第六讲-心脏泵血生理.ppt

1、第六讲 心脏的泵血功能 (Cardiac Pumping Physiology),在生命活动过程中，心脏不停地跳动，推动血液在心血管系统内循环流动。 血液循环的主要功能是完成体内 的物质运输。 心脏的泵功能（pumping function） 是血液循环的动力。,心脏活动的周期性表现,心脏活动呈周期性表现 心电周期：兴奋的产生及兴奋向整个心脏的扩布； 心动周期：兴奋触发的心肌舒缩，心房、心室压力与容积变化及瓣膜的启闭，实现泵血过程； 心音周期：伴随瓣膜的启闭，出现心音。, 心动周期（cardiac cycle）,心脏的一次收缩和舒张，构成的一个机械活动周期,1. 心房射血期：持续0.1S。 2

2、 .心室收缩期：分为三个时相 1) 等容收缩期：持续0.05s 2) 快速射血期：持续0.1s 3) 减慢射血期：持续0.15s 3 .心室舒张期：分为四个时相 1) 等容舒张期：持续0.07s 2) 快速充盈期：持续0.1s 3) 减慢充盈期：持续0.22s, 心脏的泵血功能（左心室为例）,心动周期,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,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, 心房在心脏泵血活动中的作用,心室收缩期，临时接纳和储存回

3、流血液 全心舒张期(心室舒张早、中期) 血液从静脉返回心室的一个通道 心房收缩期初级泵 (心室舒张后期) 在一个心动周期中，左心房压力显示有三个正向波，a c v,心房,心室, 心音(heart sound),（一）第一心音-first heart sound 标志心室收缩的开始 （二）第二心音-second heart sound 标志心室舒张的开始 （三）第三心音-third heart sound 是血液从心房流入心室引起 （四）第四心音-forth heart sound 由心房收缩引起,第一心音与第二心音比较,心脏泵血功能的评定,一、心脏的输出量 （一） 每搏输出量、射血分数及意义

4、每搏输出量（stroke volume） ： 一侧心室每次搏出的血量（70ml） 搏出量 = 心舒末期容积 - 心缩末期容积 射血分数 （ejection fraction）： = 每搏输出量心舒张末期容积 6080ml120130ml 50 60,每分输出量（minute volume ） 一侧心室每分钟射的血量 每搏输出量心率 56 L/min 心指数（cardiac index ） 空腹和安静状态下, 每平方米体表面积的每分心输出量。反映心室泵血的效率 空腹和安静状态下，人体表面积=1.6 1.7 m2 心指数 = 3.0 3.5 L/min.m2,（二）每分输出量、心指数及意义,作为比

5、较不同个体心功能的评定指标 在同一个体的不同年龄段或不同生理情况下，心指数也发生变化, 影响心输出量的因素,一、前负荷（preload） （一）心室舒张末期压力高低反映心室肌的 前负荷（心肌初长度）,心室舒张末期容积,心室舒张末期压力,(心房压力),心室舒张末期充盈的血液量,静脉回心血 量,射血后心室内剩余血量,（二）心肌通过异长自身调节能对搏出量进行精细的调节,1.心功能曲线与心定律,2. 正常心室肌具有较强的抗过度延伸的特性,3. 异长自身调节的生理意义,1.心功能曲线（ventricular function curve）,心肌异长自身调节（heterometric autoregula

6、tion）,通过改变心肌细胞初长度而引起心肌收缩强度改变的调节。 1914年Starling 发现静脉回心血量越多，心脏舒张末期容积越大，心肌的初长度增加，则心室收缩力量也越强，搏出到主动脉的血量也越多，该现象称“心定律（law of the heart ）”,2. 正常心室肌具有较强的抗过度延伸的特性,最适初长度2.0 2.2m 主动张力不出现降支 超过最适初长度，初长度不随前负荷增加而增加,长度-张力曲线,心肌能抵抗被过度延伸的特性,其机制是心肌肌小节内存在连接蛋白，将肌球蛋白固定在肌小节的Z线上，并具有很强的黏弹性，限制肌小节的被动拉长。 其意义在于正常时，心脏在前负荷明显增加时，初长度

7、不再随室内压的增加而增加，不会发生搏出量和做功能力的下降。,3. 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。,（三）影响前负荷因素,1. 静脉回心血量 （1）心室充盈时间 （2）静脉回流速度 （3）心包腔内压力 （4）心室顺应性 2. 射血后心室内的剩余血量,二、后负荷（afterload）,（一）后负荷增加时可使心室搏出量减少 （二）射血期心室壁的张力反映心室收缩的后负荷,动脉血压在80170mmHg范围波动时，心输出量无明显变化,动脉血压,射血期缩短射血速度,心室内剩余血量,心室舒张末期容

8、积,异长调节,心室等容收缩期,等长调节,搏出量,搏出量,搏出量,三、心肌收缩能力（myocardial contractility） 等长调节（homometric regulation）,心肌不依赖于前负荷和后负荷而能改变其力学活动的内在特性，称为心肌收缩能力。这种调节与初长度无关也可称为等长调节。,四、心室舒张功能评价在临床实践中日益重要,（一）多普勒超声心动图 1. 二尖瓣口血流频谱图 2. 等容舒张时间（IVRT） 3. 肺静脉血流频谱 （二）核素心血池显像和介入性方法也适用于心室舒张功能的评价,常见的评价舒张功能的多普勒方法,五、在一定范围内心率加快可增加心输出量,1. 在一定范围内

9、：40次/min180次/min心动周期心舒期 心室充盈时间过短 充盈量 搏出量 心输出量,心输出量 = 搏出量 心率,3.心率40次/min 心动周期 心舒期 心室充盈已接近最大限度，搏出量不能再进一步增加 心输出量,心输出量 = 搏出量 心率, 心脏泵血功能的储备（cardiac reserve）,一、搏出量（stroke volume reserve）,二、心率储备（heart rate reserve）,心输出量 = 搏出量心率 心率 心输出量 22.5倍 心率上限160180次/min,安静：心率75次/min 心输出量56L/min,运动：心率160180次/min 心输出量253

10、0L/min,三、剧烈运动时可通过动用心率储备和收缩期储备提高心输出量,交感-肾上腺系统,心输 出量,舒张期 储备,静脉 回流,肌肉泵,剧烈 运动,收缩期储备,心率储备,第一节 心肌细胞的收缩性,一、心肌细胞微细结构和功能特点 （一）心肌细胞细肌丝上存在连接蛋白，保证肌节不易被过度拉长并产生弹性回缩力,（二）心肌细胞特别发达的线粒体保证了心脏持续搏动 （三）心肌细胞内肌质网不很发达，心肌收缩需要依赖细胞外Ca2+内流 （四）心肌细胞内肌钙蛋白C的结构与功能与骨骼肌的不全相同,（五）心肌细胞不发生完全强直收缩，但仍存在正性阶梯现象,心肌细胞有效不应期时程特别长，心肌细胞不会发生强直收缩。,（六）

11、心脏的收缩表现为“全或无”式,心肌细胞间存在缝隙连接（闰盘），兴奋可以在细胞间迅速传播，所有心肌细胞几乎同步收缩，可视为一个合体细胞,二、心肌细胞兴奋-收缩耦联（excitation-contraction coupling）,（一）钙耦联位点(couplons ) 1. 雷诺丁受体(RyR)的结构特点 2. Ca2+结合位点,（二）正常心肌细胞Ca2+的转导过程,1. 心肌收缩期细胞内Ca2+的释放与终止 （1） Ca2+的释放： 钙内流 钙小星（calcium sparkler） 钙火花（calcium spark） 钙瞬变（calcium transient） 心肌细胞收缩,心肌收缩期细胞内Ca2+的释放与终止,A：静息状态下心肌细胞的钙火花的二维共聚焦图像（扫描速度1.0s / 桢） B：线扫描共聚焦图像 动作电位（AP）引起钙瞬变 （上）和自发性钙火花（下）扫描速度 2.0ms / 线,（2）Ca2+释放的终止,1）钙依赖