生理学第四章 血液循环

局部反应期
(复极-55~ -60mV)
A：动作电位 B：机械收缩
有效不应期
（effective refractory period, ERP）
(0期去极~复极-60mV)
心室肌动作电位期间 兴奋性的变化及其 与机械收缩的关系 A：动作电位 B：机械收缩
有效不应期＝收缩期＋舒张早期 心肌兴奋性变化特点：有效不应期长
↑ 前负荷 后负荷 肌肉收缩能力
泵功能调节
前负荷：肌肉收缩前所遇到的负荷 决定初长度 初长度：肌肉收缩前肌小节的长度 1.(前负荷)心室舒张末期容积对泵功能的影响
泵功能调节
在最适前负荷之前,随着前负荷增加,初长度变长, 粗、细肌丝的重叠增加，心肌收缩加强,每搏量 增加(异长自身调节）.
心功能曲线的特点:
心输出量 (L/min) 心率( /min) 心舒末期 心缩末期 每搏量 容积 (ml) 容积 (ml) (ml)
静息 运动 贮备
5 30 25
75 180 105
(心率贮备)
145 160 15
舒张期 贮备
75 <20 55
收缩期 贮备
70 >140 >70
反映心脏健康程度的最好指标
6. 搏功 每搏功: 心室一次收缩所作的功 每分功: 心室每分钟所作的功 =每搏功×心率 意义:
意义：保证左右心室几乎同时收缩
2.心脏内兴奋传播的特点
（1）通过特殊传导系统有序传播兴奋 （2）心脏内兴奋传导速度不均一 （3）特殊传导系统对快速兴奋有过滤保护作用 （4）心肌细胞间直接电传递
关 关
不变 迅速
存于心室
关 开 关 开
关 关 开 关 开 关
心室
心室
动脉
动脉
继续
不变 迅速 继续
心房 心房
心室 心室
开 关
进一步
心房
心室
一、心脏的泵血功能
小结
＊ 心室射血:心室与动脉压力差 心室肌收缩 ＊心室的充盈：房室压力差 心室肌舒张,室内压下降（70％） 心房肌收缩,房内压升高（30％） ＊ 室内压变化最快的时期 等容收缩期和等容舒张期 ＊血液的单向流动有赖于瓣膜完整
(1) 去极化过程
0期
去极化到 阈电位 （ -70mV ） → 快 Na + 通道开放， 再生性Na+内流→去极化
快通道（fast channel） 快反应细胞（fast response cell）
快反应动作电位（fast response action potential）
(2)复极
1期（phase 1）
例:心肌的异长自身调节通过改变下列哪一因素
来调节心脏的泵血功能 A．肌小节初长 B．肌钙蛋白活性 C．肌浆游离Ca2+浓度 D．心肌收缩能力 E．横桥ATP酶活性
例:心室肌前负荷增加时，哪些是正确的？
A.心室肌舒张末期压力增加 B. 心室肌最大张力增加 C.心室肌缩短初速度加快 D.心室肌达到最大张力所需时间缩短 E .心室肌收缩产生的张力增加 ABCDE
（三）传导性
心肌细胞具有传导兴奋的能力或特性
1.心脏内兴奋传导的途径
窦房结→ 0.05m/s 心房肌 （优势传导通路） 0.4m/s
→房室交界
0.02m/s
心室肌 ←浦氏纤维网 ←左右束支 1.0m/s 4.0m/s 2.0m/s 最慢： 房室交界
←房室束
2.0m/s
意义：房室不同时收缩
最快： 浦肯野氏纤维
心电图
P波： 左右心房肌细胞去极化
QRS波： 左右心室肌细胞去极化 T波： 左右心室复极化
例:下列哪些变化在心电图中看不到？ （X型）
A.窦房结去极化 B.心房肌去极化 C.房结区去极化 D.房室结去极化 E.希氏束去极化
四、心肌的生理特性
（一）自律性
在没有外来刺激的条件下,自动产生节律性动作电位的特性
Ca 2+
Anitport
给予强心苷类药物抑制Na+-K+泵的活性，对心肌 收缩有何影响？
（二）浦肯野氏纤维的动作电位
最大复极电位约为-90mV，其动作电位的0、1、 2 、 3 期的形态及离子机制与心室肌细胞相似， 但有4期自动去极化
TP
TP
Na+(If)
K+(Ik)
（三）窦房结细胞的生物电
A. 比较动脉血压值不等时的个体之间心脏泵功能 B. 比较同一个体动脉血压发生改变前后的心脏泵功能
例: 高血压患者较正常人明显增高的心泵功能指标是 A.心输出量 C.心指数 B.射血分数 D.心脏做功量
小结：心脏泵血功能的评价指标
泵功能调节
(二)心脏泵功能的调节 心输出量= 每搏量 × 心率 ←心肌收缩强度
第四章 血液循环
第一节 心脏生理
一、心脏的泵血功能
一、心脏的泵血功能
心动周期:心脏的一次收缩和舒张，=60/心率(s) 0.2 0.1
房室瓣关闭， 动脉瓣开放
0.3
心房收缩 心室收缩 心房(室)舒张 全心舒张
0.8
0.4
房室瓣放， 动脉瓣关闭
0.7
0.5
0.6
一、心脏的泵血功能 心动周期的特点
心音
S1: 音调低、持续时间长 房室瓣突然关闭引起 标志着心室肌收缩开始
S2: 音调高、持续时间短 动脉瓣突然关闭引起 标志着心室肌舒张开始
二、心脏的泵功能评价及调节
（一）心脏泵血功能的评价 1. 每搏输出量（stroke volume，SV） SV = 收缩前心室容积 — 收缩后心室容积 = 舒张末期容积 — 收缩末期容积 一般为70ml 2. 每分输出量 心输出量(心排出量) 指一侧心室每分钟射出的血量 = SV×HR 一般为5000 ml/min
关
关
关
开
等容收缩期 0.05s 快速射血期
射血期 0.25s
减慢射血期
心室充盈
心室肌 舒张 心房压< 室内压 <动脉压 心房压> 室内压 <动脉压
房室瓣关
动脉瓣关
房室瓣开 充盈期 0.44s
动脉瓣关
等容舒张期 0.06s
快速充盈期
减慢充盈期
泵 血 过 程
时相 压力变化
房 内 压 室 内 压 动 脉 压
衡量心脏泵血功能的基本指标
（一）心脏泵血功能的评价 3.心指数 每平方米体表面积的心输出量 可用来比较不同个体的心脏功能 在劳动、运动和妊娠时增加 应以静息心指数进行比较 4. 射血分数 =每搏量/心室舒张末期容积 × 100% 正常值: 50%
5. 心力贮备 指心输出量随代谢的需要而增加的能力
例:在肾上腺素作用下，
心室功能曲线向 哪个 方向移动？ A．正上方 B．左上方 C．左下方 D．右上方 E．右下方
7.5 22.5 mmHg
15
4. 心率（HR）
心输出量
= SV X HR
例:正常人心率超过180次/分时，心排出量减少
的原因主要是 A.心室充盈期缩短 B.快速射血期缩短 C.减慢射血期缩短 D.心室肌氧供不足 E.经减压反射调节后心缩力减弱
BP的变化
射血速度
BP 射血期
SV
二、心肌的生物电现象
二、心肌的生物电现象
心肌细胞的分类 兴奋性 工 作 细 胞 自 律 细 胞 心房肌 + + + + + + 传导性 ++ + ++ + ++ ++++ 收缩性 + — — — — — 自律性 — ++ + — + +
心室肌
窦房结 房 房结区 室 结区 交 结希区 界 浦氏细胞
＊相对不应期 (复极-60~ -80mV) Na+通道部分失活, 兴奋性低于正常
＊超常期 (复极-80~ -90mV) Na+通道基本复活, 且膜电位离阈电位近, 兴奋性高于正常
期前收缩和代偿性间歇
每条曲线下的电磁标记号 示给予电刺激的时间，
曲线1-3，刺激落在有效不 应期内，不引起反应； 曲线4-6， 刺激落在相对不应期内， 引起期前收缩和代偿性间 歇
由短暂的一过性K+外流
Ca2+通道特征： – a.激活、失活、复活慢，故又称慢Ca2+通道 – b.对Ca2+具有相对选择性： PCa2+比PNa+高70－100倍 – c.电位依从性：TP-40mV
– d.可被Mn2+和多种Ca2+阻断剂阻断
RP
K+ Na+
K+
K+ Ca2+ Na+
K+ Na+ K+
（一）心室肌细胞的跨膜电位
1.心室肌细胞的静息电位
-90mV，K+外流引起
心肌的生物电现象
2.心室肌细胞的动作电位 波形特点:
上升支和下降支不对称
图 2-11 单一神经纤维静息电位和动作电位的实验模式图
R表示记录仪器，S是一个电刺激器。当测量电极中的一个 微电极刺入轴突内部时可发现膜内持续处于较膜外低70mV的负电位状态。 当神经受到一次短促的外加刺激时，膜内电位快速上升到+35mV的水平， 约经0.5～1.0ms后再逐渐恢复到刺激前的状态。其他说明见正文
A.心室充盈期(主要是快速充盈期）缩短
SV 的 调 节
引起调节的因素 效应 生理意义
异长自 身调节 等长自 身调节 后负荷 的影响
心肌本身初长 度的改变 心肌本身的 收缩性能
初长度 收缩的速度 、强度
机能状态 收缩的速度 、强度
精细调节 搏出量
对持续、剧烈 的循环变化有 强大的调节作用 持续高血压 心肌肥厚 泵功能 （病理意义）
m v 0
0期去极速度慢 4期有自动去极化
-40 -70
mv
0
0
TP
-40
3
Na+(If)
Na+
Ca2+ K+(IK)
4
-70
心肌的生物电现象 心肌细胞的分类 快反应细胞 非自律细胞 心室肌 慢反应细胞 房室交界
自律细胞
浦氏细胞
窦房结
快慢看0期 自律与非自律看4期
心电图
心电图（ECG）
在体表一定部位记录到的 心脏的综合电变化
心肌收缩能力↑,
每搏量↑
3. 心肌收缩能力
与前后负荷无关的心肌本身的内在收缩特性
肾上腺素
乙酰胆碱 、酸中毒 则减弱心肌收缩能力
7.5 15 22.5 mmHg
影响心肌收缩能力的因素 儿茶酚胺→Ca2+通道开放
→Ca 2+内流↑
* 活化横桥数
[ Ca 2+ ]
肌钙蛋白与Ca2+亲和力
*
茶碱增加肌钙蛋白对Ca 2+的亲 横桥ATP酶活性 和力→Ca 2+利用率增加 甲状腺激素→ 横桥ATP酶活性
Ca2+ Na+
4期（phase 4）
Na+-K+泵: 排Na+,摄K+ ， 恢复Na+、 K+的分布
Na+
Na+-Ca2+交换体: Na+顺浓度梯 度入， Ca2+逆浓度梯度外排。 。 + 2+ Na - Ca 交换是以跨膜Na+内向 性浓度梯度为动力，最终也依 赖于Na+ - K+泵提供能量 问题
泵功能调节 2. 后负荷对泵功能的影响
肌肉收缩开始之后（收缩过程中）所遇到的负荷
等容收缩期延长
后负荷↑ →室内压↑ (动脉血压)
射血期缩短 射血速度减慢
每搏量↓
问题：整体条件下，正常人主动脉血压于 80~170mmHg范围内变化时，心排出量为什么 并无明显改变
泵功能调节 3. 心肌收缩能力对泵功能的影响 心肌收缩能力： 与前后负荷无关的心肌本身的内在收缩特性
1. 房室不同时收缩, 心室收缩紧跟在心房收缩完毕 后进行 2.有一个全心舒张期 3. 舒张期长于收缩期
意义:有利于 心脏长期有效工作 75×60 ×24 ×365 ×100→40亿
心脏充盈 心脏供血
心脏射血 一、心脏的泵血功能 心室肌 收缩 心房压< 室内压 <动脉压 房内压< 室内压 >动脉压
A. 充盈压12～15 mmHg是人体最适前负荷。在此 之前，随着前负荷增加，粗、细肌丝的有效 重叠增加，心肌收缩加强(异长自身调节） B. 充盈压在15~20 mmHg，曲线逐渐平坦， 表明此范围内充盈压对泵血影响不大 C. 充盈压高于20 mmHg，曲线平坦， 无明显降支 （心肌的静息张力大、能抵抗过度延伸的特性）
瓣膜开闭
房 室 瓣
心室容积
血流方向
半 月 瓣
心 等容收缩期 Pa< Pv< PA 室 收 快速射血期 Pa < Pv> PA 缩 期 减慢射血期 Pa < Pv< PA* 心 室 快速充盈期 Pa > Pv< PA 舒 张 减慢充盈期 Pa > Pv< PA 期 （房缩期） Pa > Pv< PA
等容舒张期 Pa < Pv< PA
1. 兴奋性的影响因素
R P
(1) 静息电位水平
(2) 阈电位水平 (3) Na+通道的性状
Na+通道的性状
备用状态 m m m 失活状态 m m m
复活
复极到静息电位
h
去极 激活 m <1ms m m h
h
失活
激活状态
2.兴奋性的周期性变化 绝对不应期:
(0期去极~复极-55mV) Na+通道处于失活状态 兴奋性为零 阈值为无限大
窦房结（100次/min） 房室交界（50次/ min ） 浦氏纤维（25次/ min ）
正常起搏点:窦房结
潜在起搏点 异位起搏点
机制：抢先占领
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影响自律性的因素 m v 0
-40 -70
1. 最大复极电位水平 2. 阈电位水平 3. 4期自动去极速度
（二）兴奋性
细胞在受到刺激后具有产生动作电位 的能力或特性