人體生理學(xué) 第四章血液循環(huán)(上)心臟生理課件

第四章血液循環(huán)第一節(jié)心臟的生物電活動第二節(jié)心臟的泵血功能第三節(jié)血管生理第四節(jié)心血管活動的調(diào)節(jié)心臟的解剖結(jié)構(gòu)（復(fù)習(xí)）第一節(jié)心臟的生物電活動一、心肌細(xì)胞的分類

二、心肌細(xì)胞的跨膜電位及其形成機(jī)制（一）、工作細(xì)胞的跨膜電位及其形成機(jī)制1、靜息電位

2.動作電位①主要特征：復(fù)極化過程復(fù)雜，持續(xù)時間很長，動作電位的降支和升支不對稱。②機(jī)制：

（1）去極化過程：（又稱為0期）去極化到閾電位（-70mV）→快Na+通道開放，出現(xiàn)再生性Na+內(nèi)流Na+順電-化學(xué)梯度進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)→去極化

（2）復(fù)極過程：從0期去極化→靜息電位

1期：從+30mV→0mV約10ms，由短暫的一過性外向電流引起通道在去極化到約-20mV時激活，為K+外流。

2期：又稱緩慢復(fù)極期。膜內(nèi)電位停滯于0mV左右，常稱平臺期，持續(xù)100~150ms。

平臺期初期，內(nèi)向Ca2+電流與外向K+電流處于相對平衡狀態(tài)，膜電位穩(wěn)定在0mV左右。

平臺期晚期，內(nèi)向Ca2+電流逐漸減弱，外向K+電流逐漸增強(qiáng)，出現(xiàn)一種隨時間推移而逐漸增強(qiáng)的微弱的凈外向電流，導(dǎo)致膜電位緩慢地復(fù)極化。

3期：又稱快速復(fù)極末期。0mV左右→

－90mV，約100~150ms。Ca2+通道關(guān)閉，Ca+內(nèi)流停止，而K+外流進(jìn)行性增加所致。4期：又稱靜息期（電舒張期）。膜電位穩(wěn)定于－90mV，恢復(fù)細(xì)胞內(nèi)外離子的正常分布。Na+-K+泵排Na+,攝K+，恢復(fù)Na+、K+的分布。

（二）、自律細(xì)胞的跨膜電位及其形成機(jī)制

工作細(xì)胞4期的膜電位是基本穩(wěn)定的。

自律細(xì)胞4期的膜電位不穩(wěn)定，可自動除極化。離子基礎(chǔ)：①除4期外，與工作細(xì)胞離子基礎(chǔ)相同。②4期自動去極化的離子基礎(chǔ)：隨時間而逐漸增強(qiáng)的內(nèi)向離子電流（即If電流），通常被稱為起搏電流。If主要為Na+(也有少量K+)。If在復(fù)極至-60mV時開始激活，至-100mV時完全激活。因其激活緩慢，并隨時間的延長而增大，在4期內(nèi)進(jìn)行性增大。當(dāng)4期自動去極達(dá)閾電位時，便可產(chǎn)生新的AP，而If在0期去極化至-50mV時因通道的失活而終止。

2、竇房結(jié)細(xì)胞

①最大復(fù)極電位（-70mV）和閾電位（-40mV）均高于浦肯野細(xì)胞；②0期去極化幅度低（僅70mV），速度慢（約10v/s），時程長（7ms左右），0期只去極化到0mV左右，無明顯的極化倒轉(zhuǎn)；③無明顯復(fù)極1期和2期；④4期自動去極化速度快（約0.1v/s），明顯快于浦肯野細(xì)胞（0.02V/s）。

2、興奮性的周期性變化(1)有效不應(yīng)期:0期去極化到3期復(fù)極至-60mV絕對不應(yīng)期:0期去極化到3期復(fù)極化至-55mV(2)相對不應(yīng)期：復(fù)極化-60mV至-80mV的時間(3)超常期：膜內(nèi)電位由-80mV恢復(fù)到-90mV

3、興奮性的周期性變化與收縮活動的關(guān)系

①心肌興奮性變化特點：有效不應(yīng)期長

②意義：

a、保證了心肌收縮和舒張交替進(jìn)行，有利于心室的充盈和射血

b、與期前收縮（prematuresystole）后代償性間歇（compensatorypause）的產(chǎn)生有關(guān)

期前收縮與代償性間歇

（二）自律性

1、概念：組織、細(xì)胞能夠在沒有外來刺激的條件下自動發(fā)生節(jié)律性興奮的特性稱為自動節(jié)律性。具有自動節(jié)律性的組織或細(xì)胞稱為自律組織或自律細(xì)胞。自律性的高低可用單位時間（每分鐘）內(nèi)自動發(fā)生興奮的次數(shù)，即自動興奮的頻率來衡量。

2、心臟的起搏點

正常起搏點（竇房結(jié)）

潛在起搏點（竇房結(jié)以外的起搏點）

①安全因素，當(dāng)正常起搏點活動障礙時，作為備用起搏點仍能以較低的頻率保持心臟跳動。

②潛在的危險因素，當(dāng)其自律性增高并超過竇房結(jié)時，可引起心律失常

異位起搏點（病理條件下的起搏點）3、竇房結(jié)對潛在起搏點的控制①搶先占領(lǐng)竇房結(jié)的自動節(jié)律性興奮頻率高于其他潛在起搏點。（先達(dá)到閾電位。）②超速驅(qū)動壓抑

a、超速驅(qū)動：當(dāng)自律細(xì)胞在受到高于其固有頻率的刺激時，就按外加的頻率發(fā)生興奮。b、超速驅(qū)動壓抑：外來的超速驅(qū)動刺激停止后，自律細(xì)胞不能立即呈現(xiàn)其固有的自律性活動，須經(jīng)一段靜止期后才逐漸恢復(fù)其自律性。C、意義：當(dāng)一過性竇性頻率減慢時，使?jié)撛谄鸩c自律性不能立即表現(xiàn)出來，有利于防止異位搏動。4、影響自律性的因素

①最大復(fù)極電位與閾電位之間的差距：間差距小，自律性增高

②4期自動去極化速度：4期自動去極化速度增快，自律性增高

（三）傳導(dǎo)性心肌細(xì)胞具有傳導(dǎo)興奮的能力，稱為傳導(dǎo)性。傳導(dǎo)性的高低可用興奮的傳播速度來衡量。1、心臟內(nèi)興奮傳播的特點

（1）心肌細(xì)胞間直接電傳遞：心肌細(xì)胞間存在閏盤，相鄰細(xì)胞間可通過縫隙連接處的細(xì)胞間通道相互聯(lián)系，興奮可在細(xì)胞間迅速傳播，以實現(xiàn)其同步性活動，使整個心室（或整個心房）構(gòu)成一個功能上互相聯(lián)系的功能性合胞體。（2）通過特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)有序傳播（3）心臟內(nèi)興奮傳導(dǎo)速度不均一：

傳導(dǎo)最慢：房室結(jié)－房室延擱意義：房室不同時收縮,心室收縮緊跟在心房收縮完畢后進(jìn)行，不會發(fā)生心房和心室的收縮時間上重疊的現(xiàn)象。

傳導(dǎo)最快：心室內(nèi)浦氏纖維

意義：保證心室肌幾乎完全同步收縮，產(chǎn)生較好的射血效果

2、決定和影響傳導(dǎo)性的因素

（1）心肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)

a、細(xì)胞直徑：細(xì)胞直徑大，細(xì)胞內(nèi)的電阻降低，則空間常數(shù)增大，興奮部位的電位變化所引起的電緊張擴(kuò)布的范圍也越遠(yuǎn)，傳導(dǎo)速度增快。b、細(xì)胞間縫隙連接數(shù)目：細(xì)胞間縫隙連接數(shù)目多，使縱向細(xì)胞內(nèi)電阻小，傳導(dǎo)快。

（2）0期去極化的速度和幅度

0期去極的速度愈快，局部電流的形成也將愈快，興奮傳導(dǎo)愈快。

0期去極的幅度愈大，興奮與未興奮部位間的電位差愈大，向前影響的范圍也愈廣，興奮傳導(dǎo)愈快。（3）鄰近未興奮部位的興奮性鄰近未興奮部位的靜息電位與閾電位的差距增大時，興奮性降低，此時膜去極化達(dá)到閾電位水平產(chǎn)生動作電位所需時間延長，傳導(dǎo)減慢。三、體表心電圖

（一）、概念：將引導(dǎo)電極置于身體一定部位，記錄整個心動周期中心電變化（各細(xì)胞的綜合心電向量）的波形圖。

（二）、正常心電圖的波形及生理意義（1）P波：反映左右兩心房的去極化過程。（2）QRS波群：反映左右兩心室去極化過程的電位變化。

（3）T波：反映心室復(fù)極過程中的電位變化（4）PR間期：代表從心房去極化開始至心室去極化開始的時間。

（5）QT間期：代表心室開始興奮去極化至完全復(fù)極的時間。（6）ST段：ST段代表心室各部分心肌均已處于動作電位的平臺期，各部分之間沒有電位差存在。第二節(jié)心臟的泵血功能本節(jié)探討心臟的機(jī)械動力活動。三方面：1、興奮的產(chǎn)生以極興奮向整個心臟的擴(kuò)步。2、興奮觸發(fā)的心肌收縮和舒張，與瓣膜的啟閉配合，造成心房和心室壓力容積的變化，從而推動血液在血管內(nèi)流動。3、心音的出現(xiàn)一、心肌收縮的特點

1．對細(xì)胞外液Ca2+的依賴性心肌收縮強(qiáng)度因細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流量而變化。機(jī)制：在心肌的興奮-收縮脫耦聯(lián)中有賴于平臺期細(xì)胞外Ca2+的內(nèi)流→鈣誘導(dǎo)鈣釋放觸發(fā)肌漿網(wǎng)釋放大量的Ca2+→收縮。（受Ca2+濃度、IP3受體等因素影響）2、“全或無”式收縮

機(jī)制：心肌間存在閏盤，興奮可在細(xì)胞間迅速傳播。

意義：心肌收縮的強(qiáng)度將不因參加活動的肌細(xì)胞數(shù)目的不同而改變。3.不發(fā)生完全強(qiáng)直收縮

機(jī)制：在心肌細(xì)胞有效不應(yīng)期特別長

意義：保證心肌收縮和舒張交替進(jìn)行，有利于心室的充盈。

二、心臟的泵血機(jī)制（一）心動周期的概念1、心動周期：心臟一次收縮和舒張構(gòu)成的一個機(jī)械活動周期。特點：

1.房室不同時收縮,心室收縮緊跟在心房收縮完畢后進(jìn)行

2.有一個全心舒張期

3.舒張期長于收縮期:有利于心臟充盈與心臟供血2、心率①概念:單位時間內(nèi)心臟舒縮的次數(shù)稱心率。②

正常變異:

年齡:初生兒(130次/分)；成人(60～90次/分)

性別:女＞男

體質(zhì):弱＞強(qiáng)

興奮狀態(tài):運(yùn)動、情緒激動＞安靜、休息

體溫：每↑1℃→心率↑10次/分

3、心率與心動周期的關(guān)系

心率快慢主要影響舒張期：

心率↑→心舒期↓→充盈↓休息→

↓→心衰↓→心舒期↑

心縮期習(xí)慣以心室的活動作為心臟活動的指標(biāo)。

（二）心臟的泵血過程

1、心房的初級泵血功能

心房收縮

↓

心房容積↓

↓

房內(nèi)壓↑

(右房↑4-6mmHg)

(左房↑6-7mmHg)

↓

房室瓣開放

（動脈瓣處關(guān)閉狀態(tài)）

↓

擠血入心室

（占心室充盈量25%）

↓

心室舒張

（75%由V經(jīng)心房流入心室）

2、心室的泵血①心室收縮期

(1)等容收縮期：

心室開始收縮

↓

室內(nèi)壓急劇↑

（左室內(nèi)壓↑近80mmHg）

↓

房室瓣關(guān)閉

(動脈瓣仍處于關(guān)閉狀態(tài))（容積不變、血液不流）

↓

繼續(xù)收縮

↓

快速射血期

（2）快速射血期：

心室繼續(xù)收縮

↓

室內(nèi)壓＞動脈壓

（左室＞80mmHg）

（右室＞8mmHg）

↓

動脈瓣開放

（房室瓣仍處于關(guān)閉狀態(tài)）

↓

迅速射血入動脈

（占射血量70%）

↓

心室容積迅速↓

↓

減慢射血期

（3）減慢射血期

迅速射血入動脈后

↓

心室容積繼續(xù)↓

↓

室內(nèi)壓略＜動脈壓

↓

射血能=血液的動能

繼續(xù)射血入動脈

（占射血量30%）

↓

心室容積繼續(xù)↓

↓

心室舒張前期

②心室舒張期

(1)等容舒張期：心室開始舒張

↓

室內(nèi)壓迅速↓

（室內(nèi)壓=動脈壓）

↓

動脈瓣關(guān)閉

↓

心室繼續(xù)舒張

↓

室內(nèi)壓急劇迅速↓

(∵室內(nèi)壓仍＞房內(nèi)壓

∴房室瓣仍處于關(guān)閉狀態(tài))

（容積不變、血液不流）

↓

快速充盈期

(2)快速充盈期：等容舒張期末

↓

室內(nèi)壓↓

（室內(nèi)壓＜房內(nèi)壓）

↓

房室瓣開放

↓

心室繼續(xù)舒張

↓

室內(nèi)壓↓

(室內(nèi)壓(房內(nèi)壓=負(fù)壓)

↓

心房和大V內(nèi)的血液快速入室

（占總充盈量2/3）

↓

心室容積迅速↑

(3)減慢充盈期：

隨著心室內(nèi)血液的充盈，心室與心房、大V間的壓力差減小，血液流入心室的速度減慢。其前半期為大V的血液經(jīng)心房流入心室；后半期為心房收縮期的擠血入心室。心臟泵血功能小節(jié)：（三）、心音的產(chǎn)生1、概念：心跳的聲音。2、分類：第一心音、第二心音、第三心音、第四心音

3、產(chǎn)生、特點及意義：第一心音：房室瓣關(guān)閉及心室射血引起的大血管擴(kuò)張及產(chǎn)生的渦流所致。音調(diào)低、時間長。心室收縮期的開始。第二心音：動脈瓣關(guān)閉產(chǎn)生。音調(diào)低、時間短。心室舒張期的開始。第三心音：心室舒張早期血流從心房突然沖入心室，使心室壁和乳頭肌等發(fā)生振動。第四心音：異常時產(chǎn)生。（激烈的心房收縮、左室壁順應(yīng)性下降）三、心臟泵血功能的評價

（一）、心臟的輸出量1、每搏輸出量及射血分?jǐn)?shù)

①每搏輸出量：一次心跳一側(cè)心室射出的血液量，正常人約70ml，簡稱為搏出量。

②射血分?jǐn)?shù)=每搏輸出量／心舒張末期容積。正常人約55%~65%。

2、每分排出量和心指數(shù)①每分輸出量：一側(cè)心室每分鐘射出的血量

＝每搏輸出量×心率＝5～6L/min

意義：隨機(jī)體代謝和活動情況而變化（運(yùn)動、情緒激動）；女子較相同體重男子的心輸出量約低10％。

②心指數(shù)：空腹和安靜狀態(tài)下,每平方米體表面積的每分心輸出量。＝3.0～3.5L/min.m2

意義：評定不同個體心功能。

（二）心臟的做功

每分功每搏功

（1）特點：①充盈壓12~15mmHg為最適前負(fù)荷。靜息時為5~6mmHg，遠(yuǎn)離最適前負(fù)荷，有較大的前負(fù)荷儲備

②充盈壓在15~20mmHg，曲線平坦

說明此范圍內(nèi)充盈壓對泵血影響不大

③>20mmHg曲線平坦或輕度下傾，無明顯的降支（2）為什么心室功能曲線無明顯的降支？a、心肌細(xì)胞外間質(zhì)內(nèi)含有大量勁度較大的膠原纖維b、加之心室由多層肌纖維組成，肌纖維有多種走勢和排列方向,使得心肌的伸展性較小，靜息被動張力大，從而阻止心肌細(xì)胞過度拉長，使心肌肌小節(jié)的初長度一般不會超2.25~2.30μm，而不出現(xiàn)降支。

意義：可使心臟不致于在前負(fù)荷明顯增加時出現(xiàn)搏出量和作功能力的下降。

三、影響心排出量的因素

（每分輸出量＝搏出量x心率）（一）前負(fù)荷

衡量心室前負(fù)荷的指標(biāo)

*心室舒張末期容積

*心室舒張末期壓力（是一種精細(xì)調(diào)節(jié)，不在劇烈運(yùn)動時）前負(fù)荷=心舒末期容量=異長自身調(diào)節(jié)

1、前負(fù)荷對搏出量的影響

（1）異長自身調(diào)節(jié)通過心肌細(xì)胞本身初長度的改變而引起心肌收縮強(qiáng)度的變化稱為異長自身調(diào)節(jié)。2、影響前負(fù)荷的因素=靜脈回流量＋射血后心室內(nèi)的剩余血量①靜脈回流量（1）心室充盈時間：心率↓→舒張期↑→充盈時間↑→充盈量↑（2）靜脈回流速度：靜脈回流速度↑→心室充盈量↑→搏出量↑（3）心包內(nèi)壓：心包積液時，心包內(nèi)壓增高，可妨礙心臟充盈，搏出量↓。（4）心室順應(yīng)性：心室順應(yīng)性↑→心室充盈量↑→搏出量↑②射血后心室內(nèi)的剩余血量射血后心室內(nèi)的剩余血量↑→心室充盈壓↑→搏出量↑（二）后負(fù)荷衡量心室后負(fù)荷的指標(biāo)-----動