动力学（Hemodynamics)三、动脉血压和动脉脉搏（Arterialbloodpressureandarterialpulsation)四、静脉血压和静脉回心血量（venouspressureandvenousreturn)五、微循环 (Microcirculation)六、组织液的生成一、各类血管的功能特点弹性储器血管（主动脉、肺动脉主干）弹力纤维多，平滑肌少（顺应性大）分配血管毛细血管前阻力血管（小动脉、微动脉）管径小，平滑肌多（口径变化大）毛细血管前扩约肌交换血管——真毛细血管网壁薄、通透性很大（物质交换的场所）毛细血管后阻力血管（微静脉）容量血管（大静脉）壁薄，口径粗（静时60

70%的血液储存于其中）短路血管二、血流量、血流阻力和血压（一）血流量和血流速度

血流量（bloodflow）：单位时间内流过血管某一截面的血量(容积速度)。血流速度(velocityofbloodflow)：血液中一个质点在血管中移动的线速度。血流速度∝血流量液体在管道系统中流动的规律-泊肃叶定律Q=k(P1-P2)r4L8

L

：血液粘滞度

R=————L：血管长度

r4r：血管半径P1P2压力差(DP)流速(V)流量(Q)阻力(R)（二）血流阻力血流的形式——层流与湍流层流-轴心处流得快，靠近管壁处，流速慢。湍流——质点的流动方向不一，形成旋涡。（易听到杂音）血流快、粘度降低、血管口径大等条件下，容易产生湍流。（三）血压（Bloodpressure,BP)

1.定义

血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力

单位：牛顿/米2KpammHg1mmHg=0.133kpa

2.循环系统平均充盈压（meancirculatioryfillingpressure)

值取决于血量和血管床容积的相对关系血流量、压力和阻力的关系=RQBP

×三、动脉血压和动脉脉搏(一）动脉血压(arterialbloodpressure)1.动脉血压的形成

基本因素：足够的血液充盈血管和心脏射血另一因素：外周阻力势能

动能推动每搏输出量的1/3在收缩期流向外周扩张大动脉，致每搏输出量的2/3暂存其中，对管壁施加侧压力（收缩期血压）心室射血大动脉弹性回缩

管径变小（维持心舒期主动脉压于较高水平）推动心缩期存留血液继续流向外周心脏舒张

动脉血管壁顺应性的作用：使间断的心脏射血变成血管内的连续血流；缓冲动脉血压。2.动脉血压的正常值

收缩压（Systolicpressure）：心脏收缩时动脉内的最高压力。

舒张压（Diastolicpressure）：心室舒张期动脉血压的最低值。

脉搏压（pulsepressure）：收缩压与舒张压的差值。平均动脉压（meanarterialpressure）：一个心动周期中每一瞬间动脉内的平均压力。

平均动脉压=舒张压+1/3脉压血压的生理变化：

男性高于女性老年人高于年轻人情绪激动或活动时高于安静时各段血管的压力变化3.影响动脉血压的因素脉压大动脉扩张更为显著收缩压（1）SV脉压（2）HR舒张压舒张期缩短大动脉血量收缩压收缩期流向外周的血量舒张期流向外周的血量增加舒张压↑或不变

脉压（4）主、大动脉的顺应性舒张压心舒期弹性回缩能力（3）外周R心舒期血流速度存血量舒张压心缩期血流速度收缩压（5）循环血量与血管系统容量的比例

失血对机体的影响如何？心缩期大动脉扩张能力收缩压脉压（二）动脉脉搏(arterialpulse)1.定义

在心动周期中，由动脉内的压力的周期性波动而引起动脉血管壁的搏动称为动脉脉搏。2.脉搏的产生与传播产生：心室收缩和舒张，动脉壁弹性扩张与回位脉搏波的传播：

能量沿管壁的传播。速度与管壁的顺应性成反比，快于血流速度，且随传播距离而减弱。四、静脉血压和静脉回心血量

静脉的功能：

通道、血液储存库、调节回心血量和心输出量（一）静脉血压外周静脉压（peripheralvenouspressure）:

各器官静脉的血压。中心静脉压(centralvenouspressure)：右心房和胸腔内大静脉的血压。意义：反映心血管机能状态及血量的重要指标心收缩力SV心室舒张末期容积心房血液流入心室加速心房压

中心静脉压循环血量回心血量中心静脉压回流速度加快（二）重力对静脉血压的影响（自学）（三）静脉血流

1.静脉对血流的阻力小，约15%/总阻力

2.静脉回心血量及影响因素（1）体循环平均充盈压（2）心脏收缩力（3）体位改变（4）骨骼肌的挤压作用（肌泵）

5.呼吸运动吸气胸膜腔负压增大大静脉及右心房被牵拉扩张中心静脉压回心血量

对于左心，则由于肺血管在吸气时扩张，容积增大,使肺部血储存量增大，减少左心房的充盈。五、微循环（microcirculation）（一）微循环的组成和血流通路

1.组成

2.血流通路（1）直捷通路——使血液尽快回心。（2）迂回通路（营养通路）——物质交换（3）动-静脉短路——参与体温调节（二）毛细血管的结构特点和交换面积特点：壁薄、通透性大面积：约1000m2

PQ∝——R关闭后微动脉、毛细血管前括约肌舒张真毛细血管网开放局部酸、CO2等代谢产物局部酸、CO2等代谢产物2.血流的调节—主要受局部代谢产物的影响（三）微循环的血流动力学

1.血流特点层流，压力降落大，为动脉阻力控制微循环的血流量。六、组织液的生成组织液（interstitialfluid）存在于组织、细胞的间隙内，是细胞外液的一部分。（一）组织液的生成与回流

组织液是由血浆从毛细血管壁滤出而形成的=使液体移向组织的压力（滤过动力）

－使液体回到毛细血管的压力（滤过阻力）

组织液的生成与回流决定于有效滤过压（effectivefiltrationpressure,EFP）有效滤过压使液体移向组织的力量：

毛细血管血压Pc

组织胶渗压πif使液体回到Cap的力量：

血浆胶渗压πp

组织静水压Pif动力阻力单位时间内通过Cap壁滤过的血浆量V=滤过常数×有效滤过压（动力-阻力）即V=kf[（Pc+πif）-（πp+Pif）]

动脉端静脉端毛细血管血压

+30mmHg毛细血管血压

+12mmHg血浆胶体渗透压