生理学讲义-经典.ppt

1、生理学生理学PHYSIOLOGY细胞内液细胞内液(intracellular fluid)占体重占体重40 细胞外液细胞外液(extracellular fluid)占体重占体重20 Internal environment and homeostasis(机体内环境与内稳态）机体内环境与内稳态）机体内环境机体内环境组织液组织液:约占体重约占体重15 血血 浆浆:约占体重约占体重5 淋巴液淋巴液:少量少量胸膜腔、脑脊腔及关节腔内液体胸膜腔、脑脊腔及关节腔内液体IonIntracellularExtracellularK+Na+Ca2+Cl-HCO3-140 mM15 mM10-7 M20 mM

2、14 mM4 mM145 mM10-3 M120 mM24 mM稳态稳态 HomeostasisuWalter Cannon:Homeostasis 机体内环境的各种成分和理化性质机体内环境的各种成分和理化性质(各种生理各种生理参数参数/指标）都保持相对稳定指标）都保持相对稳定(在很小的范围在很小的范围内波动内波动)，如全身血量、血压、各种物质在血，如全身血量、血压、各种物质在血浆中的浓度、体温等等浆中的浓度、体温等等u稳态是各器官、细胞维持正常活动和功能的稳态是各器官、细胞维持正常活动和功能的必要条件必要条件u稳态是各器官、细胞正常活动的结果稳态是各器官、细胞正常活动的结果u稳态的概念已经扩

3、展到各个水平的生理活动稳态的概念已经扩展到各个水平的生理活动机体功能的调节机体功能的调节 Neural regulation Reflex Reflex arc Fast,localized,precise,coordinatedHumoral regulation by hormones(or regulation by immune and endocrine system)Endocrine Paracrine Autocrine Neuroendocrine Slow,widespread,sustained Auto-regulation Independent of nerve a

4、nd hormones localized,limited,low sensitivity eg:cerebral and renal blood flowControl systems Non-automatic control Feed-back control positive feedbackregenerative eg:sodium influx through NaV negative feedbackhomeostasis eg:HPA axis Feed-forward control eg:digestive juice secretionPhysiological act

5、ivityEffectorControllerReceptorsset pointresetting+-ReceptorcomparatorSet point细胞的基本功能 细胞膜的物质转运 单纯扩散、易化扩散、主动转运、出胞入胞 细胞兴奋性和生物电现象 静息电位和动作电位、兴奋性和阈值、兴奋的传导 骨骼肌的收缩功能 骨骼肌神经肌接头处兴奋的传递 骨骼肌兴奋-收缩耦联磷脂双层的磷脂双层的屏障作用屏障作用Passive transportActive transportEndocytosis and exocytosis单纯扩散单纯扩散(simple diffusion)(1)概念概念:一些脂溶

6、性物质由膜的高浓度一侧向低浓一些脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。度一侧移动的过程。COCO2 2 i i COCO2 2 o oOO2 2 o o OO2 2 i i(2)特点特点:扩散速率高扩散速率高 无饱和性无饱和性 不依靠特殊膜蛋白质的不依靠特殊膜蛋白质的“帮助帮助”不需另外消耗能量不需另外消耗能量 扩散量与浓度梯度、温度和膜通透性呈正相关扩散量与浓度梯度、温度和膜通透性呈正相关。(3)转运的物质：转运的物质：O2、CO2、NH3、N2、尿素、乙醚、乙醇、类固、尿素、乙醚、乙醇、类固醇类激素醇类激素 等少数几种。等少数几种。膜对膜对H2O具高度通透性，具高度通透性，H2

7、O除单纯扩散外，还可除单纯扩散外，还可通过通过水通道水通道跨膜转运。跨膜转运。易化扩散易化扩散(facilitated diffusion)概念概念:一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质,在膜蛋在膜蛋白质的白质的“帮助帮助”下下,顺电顺电化学梯度跨膜移动的过程。化学梯度跨膜移动的过程。分类分类:经载体的易化扩散经载体的易化扩散 经通道的易化扩散经通道的易化扩散载体载体(carrier)转运体转运体(transporter)14离子通道离子通道-具有重要生物学功能的膜蛋白质具有重要生物学功能的膜蛋白质可兴奋细胞 or 非可兴奋细胞门控非门控Transport agai

8、nst electrochemical gradients;Primary active transportion pumps Secondary active transport co-transport 2.Active transport原发性主动转运原发性主动转运离子泵（离子泵（ion pumps)Na+-K+泵泵又称又称Na+-K+-ATPase，简称钠泵，是哺乳动，简称钠泵，是哺乳动物细胞膜上普遍存在的离子泵。物细胞膜上普遍存在的离子泵。生理意义：生理意义：1 1）维持细胞内外钠钾的正常分布；）维持细胞内外钠钾的正常分布；2 2）建立势能储备，为其它一些物质转运的提供了动力建立势能

9、储备，为其它一些物质转运的提供了动力（如葡萄糖、氨基酸的吸收和细胞内（如葡萄糖、氨基酸的吸收和细胞内H H+的外排等）；的外排等）；3 3）生电性，影响静息电位（使膜超极化）。）生电性，影响静息电位（使膜超极化）。维持维持NaNa+o o高高、KK+i i高高（离子不均匀分布状态）（离子不均匀分布状态）2K2K+泵至细胞内泵至细胞内;3Na;3Na+泵至细胞外泵至细胞外分解分解ATPATP产生能量产生能量当当NaNa+i i/K/K+o o激活激活钠钠-钾泵钾泵:其它主动转运形式其它主动转运形式:钙泵（钙泵（Ca2+-Mg2+依赖式依赖式ATP酶）酶）分布在骨骼肌和心肌细胞的肌浆网上分布在骨骼

10、肌和心肌细胞的肌浆网上H+-K+泵（泵（H+-K+依赖式依赖式ATP酶）酶）分布在胃粘膜壁细胞表面分布在胃粘膜壁细胞表面继发性主动转运继发性主动转运(联合转运）联合转运）概念：间接利用概念：间接利用ATP能量的主动转运过程。能量的主动转运过程。即逆浓度梯度或逆电位梯度的转运时，能量非直即逆浓度梯度或逆电位梯度的转运时，能量非直接来自接来自ATP的分解，是来自膜两侧的分解，是来自膜两侧Na+差，而差，而Na+差是差是Na+-K+泵分解泵分解ATP释放的能量建立的。释放的能量建立的。分类：分类：同向转运（同向转运（symport)：溶质与钠向同一方向的转：溶质与钠向同一方向的转运，如肠粘膜上皮吸收

11、葡萄糖的过程；运，如肠粘膜上皮吸收葡萄糖的过程；逆向转运（逆向转运（antiport,exchange）：溶质与钠向相）：溶质与钠向相反方向的转运，如反方向的转运，如Na+-Ca+和和Na+-H+交换。交换。Na+葡萄糖葡萄糖同向转运体同向转运体(Na+-glucoseSymporter)膜电位（膜电位（membrane potential,Vm)静息电位（静息电位（resting potential,RP)动作电位（动作电位（action potential,AP)极化状态极化状态去极化（去极化（depolarization)超极化（超极化（hyperpolarization)复极化（复极化

12、（repolarization)If:Vm=-100 mV,thickness of plasma membrane=4nmThen:electric field250,000V/cmThe plasma membrane mimics a miniature battery.Energy is used to:1)drives transmembrane transport;2)signaling：神经、肌肉、腺体等：神经、肌肉、腺体等一、细胞电活动的现象一、细胞电活动的现象二、静息电位及其产生机制二、静息电位及其产生机制 Definition:transmembrane potential

13、 at rest Neurons-60mV Skeletal and cardiac muscles,-90 mV Erythrocytes-9 mV Ionic basis of resting potential 1)Unequal distribution of ions across membrane 2)Selective permeability of membrane 3)Na+pump（一）静息电位（一）静息电位（The resting potential）IonIntracellularExtracellularK+Na+Ca2+Cl-HCO3-140 mM15 mM10-7

14、 M20 mM14 mM4 mM145 mM10-3 M120 mM24 mMPlasma membrane(1)Unequal distribution of ions across the plasma membrane largely due to primary and secondary active transportIonIntracellularExtracellularK+Na+Ca2+Cl-HCO3-140 mM15 mM10-7 M20 mM14 mM4 mM145 mM10-3 M120 mM24 mMPlasma membrane(2)Selective permea

15、bility of the plasma membrane account for resting membrane potentialIntracellularK+i=K+oExtracellular通透膜通透膜顺浓度梯度顺浓度梯度Scenario A化学势能化学势能(驱动力）驱动力）=RTlnK+iK+oR=gas constant;T=temperature选择性通透膜选择性通透膜Intracellular ExtracellularExtracellularIntracellular顺浓度梯度顺浓度梯度逆电位梯度逆电位梯度顺浓度梯度顺浓度梯度驱动力驱动力=浓度梯度浓度梯度+电位梯度电位

16、梯度Scenario B化学化学(浓度浓度)势能势能=RTlnK+iK+o电位势能电位势能=zF(Ei-Eo)Z,离子化合价；离子化合价；F，法拉弟常数，法拉弟常数电化学驱动力电化学驱动力=RTlnK+iK+o+zF(Ei-Eo)选择性通透膜选择性通透膜Intracellular ExtracellularExtracellularIntracellular顺浓度梯度顺浓度梯度逆电位梯度逆电位梯度顺浓度梯度顺浓度梯度Scenario C:平衡状态平衡状态(equilibrium)电化学驱动力电化学驱动力=RTlnK+iK+o+zF(Ei-Eo)=0(Ei-Eo)=-RTzFK+iK+oln=-

17、60K+iK+ologNernst equationEKThe Nernst equation predicts the electrical potential difference required to balance the concentration potential difference of an ion across the membraneEquilibrium potential of X+(离子的平衡电位离子的平衡电位)Ex=-60X+iX+olog(3)Na+-K+-ATPase contributes to resting membrane potential Th

18、e activity of Na+-K+-ATPase maintains ion gradients across the membrane;The work of Na+-K+-ATPase is electrogenic,which hyperpolarizes the membrane.smooth muscles up to 20 mV;skeletal muscles and nerves,5 mV总结：静息电位的原理总结：静息电位的原理离子在细胞膜两侧的不均匀分布：离子在细胞膜两侧的不均匀分布：离子有顺浓度和电位梯度（电化学梯度）流离子有顺浓度和电位梯度（电化学梯度）流动的趋势动

19、的趋势静息状态时，细胞膜对静息状态时，细胞膜对K+的通透性高（一些的通透性高（一些K+通通道开放）道开放）K+顺浓度梯度外流，造成膜内负电位状态顺浓度梯度外流，造成膜内负电位状态钠泵维持离子在膜两侧的不均匀分布状态，同时钠泵维持离子在膜两侧的不均匀分布状态，同时钠泵活动可使膜一定程度的超极化钠泵活动可使膜一定程度的超极化 Consider:What if changes occur in K+in a patients extracellular fluid?Hypokalemia or Hyperkalemia三、动作电位及其产生机制三、动作电位及其产生机制1.概概 念：念：可兴奋细胞受到刺

20、激，细胞膜在静可兴奋细胞受到刺激，细胞膜在静息电位基础上发生一次短暂的、可逆的息电位基础上发生一次短暂的、可逆的,并可并可向周围扩布的电位波动。向周围扩布的电位波动。+200-90mV0200Time(ms)Action potentials of a nerve fiber,a cardiomyocyte and a cardiac pace-maker cell2.动作电位的产生机制动作电位的产生机制(1)阈下刺激导致局部膜电位变化（局部反应）阈下刺激导致局部膜电位变化（局部反应）AP上升支上升支AP下降支下降支(2)(2)局部反应引起局部反应引起NaNa+、K K+通道状态改变引起快通道

21、状态改变引起快速去极化继而复极化速去极化继而复极化Hodgkin&Huxley(H-H)model(m-gate)(h-gate)当细胞受到去化极刺激当细胞受到去化极刺激细胞膜上少量细胞膜上少量Na+通道激活而开放通道激活而开放Na+顺浓度差少量内流顺浓度差少量内流膜内外电位差膜内外电位差当膜内电位变化到阈电位时当膜内电位变化到阈电位时Na通道大量开放通道大量开放Na+顺电化学梯度大量内流顺电化学梯度大量内流（再生式内流）（再生式内流）Na+i、K+O激活激活Na+K+泵泵膜内负电位减小到零并变为正电位（膜内负电位减小到零并变为正电位（AP上升支上升支）Na+通道关通道关Na+内流停内流停+同

22、时同时K+通道激活而开放通道激活而开放K顺电化学梯度顺电化学梯度迅速外流迅速外流膜内电位迅速下降，恢复到膜内电位迅速下降，恢复到RP水平（水平（AP下降支下降支）Na+泵出、泵出、K+泵回，泵回，离子恢复到兴奋前水平离子恢复到兴奋前水平后电位后电位局部反应局部反应电紧张电位电紧张电位动作电位动作电位（全或无、不衰减）（全或无、不衰减）总结总结3.3.动作电位的特点与产生条件动作电位的特点与产生条件(1)特点特点 全或无全或无“All-or-None”;不衰减性传导：不衰减性传导：局部电流与跳跃式传导局部电流与跳跃式传导 不应期不应期(2)产生条件产生条件 刺激强度刺激强度 Na+通道状态通道状

23、态动作电位传导动作电位传导(conduction)传导机制传导机制 局部电流学说局部电流学说 (local current)有髓纤维的跳跃式传导有髓纤维的跳跃式传导 （saltatory conduction）意义：意义：1）提高传导速度）提高传导速度 2）减少能量消耗）减少能量消耗1.兴奋和可兴奋细胞兴奋和可兴奋细胞 兴奋（兴奋（excitation）：在现代生理学中，兴奋就是）：在现代生理学中，兴奋就是动作电位或动作电位的产生过程。动作电位或动作电位的产生过程。可兴奋细胞（可兴奋细胞（excitable cell）：生理学将神经细胞、）：生理学将神经细胞、肌细胞和部分腺细胞，称为可兴奋细胞

24、。肌细胞和部分腺细胞，称为可兴奋细胞。*可兴奋细胞的共同特征：产生动作电位。可兴奋细胞的共同特征：产生动作电位。四、组织的兴奋和兴奋性四、组织的兴奋和兴奋性2.细胞（或组织）的兴奋性细胞（或组织）的兴奋性 兴奋性（兴奋性（excitability）：可兴奋细胞接受刺）：可兴奋细胞接受刺激产生动作电位的能力或特性。激产生动作电位的能力或特性。衡量组织兴奋性高低的指标衡量组织兴奋性高低的指标-阈强度（阈值）阈强度（阈值）阈强度（阈强度（threshold intensity）：将刺激时间和）：将刺激时间和强度强度/时间变化率固定后，能使组织发生兴奋时间变化率固定后，能使组织发生兴奋的最小刺激强度，

25、也称阈值（的最小刺激强度，也称阈值（threshold value）。兴奋性兴奋性=1/阈值阈值 组织兴奋后兴奋性的变化：组织兴奋后兴奋性的变化：1）绝对不应期）绝对不应期(absolute refractory period,ARP）2）相对不应期（）相对不应期（relative refractory period,RRP）3）超常期（）超常期（supranormal period，SP）4）低常期（）低常期（subnormal period）记录记录膜电位膜电位兴奋性兴奋性绝对不应期绝对不应期（钠通道失活）（钠通道失活）相对不应期相对不应期（钠通道部分恢复）（钠通道部分恢复）超常期超常期（

26、钠通道大部恢复、膜电位接近阈电位）（钠通道大部恢复、膜电位接近阈电位）低常期低常期（膜内电位呈超极化膜内电位呈超极化）阈电位阈电位记录记录细胞兴奋后兴奋性发生变化的机制细胞兴奋后兴奋性发生变化的机制 主要与钠通道的功能状态有关主要与钠通道的功能状态有关肌细胞的收缩肌细胞的收缩Contraction of Muscle Cell 一、骨骼肌神经一、骨骼肌神经-肌接头的传递肌接头的传递1.神经神经-肌接头（肌接头（NMJ）微细结构）微细结构 接头前膜接头前膜（prejunctional membrane）接头后膜或终板膜接头后膜或终板膜（endplate membrane）接头间隙接头间隙（jun

27、ctional cleft）神经肌接头传递（电神经肌接头传递（电-化学化学-电过程）电过程）神经冲动到达末梢，接头前膜去极化神经冲动到达末梢，接头前膜去极化电压门控电压门控Ca2通道开放、通道开放、Ca2内流内流囊泡向接头前膜移动、融合、囊泡向接头前膜移动、融合、破裂，破裂，ACh释放至接头间隙释放至接头间隙ACh与终板膜与终板膜N2受体结合、受体结合、膜对膜对Na和和K通透性通透性Na内流使终板膜去极化内流使终板膜去极化EPPEPP电紧张性扩布至周围肌膜电紧张性扩布至周围肌膜使其达到阈电位、爆发动作电位使其达到阈电位、爆发动作电位AChE胆碱、胆碱、乙酸乙酸 4.影响影响NMJ兴奋传递的兴奋

28、传递的因素：因素：（1）阻断）阻断ACh受体：箭毒受体：箭毒(curare)和和银环蛇银环蛇毒，肌松剂如驰肌碘（毒，肌松剂如驰肌碘（Flexadil，三碘季胺，三碘季胺酚）。酚）。（2）抑制胆碱酯酶活性：有机磷农药，新斯）抑制胆碱酯酶活性：有机磷农药，新斯的明。的明。（3）自身免疫性疾病：）自身免疫性疾病：Myasthenia Gravis（抗体（抗体破坏破坏ACh受体受体),Lambert-Eaton syndrome（抗体破坏（抗体破坏N末梢末梢Ca2+通道）。通道）。（4）接头前膜）接头前膜ACh释放释放：肉毒杆菌中毒。：肉毒杆菌中毒。1.1.兴奋兴奋-收缩耦联的结构基础收缩耦联的结构基

29、础二、横纹肌细胞的兴奋二、横纹肌细胞的兴奋-收缩耦联收缩耦联2.兴奋兴奋-收缩耦联的关键离子收缩耦联的关键离子Ca2+L型钙通道和钙释放通道型钙通道和钙释放通道 骨骼肌细胞和心肌细胞的钙释放骨骼肌细胞和心肌细胞的钙释放 骨骼肌细胞和心肌细胞的钙回收骨骼肌细胞和心肌细胞的钙回收钙瞬变（钙瞬变（calcium transient）引起肌肉的收缩和舒张）引起肌肉的收缩和舒张3.兴奋兴奋-收缩耦联收缩耦联肌膜电兴奋的传导肌膜电兴奋的传导;肌膜和肌膜和T管上管上L型型Ca2+通道激活通道激活;肌浆网上肌浆网上Ryanodine受体激活，肌浆网受体激活，肌浆网Ca2+释放释放(引起钙瞬变，引起钙瞬变，ca

30、lcium transient);触发肌丝滑行，肌细胞收缩。触发肌丝滑行，肌细胞收缩。三、三、横纹肌的收缩和舒张横纹肌的收缩和舒张1.肌丝的分子组成肌丝的分子组成粗肌丝粗肌丝（thick filament）肌球蛋白（肌球蛋白（myosin）横桥（横桥（cross-bridge）细肌丝细肌丝（thin filament）肌动蛋白（肌动蛋白（actin)原肌球蛋白（原肌球蛋白（tropomyosin)肌钙蛋白（肌钙蛋白（troponin）ICT与肌动蛋白结与肌动蛋白结合、抑制肌球合、抑制肌球蛋白与肌动蛋蛋白与肌动蛋白的相互作用白的相互作用与原肌球蛋白与原肌球蛋白结合结合与与Ca2+结合，结合，启动

31、收缩启动收缩troponin3.肌丝滑行的分子机制肌丝滑行的分子机制肌节缩短肌节缩短,肌细胞收缩肌细胞收缩横桥向横桥向M线方向摆动将细线方向摆动将细肌丝牵拉到粗肌丝内肌丝牵拉到粗肌丝内横桥与结合位点结合，头部横桥与结合位点结合，头部分解分解ATP贮存的能量释放贮存的能量释放原肌球蛋白位移，原肌球蛋白位移，暴露细肌丝上的结合位点暴露细肌丝上的结合位点Ca2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合肌钙蛋白构型改变肌钙蛋白构型改变终池膜上的钙通道开放终池膜上的钙通道开放终池内的终池内的Ca2+进入肌质进入肌质 横纹肌收缩的过程小结横纹肌收缩的过程小结四、影响横纹肌收缩效能的因素四、影响横纹肌收缩效能的因素 1

32、.肌肉收缩的形式肌肉收缩的形式 等张收缩等张收缩(Isotonic contractions):肌肌肉缩短、张力不变。肉缩短、张力不变。等长收缩等长收缩(Isometric contractions):肌肉长度不变，张力增加肌肉长度不变，张力增加 单收缩、复合收缩、强直收缩单收缩、复合收缩、强直收缩Force transducer等张收缩等张收缩Isotonic contraction等长收缩等长收缩Isometric contractionPivot(treppe)单收缩、复合收缩与强直收缩单收缩、复合收缩与强直收缩2.影响收缩效能的因素影响收缩效能的因素前负荷前负荷(Preload):de

33、termines initial length of muscle fibers and hence sarcomeres;后负荷后负荷(After-load):determines length of cross-bridge cycles and hence total number of cross-bridges interacting with thin filaments;肌肉的收缩性肌肉的收缩性(Contractility):intrinsic properties of muscles and neurohumoral factors affecting those prope

34、rties Morphological and functional characteristics;Mechanisms of contraction;五、平滑肌的收缩和舒张五、平滑肌的收缩和舒张 Two types of smooth muscles 多个单位平滑肌 单个单位平滑肌（内脏平滑肌）2.2.平滑肌细胞电活动平滑肌细胞电活动 Opening of voltage-gated calcium channels accounts for the action potential of most smooth muscle cells.3.平滑肌细胞钙信号平滑肌细胞钙信号4.平滑肌收缩

35、与舒张平滑肌收缩与舒张血液循环血液循环 心脏的泵血功能心脏的泵血功能 心动周期的概念；心脏泵血的过程；心脏泵血功能评价；影响心输出量的因素 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 工作心肌和自律细胞的跨膜电位及其形成机制；心肌的兴奋性、自律性、传导性和收缩性；正常心电图的波形与生理意义 血管生理血管生理 动脉血压、中心静脉压、微循环、组织液生成 心血管活动的调节心血管活动的调节 神经调节；心血管反射；体液调节 器官循环器官循环 冠脉循环的血流特点和血流量调节第四章第四章 血液循环血液循环1.物质运输物质运输2.维持内环境稳态维持内环境稳态3.调节体温调节体温 4.内分泌功能内分泌

36、功能一、心脏泵血的过程和机制一、心脏泵血的过程和机制(一一)心动周期（心动周期（cardiac cycle）收缩期收缩期(systole)与舒张期与舒张期(diastole)心动周期的特点心动周期的特点 舒张期时间舒张期时间 收缩期时间收缩期时间 全心舒张期全心舒张期0.4s 利于心肌休息和心室充盈利于心肌休息和心室充盈 心率快慢主要影响舒张期：心率快慢主要影响舒张期：心率心率 心动周期心动周期 室缩期室缩期 室舒期室舒期0.351.1540 1.575 0.8150 0.40.300.500.250.15心率心率心舒期心舒期心率心率心舒期心舒期充盈充盈 休息休息心衰心衰 心房射血期心房射血期

37、：持续：持续0.1S。心室收缩期心室收缩期：分为三个时相：分为三个时相 1)等容收缩期：持续等容收缩期：持续0.05s 2)快速射血期：持续快速射血期：持续0.1s 3)减慢射血期：持续减慢射血期：持续0.15s 心室舒张期心室舒张期：分为四个时相：分为四个时相 1)等容舒张期：持续等容舒张期：持续0.07s 2)快速充盈期：持续快速充盈期：持续0.1s 3)减慢充盈期：持续减慢充盈期：持续0.22s(二二)心脏的泵血功能（左心室为例）心脏的泵血功能（左心室为例）1=主主A内压内压2=左心室内压左心室内压3=左心房内压左心房内压4=心音心音5=心室容积心室容积=心房收缩期心房收缩期=等容收缩期

38、等容收缩期=快速射血期快速射血期=缓慢射血期缓慢射血期=等容舒张期等容舒张期=快速充盈期快速充盈期=减慢充盈期减慢充盈期心室收缩心室收缩心室舒张心室舒张 心动周期中压力、容积等变化心动周期中压力、容积等变化3.心房在心脏泵血活动中的作用心房在心脏泵血活动中的作用n心室收缩期，临时接纳和储存回流血液心室收缩期，临时接纳和储存回流血液n全心舒张期全心舒张期(心室舒张早、中期心室舒张早、中期)血液血液从静脉返回心室的一个通道从静脉返回心室的一个通道n心房收缩期心房收缩期初级泵初级泵(心室舒张后期心室舒张后期)n在一个心动周期中，左心房压力显示有三在一个心动周期中，左心房压力显示有三个正向波，个正向波

39、，a c v(三三)心音心音 第一心音第一心音标志心室收缩的开始标志心室收缩的开始 第二心音第二心音标志心室舒张的开始标志心室舒张的开始 第三心音是血液从心房流入心室引起第三心音是血液从心房流入心室引起 第四心音由心房收缩引起第四心音由心房收缩引起 心音的产生：心音的产生：血液流速改变形成的涡流和血液流速改变形成的涡流和血液撞击心室壁及大动脉壁引起的振动血液撞击心室壁及大动脉壁引起的振动二、心脏泵血功能的评定二、心脏泵血功能的评定（一）心脏的输出量（一）心脏的输出量1.每搏输出量、射血分数每搏输出量、射血分数 每搏输出量每搏输出量（stroke volume）：一侧心室每次搏出的血量（一侧心室

40、每次搏出的血量（70ml）=心室舒末期容积心室舒末期容积-心室缩末期容积心室缩末期容积 射血分数射血分数（ejection fraction）：）：=每搏输出量心室舒张末期容积每搏输出量心室舒张末期容积 60-80ml120-130ml 55-65 每分输出量每分输出量（minute volume）一侧心室每分钟射的血量一侧心室每分钟射的血量 每搏输出量每搏输出量心率心率 56 L/min 心指数心指数（cardiac index）*空腹和安静状态下空腹和安静状态下,每平方米体表面积的每分每平方米体表面积的每分心输出量。反映心室泵血的效率心输出量。反映心室泵血的效率*空腹和安静状态下，人体表面

41、积空腹和安静状态下，人体表面积=1.61.7 m2 心指数心指数=3.03.5 L/min.m2 2.每分输出量、心指数及意义每分输出量、心指数及意义n作为比较不同个体作为比较不同个体心功能的评定指标心功能的评定指标;n在同一个体的不同在同一个体的不同年龄段或不同生理年龄段或不同生理情况下，心指数发情况下，心指数发生变化生变化 心指数心指数(cardiac index)临床上检查心临床上检查心泵功能的方法泵功能的方法放射性核素血管放射性核素血管造影；造影；超声心动图超声心动图高速高速CT其他其他三、三、影响心脏泵血功能的因素影响心脏泵血功能的因素等长自身调节等长自身调节异长自身调节异长自身调节

42、前负荷前负荷、后负荷、后负荷、心肌本身特性心肌本身特性每分输出量每分输出量 每搏输出量每搏输出量 心率心率四、心脏泵血功能储备四、心脏泵血功能储备心力储备心力储备 Cardiac reserve心率贮备心率贮备搏出量贮备搏出量贮备收缩期贮备量收缩期贮备量(3540ml)舒张期贮备量舒张期贮备量(15ml)意义意义：反映心脏的健康程度、心脏泵血功能。：反映心脏的健康程度、心脏泵血功能。心功能不全心功能不全收缩期贮备低、舒张期贮备低、收缩期贮备低、舒张期贮备低、心率贮备低；心率贮备低；运动员运动员收缩期贮备大、舒张期贮备大、心率收缩期贮备大、舒张期贮备大、心率贮备高。贮备高。Cardiac out

43、put=Stroke volume Heart rateCRWork(kg.m/min)Cardiac output(L/min)Pulse rate(per min)Stroke volume(ml)Rest6.46410028813.110412654015.212212590017.8161110126020.9173120Changes in cardiac function with exercise in normal individual心脏的生物电活动和生理特性心脏的生物电活动和生理特性 兴奋性(excitability)自律性(autorhythmicity)传导性(cond

44、uctivity)收缩性(contractility)一、心肌细胞电活动及其机制一、心肌细胞电活动及其机制依据心肌细胞动作电依据心肌细胞动作电位去极化的速度和膜位去极化的速度和膜电位是否自动去极化，电位是否自动去极化，心肌细胞区分为：心肌细胞区分为：快反应非自律细胞快反应非自律细胞 工作细胞（心房工作细胞（心房/心室的收缩细胞）心室的收缩细胞）快反应自律细胞快反应自律细胞 浦顷野细胞浦顷野细胞 慢反应细胞慢反应细胞 窦房结、房室结细窦房结、房室结细胞胞1.静息电位静息电位 主要是主要是K+通道通道(IK1)开放开放和和Na泵作用；泵作用；IK1，持续开放，背景钾，持续开放，背景钾电流，电流，p

45、otassium leak，没有门控没有门控(non-gated)但但通透性受膜电位影响，通透性受膜电位影响，膜电位去极化时发生膜电位去极化时发生内内向整流向整流(一一)工作细胞的电活动工作细胞的电活动gatednon-gated012342.动作电位动作电位012342)机制机制 0期期钠电导钠电导 1期期Ito 平台期平台期 IK1内向整流内向整流 钙电导增加钙电导增加 3期期钾电导钾电导）特征：）特征：静息电位静息电位不稳定，当膜电位不稳定，当膜电位复极化到最大值时能自动去极复极化到最大值时能自动去极化化(pace-maker)。动作电位动作电位分三个时相分三个时相（0,3,4）,无无1

46、期和期和2期期;0相去极化幅度低相去极化幅度低;4相自动去极化速度较快相自动去极化速度较快(与与快反应自律细胞相比，快反应自律细胞相比，意意义？义？）。0344（二）自律心肌细胞的电活动（二）自律心肌细胞的电活动慢反应自律性细胞慢反应自律性细胞窦房结、房室结细胞窦房结、房室结细胞2）慢反应自律细胞的舒张期自动去极化机制）慢反应自律细胞的舒张期自动去极化机制 至少与三种离子流有关：至少与三种离子流有关：IK电流衰减电流衰减If离子流的激活离子流的激活：Na+内流为主，内流为主，K+外流为辅。外流为辅。P细胞的细胞的If电流幅值远小于普肯耶细胞电流幅值远小于普肯耶细胞 ICa-T离子流（离子流（t

47、ransient Ca2+current，T-type Ca2+current，ICa-T）：ICa-T通道的激活电位约为通道的激活电位约为-50 mV，ICa-T通道开放后形成一个短暂、微弱的内向通道开放后形成一个短暂、微弱的内向Ca2+电流，电流，可能参与可能参与P细胞的起搏活动。细胞的起搏活动。图图9-14 窦房结窦房结P细胞舒张期去极化和动作电位发生原理示意图细胞舒张期去极化和动作电位发生原理示意图快反应自律性细胞快反应自律性细胞Purkinje fibers、Bundle of His 特点：特点：0期去极化速度快，幅度大期去极化速度快，幅度大;4期自动去极化，期自动去极化，但速度慢

48、。但速度慢。机制：机制：0、1、2、3期：与心室肌细胞基本相似。期：与心室肌细胞基本相似。4期：为递增性期：为递增性Na+为主的内向离子流（为主的内向离子流（If）+外向外向K+电流递减电流递减所引起的自动去极化。所引起的自动去极化。IfIK00最大复极化电位最大复极化电位(最大舒张电位最大舒张电位)小结：快反应自律细胞的小结：快反应自律细胞的AP形成机制形成机制3 期期 末末 K+通通 道道的的 递递 增增 性性 失失 活活电电 位位 复复 极极 至至-60mV 时时If 通通 道道 的的 递递 增增 性性 激激 活活 K+递递 减减 性性 外外 流流Na+递递 增增 性性 内内 流流自自

49、动动 去去 极极 达达 阈阈 电电 位位快快 N+通通 道道 开开 放放Na+再再 生生 式式 内内 流流去去 极极 化化产产 生生 AP 的的 0 期期当去极化电位至当去极化电位至-50mV时时If 通道失活，自动去极化终止通道失活，自动去极化终止小结：慢反应自律细胞的小结：慢反应自律细胞的APAP形成机制形成机制复极化至复极化至-60mV时时If 通道递增性激活通道递增性激活3期末期末Ik通道通道递增性失活递增性失活自动去极后自动去极后1/3期期Ca2+通道（通道（T型）开放型）开放K+递减性外流递减性外流Na+递增性内流递增性内流Ca2+内流内流自自 动动 去去 极极 达达 阈阈 电电

50、位（位（-40mV）慢慢 Ca2+通通 道（道（L型）开型）开 放放Ca2+内内 流流 产产 生生 AP 的的 0 期期注：注：Ik 失活失活 If 激活激活6 1，故，故4期自动去极期自动去极If作用不大；作用不大；但但若在超极化时，若在超极化时，4期自动去极中期自动去极中If的作用增大。的作用增大。二、心肌的生理特性二、心肌的生理特性（一）兴奋性（一）兴奋性兴奋性的周期性变化兴奋性的周期性变化有效不应期（有效不应期（effective refractory period,ERP）绝对不应期（绝对不应期（absolute refractory period,ARP）局部反应期局部反应期相对不