生理學(xué)：第四章 血液循環(huán)

1、Circulation心臟心臟為血液循環(huán)提供動(dòng)力為血液循環(huán)提供動(dòng)力血管血管引導(dǎo)和分配血流到全身各處引導(dǎo)和分配血流到全身各處Superior view of transverse planeAnatomy of the HeartValves Guard the passageway between the atria and the ventricles Tricuspid valve between right atrium and right ventricle Bicuspid (mitral) valve between left atrium and left ventricle B

2、etween ventricles and arteries Pulmonary valve between right ventricle and pulmonary artery Aortic valve between left ventricle and aorta心動(dòng)周期與心率互為倒數(shù)心動(dòng)周期與心率互為倒數(shù)(cardiac cycle)成年人安靜時(shí)的心率約為成年人安靜時(shí)的心率約為75 75 次次/min/min，心動(dòng)周期為，心動(dòng)周期為0.8 s0.8 s。心房收縮期占心房收縮期占0.1 s0.1 s，舒張期為，舒張期為0.7 s0.7 s。心室收縮期持續(xù)心室收縮期持續(xù)0.3 s0.3

3、 s后，轉(zhuǎn)為心室舒張期，約為后，轉(zhuǎn)為心室舒張期，約為0.5 s0.5 s。Cardiac cycle u The term means to contract, and means to dilate. is contraction of the atrial myocardium, and is relaxation of the atrial myocardium. u Similarly,is contraction of the ventricular myocardium, and is relaxation of the ventricular myocardium. 心房收縮在先

4、，心室收縮在后。左右兩側(cè)心房或心室同步活動(dòng)。舒張期比收縮期持續(xù)時(shí)間長。 心率加快時(shí)，心動(dòng)周期縮短，以心率加快時(shí)，心動(dòng)周期縮短，以舒張期舒張期縮短更明縮短更明顯。心肌細(xì)胞工作時(shí)間相對(duì)延長。顯。心肌細(xì)胞工作時(shí)間相對(duì)延長。 (atrial systole)(ventricular systole)(isovolumic contraction phase)(rapid ejection phase)(reduced ejection phase)(ventricular diastole)(isovolumic relaxation phase)(rapid filling phase)(reduc

5、ed ejection phase)心動(dòng)周期分期心動(dòng)周期分期增加1/4。心室舒張末期容積增大，心室肌收縮的初長度增加，從而提高心室的泵血功能。 心房顫動(dòng) 心室顫動(dòng) S1 S2 S1 在某些健康兒童和青年人有時(shí)可聽到和/或(心房音)。注意鑒別屬于生理性還是病理性。 心音圖機(jī)（phonocardiogram,PCG）：第一心音、第二心音、第三心音和第四心音。第一心音和第二心音又各分4種成分。 u Valvular insufficiency is a condition in which the valve do not form a tight seal when the valve is cl

6、osed. u Aortic valvular insufficiency result in an abnormal sound during ventricular diastole.Valvular stenosisu Valvular stenosis is a condition that results from abnormal constriction of the valves ability to open fully.u Aortic stenosis can be heard during ventricular. 70 ml75 次/分5.25 L （)。心輸出量與機(jī)

7、體新陳代謝的水平相適應(yīng)，劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)可高達(dá)2535Lmin,女性比男性約低10。人體靜息狀態(tài)下的心輸出量與體表面積成正比。心室舒張末期的充盈程度決定心肌收縮前被拉長的程度，即心肌收縮的初長度(initial) 心室末期的充盈壓增高到1215 mmHg時(shí)，曲線斜率最大，前負(fù)荷將處于最佳狀態(tài)。此時(shí)肌節(jié)中的粗、細(xì)肌絲有效重疊的程度最佳，因而心肌的收縮力最強(qiáng)。 當(dāng)前負(fù)荷的增加超過了一定的限度后，心肌纖維的初長度就不再明顯增加，每搏輸出量也就不再增加，心室功能曲線趨于平坦。 當(dāng)某一時(shí)刻靜脈回流量增加時(shí)，心室的充盈量也增加，通過異長自身調(diào)節(jié)，搏出量也會(huì)增加。使心輸出量始終與靜脈回流量相一致。 （暫時(shí)）（暫時(shí)

8、） 心肌加強(qiáng)收縮維持心輸出量心肌肥厚等病理改變泵血功能 取決于心肌細(xì)胞內(nèi)部與收縮有關(guān)的各種酶的活性等內(nèi)在因素，這些因素可在神經(jīng)體液因素的影響下改變。 調(diào)節(jié)心肌收縮能力可在前負(fù)荷不變的情況下調(diào)節(jié)心肌的收縮強(qiáng)度和速度，進(jìn)而改變每搏輸出量。 影響心輸出量的因素：影響心輸出量的因素：心輸出量心輸出量= =搏出量搏出量心率心率 心室舒張末期的容積或壓力心室舒張末期的容積或壓力 在一定范圍內(nèi)，前負(fù)荷在一定范圍內(nèi)，前負(fù)荷搏出量搏出量 大動(dòng)脈血壓大動(dòng)脈血壓大動(dòng)脈大動(dòng)脈BP半月瓣開放延遲半月瓣開放延遲等容收縮期等容收縮期、射血期、射血期射血速度與力量射血速度與力量搏出量搏出量 （暫時(shí)）（暫時(shí)）心室內(nèi)余血心室內(nèi)余

9、血、充盈量、充盈量 心肌初長心肌初長(異長調(diào)節(jié)）異長調(diào)節(jié)） 神經(jīng)神經(jīng)-體液因素體液因素心肌收縮能力心肌收縮能力（等長調(diào)節(jié)）（等長調(diào)節(jié)）搏出量接近原來水平搏出量接近原來水平取決于心肌細(xì)胞內(nèi)部因素取決于心肌細(xì)胞內(nèi)部因素 交感神經(jīng)興奮、兒茶酚胺交感神經(jīng)興奮、兒茶酚胺 心肌收縮能力心肌收縮能力 AChACh、缺氧、酸中毒、缺氧、酸中毒 心肌收縮能力心肌收縮能力在一定范圍內(nèi)，心率在一定范圍內(nèi)，心率心輸出量心輸出量 心率過快或過慢心率過快或過慢心輸出量心輸出量Summaryu 靜息狀態(tài)下心率為75次/min，搏出量70ml。心輸出量為5L左右。強(qiáng)體力勞動(dòng)時(shí)，心率可達(dá)180200次/min，搏出量可增加到1

10、50ml左右，心輸出量可達(dá)30L,是靜息狀態(tài)下的。u 訓(xùn)練有素的運(yùn)動(dòng)員：8倍以上。（2-2.5倍）收縮末期容積的儲(chǔ)備量（約為55ml）心室舒張末期容積的儲(chǔ)備量（約為15ml） -90 +30mV (120mV), 1-2ms+30 0mV, 10ms。0期和1期合稱鋒電位。0mV, 100150ms，是動(dòng)作電位持續(xù)時(shí)間長的主要原因 0-90 mV, 100150ms-90mV 相互抵消 Autorhythmic myocardial cellsuPacemakers are small myocardial cells with few contractile fibersuSpontaneo

11、usly generate action potentialsuEnables the heart to contract without any outside signaluThe heart is myogenic: signal for contraction originates from heart muscle itself 心室肌細(xì)胞心室肌細(xì)胞竇房結(jié)細(xì)胞竇房結(jié)細(xì)胞0期開放4期后半期開放 心室肌平臺(tái)期開放的Ca2+通道為ICa-L Obsolute refractory periodEffective refractory periodRelative refractory pe

12、riodSupranormal period 靜息電位絕對(duì)值或閾電位上移。 激活、失活和備用3種狀態(tài)。激活和失活狀態(tài)時(shí)，無論受多強(qiáng)大的刺激，通道都不能被再次激活而產(chǎn)生動(dòng)作電位。 因?yàn)樾募〖?xì)胞的有效不應(yīng)期特別長，時(shí)間上 正常心臟按竇房結(jié)的起搏信號(hào)興奮和收縮，如在有效不應(yīng)期之后心室或心房受到人工或病理性的額外刺激，產(chǎn)生一次正常節(jié)律以外的收縮premature systole 。 緊接期前收縮之后的竇性興奮常落在期前興奮的有效不應(yīng)期內(nèi)，不能引起心臟興奮和收縮，形成一次“脫失”，直到下次竇房結(jié)興奮傳來，才引起心房和心室的興奮和收縮。因而期前收縮之后有一段較長的舒張期compensatory perio

13、d 。 100次min，安靜時(shí)受迷走神經(jīng)影響，70次min 50次min 25次min (受竇房結(jié)控制，自律性不表現(xiàn)出來，僅起傳導(dǎo)興奮作用) 竇房結(jié)最先發(fā)出節(jié)律興奮，依次激動(dòng)心房肌、房室交界、房室束、心室內(nèi)傳導(dǎo)組織和心室肌，引起整個(gè)心臟興奮和收縮。 ,故稱為。Cardiac muscle Intercalated disks ( (閏盤閏盤) ) Gap junctions (縫隙連接縫隙連接) ) at intercalated discs, waves of depolarization spread from one cell to another. Syncytium ( (合胞體合胞

14、體) ) 0.06 s1.0 m/s0.1 s0.02 m/s0.03 s4 m/s心內(nèi)膜心外膜方向竇房結(jié)P細(xì)胞優(yōu)勢(shì)傳導(dǎo)通路(preferential pathway) 心肌收縮特點(diǎn)：1. 同步收縮2. 不發(fā)生強(qiáng)直收縮3. 對(duì)細(xì)胞外Ca2+依賴性大運(yùn)送血液運(yùn)送血液分配血流分配血流物質(zhì)交換物質(zhì)交換動(dòng)脈動(dòng)脈毛細(xì)血管毛細(xì)血管靜脈靜脈(windkessel vessel)：（resistant vessel）：（exchange vessel)：（capacitance vessel）：Windkessel vessel(laminar flow)(turbulence) (systolic pres

15、sure)diastolic pressure)mean arterial pressure)收縮壓、舒張壓與平均動(dòng)脈壓的關(guān)系，平均動(dòng)脈壓虛線以上的陰影面積與虛線以下陰影面積相等 gng13.3 16.0 kPa (100120 mmHg) 8.0 10.6 kPa (6080 mmHg)4.0 5.3 kPa (30 40 mmHg) 18.6/12.0 KPa (140/90 mmHg) 12.0/6.8 KPa (90/50 mmHg) 血液流經(jīng)體循環(huán)時(shí)血血液流經(jīng)體循環(huán)時(shí)血壓、總截面積、速度壓、總截面積、速度和阻力變化的示意圖和阻力變化的示意圖管總截面積從主動(dòng)脈處 4.5cm 2 增加到

16、毛細(xì)血管處 4500 cm 2 血管阻力在?。ㄎⅲ﹦?dòng)脈處為最高每搏輸出量每搏輸出量心率心率，外周阻力外周阻力 。 （arterial pulse）（sphygmogram）(central venous pressure, CVP)：0.4血管內(nèi)有靜水壓 身體各部分與心臟水平差別不大，靜脈壓大致相等，矢狀竇-1.33KPa (-10 mmHg)；， 足 部 靜 脈12KPa (90 mmHg) 直立時(shí)，足部靜脈飽滿，而頸部靜脈塌陷。，故由平臥位轉(zhuǎn)直立位時(shí)，回心血量減少。 心泵功能收縮時(shí)心室排空較完全心舒時(shí)心室內(nèi)壓較低對(duì)心房和大靜脈中血液的抽吸力量較大靜脈回心血量 肌肉回心血量肌肉舒張受重力影響

17、(microcirculation)后微動(dòng)脈后微動(dòng)脈各部位毛細(xì)血管通透性不同400億根有效交換面積1000 m2毛細(xì)血管血壓： 動(dòng)脈端：30-40 mmHg 靜脈端：10-15 mmHg 中段：約25 mmHg（血流帶走） (interstitial fluid) 組織液是血漿通過毛細(xì)血管壁濾過而生成的，呈膠凍狀，不能自由流動(dòng)。 (effective filtration pressure)單位時(shí)間濾過的液體量單位時(shí)間濾過的液體量 V = Kf V = Kf * * ( (有效濾過壓）有效濾過壓）KfKf濾過系數(shù)，取決于毛細(xì)血管壁的通透性和濾過面積濾過系數(shù)，取決于毛細(xì)血管壁的通透性和濾過面積有

18、效濾過壓有效濾過壓=(=(毛細(xì)血管血壓毛細(xì)血管血壓+ +組織液膠滲壓組織液膠滲壓)-()-(血漿膠滲壓血漿膠滲壓+ +組織液靜水壓組織液靜水壓) )動(dòng)脈端動(dòng)脈端毛細(xì)血管 有效濾過壓=(30+15)-(25+10)=+10 mmHg （濾過濾過）靜脈端靜脈端毛細(xì)血管 有效濾過壓=(12+15)-(25+10)=-8 mmHg （重吸收重吸收） 濾過液體中，90%在靜脈端毛細(xì)血管重吸收，10%進(jìn)入淋巴管。成為淋巴液。 受心交感神經(jīng)和心迷走神經(jīng)雙重支配。 幾乎所有血管幾乎所有血管交感縮血管神經(jīng)支配交感縮血管神經(jīng)支配體內(nèi)大多數(shù)血管體內(nèi)大多數(shù)血管交感縮血管神經(jīng)單一支配交感縮血管神經(jīng)單一支配(cardio

19、vascular center)(rostral ventrolateral medulla, RVLM) (caudal ventrolateral medulla, CVLM) (nucleus tractus solitarii, NTS)(dorsal nucleus)(ambigous nucleus) 不是直接感受血壓變化，而是（血壓升高時(shí)，管壁受牽張程度增加）baroreceptor reflex(carotid sinus)(sinus nerve)（加入舌咽神經(jīng)）(aortic nerve, depressor nerve) baroreceptor reflex(buffe

20、r nerves）(resetting)：在慢性高血壓?。涸诼愿哐獕翰。簤毫Ω惺苄苑瓷涞墓ぷ鞣秶l(fā)生改變，壓力感受壓力感受性反射的工作范圍發(fā)生改變，壓力感受性反射功能曲線右移，即在較高的血壓水平上工性反射功能曲線右移，即在較高的血壓水平上工作，動(dòng)脈血壓維持在較高水平。作，動(dòng)脈血壓維持在較高水平。(Cardiopulmonary receptor)(volume receptor)心血管內(nèi)壓力心血管內(nèi)壓力血容量血容量心血管中樞心血管中樞前列腺素、緩激肽前列腺素、緩激肽等化學(xué)物質(zhì)等化學(xué)物質(zhì)心迷走緊張心迷走緊張心交感緊張心交感緊張心率心率心輸出量心輸出量外周阻力外周阻力血壓血壓腎交感神經(jīng)活動(dòng)腎交感

21、神經(jīng)活動(dòng)腎血管擴(kuò)張腎血管擴(kuò)張腎血流量腎血流量腎排水腎排水腎排鈉腎排鈉血量血量Cardiac sympathetic afferent reflex, CSAR u 感受器感受器心室壁心室壁u 適宜刺激適宜刺激機(jī)械刺激和化學(xué)刺激機(jī)械刺激和化學(xué)刺激u 傳入神經(jīng)傳入神經(jīng)行走于心交感神經(jīng)內(nèi)行走于心交感神經(jīng)內(nèi)u 效應(yīng)效應(yīng)交感緊張交感緊張u 與慢性心力衰竭、高血壓發(fā)病機(jī)制有關(guān)與慢性心力衰竭、高血壓發(fā)病機(jī)制有關(guān)Chemoreceptor reflexCarotid bodyAortic bodyPOPO2 2、PCOPCO2 2、HH+ +心血管中樞心血管中樞心率心率心輸出量心輸出量腦和心血流量腦和心血流量

22、腹腔和內(nèi)臟血流量腹腔和內(nèi)臟血流量外周阻力外周阻力 呼吸加深加快呼吸加深加快 血壓血壓頸動(dòng)脈體頸動(dòng)脈體主動(dòng)脈體主動(dòng)脈體化學(xué)感受器化學(xué)感受器竇竇N N迷走迷走N N呼吸中樞呼吸中樞(brain ischemic response)腎素腎素- -血管緊張素系統(tǒng)血管緊張素系統(tǒng)腎上腺素和去甲腎上腺素腎上腺素和去甲腎上腺素血管升壓素血管升壓素血管內(nèi)皮生成的血管活性物質(zhì)血管內(nèi)皮生成的血管活性物質(zhì)激肽釋放酶激肽釋放酶激肽系統(tǒng)激肽系統(tǒng)心房鈉尿肽、前列腺素、阿片肽、組胺心房鈉尿肽、前列腺素、阿片肽、組胺ACE:血管緊張素轉(zhuǎn)換酶ACE2:血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2NEP:中性內(nèi)肽酶PCP:脯氨酰羧肽酶PEP:脯氨酰肽鏈內(nèi)切酶 AT1受體：Ang II主要作用于AT1受體發(fā)揮作用，losartan為AT1受體拮抗劑。AT2受體AT3受體AT4受體Epinephrine and norepinephrineu肽類激素(神經(jīng)垂體）u生理作用： 。u大劑量：血管收縮血壓（2，prostacyclin, PGI2）過去被稱為內(nèi)皮舒張因子（EDRF）前體是L-精氨酸NO激活血管平滑肌內(nèi)的鳥苷酸環(huán)化酶cGMP游離Ca2