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1、第四章 血 液 循 环第一节 心脏的泵血功能第二节 心脏的电生理学及生理特性第三节 血管生理第四节 心血管活动的调节第五节 器官循环心脏的泵血功能第一节 作者:林默君单位:福建医科大学重点难点熟悉了解掌握心动周期的概念；心脏泵血的过程和机制，心输出量及其影响因素心力储备，心音心功能评价1.概念 心脏的一次收缩和舒张，构成一个机械活动周期 心率：单位时间内心脏舒缩的次数，若心率=75次/分，则一个心动周期 0.8s（一）心动周期2.心动周期特点 心动周期的长短与心率有关，若一个心动周期 0.8s 心房收缩期0.1s；舒张期0.7s；心室收缩期0.3s，舒张期0.5s；全心舒张期0.4s生理学（第
2、9版）一、心脏的泵血过程和机制生理学（第9版）心动周期中心房和心室活动的顺序和时间关系1.心室收缩期 心室收缩期可分为等容收缩期和射血期，而射血期又可分为快速射血期和减慢射血期（二）心脏的泵血过程2.心室舒张期 心室舒张期可分为等容舒张期和心室充盈期，心室充盈期又可分为快速充盈期和减慢充盈期，也包括心房收缩期在内生理学（第9版）心动周期中心房和心室活动的顺序和时间关系1.心房的初级泵作用 心房在心动周期的大部分时间里都处于舒张状态，其主要作用是接纳、储存从静脉不断回流的血液（三）心房在心脏泵血中的作用2.心动周期中心房内压的变化 在心动周期中，从左心房内记录的压力曲线上依次出现a、c、v三个较
3、小的正向波生理学（第9版）1.每搏输出量和射血分数 一侧心室一次心脏搏动所射出的血液量，称为每搏输出量，简称搏出量。搏出量占心室舒张末期容积的百分比，称为射血分数（一）每搏输出量与每分输出量2.每分输出量和心指数 一侧心室每分钟射出的血液量，称为每分输出量，也称心输出量或心排出量。以单位体表面积（m2）计算的心输出量称为心指数生理学（第9版）二、心输出量与心脏泵血功能的储备1.搏出量储备 搏出量是心室舒张末期容积和收缩末期容积之差，所以，搏出量储备可分为收缩期储备和舒张期储备两部分（二）心脏泵血功能的储备2.心率储备 正常健康成年人安静时的心率为60100次分。如搏出量保持不变，当心率达160
4、180次分时，心输出量可增加至静息时的22.5倍，称为心率储备生理学（第9版）1.心室肌的前负荷 心室舒张末期容积与心室舒张末期压力（一）心室收缩的前负荷2.心肌异长自身调节 心肌的初长度对心肌的收缩力量具有重要影响，但心肌的初长度和收缩功能之间的关系具有其特殊性生理学（第9版）三、心输出量的影响因素3.影响前负荷的因素 影响心室舒张期充盈量的因素，都可通过异长自身调节使搏出量发生改变。心室舒张末期充盈量是静脉回心血量和射血后心室内剩余血量二者之和4.心室顺应性 心室顺应性（CV）是指心室壁受外力作用时能发生变形的难易程度，通常用心室在单位压力差（P）作用下所引起的容积改变（V）来表示生理学（
5、第9版）犬左、右心室功能曲线心肌长度-张力关系曲线及其变化（二）心室收缩的后负荷正常成年人在安静状态下，心率为60100次分，平均约75次分。心率可随年龄、性别和不同生理状态而发生较大的变动生理学（第9版）（三）心肌收缩能力（四）心率大动脉血压是心室收缩时所遇到的后负荷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1.心脏射血功能评价 通过分别计算搏出量、射血分数和每搏功，以及心输出量、心指数和每分功可评价心室的射血功能（一）从心室压力变化评价心功能2.心室舒张功能评价 对心室舒张压曲线做一阶微分，所产生的心室压舒张压变化速率曲线（dPdt）可作为心脏舒张功能的指标生
6、理学（第9版）四、心功能评价（二）从心室容积变化评价心功能1.心室收缩功能评价2.心室舒张功能评价生理学（第9版）小鼠左心室压（上）和左心室压变化率（dP/dt）同步记录曲线正常人（实线）和左心室舒张功能不全的患者（虚线）舒张功能的评价（三）从心室压力和容积变化评价心功能生理学（第9版）1.心脏做功量的测定2.应用心室压力-容积环评价心功能（1）每搏功：是指心室一次收缩射血所做的外功，亦即心室完成一次心搏所做的机械外功（2）每分功：是指心室每分钟内收缩射血所做的功，亦即心室完成每分输出量所做的机械外功通过心导管术与超声心动图单独或联合应用可分别绘制出心室压力-时间曲线和心室容积-时间曲线，以每
7、个相对应时间点的压力和容积值绘制压力-容积曲线，可产生一个心室压力-容积环生理学（第9版）压力-容积环与ESPVR左心室压力-容积环（一）第一心音生理学（第9版）五、心音（二）第二心音（三）第三心音（四）第四心音第一心音标志着心室收缩的开始，在心尖搏动处听诊最为清楚，音调较低，持续时间较长第二心音标志着心室舒张期的开始，在胸骨右、左两旁第二肋间听诊最为清楚，频率较高，持续时间较短在部分健康儿童和青年人，偶尔可听到第三心音第四心音出现在心室舒张的晚期，是与心房收缩有关的一组发生在心室收缩期前的振动，也称心房音心肌细胞电生理第二节 作者:曾晓荣单位:西南医科大学重点难点熟悉了解掌握掌握心室肌细胞的
8、生物电活动及其形成机制，心肌电生理特性及影响因素，有效不应期和相对不应期的概念窦房结和浦肯野纤维的生物电活动及其形成机制，心肌兴奋性变化与收缩活动的关系心电图各波及意义1.工作细胞的跨膜电位及其形成机制（1）静息电位：90 mV（2）心室肌细胞动作电位：分为0、1、2、3、4期。特点：复极过程比较复杂，持续时间很长，降支与升支很不对称。尤其是它有很长的2期平台期 心室肌细胞动作电位各期离子流：0 phase:Na+influx 1 phase:K+efflux 2 phase:Ca2+influx and K+efflux 3 phase:K+efflux 4 phase:Na+-K+pump
9、,Na+-Ca2+exchange,Ca2+pump生理学（第9版）一、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制生理学（第9版）心脏各部分心肌细胞的跨膜电位生理学（第9版）（2）心室肌细胞动作电位 0期（去极化期）肌膜Na+通道的大量开放和膜两侧电化学梯度的驱动从而出现Na+快速内流 复极1期：一种一过性外向电流（Ito）激活，快Na+通道失活，从而使膜迅速复极到平台期电位水平。此外向电流为K+外流 复极2期（平台期）即K+外流（IK）和Ca2+内流，二者之间维持电荷流动的动态平衡生理学（第9版）（2）心室肌细胞动作电位 复极3期 Ca2+内流停止和K+外流（IK、IK1）逐渐增多，故膜内电位迅速向复极
10、化方向发展。而且K+外流呈再生性。此正反馈过程导致复极越来越快，直至复极化完成 4期 膜电位稳定于RP水平，但离子泵将AP期间进出细胞的离子泵回去。Na+-K+泵可将细胞内的Na+泵出细胞外，而将K+泵入细胞内。而细胞内Ca2+通过Na+-Ca2+交换和Ca2+泵得以出细胞生理学（第9版）2.浦肯野纤维的跨膜电位及其形成机制（1）浦肯野纤维的跨膜动作电位形态（2）形成机制 4期（自动去极）：是由于随时间推移的内向电流If逐渐增强和K+外流的进行性衰减，而且以If电流的作用为主 If电流可被铯（Cs+）阻断；快Na+通道可被河豚毒(TTX)阻断生理学（第9版）3.窦房结细胞的跨膜电位及其形成机制
11、（1）与心室肌和浦肯野纤维比较有何异同。（2）窦房结细胞AP的形态特点：最大复极电位和阈电位绝对值均小于浦肯野纤维；0期除极速度比浦肯野纤维慢，幅度低；没有复极1期和2期平台期；4期自动除极速度比浦肯野纤维快生理学（第9版）生理学（第9版）各部位心肌细胞动作电位3.窦房结细胞的跨膜电位及其形成机制（3）产生机制：0期：膜上L型钙通道开放，Ca2+内流(ICa-L)3期：钙通道逐渐失活，K+通道被激活，出现K+外流(IK)。Ca2+内流的逐渐减少和K+外流的逐渐增加，膜便逐渐复极4期（自动除极）：K+外流的进行性衰减，是最重要的离子基础 一种进行性增加的内向离子流即If电流（主要为Na+）T型钙
12、通道的激活出现Ca2+内流生理学（第9版）生理学（第9版）窦房结P细胞4期自动去极化和动作电位发生原理示意图生理学（第9版）二、心肌的电生理特性（1）决定和影响兴奋性的因素 RP水平：RP的绝对值增大时，兴奋性降低；反之 阈电位水平：阈电位上移，兴奋性降低；反之 引起0期去极化的离子通道的性状：激活、失活和备用三种功能状态1.兴奋性生理学（第9版）二、心肌的电生理特性（2）兴奋性的周期性变化 有效不应期 心肌从0期去极开始，到3期复极达-60mV期间内，任何强大刺激均不能使肌膜产生AP，称为有效不应期 相对不应期 从有效不应期完毕（-60mV）到复极化基本完成（-80mV）的这段期间，为相对不
13、应期，此期给予较强刺激可以使肌膜产生AP 超常期(supernormal period)膜电位由-80mV恢复到-90mV这段时期内，兴奋性高于正常，称为超常期1.兴奋性生理学（第9版）二、心肌的电生理特性（3）兴奋过程中，兴奋性周期性变化与收缩活动的关系 1.兴奋性心室肌细胞动作电位、机械收缩曲线与兴奋性变化的关系示意图生理学（第9版）心肌动作电位与兴奋性关系生理学（第9版）二、心肌的电生理特性（1）心脏的特殊传导系统包括：窦房结、房室交界（结区除外）、希氏束和浦肯野纤维等都是自律组织（2）心肌的自动节律性和各自律组织的相互关系窦房结的最高（约100次/分）、末梢浦肯野纤维的最低（约25次/
14、分）2.自律性生理学（第9版）二、心肌的电生理特性（3）心脏起搏点（pacemaker)正常起搏点和异位起搏点 窦房结是主导整个心脏兴奋和跳动的部位，称正常起搏点。窦房结以外的起搏点叫异位起搏点 其它部位的自律组织受窦房结的控制，并不表现出自身的节律性，只起着兴奋传导的作用，称为潜在起搏点，但在异常情况下，有可能成为异位起搏点 窦房结对潜在起搏点的控制机制 抢先占领 超速驱动压抑2.自律性生理学（第9版）二、心肌的电生理特性（4）决定和影响自律性的因素1）最大复极电位与阈电位之间的距离：二者差距减小，自律性增高；反之2）4期自动除极速度：速度加快，自律性增高2.自律性生理学（第9版）影响自律性
15、因素的示意图生理学（第9版）二、心肌的电生理特性3.传导性（1）心肌的传导性（conductivity）是指心肌细胞具有传导兴奋的能力或特性心脏特殊传导系统生理学（第9版）二、心肌的电生理特性3.传导性（2）兴奋在心脏内的传导 传导速度最快的部位末梢浦肯野纤维，可达4m/s 使心室肌成为功能性合胞体，收缩的同步性较高，心肌收缩力高 房-室延搁（atrioventricular delay）：因房室交界区兴奋传导速度特别慢，使兴奋通过这里约需0.1s，即需要延搁一段时间，才向心室传导，这种现象称为房室延搁。房室延搁使心室在心房收缩完毕之后才开始收缩，有利于心脏泵血生理学（第9版）兴奋在心脏内的传
16、导途径及传导速度生理学（第9版）二、心肌的电生理特性3.传导性（3）传导性与心律失常的关系传导阻滞（conduction block）按发生部位可分为窦房传导阻滞、房内传导阻滞、房室传导阻滞和室内传导阻滞浦肯野纤维末梢正常冲动传导、单向阻滞和折返生理学（第9版）二、心肌的电生理特性3.传导性（4）影响传导性的因素结构因素：细胞直径越大，对电流的阻力越小，局部电流传播的距离越远，传导速度越快；反之，.生理因素：动作电位0期去极化速度和幅度 膜电位水平 邻旁未兴奋区心肌膜的兴奋性生理学（第9版）三、体表心电图正常人体心电模式图生理学（第9版）1.P波 正常心脏的电活动从窦房结开始。在一个心动周期中
17、，首先出现的一个小而圆钝的波，形成心电图上的P波（P wave）。P波代表了心房的激动。P波时限为0.080.12s，高度不超过0.25 mV2.PR间期 从P波起点到QRS波起点之间的时程，成为PR间期。正常PR间期在0.120.20s3.QRS波群 继P波之后，出现的一个短时程、较高幅度及波形尖锐的波群，成为QRS波群（QRS complex）。QRS波群代表了心室的除极，正常的QRS波群历时0.060.10s4.J点 QRS波结束，ST段开始的交点。代表心室肌细胞全部除极完毕三、体表心电图生理学（第9版）5.ST段 ST段（S-T segment）是指QRS波群终点到T波起点之间的线段。此时各部位的心室肌都处于除极状态，细胞之间并没有电位差。因此正常情况下ST段应处于等电位线上。ST段的异常压低或抬高表示心肌缺血或损伤6.T波 QRS波群后的一个持续时间较长、波幅较低的向上的波，成为T波，代表了心室的复极。在QRS波主波向上的导联，T波应与QRS主波方向相同。心电图上T波的改变受多种因素的影响7.U波 某些导联上T波之后可见U波，目前认为与心室的复极有关8.QT间期 从QRS波的起点到T波的终点。代表了心室从除极到复极的时间三、体表心电图