生理学课件：血液循环

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)
自律性形成机制： 1）递增性If电流 2）递减性Ik电流
1）4期自动除极速度 2）最大复极电位水平 3）TP水平
（三）传导性 心肌细胞的传导性（conductility） 1.传导途径 如图 2.传导特点 各处的传导速度如表
3.影响心肌传导性的因素 （1）结构因素 （2）生理因素——AP 0期除极速度和幅度
*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
——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
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。
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
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
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
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)
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
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。
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。
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
2.心率超过180次/分，心室充盈时间过短而充盈 量减少，导致搏出量减少，因而心输出量下 降。
3.心率低于40次/分，心输出量也减少，这是因 为心舒期虽然延长，但心室充盈已接近最大 限度，不能再进一步增加搏出量。
第三节 血管生理 Physiology of Blood Vessel
一、各类血管的功能特点 见表
r4 L
(P1
P2
)
(P1 P2 )r 4 8L
（K为常数，与血粘度 有关）
2、血流阻力（blood resistance） 指血液在血管内流动时所遇到的阻力。
R 8L
r 4
3、血压（blood pressure）
红细胞比容 血管口径 血流切率 温度
指流动着的血液对单位面积血管壁产生的侧压力，在血管
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。
有效充盈的条件下
P=QR
三、动脉血压和脉搏（Arterial blood pressure and arterial pulse) （一）动脉血压(arterial blood pressure)
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。
毛细血管
管壁薄，数量多
血流缓慢，通透性好（交换 血管）
静脉
量多、壁薄、口径 容纳血液（容量血管） 大
1、血流量（blood flow）和血流速度（velocity）
blood flow为单位时间流过血管某一横切面积的血量 （L/min）。velocity为血液中某一质点在血管内流动的线 速度。
Q
K
（三）自律细胞的跨膜电位及形成机制
共同特点：AP复极完毕后不稳定，能自动地发生去极化 电变化，一旦达到TP水平，就产生新的AP。
1.sinoatrial node（窦房结）细胞的动作电位及形成机制
动Hale Waihona Puke Baidu电位如图
形成机制如图
2.浦肯野细胞的动作电位 如图
二、心肌的生理特性
（一）兴奋性
1.一次兴奋过程中兴奋性的周期性变化 （1）绝对不应期和有效不应期(absolute and effective
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
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）
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。
心脏解剖结构复习
（一）心室的射血和充盈过程 以左心为例分析心脏的射血和充盈过程。通常以心房
开始systole来描述一个cardiac cycle的起始点。（如图）
心脏解剖结构复习
半月瓣开
房室瓣闭 心 室
心
心 房
张收 缩
期
收 房缩
舒
心
舒
张
室
半月瓣闭 房室瓣开
由此可见：
① 两房、两室的活动基本室同步 的，不会出现房室同时收缩， 保证了心室腔内血液充盈顺利 进行。
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
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）
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：
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
refractory period,ARP or ERP) （2）相对不应期(relative refractory period,RRP) （3）超常期(supernormal period,SNP)
2.兴奋的周期性变化与心脏收缩活动的关系 （1）不发生强直收缩（如图） （2）期前收缩与代偿间歇（如图）