生理学第四章第1节 心脏生理

（3）每分输出量/心输出量:
一侧心室每分钟射出的血量，=搏出量×HR
安静时N：4.5~6.0L 平均5.0L
（4）心指数：以每m2体表面积计算的心输出量 =每分输出量/体表面积 安静状态下N：3.0~3.5L/（min.m2） 心指数随年龄增长而下降 意义：可用于个体间心功能的比较
5.心脏做功量：
时相
压力
房室瓣 半月瓣心室容积 室内压 血流方向
等容收缩期 房<室<主A
关
关
开 开
不变
↓↓ ↓ 不变 ↑↑ ↑ ↑
↑↑
↑ ↓ ↓↓ ↓ ↓ ↓
/
多
快速射血期 房<主A <室 关 减慢射血期 房<室<主A 关
室 → 主A 室 → 主A
动量 惯性
等容舒张期 房<室<主A 快速充盈期 室<房<主A 减慢充盈期 室<房<主A 心房收缩期 室<房<主A
3、心音（heart sound）
1、定义：心肌收缩、瓣膜启闭、血液流速改变形
成涡流、血液撞击心室壁和大动脉壁
2、组成：每个心动周期中有4个心音 第一心音：心室收缩；房室瓣关闭 第二心音：心室舒张；动脉瓣关闭 第三心音：部分健康儿童和青年人
第四心音：心房音（异常剧烈收缩）
第一心音 特征
频率
振幅 时程
(二)心率
一定范围内，HR增快，心输出量增加
但HR过快 > 160～180次／分钟
过慢< 40次／分钟
心输出量 减少
阶梯现象：HR增快引起心肌收缩能力增强
机制： （1）心率过快→心动周期缩短→舒张期缩短显 著→心室充盈不全→搏出量↓→心输出量↓
（2）心率过慢，而心肌伸展性有限→心室充盈
有限→心输出量↓
心脏节律性的搏动推动血液在心血管系统
中按一定方向循环往复地流动。血液循环
是英国哈维根据大量的实验、观察和逻辑
推理于1628年提出的科学概念。然而限于
当时的条件，他并不完全了解血液是如何
由动脉流向静脉的。1661年意大利马尔庇
基在显微镜下发现了动、静脉之间的毛细
血管，从而完全证明了哈维的正确推断。
人类血液循环是封闭式的，由体循环和肺循环两条 途径构成的双循环。 体循环：左心室----主动脉----各级分支---毛细血管（物质交换）----各级静脉---腔静脉----右心房
肺循环：右心室----肺动脉----肺毛细血管
（气体交换）----肺静脉----左心房
心脏射血功能
心脏结构：
一、过程
1.心动周期： 心脏每收缩和舒张一次所经历的时间 包括收缩期和舒张期 （1）心动周期与心率成反比 心率 = 75次/min = 1.25次/s 心动周期 = 1/心率 = 0.8s
（2）时间分配
（3）心脏跳动特征：
①两侧心房或心室呈同步收缩 ②心房收缩在前，心室收缩在后 ③心舒期长于心缩期（保证充盈） ④心率加快，心动周期缩短时，以心舒期缩短 更为显著
2.射血过程和原理（左室） （1）心室收缩与射血
等容收缩期： 快速射血期 减慢射血期
（2）心室舒张与充盈
等容舒张期 快速充盈期 减慢充盈期 心房收缩期
1期——瞬时K+外流
2期——K+外流和Ca2+内流处于平衡
3期——K+外流
4期——离子恢复（ Na+- K+泵和Na+-Ca2+ 交换）
自律细胞的生物电特点
1. 窦房结细胞0期去极化机制
Ca2+内向电流
2. 窦房结细胞4期自动除极机制
(1) K+外流进行性衰减 (2) Na+内流进行性增强 (3) Ca2+内流
4、影响传导性的因素
（1）结构因素：
细胞直径大，横截面积大，电阻小，兴奋
传导快
（2）生理因素：
0期去极化速度和幅度 邻近未兴奋部位膜的兴奋性
膜反应曲线
膜电位≥RP（-90mV），0 期去极化速度最大
膜电位减小，0期去极化速 度随之显著下降。
反映钠通道性状
邻近部位膜的兴奋性高 膜电位和阈电位间差距小
关 开 开 开
关 关 关 关
/ 房→室 房→室 房→室
少 少 抽吸
提示：
A.心室容积在减慢射血期末达到最小 B.室内压和主A压在快速射血期达到最高 C.推动血液从房→室→主A的主要动力：压力梯度 压力梯度产生的原因：心室肌的收缩和舒张引起 室内压的变化，从而导致心室与心房，心室与主A之 间产生压力差 D.左右心室的泵血过程基本相同，但左心室的压力变 化幅度大的多 E.心室在泵血过程中起主导作用，心房可使心室进一 步充盈，但不起主要作用
超常期（SNP）：复极化-80mv ---> -90mv
钠通道完全复活，膜电位小于RP，阈下刺激可产生AP
3、影响兴奋性的因素 √静息电位或最大复极电位水平
√阈电位的水平
√ 引起0期去极化的离子通道状态
（ Na+ 、 Ca2+ ）
4、兴奋性的周期性变化与心肌收缩关系
（三）传导性: 心肌细胞之间传导兴奋的能力
传导速度快
（四）收缩性
原理：同骨骼肌
特点：
1、不发生强直收缩
2、同步收缩
3、绞拧作用
4、肌质网不发达，依赖细胞外液的Ca2+
①复极过程复杂
②持续时间长 ③升降支不对称
2、心室肌细胞动作电位的构成


除极过程（0期）：膜去极化，动作电位上升支 复极过程 1期—快速复极初期 2期—平台期(主要特征） 3期—快速复极末期 静息期（4期） 膜电位稳定于静息电位水平
3、心室肌细胞动作电位形成机制
动作电位形成机制
0期——Na+内流
第四章
心脏生理
心肌生物电
血液循环
跨膜电位—工作细胞、自律细胞 心肌特性
心泵功能—过程、机制、评价、影响因素 心音和心电图 内 容 血压 血管生理 动脉血压及其影响因素 静脉血压及其影响因素
微循环—血流通路及其各自特点、功能 组织液的生成和回流
心血管活动调节—神经、体液、自身调节 器官循环—冠脉循环
血液循环
第二心音
高
低 短 半月瓣关闭 标志心室舒张的开始 反映半月瓣功能
低
高 长 房室瓣关闭 标志心室收缩的开始 反映房室瓣功能
机制
意义
二、心脏泵血功能评定
（1）每搏输出量/搏出量：
一侧心室每收缩一次 所搏出的血量 安静时：60~80ml 平均70ml
（2）射血分数:搏出量占心室舒张末期容量的 百分比。
意义：对搏出量进行精细调节，平衡心室射血量
和回心血量-------出入平衡
前负荷主要取决于心室舒张末期充盈量
心 室 舒 张 末 期 充 盈 量
=
静 脉 回 心 血 量
+
射 血 后 心 室 剩 余 血 量
心室充盈时间：正比
静脉回流速度：正比 心包内压：反比 心室顺应性：正比
2.后负荷：指动脉血压
主动脉压越高，等容收缩期越长，射血时间推迟并 缩短，心肌缩短程度和速度降低，射血速度减慢， 搏出量减少 后负荷增大，搏出量减小
1、衡量传导性高低的标准：兴奋的传播速度
2、传导途径：
3、传导特点：
（1）各部位传导的速度不同，其中浦肯野纤维最 快，结区最慢。 （2）心房、心室传导快，有利于其同步收缩舒张 （3）房-室延搁：房-室交界传导速度慢，延搁时间 长，保证了房室的不同步收缩，有利于心室充分舒 张充盈（易发生房室传导阻滞）
机制：
心肌后负荷↑（动脉血压↑）→等容收缩期延长，射
血期缩短，射血速度慢→搏出量
3.心肌收缩能力 心肌的变力状态
指心肌不依赖于外部负荷而改变其收缩功能的内在特性
影响因素：兴奋-收缩耦联各环节 ① 活化的横桥数目
② ATP酶的活性
图4-15 张力-速度曲线 a:乙酰胆碱 b:正常 c:去甲肾上腺素
4. 窦房结细胞动作电位的特征
（1） 0期除极由Ca2+内流形成 （2） 4期膜电位不稳定，自动除极 （3） 4期自动除极达阈电位时，激活膜上Ca2+通 道，Ca2+内流，引起0期除极 （4） 没有明显的复极化1期和2期
三、心电图
1.定义
每一心动周期中，心脏兴奋的产生、传播和恢 复过程中的生物电变化，将引导电极置于肢体或躯 体一定部位记录到的心电变化的波形
心肌细胞的生物电现象
心肌细胞的分类 ★根据是否能自动产生自律性兴奋 自律细胞—窦房结P细胞，浦肯野细胞 工作细胞—心房、心室肌细胞
（一）工作细胞的跨膜电位及其形成机制
1、心室肌细胞的RP和AP 静息电位：约-80～－90mv，机制类似骨骼肌细胞
产生机制：钾离子外流
动作电位：分0、1、2、3、4期 特点：
包括 A.收缩期储备（大）：收缩↑
B.舒张期储备（有限）：回流↑
五、影响心输出量的因素
心输出量=搏出量×心率
（一）影响搏出量的因素
★前负荷
★后负荷
★心肌收缩能力
1.前负荷 （1）定义： （2）前负荷=心室舒张末期充盈血量 （3）作用：一定范围内，搏出量随前负荷
增大而增大
异长调节：通过改变心肌初长度引起心肌 收缩力改变的调节
（1）每搏功：心室收缩一次做的功 左室搏功=搏出量× 血流比重×（平均动脉压-左心房 平均压） （2）每分功：心室每分钟内收缩射血做的功 =每搏功×心率
6、心力储备
心力储备：心输出量随机体代谢需要而增加的 能力。 安静时：5L/min 运动时：25～30L/min
（1）心率储备 — 主 75次/min → 160~180 次/min （2）搏出量储备 70ml → 150ml
心肌机械特性：
收缩性
（一）自动节律性/自律性：
心肌能自动地、有节律地产生兴奋的能力 1、衡量自律性高低的标准：兴奋的频率
心脏各部分自律性高低不同：
窦房结 → 房室交界 → 浦肯野纤维
（100次/分）（50次/分）（25-30次/分）
（1）正常起搏点——窦房结 （2）潜在起搏点——房室结等传导系统 （3）窦性心律：心脏节律性活动以窦房 结为起搏点 （4）异位心律：以窦房结以外的部位为 起搏点的心脏活动 窦房结控制潜在起搏点的机制：①抢先占领 ②超速驱动压抑
2、自律性的形成机制：
自律细胞动作电位4期膜电位不稳Байду номын сангаас，
自动去极化
3. 影响自律性 的因素
4相去极化的速度 最大复极化电位 与阈电位水平
（二）兴奋性： 心肌受到刺激后产生兴奋的能力
1、衡量自律性高低的标准：阈值
2、心肌细胞兴奋性的周期性变化 绝对不应期（ARP）和有效不应期（ERP） 相对不应期（RRP） 超常期（SNP）
2.性质：心动周期中各细胞电活动的综合向量变化
而不代表心肌的机械收缩活动。
QRS波：心室去极化综合波
T波：心室复极化波
P波：两心房去极化波
ST段：心室各部分细 胞处于去极化状态
PR间期：房室传导时间
QT间期：从心室开始去极化到完全 复极化的时间
四、心脏生理特性
心肌电生理特性： 自律性、兴奋性、传导性
（4）心室功能曲线（Starling曲线）
特点（对比骨骼肌）： 无明显降支 ①15mmHg以下，升支 异长自身调节 ②15～20mmHg，人体 心肌最适前负荷 趋平坦 ③20mmHg以上，平或 轻度下倾
机制：
A.一定范围内随着充盈压↑即 静脉回心血量↑ 初长 度↑前负荷↑ →心肌肌小节适当拉长→肌纤蛋白 位点暴露↑ →横桥与位点有效重叠并结合的数目 ↑ →心肌收缩的张力、速度、缩短长度↑ →心肌 收缩力↑ →搏出量 ↑ B.心肌伸展性小，具有强的抗过度延伸能力，超过 最适前负荷后，初长度不再随着室内压（前负荷） 的增大而增大，因此心肌收缩力不再改变。
心肌细胞兴奋性的周期性变化
绝对不应期（ARP）：0期开始--->复极化至-55mv
钠通道全部失活，兴奋性完全消失！
局部反应期：复极化-55mv ---> -60mv
钠通道少量复活，强刺激可引起局部反应，但不产生 AP
相对不应期（RRP）：复极化-60mv ---> -80mv
钠通道部分复活，阈上刺激可产生AP