生理学课件:血液循环
2)Na+负载的If电流
3)“T”型Ca2+-channel激活 出现的Ca2+内流。
P细胞AP的特征:最大复极 电位小(-60mv~-65mv)且 不稳定。0期除极速度慢,幅 值小(约70mv),由L-型钙 通道开放导致Ca2+内流。复 极为IK电流,由3,4期组成。
形态与心室肌相似,产 生的离子基础相同。
3.影响兴奋性的因素
(1)静息电位水平 (2)阈电位 (3)钠通道的性状,如图
(二)心肌的自动节律性(automaticity)
指心肌能自动地按一定节律发生兴奋的能力。心肌的 automaticity来源于细胞本身。大多数特殊心肌具有 automaticity。
1.正常起搏点(normal pacemaker)、潜在起搏点(latent or ectopic pacemake)
心室舒张充盈持续时间(心率) 静脉回心血量 取决于
心室舒张末
静脉回流速度(取决于外周
期充盈量
静脉压与心房、心室
心室射血后剩余血量
压差)
心脏自身调节的生理意义在于对搏出量进行精细的调节。
(2)后负荷(afterload)对搏出量的影响
心肌收缩时的afterload是指动脉血压而言的。在心率、心肌初 长度和收缩能力不变的情况下:
Cardiac contraclity是指心肌不依赖于其前负荷而能改变其力学 活动(包括收缩的强度和速度)的内在特性。凡是影响兴奋—收缩 藕联过程中各个环节的因素都能影响收缩能力,其中肌凝蛋白横桥 尖部ATP酶活性和活化横桥数是控制收缩能力的主要因素。
(二)心率对心泵功能的影响
1. 在一定范围内,心率加快可增加每分心输出 量。
——邻近部位膜的excitability
表:心脏兴奋传导的结构特点和传导速度
窦房结 心房肌 房室交界 房室束 左—右 浦肯野 心室肌
取
束支 纤维
细胞直径 结构特 较小约
点 5—10m
存在优 势传导
通路
双向传导 有延搁 0.05~0.15
s
纤维横向 联系多
有横向 联系
网状分 布直径 最大约
70 m
等容收缩期延长 →射血时间缩短
Bp↑
Stroke volume ↓
缩短程度和速度↓ →射血速度↓
但在整体,可通过Starling机制和contractility改变使Stroke volume 回调至正常,实际结果可见下面后负荷(主动脉压)与心输 出量关系图。
(3)心肌收缩力(Cardiac contraclity)的改变对搏出量的调节
搏功(stroke work)=搏出量×射血压力+动能(很小可略)
=搏出量×(平均动脉压—左房平均压) (mmHg) ×13.6(g/cm3) × 1/1000× 9.807
最后单位为J
四、心泵功能的储备(cardiac reserve)
指心输出量随机体代谢的需要而增加的能力。每分 输出量可增至安静时的5-6倍。
迅 速↓ 心室→动脉
缓慢射血期 Pa<PV< PA
关开
继 续↓
心室→动脉
末期室内容 积减至最小
等容舒张期 Pa<PV< PA 室 舒 期 快速充盈期 Pa>PV< PA
关关 开关
不变
血存于心房
室内压下降 速度最快
迅 速↑
心房→心室
可出现第三 心音
缓慢充盈期 Pa>PV< PA
开关
继 续↑ 心房→心室
驱动血液在相应腔室之间流动的主要动力是压力梯度, 而产生压力梯度的主要原因是心室的收缩和舒张。瓣膜起 到良好的配合作用,引导血液向固定方向流动。
(三)右心活动的特征
唯一明显的区别是右心室的压力升高水平比左室低得多。
(四)心房在心脏泵血功能中的作用
临时接纳和储存血液---心室收缩期
血液从静脉返回心室的一个通道---全心舒张期(心室 舒张早、中期)
2.窦性心律、异位心律
窦房结对潜在起搏 点的控制,通过两 种方式实现的
抢先占领(preoccuppation) 超速抑制(overdrive suppression)
3.决定和影响automaticity的因素 (如图)
设想快Na+通道的三种状态的模式图
自动除极离子基础:
1)复极4期时间依赖性IK失 活。
②充盈压15~20mmHg范围内,曲线 逐渐平坦,说明该段变动对泵血功能 影响不大。
③充盈压>20mmHg以后,曲线呈平 坦状或轻度下倾,但并不出现明显的 降支,说明正常心室充盈压即使超过 20mmHg,搏功不变,只有在严重病 变的心脏,功能曲线才出现降支。
前负荷是心室舒张末期的血液充盈量来决定的。
二、血流量、血流阻力和血压(blood flow、resistance and blood pressure)
各类血管的结构特点和功能特点
结构特点
功能特点
主动脉、大动脉 壁厚,富有弹性纤 容纳血液,缓冲血压,维持
维
血流(弹性贮器血管)
小动脉、微动脉 口径小,弹性纤维 构成血流阻力(阻力血管) 少,平滑肌多
② 心室收缩期>心房收缩期,这 是由于心脏泵血功能主要由心 室完成。
③ 舒张期>收缩期,这样心脏每 次活动后有足够的时间休息。
④ 当心率增快时,心动周期将缩 短,心缩、舒期均缩短,但心 舒期缩短更显著,适当减少血 液充盈量及休息时间,从而保 证心脏射血时间不至太短。
(二)左心室泵血机制 上述过程可以用一表加以总结:如表
初级泵---心房收缩期(心室舒张后期)
时期
压力比较 Pa PV PA
瓣膜开闭 心室容积
房室瓣 动脉瓣
血流方向
备注
房缩期
Pa>PV< PA开关进一步↑心房→心室
心室容积可 达最大值,
等容收缩期 Pa<PV< PA 室 缩 期 快速射血期* Pa<PV> PA
关关 关开
不变
血存于心室
室内压上升 速度最快
根据组织学特点、电生理特性以及功能可分为两类:
普通心肌细胞 又称working cell,包括心房肌细
心肌细胞
胞、心室肌细胞。无自律性
特殊分化的 心肌细胞
构成特殊传导系统。主要有 pacemaker cell和Purkinje cell。 多数具有自律性,但无收缩性。
一、心肌细胞的动作电位和兴奋性 (一)心室肌的静息电位和动作电位 1.resting potential 2.action potential :除极过程和复极过程 (如图) (二)形成机制 (如图)
直径约 10~15
m
传导速 度(m/s)
0.05
0.4
0.1结区 0.02
1.5
3.0
4.0
1.0
0期:INa+形成的内向电流。快Na+ - channel,快反应细胞, 快反应AP、TTX
1期:K+负载的瞬时外向电流( Ito )
2期:Ca2+和Na+负载的内向电流与K+负载的外向电流达平 衡。慢Ca2+ - channel,Mn 2+、verapamil
第四章 血液循环 THE BLOOD CIRCULATION
本章主要讨论心脏的生物电现象及泵血功 能;血管的功能;心血管活动的调节。
第一节 心脏的生物电活动
心肌组织具有兴奋性(excitability)、自律性 (autorhythmicity)、传导性(conductivity)、收缩性 (contractivity)
*快速射血期的中、后期,室内压已小于动脉压
三、心脏泵血功能的评定 (一)心脏的输出量( cardiac output)
1.每搏输出量( stroke volume)和每分输出量( minute volume)
定2.心义指、数简(称、car健dia康c 成ind年ex男)性静息状态下的正常值
定(义二、)公射式血:分c数ar(diaecjeincdtieoxn[Lfr/macitni.omn2)]= c定(ar义 三dia、)c 正心ou常脏tpu值作t(、功L/m生量in理()/意bcoa义drdyiascurwfaocrek)area(m2)。正常值
3期:K+负载的外向电流( Ik + ) 4期: Na+ - K+ pump、 Na+ -Ca2+pump
第二节 心脏的泵血功能
心肌收缩的特点 1.对细胞外Ca2+的依赖性—— “钙触发钙释放” 2. “全或无”式的收缩
一、心动周期( cardiac cycle) 心脏从一次收缩的开始到下一次收缩开始前,称为一个心 动周期。 心缩期和心舒期 (Systolic period and diastolic period ) 心动周期的长短与心率有关。(如图) 二、心脏泵血过程
心率储备 心力储备
搏出量储备
心率上限160~180次/分钟 舒张期储备 15ml
收缩期储备 35~40ml
五、心脏泵血功能的调节
指心脏自身对泵血功能的调节。通过改变搏出量和心 率来实现的。
(一)搏出量的调节(stroke volume) 1.心肌收缩的“全或无”现象
2.搏出量的调节
(1)心泵功能的自身调节autoregulation—Starling机制
即前负荷(心肌初长度或心室舒张末期容量)对搏出 量的影响。具体表现在每搏输出量多少由静脉回心量多少 所决定。其机制与骨骼肌相似,但也表现出自身的特殊性, 可从心功能曲线来分析。
心功能曲线大致分为三段:
①充盈压(12~15mmHg)是人体心室 最适前负荷,位于左侧一段为功能曲 线升支,它与骨骼肌长度-张力曲线相 似,均表明当前负荷-初长度未到达最 适水平之前,搏功或等容峰压随长度 的增加而增加。但通常左室充盈压为 5~6 mmHg说明心室具有较长的初长 度贮备。