生理学 第四章1心脏的泵血功能

四、心泵功能调节(影响心输出量的因素)
心泵功能的调节包括神经、体液及自身调节。
本节主要从心脏本身来阐述影响心输出量的因素。 (一)搏出量的调节 1.前负荷(异长调节，Starling机制) 在心肌由室舒末期血液充盈量决定，
即心室舒张末期容积相当于前负荷
(常用舒张末期压力来反映)
心室功能曲线可分三段： ①充盈压12～15mmHg(16~20cmH2O)是心室最适前负 荷。通常左室充盈压仅有5～6mmHg,说明心室有较大的初长
时对心室充盈起重要作用。
(四)心动周期中心房内压的变化 心房压力曲线
a波:心房收缩;房压 增高 c波:室缩,房室瓣关 闭,上凸; x波:室射血,房室瓣 向下牵曳; v波:静脉血入房; y波:房室瓣开,血液 由房入室； 波动范围: 左房2~12mmHg; 右房0~5mmHg
(五)心音 heart sound
影响前负荷的因素：
心室充盈量 = 静脉回心血量＋余血量 (前负荷) (心室最大射血后,剩余的血量)
静脉回心血量:①心室的充盈持续时间 ②静脉回流速度 ③心包内压 ④心室顺应性(△V/△P) 余血量的增减:取决于心肌收缩力和总充盈量是否改变。 结论：一定范围内，随着心肌初长增加，搏出量增加称心的 定律(Frank-Starling定律)
心音 第一心音 产生时间 心室收缩期开始 产生原因 1.房室瓣关闭； 2.心室射血冲击 血管及血液涡 流引起的振动 声音性质 音调低、钝 持续时间 0.12~0.14s 听诊部位 左锁骨中线第五 肋间隙(即心尖部) 第二心音 心室舒张期开始 1.动脉瓣关闭； 2.血液冲击动脉 壁根部及心室 内壁振动 音调高、亢 0.08~0.1s 胸骨右,左缘第二肋间隙 (主,肺动脉瓣听诊区)
(2)心室充盈期(filling phase)
快速充盈期(rapid filling)：心室舒张→室内压下降<
房内压→房室瓣开放→血液快速入室(心室的抽吸作用),容积 迅速增大。充盈量占总量3/4,持续0.11s。 减慢充盈期(slow filling):房-室压力梯度减小→少量 血液慢速入室。此期持续时间0.22s,且大部分时间处于全心
2.后负荷对搏出量的影响 心室肌后负荷是指大动脉血压
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后负荷与心输出量的关系
①当大动脉BP↑→ 等容收缩期延长而射血 期缩短,同时心肌缩短速度和程度↓→搏 出量↓；而BP↓, 则有利于心室射血。 ②继发引起异长调节: 在BP↑引起搏出量↓ 时→余血量↑→ 心肌初长增加→搏出量不变。 ③继发引起等长调节及神经体液调节。 **②③两种继发调节使心肌初长度和收缩 能力与后负荷相适应,维持适当心输出量
度贮备。
②充盈压15～20mmHg (20~27cmH2O)曲线趋平坦,说明 前负荷在上限范围变动对泵血功能影响不大。
③充盈压高于20mmHg (27cmH2O)，曲线平坦或轻度下倾,
不出现明显降支,说明前负荷即使超过20mmHg,搏功不变或 仅轻度减少。
初长度对心肌、骨骼肌肌收缩力 影响的比较
心肌
第一节
一、心肌收缩的特点
心脏的泵血功能
1.对细胞外Ca2+的依赖性: “钙触发钙释放”（calcium-induced calcium release） 2.“全或无”式收缩:细胞间呈缝隙连接 3.不发生强直收缩:有效不应期长
二、心脏泵血的过程和机制
(一)心动周期(Cardiac cycle)
定义：心房或心室每收缩和舒张一次称为一个 心动周期。心律75次/分时,心动周期为0.8秒
五、心泵功能贮备 cardiac reserve
心输出量随机体代谢而增加的能力。
以心脏每分钟能射出的最大血量即最
大心输出量表示。 心率贮备:静息心率2倍(160~180次/分)
末期容积
收缩期贮备 35～40ml(55→15~20ml)
缩到
搏出量储备
舒张期贮备
15～20ml(125→140ml)
扩到
≈ 55%--65%
2.每分输出量(minute volume)和心指数
(cardiac index) 每分输出量(心输出量cardiac output): 定义:一侧心室每分钟射出的血量。 公式:每分输出量=搏出量×心率
minute volume = stroke volume×heart rate
心动周期中心房和心室活动的顺序和时间关系
(二)心脏泵血过程
基本机制(mechanism): 动力：压力梯度(高→低)
血流单方向:心肌的舒缩→
室内压变化→瓣膜开闭→
血流方向
1.心房的初级泵血功能
心房收缩→房内压↑>室内压<动脉压→房室瓣开→血
由房入室，心室充盈量25%
2.心室收缩期(Ventricular systole) (1)等容收缩期(isovolumetric contraction phase): 心室肌收缩→室内压增高 > 房内压→ 房室瓣关闭 (产生第一心音),但室内压仍然<动脉压→动脉瓣 没开→心肌等长收缩,心室容积不变。 a.持续0.05s,若BP升高,此期延长 b.此期室内压急剧升高。
骨骼肌
相同点：
①初长度变化可改变粗、细肌丝的有
效重叠程度和活化横桥数目；
②最适前负荷时,粗细肌丝处于最佳重
叠状态,产生张力最大；
③达最适前负荷前，随负荷和初长增
加，收缩强度(张力)也逐渐增加；
不同点：
①心肌伸展性小:因胞外间质富含胶原纤维，多 层肌纤维排列有交叉。 ②主动张力曲线和心室功能曲线不出现降支:因 即使前负荷很大情况下,肌小节最长不超过2.25~ 2.30μm，使心脏不会在前负荷明显增加时出现 搏出量和搏功下降。
Physiology
生 理 学
生理学考试研究小组
第四章
血液循环 Blood circulation
第一节 心脏的泵血功能 第二节 心脏的生物电活动 第三节 血管生理 第四节 心血管活动调节 第五节 器官循环
第一节
心脏的泵血功能
本节重点：心动周期
心室收缩期的组成及特点
心音
心脏泵血功能的评定
影响心输出量的因素 本节难点：心脏泵血功能的评定
Hale Waihona Puke Baidu
3.心肌收缩能力的影响 cardiaccontractility(等长调节)
NE 心肌收 缩能力 改变对 心室功 能曲线 的影响
ACh
①心肌收缩能力指心肌不依赖于负荷而能改变其收缩强度和速 度的内在特性。是通过改变兴奋-收缩耦联等内在因素(活化横 桥数量、肌球蛋白ATP酶的活性)实现的 ②儿茶酚胺使心功能曲线向左上方移位。 心力衰竭、ACh等使曲线向右下方移位。
舒张, 但室舒期的最后0.1s→开始下一心动周期的房缩期
(atrial systole)。
(三)心房在心脏泵血过程中的作用 1.接纳作用:心房大部分时间处于舒张状态,起接纳和贮存静脉 回流血液的作用 2.启动泵(priming pump)作用:心室舒 张的最后0.1s→心房收 缩→房内压↑>室内压<动脉压→房室瓣开→血由房入室，心室 充盈量再增加10%~30%,辅助了心室充盈,有利于心室射血,此即 房缩的初级泵或启动泵作用。尤其在心率↑或心室顺应性下降
射血速度↓，靠惯性射血。射血量占总量30%,持续0.15s
3.心室舒张期(Ventricular diastole)
(1)等容舒张期 (isovolumetric relaxation phase)
心室肌舒张→室内压下降 <动脉压→动脉瓣关闭 (产生第二心音)→室内压仍然>房内压→房室瓣 没开→心室容积不变。持续0.06s~0.08s。此期室内 压急剧下降。
≈125ml
≈55ml
(二)心脏做功量
每搏功(strok work):心室一次收缩所做 的功。包括搏出血液所增加的压强能和 动能,即: 每搏功＝搏出量×射血压力+动能(可忽略) ∴搏功(j)＝搏出量(L)×(平均动脉压－左房平 均压)mmHg×13.6×9.807×(1/1000)
代替左室舒张末期压力 代替射血期左室内压
AO MC
AC
MO
1.心房收缩期 2.等容收缩期 3.快速射血期 4.减慢射血期 5.等容舒张期 6.快速充盈期 7.减慢充盈期
(2)射血期(ejection phase)
快速射血期(rapid ejection):心室肌继续收缩→室内压
上升>动脉压→动脉瓣开放→血由心室射入动脉。 a.此期血流速快,射血量大,占总射血量70％,持续0.1s; b.容积缩小,室内压达峰值。 减慢射血期(slow ejection):室内压由峰值逐渐下降→
≈ 5~6L/min 左右两心室心输出量基本相等。
心指数(cardiac index) ： 以每平方米体表面积计算的心输出量
Cardiac index
Cardiac output =━━━━━━━━━━ body surface area
中等身材成人，静息心指数约为：
5~6L÷1.6~1.7m2 ≈ 3.0～3.5L/min/m2
＝0.07L×(92－6)mmHg×13.6 ×9.807×(1/1000) ＝ 0.803J
每分功(J/min)＝搏功(J)×心率=60.2J 左室功是右室功的6倍
(因肺A平均压为主A平均压1/6) 心脏的效率(Cardiac efficiency )： 心脏所做外功占心脏总能量消耗量的百分比。 =(心脏所完成外功÷心脏耗氧量)×100% Cardiac efficiency ≈20%~25%
三、心泵功能的评定
(一)心脏的输出量 1.每搏输出量(stroke volume,SV)和射血分数 (ejection fraction) 搏出量:一次心搏一侧心室射出的血量。 60~80 ml，左、右室相等。 射血分数:搏出量占舒张末期心室容积的百分比。
ejection
Stroke volume fraction=━━━━━━━100% End-diastolic volume
③影响收缩能力的因素:胞浆内Ca2+浓度、和肌钙蛋白对Ca2+的
亲和力；钙增敏剂(如茶碱)；ACh、缺氧与酸中毒、甲低等。
（二）心率的调节
①一定范围内，心率↑→心输出量↑ 心率过快＞180次/分→舒张期明显变 短→充盈量↓→搏出量↓→心输出量↓ 心率过慢<40次/分→舒张期过长→因 充盈量已达极限，不能再增加充盈 量→心输出量↓ ②心率↑→心肌胞内Ca2+浓度↑→心 肌收缩能力↑(阶梯现象)(staircase phenomenon) ③影响心率因素： 神经：交感(+)、副交感(-) 体液：E、NE、甲状腺素、体温等。