第六章 循环系统的结构与功能课件

药学本科血液循环1

第六章循环系统的结构与功能

(bloodcirculation)药学本科血液循环2威廉·哈维（WilliamHarvey,1578~1657）名著《心与血的运动》德国生理学家奥托.富兰克（OttoFrank,1865~1944

）英国生理学家欧内斯特.斯塔林（ErnestHenryStarling）1866~1927药学本科血液循环3德国科学家奥托.洛伊维（OttoLoewi）1873~1961

英国生理学家

贝利斯（WilliamM.Bayliss）1860~1924荷兰生理学家威廉.艾因特霍芬（WillemEinthoven）1860~1927药学本科血液循环4心血管疾病美国,冠心病死亡人数50万/年中国,高血压患病人数>1亿人药学本科血液循环主要内容5第一节心脏的生物电活动第二节心脏的泵血功能第三节血管生理第四节心血管活动的调节第五节器官循环（自学）药学本科血液循环1.掌握心室肌细胞跨膜电位及其形成机制；心肌的电生理特性：兴奋性、自律性、传导性和收缩性；2.熟悉心动周期；心脏射血各期心房、心室与动脉内压力和容积变化的关系以及房室瓣和动脉瓣开闭的原理；心脏泵血功能评价；心输出量及其影响因素。3.熟悉血管的类型；血流、血流阻力和血压的概念和形成；动脉血压正常值、动脉血压的形成及影响因素。4.熟悉微循环组成；组织液与淋巴液的生成和回流、影响组织液生成的因素、淋巴循环的生理作用。5.掌握心血管的神经支配、心血管活动的反射调节及其生理意义；心血管活动的体液调节。教学目的与要求药学本科血液循环7血液循环的过程药学本科血液循环8血液循环：血液在心血管中按着一定的方向、周而复始地循环流动。血液循环的生理功能：

1.物质运输：

2.实现体液调节：

3.维持内环境稳态：

4.防御功能：

5.内分泌功能：药学本科血液循环9第一节心脏的生物电活动一、心肌细胞的分类（一）工作细胞：心房肌和心室肌细胞；（兴奋性、收缩性、传导性）（二）特殊分化的心肌细胞（自律细胞）：心脏内的特殊传导系统。窦房结、房室交界、房室束、左右束支、浦肯野纤维；（自律性、兴奋性、传导性）

房室交界：房结区、结区、结希区。

其中结区无自律性药学本科血液循环10窦房结:P细胞及过渡细胞房室结:房结区,结区,结希区房室束左束支右束支心脏的特殊传导系统组成和分布药学本科血液循环11心脏特殊传导系统(specializedconductionsystem)：药学本科血液循环12心脏特殊传导系统(specializedconductionsystem)：药学本科血液循环13心脏特殊传导系统(specializedconductionsystem)：药学本科血液循环14二、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制药学本科血液循环15（一）工作细胞的跨膜电位及其离子基础ATPADP+++++++------------++++++++-------++++++++++++--------+40+200-20-40-60-80-100K+Na+K+K+K+Na+Ca2++++++++------------++++++++-------++++++++++++--------Na+K+Na+40+200-20-40-60-80-100+++++++------------++++++++-------++++++++++++--------药学本科血液循环16

2.心室肌细胞AP的形成机制：

刺激RP↓阈电位激活快Na+通道Na+再生式内流Na+平衡电位（0期）快Na+通道：-70mV激活，-55mV失活，持续1-2ms，特异性强按任意键显示动画20期药学本科血液循环17快Na+通道失活K+一过性外流Ito快速复极化（1期）1期K+按任意键显示动画2Na+药学本科血液循环18O期去极达-40mV时已激活慢Ca2+通道激活IK通道Ca2+缓慢内流与K+外流处于平衡缓慢复极化（2期=平台期）2期Na+Ca2+按任意键显示动画2K+K+药学本科血液循环19慢Ca2+通道失活+IK通道通透性↑↓K+再生式外流↓快速复极化至RP水平（3期）3期Na+K+Ca2+K+K+○泵按任意键显示动画2○泵药学本科血液循环20内向整流(inwardrectification)：

IK1通道对K+的通透性因膜的去极化而降低的现象称为内向整流，是造成平台期较长的一个重要原因。慢通道：

L-typeCa2+通道的激活、失活以及再复活所需的时间均比Na+通道的长。可被Mn2+和Ca2+通道阻断剂（维拉帕米）所阻断。药学本科血液循环21

4期:

因膜内[Na+]和[Ca2+]升高，而膜外[K+]升高→激活离子泵→泵出Na+和Ca2+，泵入K+→

恢复正常离子分布。药学本科血液循环22ATPADP+++++++------------++++++++-------++++++++++++--------+40+200-20-40-60-80-100K+Na+K+K+K+K+Ca2++++++++------------++++++++-------++++++++++++--------K+K+Na++40+200-20-40-60-80-100+++++++------------++++++++-------++++++++++++--------药学本科血液循环23心肌工作细胞生物电活动及其产生机制1.静息电位：神经细胞一样，K+平衡电位;2.动作电位：（1）去极化：0期：Na+内流；（2）复极化：1期：K+外流；

2期：Ca2+内流,K+外流平衡;

3期：K+外流；

4期：离子重新分布；药学本科血液循环24（二）自律细胞的跨膜电位及其离子基础

动作电位特点：

1.3期复极末期达到最大值后，电位缓慢地

自动产生去极化；

2.去极化达到阈电位时，触发动作电位；药学本科血液循环251.浦肯野细胞动作电位特点：（1）也分0、1、2、3、4共5个期；（2）0期去极化幅度：100-130mV;

（3）4期膜电位缓慢自动除极化：IfNa+内向电流；2.窦房结P细胞动作电位特点：（1）分0、3、4期，无明显的1和2期；（2）最大复极电位（-70mV）和阈电位

（-40mV）绝对值小；（3）0期去极化速度慢，幅度小；（4）4期自动去极化速度快；药学本科血液循环26浦肯野细胞自动除极的形成机制：1.主要为If

内向电流，特点①随时间推移而逐渐增强。②复极电位达-55mV左右开始被激活-100mV左右充分激活。(见图)③主要由Na+内流所产生(非选择性正离子通道)。④可被铯（Cs）所阻断。2.逐渐衰减的外向K+电流（次要）。药学本科血液循环27药学本科血液循环28药学本科血液循环29快反应自律细胞的电位形成机制

3期末K+通道的递增性失活电位复极至-60mV时If通道的递增性激活K+递减性外流Na+递增性内流自动去极达阈电位快Nａ+通道开放Na+再生式内流去极化→产生AP的0期当去极化电位至-50mV时→If通道失活，自动去极化终止自我启动自我发展自我终止药学本科血液循环30

2.窦房结细胞(1)电位特征：

RP：不稳定，能自动去极化，=最大舒张电位。

AP：分0，3，4期。药学本科血液循环31（2）电位形成机制0期：当4期自动去极化达到阈电位→激活慢钙通道（Ica-L型）→Ca2+内流Ca2+Ca2+0期阈电位零电位按任意键显示动画1、2药学本科血液循环323期：慢钙通道（Ica-L型）渐失活+激活钾通道（IK）→Ca2+内流↓+K+递减性外流

（因钾通道的失活K+呈递减性外流）K+Ca2+3期按任意键显示动画1、2药学本科血液循环334期：K+递减性外流+Na+递增性内流（If）+Ca2+内流（Ica-T型钙通道激活）→缓慢自动去极化K+具“自我”启动→“自我”发展→“自我”终止的离子流现象。Na+Ca2+4期按任意键显示动画1、2药学本科血液循环34钙通道的种类：L型：Ica-L(longlasting)为0期和平台期的慢通道，阈电位-30~-40mV，儿茶酚胺可影响。T型：Ica-T(transient)的阈电位-50~-60mV，被镍阻断，不受一般的钙通道阻断剂和儿茶酚胺的影响。药学本科血液循环35三、心肌细胞的电生理类型心肌细胞分类：

根据自律性：自律细胞、非自律细胞；

根据动作电位：快反应细胞、慢反应细胞；（一）快反应细胞包括:心房肌、心室肌、房室束、浦肯野细胞

特点：（1）最大舒张电位大(-85~-95mV）；（2）0期去极化快、幅度大，复极化缓慢，动作电位时程长；（3）兴奋的传导速度快；药学本科血液循环36（二）慢反应细胞

包括：窦房结细胞、房室交界的细胞

特点：（1）最大舒张电位小（-60~-70mV）（2）0期去极化速度慢、幅度小，复极过程缓慢而没有明确的分期；（3）兴奋的传导速度慢；药学本科血液循环37根据0期去极化速率和有无4期自动去极化心肌分为①快反应非自律细胞（心房肌、心室肌）

0期去极速率快，4期无自动去极化。②快反应自律细胞（房室束及分支、浦肯野细胞）

0期去极速率快，4期有自动去极化。③慢反应自律细胞（窦房结细胞、房结区、结希区）

0期去极速率慢，4期有自动去极化。④慢反应非自律细胞（结区细胞）

0期去极速率慢，4期无自动去极化。药学本科血液循环38快、慢反应心肌细胞AP的特征比较

快反应AP慢反应AP①AP波形分5个期：①AP波形分3个期：

0、1、2、3、4期0、3、4期②电位幅度高②电位幅度低③0期去极速度快③0期去极速度慢④0期主要与Na+内流有关④0期主要与Ca2+内流有关⑤具有快、慢通道⑤只有慢通道（以快通道为主）⑥RP大：-85mv～-90mv⑥RP小：-65mv～-70mv⑦Rp稳定（普通心肌细胞）⑦Rp不稳定（自律细胞）不稳定（自律细胞）⑧通道阻断剂：河豚毒⑧通道阻断剂：Mn2+、异搏定药学本科血液循环39四、心肌的生理特性一般生理特性：自律性、传导性、兴奋性、收缩性电生理特性：自律性、传导性、兴奋性药学本科血液循环40药学本科血液循环41（一）心肌细胞的电生理特性1.自动节律性自动节律性：心肌在无外来刺激的条件下，能够自发地发生节律性兴奋的特性（1）

心脏的起搏点：特殊传导系统的自律细胞。

自律性的高低：窦房结：100次/分；房室交界：50次/分；房室束及其分支：40次/分；浦肯野细胞：25次/分；正常起搏点：潜在起搏点：（异位起搏点）药学本科血液循环42（2）窦房结对潜在起搏点的控制方式

1）抢先占领：窦房结的兴奋到达潜在起搏点的时候，自己的自动去极化尚未达到阈电位水平，而被抢先激动引起。

2）超速驱动压抑：窦房结的快速节律活动，对较低频率潜在起搏点的直接抑制作用。

这种超驱动阻抑效应具有频率依从性。

即两者的频率差越大，其抑制作用越强。药学本科血液循环43抢先占领药学本科血液循环44超速驱动压抑药学本科血液循环45（3）决定和影响自律性的因素

1）4期自动去极化速度：自动去极化速度快，到达阈电位的时间缩短,单位时间内发兴奋的次数多-自律性高；药学本科血液循环46

2）最大舒张电位与阈电位之间的差距：最大舒张电位上移或阈电位下移，两者的差异缩小，膜电位去极化达到阈电位时间缩短-自律性增高。药学本科血液循环472.兴奋性（1）决定和影响兴奋性的因素：

1）静息（或最大舒张）电位与阈电位之差:

差大兴奋性低，差小兴奋性高；

2）Na+通道的状态：备用：在静息电位水平时（-90mV）激活：在阈电位水平时（-70mV）失活：去极化末，而且不能再次开放药学本科血液循环48完全备用→失活→刚复活→渐复活→基本备用

‖

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‖‖

产生AP绝对不应期局部反应期相对不应期超常期

‖‖‖

‖兴奋性正常兴奋性无

兴奋性低兴奋性高药学本科血液循环49（2）心肌兴奋时兴奋性的周期性变化：主要与Na+通道的功能状态有关

1）绝对不应期和有效不应期：

绝对不应期：动作电位0期到复极3期膜电位达-55mV的期间；

局部反应期：膜电位复极化-55~-60mV期间;

2）相对不应期：-60~-80mV；

3）超常期：-80~-90mV；药学本科血液循环50

有效不应期特别长（200~300ms）,相当于心肌整个收缩期和舒张早期，所以心肌不会产生强直收缩，保证心脏的泵血功能。

心肌慢反应细胞去极化的Ca2+通道复活的速度较慢，其有效不应期更长，常超过3期达到接近4期，所以兴奋性更低。药学本科血液循环51膜电位（mV）有效不应期时间（ms）超常期相对不应期动作电位机械收缩心室肌细胞动作电位与机械收缩的关系药学本科血液循环52局部反应期药学本科血液循环53相对不应期药学本科血液循环54超常期药学本科血液循环55

（3）期前收缩和代偿间歇：期前收缩:心脏受到窦性节律之外的刺激，产生的收缩在窦性节律收缩之前,称为~代偿间歇：一次期前收缩之后所出现的一段较长的舒张期称为~药学本科血液循环56传导过程

窦房结结间束房间束(优势传导路)

房室交界心房肌房室束左右束支浦肯野纤维心室肌3.传导性药学本科血液循环57（1）特殊传导组织兴奋的传导速度：浦氏纤维(4m/s);束支(2m/s);心室肌(1m/s);

心房肌(0.4m/s);结区(0.02m/s);药学本科血液循环58（2）心脏内兴奋传导的特点:①浦氏纤维最快→房、室内快→同步收缩，利射血。

②房室交界最慢→房室延搁→利于心房排空、心室充盈。

③房室交界是传导必经之路，易出现传导阻滞（房室阻滞）。药学本科血液循环59

（3）决定和影响心肌传导性的因素

1）动作电位期去极化的速度和幅度

0期速度与邻旁间产生局RP距新AP传导

0期幅度→的电位差→部电流→阈电位→产生→速度快高大大近易快

慢低小小远不易慢药学本科血液循环60

2）邻旁部位细胞膜的兴奋性沿着细胞膜的兴奋扩散的过程,只有邻近未兴奋部位膜的兴奋性正常,兴奋才能正常地传导通过。（0期慢、小）减慢处相对不应期部分失活状态处绝对不应期 失活状态阻滞邻近部位膜兴奋性 Na+通道状态 传导性药学本科血液循环61

4.心肌细胞的机械特性-收缩性（1）同步收缩：特殊传导组织的传导速度快、闰盘电阻又很低，有利于心房或心室肌的同步收缩；（2）不发生强直收缩：心肌细胞的有效不应期特别长；（3）对细胞外钙离子的依赖性：心肌细胞的肌浆网不发达、容积小，收缩时的钙主要来自于细胞外。

兴奋－收缩脱耦联药学本科血液循环62

Ca2+

Ca2+SRExtracellularCytoplasmRyCa2+Ca2+Ca2+L-typeCa2+channelNa+-Ca2+exchangerCa2+ATPaseCa2+ATPaseIP3RyRyanodinereceptorIP3receptor钙触发钙释放Calcium-inducedcalciumrelease药学本科血液循环63