第4章血液循环心脏的泵血功能
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(3.0~3.5L/min.m2)
心指 (L数 m / im n2)心输L出 /m量 in 体表m 面 2 积
心指数在10岁左右最大(4L/min.m2以上);以后随年龄增 长而逐渐下降,到80岁时,接近2L/min.m2。
分析比较不同个体心功能的常用指标。
2020/9/23
(三)心脏作功
心脏作功所释放的能量转化为压强能和血流的动能二部分。 搏出功:搏出功(J)=每搏输出量(L)×(平均动脉压—平均心房 压) ×13.6×9.807×(1/1000)=83.1g.m)。 每分功=搏出功×心 率 心脏收缩不仅排出一定量的血液,而且使这部分血液具有较高 的压强能和较快的流速。在动脉压增高的情况下,心脏要射出与 原先同等量的血液,就必须加强收缩。 用心脏作功量要比单纯的心输出量评定心脏泵血功能的指标更 为全面。
0.2
0.1
0.3
房室瓣关闭
动脉瓣开放
0.4 0.8
心房收缩 心室收缩 房室舒张 全心舒张
2020/9/23
wenku.baidu.com
0.7
房室瓣开放 动脉瓣关闭
0.5 0.6
心率快慢主要影响舒张期:
心率加快:心舒期↓→充盈↓ 心率减慢:心舒期↑→充盈↑
心缩(舒)期习惯以心室的活动作为心脏活 动的指标。
2020/9/23
二、心脏泵血的过程和机制
心脏不断泵血以保证机体代谢的需要,用心脏 泵出的血液量是衡量心脏功能的基本指标。但单纯 以一项指标来评定不同个体的心功能状态,具有局 限性,甚至会作出错误的判断,因此,综合多项指 标,有利于客观判断某一个体的心脏泵血功能。
2020/9/23
(一)每搏输出量和射血分数
每搏输出量:一侧心室一次心搏所射出的血量。 (60~80ml )。
射血分数的大小和每搏输出量和舒张末期容量有关。 心缩↑→收缩末期容量↓→射血分数↑; 静脉回心血量↑→心舒张末期容积↑ 。
生理: 在正常范围内,搏出量与心舒末期容积相适应,心舒 末期容积增加,搏输出量增加,射血分数不变。
病理: 在心功能减退、心室扩大时,搏输出量虽可与正常人 无明显差别,但已不能与扩大的心舒末期容积相适应, 射血分数明显下降。
2020/9/23
(二)每分输出量与心指数
每分输出量:每分钟由一侧心室输出的血液总量,简称心输出量。 心输出量=每搏输出量×心率 (4.5~6L/min)
心输出量随着机体活动和代谢情况而变化(运动、情绪激 动、怀孕等);女子较同体重男子约低10%。 心 指 数:空腹和安静状态下, 每平方米体表面积的心输出量。
心肌收缩力↑→心搏出量↑
2020/9/23
心脏不需要神经和体液因素参与的自身调节机制,可通过
心室功能曲线(Starling曲线)来说明。
左段:人体心室最适前负荷
左段
中右 段段
(1.6-2.0kPa)和心室正常
工作段(0.7-0.8kPa),搏
功随初长度增加而增加。
中段:心室压在2.0-2.7kPa, 曲线趋平坦,说明前负荷在 上限范围内,对泵血功能影 响不大。
房室瓣关闭 (动脉瓣仍处于关闭状态) (容积不变、血液不流)
↓ 继续收缩
↓ 快速射血期
2020/9/23
(2)快速射血期:
心室继续收缩 ↓
室内压>动脉压 (左室>80mmHg) (右室>8mmHg)
↓ 动脉瓣开放 (房室瓣仍处于关闭状态)
↓ 迅速射血入动脉 (占射血量70%)
↓ 心室容积迅速↓
↓ 减慢射血期
适前负荷,心室的搏出量也不会随之而降低 。
病理: 慢性扩张性心脏病时,心肌细胞发生了组织学形态改变,
心肌细胞收缩功能严重受损,搏出量减低。
2020/9/23
心肌细胞的异长自身调节机制是由于粗细肌丝相 互重叠程度的变化。
• 肌小节最适初长 : 2.0-2.2μm
• 特点:粗细肌丝 处于最佳重叠状 态,收缩时产生 的张力最大。
之心室由多层肌纤维组成,肌纤维有多种走势和排列方向, 使得心肌的伸展性较小,静息被动张力大,从而阻止心肌 细胞过度拉长,使心肌肌小节的初长度一般不会超过 2.25~2.30μm,而不出现降支。 * 意义
可使心脏不致于在前负荷明显增加时出现搏出量和作功 能力的下降。
2020/9/23
心室肌细胞的搏出功或搏出量随初长度增加而增加,这 种通过心肌细胞本身的初长度变化而引起心肌收缩强度的变化 ,称为心肌细胞的异长自身调节,也称为 Starling机制 。 意义: 在于对搏出量进行精细的调节。 生理: 心室搏出量随初长度增加而增加,当心室充盈量超过最
2020/9/23
主A内压
左心室内压 左心房内压
心室容积
心音
2020/9/23
(二)心房在心脏泵血过程中的作用
A波:心房收缩时, 房内压升高形成。 c波:心室收缩,房室 瓣凸入心房,导致房 内压略升高形成。 v波:心室收缩期末, 血液从静脉回流入心 房,房内压持续升高 形成。
2020/9/23
三、心脏泵血功能的评定
心率受自主神经控制:交感神经活动增强时,心率加 快;迷走神经活动增强时,心率减慢。
心率的体液因素:肾上腺素、去甲肾上腺素和甲状腺 激素。
心率受体温的影响,体温升高10C ,每分钟心搏将 增加12-18次。
2020/9/23
六、心力贮备
概念:心输出量随机体代谢的需要而增加的能力。 心率贮备(增加1-1.5倍) 75次/分→180次/分
心脏泵血功能的完成两个因素:
①心脏节律性收缩和舒张而造成心 室和心房及动脉之间的压力差,形 成推动血液流动的动力。 ②心脏内4套瓣膜的启闭控制着血 流的方向。
2020/9/23
(一)心室的射血和充盈过程
1. 心室收缩期
(1)等容收缩期: 心室开始收缩 ↓ 室内压急剧↑
(左室内压↑近80mmHg) ↓
第三节 心脏的泵血功能
2020/9/23
一、心动周期和心率
心动周期(cardiac cycle)
心脏一次收缩和舒张构成的一个机械活动周期
心率(heart rate,HR)
单位时间内心脏搏动的次数, 即心跳频率
2020/9/23
特点: 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 : 有利于心脏充盈与心脏供血
心室肌收缩时,必须克服动脉压的阻力,推开动脉瓣 才能将血液射入动脉。因此,动脉血压是心室收缩射血时 所承受的后负荷。
2020/9/23
2.后负荷对搏出量的影响
动脉血压↑(正常范围) 等容收缩期室内压↑
射血期↓+射血速↓ 每搏出量↓
心室内剩余血量↑ 心肌初长度↑ 心肌收缩能力↑ 搏出量恢复正常
2020/9/23
搏出量,相当于心室舒张末期容积(130~145ml)
与心室收缩末期容积之差 ,每次心搏,心室内血液并 没有全部被射出。
2020/9/23
射血分数=每搏输出量和心舒末期容量的百分比。 (60~80ml/130~145ml ml=50~60%) 。
射血分 心 每 数输 搏末 输(期 M (出 M)L容 )L量 1积 0% 0
右段:心室压>2.7kPa,曲线 平坦或略降。说明正常心室 的充盈压即使很高,搏功基 本不变或轻度减少.
2020/9/23
为什么心室功能曲线无明显的降支?
前 负 荷
2020/9/23
AT: 主动张力 RT: 静息张力(被动张力) Tmax: 最大张力 Lopt: 最适初长
* 机制 心肌细胞外间质内含有大量劲度较大的胶原纤维,加
↓ 心室继续舒张
↓ 室内压急剧迅速↓ (室内压仍>房内压, 房室瓣仍处于关闭状态) (容积不变、血液不流)
↓ 快速充盈期
2020/9/23
(2)快速充盈期:
等容舒张期末 ↓
室内压↓ (室内压<房内压)
↓ 房室瓣开放
↓ 心室继续舒张
↓ 室内压↓ (室内压 房内压=负压)
↓ 心房和大V内的血液快速入室
2020/9/23
心室舒张末期充盈量(前负荷)是调节每搏输出量的 一个重要因素。
心室肌的前负荷是由心室舒张末期的血液充盈量(静 脉回心血量和心室射血后剩余血量的总和)来决定的。静 脉回心血量受心室舒张充盈持续时间和静脉回流速度的影 响。
2020/9/23
2.后负荷对搏出量的影响
后负荷:肌肉开始收缩之后所遇到的负荷或阻力。
这种调节方式与心肌初长无关,故称为等长自身调节 (homeometric autoregulation)。
2020/9/23
(二) 心率的影响
心输出量=心率×每搏输出量
40~180次/分:心率↑→每分心输出量↑
>180次/分: 舒张期↓→充盈时间↓ →心输出量↓。
<40次/分:舒张期↑→心室充盈接近最大限度,不能增 加充盈量和搏出量充盈量→每分心输出量↓。
(占总充盈量2/3) ↓
心室容积迅速↑
2020/9/23
(3)减慢充盈期: 随着心室内血
液的充盈,心室与 心房、大V间的压力 差减小,血液流入 心室的速度减慢。
其前半期为大V 的血液经心房流入 心室;后半期为心 房收缩期的挤血入 心室。
2020/9/23
(4)心房收缩期:
心房收缩 ↓
心房容积↓ ↓
组成: 收缩期贮备:55~60ml
搏出量贮备 舒张期贮备:15ml
意义:反映心脏泵血功能对代谢需要的适应能力, 反映心脏的健康和强壮程度。
2020/9/23
房内压↑ (右房↑4-6mmHg) (左房↑6-7mmHg)
↓ 房室瓣开放 (动脉瓣处关闭状态)
↓ 挤血入心室 (占心室充盈量25%)
↓ 心房舒张 (75%由V经心房流入心室)
2020/9/23
心脏泵血过程
2020/9/23
心动周期中压力、 容积等变化
⑦心房收缩期 ①等容收缩期 ②快速射血期 ③缓慢射血期 ④等容舒张期 ⑤快速充盈期 ⑥减慢充盈期
2020/9/23
四、影响心脏泵血功能的因素
心脏泵血功能体现为心输出量 心输出量=搏出量×心率 因此,凡能影响搏出量和心率的因素 均可影响心输出量。
2020/9/23
(一)每搏输出量的影响
搏出量取决于心室肌收缩的强度和速度, 其收缩的强 度和速度受前负荷、负后荷和心肌收缩能力的影响。
2020/9/23
1.前负荷对搏出量的影响
前负荷是指心室肌收缩前所承受的负荷 。
前负荷决定着心肌的初长度,心室肌的初长度取决于 心室舒张末期充盈血量或充盈压。
心室肌的前负荷、心室肌的初长度、心室舒张末期充 盈量或充盈压,是对同一种变化从不同角度测量的不同表 达方式。
2020/9/23
心 的 定 律
心脏能自动地调节并平衡心搏出量和回心血量之间的关系: 回心血量↑→心舒张期充盈↑→心肌初长度和前负荷↑→
2020/9/23
(3)减慢射血期: 迅速射血入动脉后 ↓ 心室容积继续↓ ↓ 室内压略<动脉压 ↓ 射血能=血液的动能 继续射血入动脉 (占射血量30%) ↓ 心室容积继续↓ ↓ 心室舒张前期
2020/9/23
2.心室舒张期
(1)等容舒张期:
心室开始舒张 ↓
室内压迅速↓ (室内压=动脉压)
↓ 动脉瓣关闭
3.心肌收缩能力的对搏出量的影响
心肌收缩能力是指心肌不依赖于前、后负荷而能改变其 力学活动的一种内在特性。当心肌收缩能力增强的时,其心室 功能曲线向左上方移位;反之,则向右下方移位。
意义:能对持续的、剧烈的循环变化有强大的调节作用。
心肌细胞活化的横桥增多,收缩能力增强,搏出量即 增加;反之则减少。神经、体液及药物等都可通过改变心肌 收缩能力来调节心搏出量。
心指 (L数 m / im n2)心输L出 /m量 in 体表m 面 2 积
心指数在10岁左右最大(4L/min.m2以上);以后随年龄增 长而逐渐下降,到80岁时,接近2L/min.m2。
分析比较不同个体心功能的常用指标。
2020/9/23
(三)心脏作功
心脏作功所释放的能量转化为压强能和血流的动能二部分。 搏出功:搏出功(J)=每搏输出量(L)×(平均动脉压—平均心房 压) ×13.6×9.807×(1/1000)=83.1g.m)。 每分功=搏出功×心 率 心脏收缩不仅排出一定量的血液,而且使这部分血液具有较高 的压强能和较快的流速。在动脉压增高的情况下,心脏要射出与 原先同等量的血液,就必须加强收缩。 用心脏作功量要比单纯的心输出量评定心脏泵血功能的指标更 为全面。
0.2
0.1
0.3
房室瓣关闭
动脉瓣开放
0.4 0.8
心房收缩 心室收缩 房室舒张 全心舒张
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0.7
房室瓣开放 动脉瓣关闭
0.5 0.6
心率快慢主要影响舒张期:
心率加快:心舒期↓→充盈↓ 心率减慢:心舒期↑→充盈↑
心缩(舒)期习惯以心室的活动作为心脏活 动的指标。
2020/9/23
二、心脏泵血的过程和机制
心脏不断泵血以保证机体代谢的需要,用心脏 泵出的血液量是衡量心脏功能的基本指标。但单纯 以一项指标来评定不同个体的心功能状态,具有局 限性,甚至会作出错误的判断,因此,综合多项指 标,有利于客观判断某一个体的心脏泵血功能。
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(一)每搏输出量和射血分数
每搏输出量:一侧心室一次心搏所射出的血量。 (60~80ml )。
射血分数的大小和每搏输出量和舒张末期容量有关。 心缩↑→收缩末期容量↓→射血分数↑; 静脉回心血量↑→心舒张末期容积↑ 。
生理: 在正常范围内,搏出量与心舒末期容积相适应,心舒 末期容积增加,搏输出量增加,射血分数不变。
病理: 在心功能减退、心室扩大时,搏输出量虽可与正常人 无明显差别,但已不能与扩大的心舒末期容积相适应, 射血分数明显下降。
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(二)每分输出量与心指数
每分输出量:每分钟由一侧心室输出的血液总量,简称心输出量。 心输出量=每搏输出量×心率 (4.5~6L/min)
心输出量随着机体活动和代谢情况而变化(运动、情绪激 动、怀孕等);女子较同体重男子约低10%。 心 指 数:空腹和安静状态下, 每平方米体表面积的心输出量。
心肌收缩力↑→心搏出量↑
2020/9/23
心脏不需要神经和体液因素参与的自身调节机制,可通过
心室功能曲线(Starling曲线)来说明。
左段:人体心室最适前负荷
左段
中右 段段
(1.6-2.0kPa)和心室正常
工作段(0.7-0.8kPa),搏
功随初长度增加而增加。
中段:心室压在2.0-2.7kPa, 曲线趋平坦,说明前负荷在 上限范围内,对泵血功能影 响不大。
房室瓣关闭 (动脉瓣仍处于关闭状态) (容积不变、血液不流)
↓ 继续收缩
↓ 快速射血期
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(2)快速射血期:
心室继续收缩 ↓
室内压>动脉压 (左室>80mmHg) (右室>8mmHg)
↓ 动脉瓣开放 (房室瓣仍处于关闭状态)
↓ 迅速射血入动脉 (占射血量70%)
↓ 心室容积迅速↓
↓ 减慢射血期
适前负荷,心室的搏出量也不会随之而降低 。
病理: 慢性扩张性心脏病时,心肌细胞发生了组织学形态改变,
心肌细胞收缩功能严重受损,搏出量减低。
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心肌细胞的异长自身调节机制是由于粗细肌丝相 互重叠程度的变化。
• 肌小节最适初长 : 2.0-2.2μm
• 特点:粗细肌丝 处于最佳重叠状 态,收缩时产生 的张力最大。
之心室由多层肌纤维组成,肌纤维有多种走势和排列方向, 使得心肌的伸展性较小,静息被动张力大,从而阻止心肌 细胞过度拉长,使心肌肌小节的初长度一般不会超过 2.25~2.30μm,而不出现降支。 * 意义
可使心脏不致于在前负荷明显增加时出现搏出量和作功 能力的下降。
2020/9/23
心室肌细胞的搏出功或搏出量随初长度增加而增加,这 种通过心肌细胞本身的初长度变化而引起心肌收缩强度的变化 ,称为心肌细胞的异长自身调节,也称为 Starling机制 。 意义: 在于对搏出量进行精细的调节。 生理: 心室搏出量随初长度增加而增加,当心室充盈量超过最
2020/9/23
主A内压
左心室内压 左心房内压
心室容积
心音
2020/9/23
(二)心房在心脏泵血过程中的作用
A波:心房收缩时, 房内压升高形成。 c波:心室收缩,房室 瓣凸入心房,导致房 内压略升高形成。 v波:心室收缩期末, 血液从静脉回流入心 房,房内压持续升高 形成。
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三、心脏泵血功能的评定
心率受自主神经控制:交感神经活动增强时,心率加 快;迷走神经活动增强时,心率减慢。
心率的体液因素:肾上腺素、去甲肾上腺素和甲状腺 激素。
心率受体温的影响,体温升高10C ,每分钟心搏将 增加12-18次。
2020/9/23
六、心力贮备
概念:心输出量随机体代谢的需要而增加的能力。 心率贮备(增加1-1.5倍) 75次/分→180次/分
心脏泵血功能的完成两个因素:
①心脏节律性收缩和舒张而造成心 室和心房及动脉之间的压力差,形 成推动血液流动的动力。 ②心脏内4套瓣膜的启闭控制着血 流的方向。
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(一)心室的射血和充盈过程
1. 心室收缩期
(1)等容收缩期: 心室开始收缩 ↓ 室内压急剧↑
(左室内压↑近80mmHg) ↓
第三节 心脏的泵血功能
2020/9/23
一、心动周期和心率
心动周期(cardiac cycle)
心脏一次收缩和舒张构成的一个机械活动周期
心率(heart rate,HR)
单位时间内心脏搏动的次数, 即心跳频率
2020/9/23
特点: 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 : 有利于心脏充盈与心脏供血
心室肌收缩时,必须克服动脉压的阻力,推开动脉瓣 才能将血液射入动脉。因此,动脉血压是心室收缩射血时 所承受的后负荷。
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2.后负荷对搏出量的影响
动脉血压↑(正常范围) 等容收缩期室内压↑
射血期↓+射血速↓ 每搏出量↓
心室内剩余血量↑ 心肌初长度↑ 心肌收缩能力↑ 搏出量恢复正常
2020/9/23
搏出量,相当于心室舒张末期容积(130~145ml)
与心室收缩末期容积之差 ,每次心搏,心室内血液并 没有全部被射出。
2020/9/23
射血分数=每搏输出量和心舒末期容量的百分比。 (60~80ml/130~145ml ml=50~60%) 。
射血分 心 每 数输 搏末 输(期 M (出 M)L容 )L量 1积 0% 0
右段:心室压>2.7kPa,曲线 平坦或略降。说明正常心室 的充盈压即使很高,搏功基 本不变或轻度减少.
2020/9/23
为什么心室功能曲线无明显的降支?
前 负 荷
2020/9/23
AT: 主动张力 RT: 静息张力(被动张力) Tmax: 最大张力 Lopt: 最适初长
* 机制 心肌细胞外间质内含有大量劲度较大的胶原纤维,加
↓ 心室继续舒张
↓ 室内压急剧迅速↓ (室内压仍>房内压, 房室瓣仍处于关闭状态) (容积不变、血液不流)
↓ 快速充盈期
2020/9/23
(2)快速充盈期:
等容舒张期末 ↓
室内压↓ (室内压<房内压)
↓ 房室瓣开放
↓ 心室继续舒张
↓ 室内压↓ (室内压 房内压=负压)
↓ 心房和大V内的血液快速入室
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心室舒张末期充盈量(前负荷)是调节每搏输出量的 一个重要因素。
心室肌的前负荷是由心室舒张末期的血液充盈量(静 脉回心血量和心室射血后剩余血量的总和)来决定的。静 脉回心血量受心室舒张充盈持续时间和静脉回流速度的影 响。
2020/9/23
2.后负荷对搏出量的影响
后负荷:肌肉开始收缩之后所遇到的负荷或阻力。
这种调节方式与心肌初长无关,故称为等长自身调节 (homeometric autoregulation)。
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(二) 心率的影响
心输出量=心率×每搏输出量
40~180次/分:心率↑→每分心输出量↑
>180次/分: 舒张期↓→充盈时间↓ →心输出量↓。
<40次/分:舒张期↑→心室充盈接近最大限度,不能增 加充盈量和搏出量充盈量→每分心输出量↓。
(占总充盈量2/3) ↓
心室容积迅速↑
2020/9/23
(3)减慢充盈期: 随着心室内血
液的充盈,心室与 心房、大V间的压力 差减小,血液流入 心室的速度减慢。
其前半期为大V 的血液经心房流入 心室;后半期为心 房收缩期的挤血入 心室。
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(4)心房收缩期:
心房收缩 ↓
心房容积↓ ↓
组成: 收缩期贮备:55~60ml
搏出量贮备 舒张期贮备:15ml
意义:反映心脏泵血功能对代谢需要的适应能力, 反映心脏的健康和强壮程度。
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房内压↑ (右房↑4-6mmHg) (左房↑6-7mmHg)
↓ 房室瓣开放 (动脉瓣处关闭状态)
↓ 挤血入心室 (占心室充盈量25%)
↓ 心房舒张 (75%由V经心房流入心室)
2020/9/23
心脏泵血过程
2020/9/23
心动周期中压力、 容积等变化
⑦心房收缩期 ①等容收缩期 ②快速射血期 ③缓慢射血期 ④等容舒张期 ⑤快速充盈期 ⑥减慢充盈期
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四、影响心脏泵血功能的因素
心脏泵血功能体现为心输出量 心输出量=搏出量×心率 因此,凡能影响搏出量和心率的因素 均可影响心输出量。
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(一)每搏输出量的影响
搏出量取决于心室肌收缩的强度和速度, 其收缩的强 度和速度受前负荷、负后荷和心肌收缩能力的影响。
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1.前负荷对搏出量的影响
前负荷是指心室肌收缩前所承受的负荷 。
前负荷决定着心肌的初长度,心室肌的初长度取决于 心室舒张末期充盈血量或充盈压。
心室肌的前负荷、心室肌的初长度、心室舒张末期充 盈量或充盈压,是对同一种变化从不同角度测量的不同表 达方式。
2020/9/23
心 的 定 律
心脏能自动地调节并平衡心搏出量和回心血量之间的关系: 回心血量↑→心舒张期充盈↑→心肌初长度和前负荷↑→
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(3)减慢射血期: 迅速射血入动脉后 ↓ 心室容积继续↓ ↓ 室内压略<动脉压 ↓ 射血能=血液的动能 继续射血入动脉 (占射血量30%) ↓ 心室容积继续↓ ↓ 心室舒张前期
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2.心室舒张期
(1)等容舒张期:
心室开始舒张 ↓
室内压迅速↓ (室内压=动脉压)
↓ 动脉瓣关闭
3.心肌收缩能力的对搏出量的影响
心肌收缩能力是指心肌不依赖于前、后负荷而能改变其 力学活动的一种内在特性。当心肌收缩能力增强的时,其心室 功能曲线向左上方移位;反之,则向右下方移位。
意义:能对持续的、剧烈的循环变化有强大的调节作用。
心肌细胞活化的横桥增多,收缩能力增强,搏出量即 增加;反之则减少。神经、体液及药物等都可通过改变心肌 收缩能力来调节心搏出量。