循环系统生理

循环系统生理第一节循环系统生理 (1)一、心动周期与心率 (1)二、心脏泵血的过程和机制 (1)三、心音和心音图 (1)四、心脏泵血功能的评定 (2)五、心脏泵血功能的调节 (2)第二节心肌细胞的生物电现象和生理特性 (2)一、心肌细胞的生物电现象 (2)二、心肌的生理特性 (3)第三节血管生理 (4)一、各类血管的结构和功能特点 (4)二、血流量、血流阻力和血压形成 (5)三、动脉血压与动脉脉搏 (5)四、静脉血压和静脉回流 (5)五、微循环 (6)六、组织液和淋巴液 (6)第四节心血管活动的调节 (7)一、神经调节 (7)二、体液调节 (8)三、自身调节——局部血流调节 (8)第一节循环系统生理一、心动周期与心率心脏一次收缩和舒张，构成一个机械活动周期，称为心动周期（cardiac cycle）。

由于心室在心脏泵血中起主要作用，所以有时也依据心室活动将心动周期分为心缩期（systole）和心舒期（diastole）。

二、心脏泵血的过程和机制（一）左心室的射血和充盈过程1．心房收缩期2．心室等容收缩期3．射血期（ejection period）4．心室等容舒张期5．心室充盈期（filling period）三、心音和心音图心动周期中，心肌收缩、瓣膜启闭、血液流速的改变对心血管壁可以产生压力作用并引起心血管壁发生机械振动，这些机械振动可通过心血管的周围组织传递到胸壁。

如将听诊器放在胸壁某些部位（图4-5），就可听到“扑–通”声音，称为心音（heart sound）。

第一心音（S1）又称收缩音。

第二心音（S2）又称舒张音，声调尖（频率高达60～100 Hz）、历时短（0.08 s），由半月瓣关闭引起，标志心室舒张开始。

第三心音（S3）出现在快速充盈期末，频率低、振幅低，持续时间约为0.1 s，是因血流速度发生变化产生的涡流振动心室壁和瓣膜造成的。

第四心音（S4）很弱，仅能于心音图上见到，是心房收缩推动血液挤进心室冲击心室壁引起振动造成的，故又称心房音。

听诊时，多数情况下只能听到第一和第二心音。

除了以上四种心音外，四、心脏泵血功能的评定1．每搏输出量（stroke volume，SV）一次心跳一侧心室射出的血液量称为每搏输出量，简称搏出量。

2．每分输出量（minute volume）每分输出量是指每分钟由一侧心室射出的血液量，又称心输出量（cardiac output，CO）。

3．射血分数（ejection fraction，EF）搏出量占心室舒张末期容积的百分比称为射血分数。

4. 心指数（cardiac index，CI）在静息、空腹情况下，动物单位体表面积的心输出量称为心指数。

5．心作功量（myocardial work）心室每收缩一次所做的功称为每搏功。

与心输出量相比，心脏作功量是评定心脏泵血功能更为全面的指标。

五、心脏泵血功能的调节（一）每搏输出量的调节每搏输出量由心肌收缩力、静脉回流量和主动脉血压决定。

（二）心率的调节一定范围内，心输出量与心率呈正相关。

（三）心力储备心输出量随机体代谢需要而增加的能力，称为泵血功能贮备或心力储备（cardiac reserv -e）。

第二节心肌细胞的生物电现象和生理特性心肌细胞分类动作电位0期去极化快慢功能、自律性心房肌细胞、心室肌细胞工作细胞、非自律细胞快反应细胞心房传导组织、房室束、浦肯野纤维传导系统、自律细胞窦房结P细胞慢反应细胞房室结：房结区、结希区、结区一、心肌细胞的生物电现象窦房结P细胞等慢反应自律细胞约–70～–40 mV。

没有受到外来刺激时，自律细胞的跨膜电位也不稳定，会发生规律性的复极化和自动去极化，故称其为舒张电位（diastolic potential）。

（一）心室肌细胞的动作电位心室肌细胞静息电位与神经细胞相似，是稳定的。

受到外来有效刺激时可爆发动作电位。

通常把心室肌细胞的动作电位分为0、1、2、3、4五个时期：0期（去极或除极过程）外来刺激引起的去极化达到阈电位水平，引发Hoghkin循环，膜电位从–90 mV的静息水平迅速变为+30 mV，这是由于Na+快道开放产生的，表现为Na+第一内向电流（I Na）。

1期（快速复极初期）跨膜电位从+30 mV快速降为0 mV左右，历时约10 ms。

由一过性外向电流引起，近年来认为是以K+外流为主，还有Na+参与。

2期（坪或平台期）跨膜电位约–20～0mV，历时100～150 ms，慢Ca2+通道于膜去极化达–40 mV时已被激活，此时内流增加，两相抵消，复极化速度减慢。

平台期是心室肌细胞动作电位与神经细胞、骨骼肌细胞之间存在的主要差异。

3期（快速复极末期）是由膜对K+的通透性恢复并升高所引起。

4期借助于Na+-K+泵（离子转运个数比为3:2）和Na+-Ca2+交换（离子转运个数比3:1）等机制恢复细胞膜内外的离子浓度梯度。

（二）其他心肌细胞的动作电位1．浦肯野纤维浦肯野纤维动作电位的0、1、2、3四个时期与心室肌相同。

K+通道–60 mV开始失活，–90 mV完全失活；而该Na+通道–60 mV开始激活，–100 mV左右充分激活，达到阈电位水平时爆发动作电位，并再次复极化回到4期。

2．窦房结细胞窦房结P细胞动作电位只包括0、3、4三个时期（图4-11右）。

4期不稳定，能自动缓慢去极化。

在P细胞每一个动作电位的顶点，K+通道开放，K＋外向电流（I K）出现并且引起复极化。

接着I K减弱即K＋外流减少时，有Ca2+通道开放，膜开始去极化，形成前电位的起始部分。

即0期去极化。

二、心肌的生理特性心肌组织具有兴奋性、自律性、传导性和收缩性四种生理特性。

（一）兴奋性1．决定和影响兴奋性的因素⑴静息电位与阈电位水平间差距⑵Na+通道状态Na+通道备用状态，激活状态，失活状态，电压、时间依从性。

2．一次兴奋过程中兴奋性的周期性变化心室肌细胞发生兴奋后，依次经历有效不应期、相对不应期和超常期等时期，随后恢复正常状态（图4-12）。

⑴有效不应期（effective refractory period，ERP）包括心肌细胞发生0期去极化到复极化–55 mV左右对应的时间，Na+通道均处于激活状态或失活状态，无论受到多强的第二次刺激肌膜都不会发生任何程度的去极化；而当复极化到–55～–60 mV时，膜上Na+通道部分恢复到备用状态，较强刺激后Na+通道开放数轻微增加，可产生局部电位，但不会引起动作电位，称为局部反应期。

⑵相对不应期（relative refractory period，RRP）细胞膜继续复极化到–80～–60mV，此时Na+通道大部分恢复，受到兴奋前的阈上刺激时可以引发动作电位。

⑶超常期（supranormal period，SNP）对应于复极化–90～–80mV时，Na+通道基本恢复完成，膜电位离阈电位水平更近，用以引起该细胞发生兴奋所需的刺激阈值比正常要低，表明兴奋性高于正常。

3．兴奋性周期变化与收缩活动的关系（二）自动节律性组织、细胞能够在没有外来刺激的条件下，自动地发生节律性兴奋的特性，称为自动节律性（autorhythmicity，automaticity），简称自律性。

自律性有等级差别，由高到低依次是窦房结（约100次/min，两栖动物为静脉窦）、房室交界（50次/min）、房室束、束支、浦肯野纤维（25次/min）。

决定和影响自律性的因素一是最大舒张电位与阈电位水平间距离，二是4期自动除极速度。

正常起搏点（normal pacemaker），由窦房结产生兴奋支配全心的节律性活动称为窦性节律（normal sinus rhythm，NSR）。

而把其他传导组织称为潜在起搏点（latent pacemaker）。

窦房结对于潜在起搏点的控制，通过两种方式实现：①抢先占领（preoccupation），即当潜在起搏点4期自动去极化尚未达到阈电位水平时窦房结的冲动已经传来而爆发兴奋，其自身的自动去极化无法完成。

②超速驱动压抑（overdrive suppression）。

（三）心肌的传导性和心脏内兴奋的传导心肌细胞兴奋产生的动作电位有能够沿着细胞膜传播的特性，称为心肌的传导性。

1．心脏内兴奋传播的途径和特点（图4-10）“优势传导通路”（preferential pathway）房–室延搁。

保证心房、心室次序、协调活动，有利于血液充盈心室和射血。

2．决定和影响传导性的因素（四）收缩性1．对细胞外液Ca2+浓度有明显的依从性心肌细胞的肌质网终末池远不如骨骼肌发达，当细胞外液中Ca2+浓度极低时，心肌能产生动作电位，但不能引起收缩，这一现象称为“兴奋-收缩脱耦联”或“电–机械分离”。

2．“全或无”式收缩3．不发生强直收缩期前收缩（premature systole）。

代偿性间歇（compensatory pause）。

第三节血管生理血管可分为动脉、毛细血管和静脉三大类一、各类血管的结构和功能特点1．弹性贮器血管（Windkessel vessel）弹性贮器血管指主动脉、肺动脉主干以及它们发出的最大分支。

这类血管管壁坚厚，富含弹性纤维，有明显的可扩张性和弹性。

能够起到心脏射血时缓冲高压、舒张时辅助射血的作用。

2．阻力血管（resistance vessel）阻力血管包括小动脉（口径小于1 mm）和微动脉（20～30 μm）。

3．毛细血管前括约肌（precapillary sphincter）毛细血管前括约肌指真毛细血管起始部环绕的平滑肌4．交换血管（exchange vessel）交换血管指真毛细血管。

5．毛细血管后阻力血管毛细血管后阻力血管指微静脉。

6．容量血管（capacitance vessel）容量血管又称动力性贮血库，指大静脉。

7．短路血管短路血管由动–静脉吻合支构成，分布于身体末梢等处皮肤，其管壁组织结构类似微动脉，无物质交换功能，可能与体温调节有关。

二、血流量、血流阻力和血压形成（一）血流量和血流速度血流量（blood flow），即容积速度，是血流线速度（velocity of blood flow）与血管截面积的乘积。

（二）血流阻力在血管中，平均血流量Q、平均血压和血流阻力R的关系类似于电流、电压和电阻的（三）血压形成血压（blood pressure，BP）是指血管内流动的血液对于单位面积血管壁的侧压力（side pressure，lateral pressure），即压强。

国际单位是帕斯卡（Pa，N/m2），常用kPa表示；生理学中习惯以毫米汞柱（mmHg）为单位（1 mmHg=0.133 kPa）。

并且常以大气压（760 mmHg）为血压的生理零点。

血压的形成，需血液充盈血管、心脏射血和外周阻力三个方面的条件。

首先是由于心血管系统有血液充盈。