生理学血液循环.ppt课件.ppt
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1、本章需要解决的两个问题本章需要解决的两个问题1 1)心脏是如何推动血液的?)心脏是如何推动血液的?-心脏生理心脏生理2 2)血液又是怎样在血管内流动的?)血液又是怎样在血管内流动的?-血管生理血管生理讲述内容讲述内容心脏生理心脏生理心脏是怎样收缩射血的?心脏是怎样收缩射血的?-心脏泵血的过程和机制心脏泵血的过程和机制好坏如何?好坏如何? 1 1)心脏泵功能的评价)心脏泵功能的评价 2 2)心脏泵功能的调节)心脏泵功能的调节心脏舒缩时发生了什么变化?心脏舒缩时发生了什么变化?- - 心肌的生物电现象和生理特性心肌的生物电现象和生理特性(伴随变化)(伴随变化) 血管生理血管生理心脏射血后,血液如何
2、从心脏射血后,血液如何从 动脉经静脉回到心脏?动脉经静脉回到心脏? 动脉、静脉血压的动脉、静脉血压的形成和影响形成和影响在毛细血管中,是怎样进行在毛细血管中,是怎样进行 (物质交换)的(物质交换)的 微循环与组织液微循环与组织液的生成的生成心血管活动受哪些因素心血管活动受哪些因素 的影响?的影响?心血管活动的调节心血管活动的调节(神经、体液和自身调节)(神经、体液和自身调节)心脏活动的三个周期心脏活动的三个周期心电周期:心电周期:动作电位(兴奋)的产生和传导动作电位(兴奋)的产生和传导心动周期心动周期:心肌的收缩与舒张,心肌的收缩与舒张,导致房、室压力及容积的变化导致房、室压力及容积的变化心音
3、周期:心音周期:由瓣膜的开闭及血液的流动引起由瓣膜的开闭及血液的流动引起一、心动周期一、心动周期 (Cardiac cycle)(Cardiac cycle)概念:心脏一次收缩和舒张的机械性活动,概念:心脏一次收缩和舒张的机械性活动,构成一个心动周期。构成一个心动周期。心动周期心动周期= 60= 60秒秒/ /心率心率0.80.80.50.50.40.40.30.30.20.20.10.10.70.70.60.6AtrioventricularAtrioventricular valves closevalves closeSemilunarSemilunar valves valves op
4、en openAtrioventricularAtrioventricular valves openvalves openSemilunarSemilunar valves valves close closeTimeingTimeing of the contraction and relaxation of the atrium of the contraction and relaxation of the atrium and ventricle in aheart and ventricle in aheart beating at 75 per minute beating at
5、 75 per minuteContractionContraction of ventricle of ventricleContractionContraction of atrium of atriumWhole heartWhole heart diastole diastolerelaxationrelaxation of ventricle of ventricleACBCABACB水泵工作原理水泵工作原理ACBCAB水泵工作原理水泵工作原理瓣膜的关闭,血液的冲击瓣膜的关闭,血液的冲击+ +心肌收缩产生的振动心肌收缩产生的振动心音心音二尖瓣关闭二尖瓣关闭产生第一心音,产生第一心音,
6、S1S1收缩期的开始收缩期的开始特点:特点:调低,持续时间长调低,持续时间长主动脉瓣关闭主动脉瓣关闭产生第二心音,产生第二心音,S2S2舒张期的开始舒张期的开始特点:特点:调高,持续时间短调高,持续时间短室缩室缩室内压室内压室内压室内压等容收缩期等容收缩期isovolumicisovolumic systole systole0.05s0.05s射血期射血期ejection periodejection period0.5s0.5s快速快速射血期射血期rapid rapid ejection ejection periodperiod减慢减慢射血期射血期reduced reduced ejec
7、tion ejection periodperiod关关关关关关开开房压房压 动脉压动脉压房压房压 动脉压动脉压室舒室舒室内压室内压室内压室内压等容舒张期等容舒张期isovolumicisovolumic diastole diastole0.06s0.06s充盈期充盈期 filling periodfilling period0.44s0.44s快速快速充盈充盈期期rapid rapid filling filling periodperiod减慢减慢充盈期充盈期reduced reduced filling filling periodperiod关关关关开开关关房压房压 动脉压动脉压小结
8、:小结:1 1 心脏收缩心脏收缩- -射血的关键;射血的关键;心室舒张心室舒张- -受血受血2 2 心收期(等容收缩期)心收期(等容收缩期)- -升高室内压升高室内压- -利于射血利于射血心舒期(等容舒张期)心舒期(等容舒张期)- -降低室内压降低室内压- -利于受血利于受血3 3 全心舒张期(全心舒张期(0.40.4秒)秒)- -受血最多;受血最多; 最后最后0.10.1秒,心房收缩,进一步增加受血秒,心房收缩,进一步增加受血4 4 心室收、舒变化心室收、舒变化- - 容积变化容积变化- -压力变化压力变化- -加上瓣膜的活动加上瓣膜的活动- - 决定血流的方向决定血流的方向房室瓣关闭房室瓣
9、关闭- -开始收缩期(开始收缩期(S S1 1)半月瓣关闭半月瓣关闭- - 舒张期开始(舒张期开始(S S2 2)5 5 心室的收缩,并没有将所有的血液全部射出去心室的收缩,并没有将所有的血液全部射出去心脏泵血功能的评价心脏泵血功能的评价每搏输出量每搏输出量(Stroke volumeStroke volume,SVSV)概念:一侧心室、一次心跳所射出的血液量。概念:一侧心室、一次心跳所射出的血液量。 SV=SV=收缩前心室容积收缩前心室容积 收缩后心室容积收缩后心室容积 = = 舒张末期容积舒张末期容积(end-diastolic (end-diastolic volume,EDVvolum
10、e,EDV ) ) 收缩末期容积收缩末期容积(end-(end-systolic volume,ESVsystolic volume,ESV)每分输出量每分输出量(Minute Volume ,MV)(Minute Volume ,MV)心输出量心输出量(Cardiac outputCardiac output,COCO) MV=SVMV=SVHRHR心指数心指数(Cardiac indexCardiac index,CICI) 单位体表面积的单位体表面积的MVMV射血分数射血分数(Ejection fractionEjection fraction,EFEF) EF=SV/EDV EF=SV
11、/EDV 100% 100%心力储备心力储备(Cardiac reserveCardiac reserve,CRCR) MVMV随机体代谢需要而增加的能力。随机体代谢需要而增加的能力。Cardiac function reserve MV HR EDV ESV SVAt rest 5L 75/min 145ml 75ml 70mlAt exercise 30L 180/min 160ml 140ml 25L 105 /min 15ml 55ml 70ml每搏功每搏功= =搏出量搏出量(射血相左心室内压(射血相左心室内压左室充盈压)左室充盈压)+ +动能动能射血期平均射血期平均左室内压左室内压平
12、均动脉收缩压平均动脉收缩压平均动脉压平均动脉压舒张压舒张压+1/3+1/3脉压脉压(收缩压(收缩压舒张压)舒张压)平均心房压平均心房压(=6mmHg)=6mmHg)1/2mv1/2mv2 21mmHg=13331mmHg=1333达因达因/cm/cm2 21 1达因达因cm=10cm=10-7-7焦耳焦耳四、心脏泵功能的调节四、心脏泵功能的调节(一)(一)SVSV的调节的调节1 1 心脏收缩的特点:心脏收缩的特点:“全或无全或无”影响单个细胞强度和速度的因素:影响单个细胞强度和速度的因素:前负荷前负荷后负荷后负荷心肌收缩能力心肌收缩能力2 SV2 SV的自身调节的自身调节1 1)前负荷与自身调
13、节)前负荷与自身调节 心肌的前负荷:相当于心室舒张末期压力(充盈压)心肌的前负荷:相当于心室舒张末期压力(充盈压)心肌的初长度:相当于心室舒张末期容积心肌的初长度:相当于心室舒张末期容积异长自身调节:由于心肌本身初长度的改变而引起异长自身调节:由于心肌本身初长度的改变而引起心肌收缩功能(收缩强度和速度)的改变,称为异心肌收缩功能(收缩强度和速度)的改变,称为异长自身调节。长自身调节。 骨骼肌的长度张力曲线骨骼肌的长度张力曲线ATAT:主动张力:主动张力 RTRT:静息张力(被动张力):静息张力(被动张力)TmaxTmax: :最大张力最大张力 LoptLopt: :最适初长最适初长心肌的收缩性
14、能与前负荷的关系如何呢?心肌的收缩性能与前负荷的关系如何呢?18951895年,年,FrankFrank离体蛙心实验离体蛙心实验充盈压充盈压 EDV EDV 初长度初长度 测心脏收缩时的心室内压测心脏收缩时的心室内压19141914年,年,StarlingStarling狗的离体实验(心肺)狗的离体实验(心肺) 灌注压灌注压回心血量回心血量 EDV EDV 观察主动脉压的改变观察主动脉压的改变 Left ventricular(LVLeft ventricular(LV) function curves ) function curves (lcmHlcmH2 2O=0.098kPaO=0.0
15、98kPa)LV stroke workLV stroke workNENEControlControlFailingFailingLVEDP(cmHLVEDP(cmH2 2O)O)心室舒张末期压心室舒张末期压搏出量搏出量搏功搏功B BA AC C 心室功能曲线心室功能曲线(A A 对照对照 、B B 收缩能力增强收缩能力增强、C C 收缩能力减弱收缩能力减弱)B B100100200200A AC C张力张力% %最大值最大值100100200200-35%-35%LoptLopt+35%+35% 骨骼肌的长度骨骼肌的长度张力曲线张力曲线AT AT 主动张力;主动张力; RT RT 静息张力
16、(被动张力)静息张力(被动张力)TmaxTmax 最大张力;最大张力; LoptLopt 最适初长最适初长TmaxTmaxATATRTRT影响前负荷的因素:影响前负荷的因素:(1 1)静脉回流量)静脉回流量A A 心室充盈时间心室充盈时间- -与心率有关与心率有关B B 静脉回流速度静脉回流速度- -心房与心室间的压力差心房与心室间的压力差(2 2)剩余血量的影响:)剩余血量的影响:(双重影响)(双重影响)A A 若回心血量不变若回心血量不变 - -心室射血量增加心室射血量增加B B 若心房、心室间压力差降低若心房、心室间压力差降低- -回心血量减少回心血量减少 - - SVSV减少减少异长自
17、身调节的生理意义异长自身调节的生理意义对对SVSV进行精确的调节进行精确的调节2 2)心肌收缩能力()心肌收缩能力( Cardiac contractility, CC)Cardiac contractility, CC)通过改变心肌本身的收缩性能来调节心肌的收缩强度和速度,通过改变心肌本身的收缩性能来调节心肌的收缩强度和速度,从而调节从而调节SVSV,它与心肌的初长度无关(也与前、后负荷无关),它与心肌的初长度无关(也与前、后负荷无关)心肌收缩心肌收缩性能性能活化的活化的横桥数横桥数胞浆内钙离子浓度胞浆内钙离子浓度肌钙蛋白对钙离子肌钙蛋白对钙离子的亲和力的亲和力肌球蛋白的肌球蛋白的ATPAT
18、P酶活性酶活性(横桥)(横桥)影响因素影响因素 凡是能影响胞浆中钙离子浓度、肌钙蛋白与凡是能影响胞浆中钙离子浓度、肌钙蛋白与钙离子的亲和力、横桥中钙离子的亲和力、横桥中ATPATP酶活性的因素,酶活性的因素,均能影响心肌的收缩性能。均能影响心肌的收缩性能。 生理意义生理意义(1 1)对持续的、剧烈的循环变化具有强大的调节作用,)对持续的、剧烈的循环变化具有强大的调节作用,(2 2)是神经)是神经- -体液调节的基础体液调节的基础3 3)后负荷的影响)后负荷的影响(动脉压)(动脉压)BP BP 等容收缩期室内压峰值等容收缩期室内压峰值等容收缩期延长,射血期等容收缩期延长,射血期射血心室肌缩短的速
19、度、射血心室肌缩短的速度、和强度,导致射血速度和强度,导致射血速度SVSVSV SV 的的 调调 节节引起调节的因素引起调节的因素 效应效应 生理意义生理意义异长自异长自身调节身调节心肌本身初长心肌本身初长度的改变度的改变初长度初长度 收缩的速度收缩的速度 、强度、强度精细调节精细调节心肌收心肌收缩能力缩能力心肌本身的心肌本身的收缩性能收缩性能机能状态机能状态 收缩的速度、强度收缩的速度、强度对持续、剧烈对持续、剧烈的循环变化有的循环变化有强大的调节作用强大的调节作用后负荷后负荷的影响的影响BPBP的变化的变化BPBP射血速度射血速度射血期射血期SVSV持续高血压持续高血压心肌肥厚心肌肥厚泵功
20、能泵功能(病理意义)(病理意义)(二)心率(二)心率(HRHR)对)对MVMV的影响的影响MV=SV MV=SV HRHR影响因素影响因素交感神经兴奋交感神经兴奋迷走神经兴奋迷走神经兴奋去甲肾上腺素、肾上腺素、甲状腺激素去甲肾上腺素、肾上腺素、甲状腺激素体温升高体温升高心肌细胞的分类心肌细胞的分类 兴奋性兴奋性 传导性传导性 收缩性收缩性 自律性自律性心房肌心房肌心室肌心室肌工作细胞工作细胞 + + + + 自律细胞自律细胞窦房结窦房结 + + + + + + 房结区房结区 + + + + 结区结区 + + 结希区结希区 + + + +浦氏细胞浦氏细胞 + + + + + + 房室交界房室交界
21、二、心肌细胞的电活动二、心肌细胞的电活动(一)工作细胞的跨膜电位 Action potential in ventricular cell RP: resting potential TP :threshold potentialRP特点特点1. RP1. RP稳定于稳定于-90mV-90mV2. AP2. AP不对称不对称, , 复极复杂复极复杂, , 时程长时程长3. AP3. AP幅度大幅度大, , -90+30mV(约约+120mV)超过超过0 0的部分称为超射值的部分称为超射值除极历时短除极历时短, ,约约1-2ms, 1-2ms, 故除极速率大故除极速率大称为快反应细胞称为快反应细
22、胞4. AP4. AP曲线分曲线分5 5期期形成的机制形成的机制( (离子基础离子基础) )1.1.内向离子流内向离子流(inward current)(inward current)正离子正离子(阳离子阳离子)从细胞外流向细胞内从细胞外流向细胞内或负离子或负离子( (阴离子阴离子) )从细胞内流向细胞外从细胞内流向细胞外作用作用除极除极2. 2. 外向离子流外向离子流(outward current)(outward current)正离子正离子(阳离子阳离子)从细胞内流向细胞外从细胞内流向细胞外或负离子或负离子( (阴离子阴离子) )从细胞外流向细胞内从细胞外流向细胞内作用作用:复极或超极
23、复极或超极 Action potential in ventricular cell RP: resting potential TP :threshold potentialRP慢通道的特点慢通道的特点: :1.1.慢慢- - 激活门和失活门的开闭均慢激活门和失活门的开闭均慢, , 故称慢通道故称慢通道(slow channel)(slow channel)2. TP2. TP高高( (约约-30-40mV)-30-40mV)3. 3. 特异性差特异性差4. 4. 离子流量较小离子流量较小, , 仅为仅为I I NaNa的的1/101/105. 5. 阻断剂阻断剂: :维拉帕米维拉帕米( (
24、异博定异博定) )、MnMn2+2+钙通道的分类及其特性钙通道的分类及其特性一、电压依从钙通道一、电压依从钙通道(Voltage-dependent CaVoltage-dependent Ca2+2+ Channels Channels,VDCsVDCs)二、受体操纵钙通道二、受体操纵钙通道(Receptor-voperatedReceptor-voperated Ca Ca2+2+ Channels Channels,ROCsROCs) 三、第二信使操纵钙通道三、第二信使操纵钙通道(Second-messenger-operated CaSecond-messenger-operated
25、Ca2+2+ Channels Channels,SMOCsSMOCs)四、牵张激活钙通道四、牵张激活钙通道(Stretch-activated CaStretch-activated Ca2+2+ Channels Channels ,SACsSACs)五、背景钙通道五、背景钙通道(Background CaBackground Ca2+2+ Channels Channels )细胞处与静息状态时可有少量通透细胞处与静息状态时可有少量通透CaCa2+2+的通道,的通道,可能与平滑肌和心肌细胞基础张力的维持有关。可能与平滑肌和心肌细胞基础张力的维持有关。 除背景钙通道为静息钙通道外,其余四大
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