循环生理 血管生理课件.ppt

第二节 血管生理一、各类血管的功能特点根据生理功能分类：1.弹性贮器血管 Windkessel vessel 主、肺动脉主干及其发出的最大分支2.分配血管 Distributive vessel 弹性贮器血管以后到小动脉前的分支,3.阻力血管 Resistance vessel 毛细血管前阻力血管:小动脉和微动脉 毛细血管后阻力血管:微静脉4.交换血管 exchange vessel 指真毛细血管true capillary5.容量血管 Capacitance vessel 即静脉血管 vein6. 短路血管 Shunt vessel,一、各类血管的结构和功能特点,各类血管结构模式图,二、血流量、血流阻力和血压 (一)血流量和血流速度 血流量 blood flow: 单位时间内流过血管某一截面的血量，又称容积速度。以ml/min 或 L/min表示。 血流速度velocity of blood flow:血液中一个质点移动的速度，它与血流量成正比；与血管总截面积成反比。,根据流体力学：血流量与管道压力、液体阻力的关系 Q=P/R对于封闭的心血管系统中每一截面的流量是相等的即等于心输出量。通常以左心室输出量为代表：Q P/R压力差：体循环 主动脉与右心房（接近于0）压力差 肺循环 肺动脉压与左心房压力差注：对于器官而言血流阻力是器官内血流量的决定因素。,(二)血流阻力 blood flow resistance P1- P2 8L Q R = R r4 即：Q Pr4 8 L,1.血管的长度。（正比）2.为血液粘滞度（正比）3.小动脉的口径（与r4成反比）,与L成正比与r4成反比,（三）血压 blood pressure(BP) 1.定义： 流动的血液对单位面积血管壁的侧压 力(压强) 2.单位:Pa(牛顿/米2,N/m2); mmHg 1mmHg =133Pa =0.133kPa 1厘米水柱=0.098 K Pa,三、动脉血压和动脉脉搏 (一)动脉血压的概念 动脉血液对动脉管壁的侧压力。注：通常用肱动脉血压代表机体的动脉血压。,（二）动脉血压的形成机制1.血压形成的基础：血管内血液充盈循环系统 平均充盈压 血液停止流动时，测得的循环系统内的平均压力。高低取决于血量与 循环系统容量间的相对关系。 正常约为7mmHg , 0.93kPa,（二）动脉血压及其形成机制（1）收缩压和舒张压的概念 1)收缩压 systolic pressure 收缩期动脉血压的最高值 2)舒张压 diastolic pressure 舒张末期动脉血压的最低值 3)脉压 =收缩压舒张压 4)平均动脉压舒张压1/3脉压,（2）动脉血压的形成机制 血管内足够的血液充盈前提 血流的动力 血流的阻力阻力血管尤其小动脉和微动脉的 口径 动脉壁顺应性(compliance)C=V/P,收缩期心室肌的收缩力舒张期大动脉弹性回缩力,（使血流连续不断并缓冲血压）,收缩期射血,舒张期停止射血,外周阻力的缘故,大动脉弹性回缩,1/3转化为动能流向外周,大动脉扩张，2/3转化为势能储存在管壁,势能转化为动能,推动血液继续流向外周,血压升高,Arteriole,Aorta expanda in systole,Aorta contracts in diastole,The effect of elasticity of aortic wall on blood pressure and blood flow,1.动脉血压的正常值 1)收缩压 100120mmHg 13.316.0kPa 2)舒张压 6080mmHg 810.6kPa正常血压：100120/ 6080mmHg高血压： 140/90低血压： 90/60,（三）动脉血压的变化和维持动脉血压稳定的意义,持续性,动脉血压的间接测量,3)脉压 =收缩压舒张压 3040mmHg 4.05.3kPa 4)平均动脉压舒张压1/3脉压 约100mmHg 5)表示法：110/70mmHg 6)体循环各部分血压:克服阻力,消 耗能量有落差： 如主动脉平均压100mmHg 直径 3mm的动脉95mmHg 微动脉 始端85mmHg 毛细血管始端 30mmHg,落差最大,120,100,80,mmHg,收缩压systolic pressure,舒张压diastolic pressure,脉压 pulse pressure,平均动脉压 = 舒张压 + 1/3脉压,Blood Pressure,血管各段血压的变化,2.动脉血压稳定的意义：血压稳定推动血液循环和保证各组织和器官得到充足的血液灌注，维持代谢的正常进行。,（四）影响动脉血压的因素 1.每搏输出量 stroke volume 每搏输出量 收缩压,血流速快舒张压升高不多脉压 收缩压高低主要反映搏出量的多少。 2.心率 heart rate 心率快,舒张期短流出少,心舒末期大A内存血舒张压(收缩压虽也,但不如舒张压升高明显)脉压,3.外周阻力 peripheral resistance 外周阻力向外周流速变慢舒张末期动脉内存血多舒张压脉压 舒张压高低主要反映外周阻力的大小4.主动脉和大动脉的顺应性(弹性贮器作用): A硬化,顺应性小阻力 收缩压 脉压 老年人大动脉的 缓冲能力收缩压舒张压 使收缩压不致过高,舒张压不致过低，维持一定的脉压,5.循环血量和血管容量的比例失血（或中毒性休克）循环血量和血管容量的比例体循环平均充盈压Bp 二者相适应，产生体循环平均充盈压,维持正常血压。,小结：影响动脉血压的因素,每搏输出量 心率 外周阻力 大动脉弹性 循环血量,收缩压,舒张压,脉压,主要影响,收缩压,舒张压,舒张压,收缩压,脉 压,（五）动脉脉搏 Arterial pulse 每一心动周期中，动脉内压力 发生周期性变化，引起动脉管壁产 生的波动。在体表可扪及，如桡动脉脉搏。 脉搏图波形呈现有上升支和下降支。 切迹为降中峡(dicrotic notch),发生在主动脉瓣关闭的瞬间。,动脉脉搏传播速度比血流速度快。管壁顺应性越大,脉搏传播速度越慢:主A=35m/s;较大A=710m/s;小A=1535m/s,降中峡,降中波,心室快速射血,异常波形,四、静脉血压和静脉回流Venous pressure and Venous return (一)静脉血压 1.中心静脉压Central venous pressure CVP 定义：右心房或胸腔内大静脉的血压 正常值：4-12 cmH2O (0.41.2kPa) 高低取决于心脏射血能力和回心血量之间的关系。 功能意义：反映静脉回心血量； 是观察心血管功能状态； 控制输液量和速度的重要指标。,2.外周静脉压 （peripheral venous pressure） 定义：各器官静脉的血压 特点：血压低，易升高 正常值：5-14 cmH2O,（二）静脉血流 Venous blood flow 1.静脉对血流的阻力：小，仅占体循环总阻力15%，为毛细血管后阻力。 机体可通过对微静脉收缩状态的调节来控制血液和组织液之间的液体交换,间接影响循环血量。,2.静脉回流及其影响因素 体循环平均充盈压 心肌收缩力 骨骼肌的挤压作用 呼吸运动 重力和体位,(1) 体循环平均充盈压,血量或容量血管收缩静脉回心血量 血量 或容量血管扩张静脉回心血量,(2) 心脏收缩力量,心脏收缩时射血心脏舒张时从静脉中抽吸血液当心脏收缩能力心室排血舒张时心室 内压有利于静脉回心。,骨骼肌的挤压作用对静脉血流的影响,(3)骨骼肌的挤压作用 静脉泵或肌肉泵,(4)呼吸运动 呼吸泵,吸气时，胸内负压静脉跨壁压 胸腔内大静脉扩张压力 有利 于外周静脉血回心反之，呼气时静脉回心血量对肺循环而言，吸气时，肺扩张肺血管容积贮 存较多的血由肺回流入左心房反之，呼气时静脉回心血量,(5) 体位改变和重力影响,平卧时：直立时：直立性低血压：,五、微循环 Microcirculation(一)微循环的组成及功能 概念：微动脉和微静脉之间微血管中的血液循环。 基本功能： 血液与组织之间的物质交换 控制流经组织的血流量 组织液的生成和回流在微循环处完成,1.微循环的组成:,捷,通血毛细血管,.,.,.,2.血流通路及其功能： (1)迂回通路(营养通路) 功能：物质交换 特点：轮流开放 (2)直捷通路thoroughfare channel 功能：部分血迅速回心，维持循 环血量 特点：常开放，交换少，回流快。,(3)动静脉短路 功能：调节体温 特点：常关闭，不交换，血流速度快， 感染或中毒性休克(shock)时， 大量开放，可缩短循环途径， 降低外周阻力，使血液迅速回 心。但可加重组织乏氧。,迂回通路：物质交换微A后微A毛细血管前扩约肌真毛细血管微V直捷通路：血液快速回流微A后微A通血毛细血管微V动-静脉短路：调节体温微A吻合支微V,(二)微循环的血流动力学(微循环的调节) Hemodynamics 真毛细血管关闭 代谢产物堆积、Po2 后微A、毛细血 管前括约肌舒张 后微A、毛细血 管前括约肌收缩 代谢产物被清除 真毛细血管开放,局部代谢产物调节使组织总血流量与其代谢水平相适应。,微循环血流的调节,两套闸门,神经调节 体液调节,（三）血液与组织液之间的物质交换 1.扩散 diffusion 2.滤过和重吸收 filtration and reabsorption 3.入胞和出胞,六、组织液的生成 formation of interstitial fluid,组织液组织液(interstitial fluid)存在于组织和细胞间隙来自于血浆，蛋白浓度低于血浆毛细血管动脉端滤出，静脉端重吸收组织液的生成与回流取决于有效滤过压 有效滤过压毛细血管动脉端+；静脉端 -,A端EFP=(30+15)-(25+10)=10mmHg(滤过)V端EFP=(12+15)-(25+10)=-8mmHg(重吸收),(一)组织液生成与回流 有效滤过压(EFP) =毛细血管血压组织液胶体渗透压 血浆胶体渗透压组织液静水压毛细血管A端： EFP10为正，组织液以生成为主；毛细血管V端： EFP8为负，组织液以回流为主。注：A端滤出的液体10进入毛细淋巴管，由淋巴循环回流入血。,滤过动力,滤过阻力,(二)影响组织液生成的因素 1.毛细血管血压 Cap压(如静脉回流受阻)组织液水肿 2.血浆胶体渗透压 胶渗压(如肝功受损低蛋白)组织液水肿 3.淋巴回流 淋巴回流受阻(如淋巴管炎)组织液积聚水肿 4.毛细血管通透性 毛细血管通透性(如过敏)组织液水肿,(1).毛细血管压右心衰中心静脉压静脉回心血量毛细血管压组织液水肿(edema) 反之，则引起脱水。,(2).血浆胶体渗透压肾病尿中丢失蛋白血浆蛋白血浆胶体渗透压组织液水肿(edema)(3).淋巴回流丝虫病淋巴管阻塞淋巴回流组织液象皮肿,(4).毛细血管壁通透性过敏反应毛细血管壁通透性血浆蛋白入组织间隙血浆胶体渗透压组织液水肿(edema),组织液生成与回流示意图,小结：影响组织液生成与回流的因素,变化 回流量 例 症,炎症、充血性心功能不全等所致的水肿,营养不良、因病丢失蛋白质过多所致水肿,丝虫病、癌症等使受阻部位远端水肿,烫伤、细菌感染等所致的局部水肿,毛细血管壁通透性,毛细血管压或静脉压,血浆胶体渗透压,淋巴回流受阻,生成量,丝虫病所致的橡皮肿,（三）淋巴液的生成与回流,淋巴管系统示意图,淋巴液的生成与回流过程,毛细淋巴管结构示意图,第三节 心血管活动的调节 Regulation of cardiovascular activity,神经调节 体液调节 自身调节,心脏 血管,心 率 心缩力 平滑肌 舒 缩,口径,阻力血管 外周阻力 容量血管 回心血量 特定器官血管,循环血量 血液重新分配,血压,心输出量,自主神经的:节前纤维 Preganglionic fiber 末梢释放ACh节后纤维 Postganglionic fiber 副:末梢释放ACh; 交:多数释放NE, 少数为ACh,一、神经调节nervous regulation (一)心血管的神经支配innervation 1.心脏的神经支配,心交感神经 心迷走神经,(1)心交感神经 心交感N节后f去甲肾上腺素,NE+1受体 来源： T1-T5段侧角 分布：换元后进入心脏，支配窦房结、房室交界、 房 室束、心房肌和心室肌。 正性变时作用(心率加快) 作用 正性变传导作用(房室交界传导加快) 正性变力作用(收缩力加强),机制: 加强自律细胞4期内向电流, 自动去极化速率 加快,窦房结自律性增高,心率加快; 增加房室交界钙通道开放率和钙的内流, AP的0期上升幅度和速度均增加,传导加快; 心肌膜钙通道开放概率,平台期Ca2+内 流,肌质网释放Ca2+收缩力加强,NE cAMP L- Ca2+ 通道激活正性变时作用 心率增快If 4期自动去极化速度加快正性变传导作用 传导加快Ca2+ 0期上升 、幅度正性变力作用 收缩增强Ca2+ 2期Ca2+ 内流 肌浆网释放、摄取 Ca2+ Na+ -Ca2+ 交换 ATP 传导加快，收缩同步,(2)心迷走神经 心迷走神经节后fACh+ M受体 来源：节前起自延髓迷走神经背核和疑核 分布：进入心脏换元后，节后f支配窦房结、心房 肌、房室交界、房 室束及其分支、和心室肌。 负性变时作用(心率减慢) 负性变传导作用(心房不应期缩短, 房室传导减慢) 负性变力作用(收缩力减弱),作用,机制:窦房结复极过程K+外流,最大复极电位更负,达阈电位时间变长;同时4期K+外流和If受抑制自动去极化速度减慢,自律性降低,心率减慢;Ca2+通道受抑制Ca2+内流房室交界AP的0期上升幅度和速度均减小,传导减慢;Ca2+内流,肌质网释放Ca2+收缩力减弱,ACh 激活G蛋白 K+ 外流 超极化 cAMPCa2+ 负性变时作用 心率减慢 K+，4期最大复极电位，自动去极速度负性变传导作用 传导减慢 Ca2+ 0期去极，幅度负性变力作用 收缩减弱 平台期缩短 Ca2+,K+ Ca2+,生理作用 心交感N 心迷走N 变 时 4期Ca2+内流自动去极速 3、4期K+外流最大舒张电位 (自律性) 自动去极速 （正变时） 自律性 （负变时） 自律性 变传导 0期Ca2+、Na+内流 0 期 0期Ca2+内流 0 期 (传导性) 去极速幅度 去极速幅度 （正变传导） （负变传导） 传导性 传导性 变 力 2期Ca2+内流肌浆网释放Ca2+ 期K+外流3期复极化速 (收缩性) 生成 AP时程（2期） Ca2+内流 （正变收缩） （负变收缩） 收缩力 收缩力 （等长自身调节） 变兴奋 阈电位Na+ Ca2+通道激活率 期K+外流膜电位距阈电位远 (兴奋性) 兴奋性 兴奋性,2. 血管的神经支配 (1)缩血管神经纤维vasoconstrictor fiber,又称交感缩血管神经纤维。 *体内大多数血管只受交感缩血管 纤维单一神经支配。 NE+ 特点:a.有13次/秒的紧张性活动 b.不同血管其分布密度不同:皮肤最密,骨骼肌和内脏次之,冠脉和脑血管较少;同一器官,A高于V,微A最密,后微A少,前Cap扩已无,受体 血管平滑肌收缩受体 血管平滑肌舒张,(2)舒血管神经纤维 vasodilator fiber部分血管受缩、舒血管N的双重支配. 舒血管Nf主要有： a.交感舒血管Nf:递质ACh,分布于骨骼肌微A,平时无紧张性活动,应激反应时使血管舒张,增加血流量 b.副交感舒血管Nf:递质ACh, 分布软脑膜,唾液腺，胃肠外分沁腺,外生殖器(a,b项均为M受体,阿托品阻断),(二)心血管中枢cardiovascular center 1.基本中枢basal center 延髓 心血管中枢： 延髓心血管中枢包括： 缩血管区(延髓头端腹外侧) 心交感紧张也源于此区N元。 舒血管区(延髓尾端腹外侧) 传入神经接替站(孤束核) 心抑制区(迷走神经背核,疑核),2.延髓以上的心血管中枢 下丘脑：重要的整合部位integration 小脑：如刺激顶核，BP,与姿势、体 位调整相适应 大脑(尤其是边缘系统)，可影响上述 心血管N元活动,（三)心血管反射Cardiovascular reflex 1.颈动脉窦主动脉弓压力感受性反射 (又称减压反射) 当动脉血压升高时，可引起压力感受性反射，其反射效应是使心率减慢，外周阻力降低，血压下降。这一反射称为降压反射或减压反射(depressor reflex) 即：由于A血压突然变化(或),刺激颈动脉窦主动脉弓压力感受器所引起的血压调节(或) 反射,压力感受性反射(Baroreceptor Reflex) 反射弧：感受器 颈动脉窦(carotid sinus) 主动脉弓(aortic arch)传入神经 窦神经(加入舌咽神经)、 迷走神经中枢 延髓孤束核传出神经 心迷走、心交感和交感缩血管效应器 心脏和血管,压力感受性反射(Baroreceptor Reflex)特征：机械/牵张感受器范围：传入冲动与动脉血压(60180mmHg) 成正比颈动脉窦压力感受器敏感主动脉弓压力感受器搏动性变化非搏动性变化兔有独立的减压神经,Bp 压力感受器 延髓,主动脉弓颈动脉窦,迷走N窦N(入舌咽N),缩血管区(-) 交感N(-)心抑制区心迷走N,孤束核(中继), Bp,心输出量心率外周阻力,减压反射(depressor reflex)过程:,Baroreceptor感受机械牵张,心缩血管,血压突然升高,颈动脉窦、主动脉弓压力感受器被牵拉、兴奋性,延髓心血管中枢,、脑神经,交感缩血管中枢紧张性 心交感中枢紧张性 心迷走中枢紧张性,交感缩血管神经（-） 心交感神经 （-） 心迷走神经（+）,阻力血管舒张 容量血管舒张 心脏活动,外周阻力 静脉回流 心输出量,血压降低,血压突然降低,血压升高,baroreceptor reflex又称稳压反射,生理意义： 是一种典型的负反馈调节机制 调节快速BP波动，维持BP相对稳定。 最适调节范围:窦内压60180 mmHg 窦内压在平均动脉压水平(100mmHg)左 右变动时，该反射最为敏感。 有利于维持心，脑的正常血液供应,思考: 从卧位到站位，人体的血压有何变化，为什么？,窦内压与动脉血压的关系(压力感受性反射功能曲线),窦内压在平均动脉压(100mmHg)水平范围变动时,反射最敏感,纠偏能力最强。,调定点,高血压者曲线右移,表现为调定点上移,2.心肺感受器引起的心血管反射 Cardiopulmonary receptor 在心房、心室和肺循环大血管壁存在的调节心血管活动的感受 器称为心肺感受器。,感受器：心房心室肺循环大血管壁,反射弧：感受器 心房、心室和肺循环大血管壁传入神经 迷走神经(大部分) 交感神经(少数)中枢 心血管延髓？传出神经 心迷走神经、交感神经(肾神经)效应器 骨骼肌、肾素、血管升压素,心肺感受器迷走N中枢 ,机械牵拉 交感N紧张 化学物质 迷走N紧张,心率,心输出量,外周阻力 BP肾血流量,排水,排钠 ADH释放排水,心肺感受器反射对血量及体液的量和成分的调节有重要意义。,心肺感受器引起的心血管反射过程：,心肺感受器引起的心血管反射 特征适宜刺激：机械牵张：BP/V 牵张感受器 化学物质：前列腺素、缓激肽等低压力 感受器，容量感受器 生理意义 平时有紧张性冲动，对心血管中枢起抑制作用，使血压和肾素水平不致过高；部分引起心率加快。调节循环血量和体液的量和成分。,3.颈动脉体和主动脉体化学感受性反射 chemoreflex,反射弧：感受器 颈动脉体(carotid body) 主动脉体(aortic body)传入神经 窦神经(加入舌咽神经) 迷走神经中枢 延髓孤束核传出神经 躯体运动神经等效应器 呼吸肌、气道肌,颈动脉体和主动脉体化学感受性反射过程：,呼吸N元心率心输出量冠脉舒张 内脏骨骼肌,Po2 血中 Pco2 H+,化学感受器窦N,迷走N,主要效应：使呼吸深快，间接引起 BP。正常时此反射对心血管活动和血压调节作用不大,血管收缩,呼吸加深加快缩血管效应心 输出量减少效应 BP,延髓孤束核,化学感受性反射的生理效应 实验条件下在自然呼吸条件下在完整机体内 生理意义 主要调节呼吸运动 在病理情况下起作用，血量的重新分配,肾上腺素和去甲肾上腺素,肾素-血管紧张素-醛固酮系统,血管升压素,血管内皮生成的血管活性物质,阿片肽,激肽释放酶-激肽系统,组胺,前列腺素,心房钠尿肽,二、体液调节humoral regulation,自学,(一)肾上腺素和去甲肾上腺素,肾上腺素(epinephrine, adrenaline) 去甲肾上腺素(norepinephrine, noradrenaline) 同属儿茶酚胺类(catecholamine, CA) 来源(肾上腺，少量交感神经末梢) 生理作用比较,Humoral Regulation,球 旁 器,斑,(二)肾素血管紧张素系统（自学） Reninangiotensin system,1. 肾素的分泌： 肾素(Renin)是球旁器的颗粒(近球)细胞合成和分泌的酸性蛋白酶。 刺激肾素分泌的因素： BP入球小A的牵张感受器(+)肾素 循环血量小管液Na+量致密斑(+) 肾素 交感神经(+)近球细胞肾素,2.血管紧张素(angiotensin)的生成：血管紧张素原（肾素底物，在肝合成） 肾素（水解作用）血管紧张素（angiotensin,十肽） 转换酶（主要在肺循环）血管紧张素（angiotensin,八肽） 血管紧张素酶A血管紧张素（ angiotensin , 七肽）,Renin-Angiotensin System,ACE,肾素血管紧张素醛固酮系统(RAAS),3. 血管紧张素作用： 作用于中枢，使交感缩血管N紧张性提高BP 作用于交感N使末梢NEBP 作用于微动脉和静脉血管平滑肌引起收缩BP,回心血量 促使肾上腺皮质球状带释放醛固酮 Na+重吸收细胞外液 抑制减压反射,使心率减慢效应减弱,(三)血管升压素 Vasopressin 又称抗利尿激素(Antidiuretic hormone,ADH）（自学）,1.来源：下丘脑 垂体后叶贮存,释放,2.作用： 抗利尿 缩血管,轴浆,视上核室旁核,3.ADH分泌调节： 血浆晶体渗透压 血容量,BP ADH合成释放 疼，激动，O2,(四)血管内皮生成的血管活性物质（自学） 1.舒血管物质 内皮舒张因子(EDRF)：化学结构是 nitric oxide(NO)。使血管平滑肌内GC激 活cGMP游离Ca2+血管舒张。 前列环素(prostacyclin, PGI2) 2.缩血管物质 内皮素(endothelin):内皮C合成和释放的由 21个氨基酸构成的多肽,有强烈的缩血管作 用。,(五)激肽释放酶-激肽系统（自学） (Kallikrein-kinin system) (激肽原在激肽释放酶作用下激肽) 血管平滑肌舒张 毛细血管通透性(六)心房钠尿肽(心房肌合成和释放的多肽) atrial natriuretic peptide (ANP)（自学） 外周血管舒张,搏出量,心率 使肾脏排水,排钠影响ANP释放因素:血容量,BP,内皮素,ADHANP,第四节 器官循环（自学）,一、冠脉循环 （一）冠脉循环的解剖特点,心脏的血液供应,冠脉搭桥术,（二）冠脉循环的生理特点,冠脉循环的特点（续）,Cerebral circulation,脑循环的特点 血流量大，耗氧量多 血流量的变动范围小 局部化学因素对血管舒缩活动的影响大 神经因素对脑血管活动的调节作用小 血-脑脊液屏障和血-脑屏障,Cerebral circulation, 血-脑脊液屏障和血-脑屏障,Scientific Story,Otto Loewi,Otto Loewi,Otto Loewi,Otto Loewi,Thank you for your attention,