生理学:第四章 血液循环课件.ppt
第四章 血液循环,Blood Circulation,循环系统,血液循环,血液循环的功能,物质运输,保持内环境稳态及防卫功能,体液调节,第一节 心脏的泵血功能,Cardiac Pump Function,一、心脏泵血的过程和机制,(一)心动周期(cardiac cycle),心脏一次收缩和舒张构成一个机械 活动周期,称为心动周期,正常成年人心率平均每分钟75次, 心动周期持续 0.8 s,0.1,0.2,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.1,心房,心室,心率快慢主要影响舒张期时程,舒张期时间收缩期时间,全心舒张期0.4s利心肌休息和心室充盈,心动周期,房室交替,左右联动,(二)心脏的泵血过程,(二)心脏的泵血过程,心房收缩 心房容积 房内压房室瓣开放(半月瓣处关闭状态) 挤血入心室(占心室充盈量25%),(二)心脏的泵血过程心房收缩期,心房收缩期,心室收缩期,(1)等容收缩期,心室开始收缩 室内压房室瓣关闭(容积不变、血液不流)继续收缩 室内压急剧,(1)等容收缩期特点, 房室瓣关闭产生第 一心音 房室瓣、动脉瓣处 关闭状态 等容收缩末的动脉 压最低 室内压上升速最快,(2)射血期快速射血期,心室继续收缩 室内压动脉压半月瓣开放(房室瓣处于关闭)迅速射血入动脉(占射血量2/3)心室容积迅速,特点: 快速射血期末室内压与主动脉压最高 用时少(0.1s),射血量大,(2)射血期减慢射血期,心室收缩射血速度减慢室内压略主动脉压血液动能推动射血,特点: 用时多(0.15s),射血量少(占射血量1/3),心室舒张期,(1)等容舒张期,心室开始舒张 室内压半月瓣关闭(产生第二心音)继续舒张 室内压急剧 (房室瓣处于关闭状态) 容积不变、血液不流,(2)心室充盈期快速充盈期,等容舒张期末室内压 房内压房室瓣开放心室继续舒张室内压明显降低血液迅速入室(2/3)心室容积迅速,特点:本期末室内压最低,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,心室舒张期的后0.1s,心房收缩, 挤压血入心室,(2)心室充盈期减慢充盈期,心动周期中心房、心室容积、压力、瓣膜开关和血流方向的变化,房室A,关,关,无 进 出,不变,等容收缩期,房A,关,开,室A,快速射血期,房室 A,关,开,室A (惯性),减慢射血期,房室A,关,关,无 进 出,不变,等容舒张期,房室A,开,关,V房室,快速充盈期,房室A,开,关,V房室,减慢充盈期,房室A,开,关,房室,房室,(三)心房在心脏泵血中的作用,1.心房的初级泵作用,心房收缩期:心房收缩利于心脏射血及 静脉回流,起初级泵作用,心室收缩期:接纳、存储静脉回流血液,心室舒张期:静脉血回流心室的通道,2. 心动周期中房内压的变化,a波:心房收缩,c波:心室收缩,v波:静脉回流,(四)心音(heart sound),1.第一心音,房室瓣关闭,标志心室收缩的开始,2.第二心音,动脉瓣关闭,标志心室舒张的开始,心音听诊的部位,二尖瓣区,肺动脉瓣区,主动脉瓣区,三尖瓣区,二、心输出量和心脏做功,每搏输出量/搏出量 (stroke volume) ,(一)每博输出量和每分输出量,射血分数(ejection fraction) ,射血分数 =正常值:约为55%65%,舒张末容积 收缩末容积,搏出量,=,搏出量,舒张末容积,100 %,1.每搏输出量和射血分数,每分心输出量(minute volume) 也称心输出量(cardiac output, CO),心输出量 = 每搏输出量 心率 (4.5 6.0L / min ),(一)每博输出量和每分输出量,心指数(cardiac index),以体表面积计算的心输出量称为心指数 正常值:3.03.5L/(minm2),(二)心脏作功量的测定,外功:心肌收缩所做的机械功,或称压 力-容积功,内功:离子转运、产生兴奋和收缩、维持 心壁张力、克服心肌组织内部阻力等,= 压力-容积功 + 血液动能(很小,可略), 搏出量心动周期中室内压增量,1.每搏功(stroke work),2.每分功(minute work),= 每搏功心率,(二)心脏作功量的测定,心肌收缩射血所释放的机械能主要用于射 出具有一定压力增量的一定容积的血流量,三、心脏泵血功能的储备,指心输出量随机体代谢需要而增加的能力,心输出量 = 搏出量 心率,心率储备,60100次/分160180次/分,搏出量储备,收缩期贮备:,舒张期贮备:,55ml20ml (收缩力),125ml140ml (舒张末期容积),心泵功能储备或心力储备(cardiac reserve),四、影响心输出量的因素,心输出量搏出量心率,搏出量,前负荷,:心室舒张末期容积/压力,后负荷,:大动脉血压,心肌收缩能力,(一)心室收缩的前负荷,心室肌的前负荷: 心室舒张末期的容积,前负荷心肌收缩力搏出量,狗左、右心室功能曲线,(一)心室收缩的前负荷,异长自身调节(heterometric regulation),心定律(law of the heart) 或称Frank- Starling定律,心室舒张末期容积在一定范围内增大可增强心室收缩力的现象,通过改变心肌初长度而引起心肌收缩力改变的调节,在骨骼肌:前负荷收缩力最适前负荷时收缩力最大超过最适前负荷后 收缩力明显减弱,(一)心室收缩的前负荷,肌肉等长收缩时的长度-张力关系,在心肌: 超过最适前负荷后,收缩力减弱不明显, 搏出量减少不明显,即心室功能曲线不出现明显降支原因:心肌有很强的抗伸展能力,(一)心室收缩的前负荷,心肌肌节初长度-主动张力关系曲线,心肌有很强的抗伸展能力肌节内连接蛋白 (肌联蛋白)胶原纤维心室壁多层肌纤维呈交叉排列处于最适初长度时静息张力很大,(一)心室收缩的前负荷,肌联蛋白,心肌肌节示意图,左、右心室搏出量不平衡时,对搏出量的微小变化进行精细的调节,使心室射血量与静脉回心血量之间保持平衡,从而使心室舒张末期容积和压力保持在正常范围,体位改变时,动脉血压突然升高时,异长调节自身调节的生理学意义,心肌前负荷,心室舒张末期容积,心室充盈量,静脉回心血量,射血后心室内剩余血量,影响心肌前负荷的因素,影响心肌前负荷的因素,心室充盈时间,静脉回心血量,射血后心室内剩余血量,心室顺应性,心包腔内压,静脉回流速度,心率,外周V压与心房压之差,心室舒张功能,心缩期末Ca2+回降速率,影响心肌前负荷的因素,心室顺应性:心室壁受外力作用时能 发生变形的难易程度,左心室压力-容积曲线,(二)心室收缩的后负荷,心室肌的后负荷:大动脉血压,搏出量余血量心室充盈量前 负荷心肌收缩力搏出量恢复正常,大动脉血压等容收缩期延长,射血 期缩短,射血速度搏出量,长期持续的大动脉血压心肌肥厚 心肌缺血高血压性心脏病,(三)心肌收缩能力(myocardial contractility),概念: 心肌不依赖于前、后负荷而能改变其力学活动的内在特性,称为心肌收缩能力,等长调节(homometric regulation),通过改变心肌收缩能力的心脏泵血功能调节,称等长调节,等长调节能对持续的、剧烈的循环 变化有强大的调节作用,(三)心肌收缩能力(myocardial contractility),影响心肌收缩能力的因素,活化横桥的数目 兴奋后胞内Ca2+浓度: NE、E增加胞内Ca2+浓度 肌钙蛋白对Ca2+的亲和力: 茶碱,肌球蛋白ATP酶的活性,(四)心率(heart rate),40次/分 心动周期延长(尤其心舒期) 充盈量达极限而心率太慢心输出量,40180次/分:心率心输出量,180次/分心动周期缩短(尤其心舒期) 充盈量每搏出量心输出量,正常成人安静心率:60100次/分:,影响心率的因素,神经因素,交感神经(+),迷走神经(+),体液因素,去甲肾上腺素,肾上腺素,甲状腺素,体温,HR,HR,HR,体温升高1,HR每分钟增加1218次,心输出量,心率,搏出量,前负荷,后负荷,心肌收缩力,余血量,静脉回心血量,心室充盈时间,静脉回流速度,心包腔内压力,心室顺应性,体 温,迷走神经,交感神经,儿茶酚胺、甲状腺激素,心室舒张功能,五、心功能评价,心功能评价可分为: 心脏射血功能评价和心脏舒张功能评价,(一)从心室压力变化评价心功能,(二)从心室容积变化评价心功能,(三)应用心室压力-容积环评价心功能,(一)从心室压力变化评价心功能,心导管检查是评价心室功能的金标准,(一)从心室压力变化评价心功能,小鼠左心室压(上)和 左心室压变化率(下)同步记录曲线,(二)从心室容积变化评价心功能,超声心动图是无创评价左心室舒张功能 最常用和最重要的方法,1. 心室收缩功能评价:射血分数是评价绝 大多数患者心室收缩功能的首选指标,2. 心室舒张功能评价:,(二)从心室容积变化评价心功能,正常人(实线)和左心室舒张功能不全的患者(虚线)舒张功能的评价,A. 舒张期心室容积随时间变化曲线; B. 舒张期心室容积变化速率(dV/dt)D1:等容舒张期;D2:快速充盈期;D3:减慢充盈期;D4:心房收缩期,(三)应用心室压力- 容积环评价心功能,左心室压力-容积环,说明:ab和ab为快速充盈期bc和bc为减慢充盈期cd和cd为等容收缩期de和de为快速射血期ef和ef为减慢射血期fa和fa为等容舒张期(A收缩能力增加;B.前负荷增加;C.后负荷增加D.顺应性减小)时的压力-容积环;ESPVR为收缩末期压力-容积关系曲线,第二节 心脏的电生理学和生理特性,Electrophysiology andPhysiological Property of Heart,心肌细胞的类型,工作细胞:,工作细胞 (+) (+) (+) (-)自律细胞 (-) (+) (+) (+),自律细胞:,心房肌、,心室肌,窦房结、浦肯野、房室结、房室束,收缩性 兴奋性 传导性 自律性,1.静息电位(RP):-80 -90mV 形成机制:同神经细胞 工作细胞静息电位主要由内向整流钾通道 开放引起Ik1 ,数值上接近K+平衡电位,(一)工作细胞的跨膜电位及其形成机制,一、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制,静息电位的产生机制,2. 心室肌细胞动作电位,(1) (0期)去极化(depolarization)过程,刺激阈电位(-70mV)激活快Na+通道Na+再生式内流Na+平衡电位,快Na+通道:-70mV激活,0mV开始失活,持续1ms,(1)(0期)去极化(depolarization)过程,Na+内流(INa),特点:,形成机制:,-90mV+30mV,历时12ms,电压门控Na+通道开放,(2)复极化过程(repolarization),特点: 30mV0mV, 历时10ms, 1期(快速复极初期):,1期(快速复极初期)形成机制,0期去极化到-30mV 时 Ito通道激活 , 在Na+内流停止后,K+外流形成的瞬 时外向K+电流(Ito)使膜电位迅速复极 化到0电位附近,(2)复极化过程, 2期(平台期) 特点:停留在0电位附近,历时100150ms,平台期存在是快反应心肌细胞AP时程长主要原因,是区别于神经、骨骼肌细胞AP的主要特征, 2 期(平台期)产生机制,内向电流,L型钙电流(I Ca-L)为主,慢Ca2+通道激活Ca2+内流,外向电流,内向整流钾电流(I K1)K+外流减少 延迟整流钾电流(I K)K+外流,Ca2+内流(ICa-L)K+外流(IK),Ca2+内流(ICa-L)逐渐,K+外流(IK)逐渐, 2 期(平台期)产生机制,缓慢复极化,平衡,平台期早期,平台期晚期,(2)复极化过程, 3期(快速复极末期),0mV-90mV,历时100150ms,特点:,慢Ca2+通道失活,IK、IK1通道通透性,Ca2+内流逐渐消失, 3期(快速复极末期),形成机制:,K+外流,从0期到3期结束为动作电位的时程, 心肌细胞动作电位时程为200300ms,心室肌细胞膜上的钾通道,内向整流钾通道 IK1 通道 K+外流: 静息状态下膜主要开放的钾通道,膜去极 化将降低膜对K+ 的通透性 内向整流2. 瞬时外向K+电流 Ito 通道 K+外流: 1期复极化的主要外向电流,膜去极化到 -30mv激活,开放时间5-10ms3. 延迟整流钾通道 IK通道 K+外流: 膜去极化到-40mv激活,激活缓慢,2、3期 复极化的主要外向电流,(3)静息期(4期),恢复膜两侧的离子分布: Na+-K+泵:分解1分子ATP,泵出3个 Na+,同时泵入2个K+膜超极化 Na+-Ca2+交换:每进入3个Na+,移出1个 Ca2+膜去极化,3. 心房肌动作电位,心房肌,心室肌,(二)自律细胞的跨膜电位及其形成机制,静息电位不稳定,自律细胞特点:,4期自动去极化,自律细胞:,窦房结细胞,浦肯野细胞,1. 窦房结 P 细胞动作电位,窦房结P细胞跨膜电位,(1)去极化过程(0期),0期去极化,4期自动去极化达 阈电位(-40mV),激活L-型钙通道,Ca2+内流,特点:0期去极化速度慢,幅度低,超射不明显,动作电位产生时由 慢Ca2+通道开放,引 起缓慢0期去极化的 细胞为慢反应细胞,由快Na+通道开放, 引起快速0期去极 化的心肌细胞为 快反应细胞,1. 窦房结 P 细胞动作电位,(二)自律细胞的跨膜电位及其形成机制,快反应细胞: 心室(房)肌细胞 浦肯野细胞慢反应细胞: 窦房结 房室结细胞,快、慢反应细胞,快、慢反应心肌细胞AP的特征比较,快反应AP,慢反应AP,波形,0、1、2、3、4期,0、3、4期,电位幅度,高,低,0期去极速度,快,慢,0期机制,Na+内流,Ca2+内流,通道阻断剂,河豚毒,Mn2+、异搏定,(2)复极化过程(3期),延迟整流钾通道(IK通道)激活,K+外流,复极化达到最大复极电位,窦房结缺乏Ito通道 ,无1、2期,(3)4期自动去极化机制:,外向电流Ik逐渐:,K+外流渐(主),超极化激活的内向电流If 渐:,Na+内流,内向电流ICa-T:,Ca2+经T-型Ca2+通道内流,机制:,ICa-T在4期后段起作用,Ik 在3期末开始起作用(主要),If 在4期初起作用,窦房结P细胞4期自动去极化和动作电位发生原理,2.浦肯野细胞,4期自动去极化(慢),特点:,4期自动除极形成机制:,快反应自律细胞,0、1、2、3期同心室肌细胞,外向电流Ik 逐渐:,K+外流渐(次),内向电流If 逐渐:,Na+内流渐(主),If 电流,Ik电流 ,传导性(conductivity),兴奋性(excitability),自律性(autorhythmicity),收缩性(contractility),二、心肌的生理特性,心肌细胞四个基本生理特性,机械特性,电生理特性,(一)兴奋性(excitability),机体的组织或细胞在受到刺激后发生反 应能力或特性,其高低用刺激阈值表示,1.心肌细胞兴奋性的周期性变化,有效不应期,相对不应期,超常期,(1)有效不应期 (effective refractory period,ERP) 绝对不应期(ARP):对任何刺激不起反应 0 期开始3 期复极化到-55mv,Na+通 道完全失活,兴奋性为零 局部反应期(LRP):强刺激起局部反应 3期复极到-55mv-60mv,少量Na+通道复活,此期内受多强的刺激都不能产生动作电位,1. 兴奋性的周期性变化,电压门控钠通道功能状态示意图,1. 兴奋性的周期性变化,(2)相对不应期 (relative refractory period,RRP) 复极化-60mv-80mv,相当数量Na+通 道复活,给予阈上刺激,可产生新AP (3)超常期(supranormal period,SNP) 复极化-80mv-90mv, 大部分Na+通道 复活, 阈下刺激,即可产生新AP,心室肌细胞复极电位与不应期、兴奋性的关系示意图,RRP、SNP内产生的AP:幅度低,时程短,传导速度慢,2.影响兴奋性的因素,(1)静息电位或最大复极电位的水平: 静息电位水平增大,与阈电位差距增大, 兴奋所需刺激强度增大,兴奋性降低,(2)阈电位水平:内在特性决定, 细胞外K+ 细胞膜对K+的通透性,心室肌细胞动作电位示意图,(3)引起0期去极化的离子通道性状,电压门控钠通道功能状态示意图,心室肌细胞兴奋性的周期性变化主要决定于Na+通道功能状态,复 活,3.兴奋性的周期性变化与收缩活动的关系,心肌不会发生完 全强直收缩,总 是收缩与舒张交 替出现,以保证心 脏的泵血功能,心肌的有效不应期特别长:,收缩期舒张早期,期前兴奋(premature excitation) 期前收缩(premature systole) 代偿性间歇(compensatory pause),(二)传导性(conductivity),1. 兴奋在心脏内的传导,浦氏纤维(4m/s) 束支(2m/s) 心室肌(1m/s) 心房肌(0.4m/s) 结区(0.02m/s),传导速度,(2)心脏内兴奋传播的特点和意义,局部电流可迅速通过闰盘同步收缩,房室交界区兴奋传导速度慢, 兴奋经过此处 出现一个时间延搁,称为房-室延搁 意义:保证心房收缩结束之后心室才收缩,心室内传导快,保证左、右心室同步收缩,优势传导通路快(1.01.2m/s), 保证兴奋 能较快的传到房室交界区,2. 影响传导性的因素,直径粗大胞内电阻小传导速度快直径细小胞内电阻大传导速度慢,(1)结构因素,数量多,传导速度快,细胞的直径,细胞缝隙连接的数量和功能状态,(2) 生理因素,0期去极化的速度和幅度,传导,传导,0期除极化速度,局部电流产生的速率,去极化达到阈电位的时间,0期除极化幅度,局部电流强度,传播距离,(2) 生理因素,膜电位水平,0期去极化速度和幅度与静息电位水平有关: RP在正常极化状态,Na+通道开放效率高 0期去极化速度快、幅度高传导快 RP处于去极化状态,Na+通道开放效率低 0期去极化速度慢、幅度低传导慢,邻近未兴奋区心肌膜的兴奋性,兴奋性高,则传导快;低,则传导慢,(三)自动节律性(autorhythmicity),心脏特殊传导系统各部分心肌细胞的自律性 窦房结 房室结 房室束 浦肯野纤维 100次/分 50次/分 40次/分 25次/分,1.心脏的起搏点(pacemaker),定义: 指心肌在无外来刺激条件下能自动产生节律性兴奋的能力或特性,1. 心脏的起搏点(pacemaker),异位起搏点 ( ectopic pacemaker ),正常起搏点(normal pacemaker),窦房结-窦性节律(sinus rhythm),潜在起搏点 ( latent pacemaker ),异位节律 ( ectopic ryhthm ),抢先占领(capture),2.窦房结控制潜在起搏点的主要机制,超速驱动压抑(overdrive suppression),2.窦房结控制潜在起搏点的主要机制,人工起搏器的中断不应突然中断,4期自动去 极化速率最大复极 电位水平 阈电位水平,3. 影响自律性的因素,(四)收缩性(contractility),不会发生强直收缩,对细胞外Ca2+有明显的依赖性,同步收缩 或 “全或无”式收缩,1.心肌收缩的特点,2.影响心肌收缩的因素3.心肌收缩与心力衰竭,横纹肌肌质网Ca2+释放的机制,三、体表心电图 (surface electrocardiogram),(一)将测量电极放置在体表面的一定部位记 录出来的心脏兴奋过程所发生的电变化,(一)心电图的基本形成原理,人体是个导体,心脏电活动可通过机体 组织和体液传导体表并记录下来,(二)心电图导联方式与正常心电图各波和间 期的意义,心电图导联的方式,标准肢体导联,单极胸导联,正常心电图,正常心电图各波和间期的意义,正常人心电图模式图,典型体表心电图模式图,正常心电图各波和间期的意义,3. T波:,1. P波:,2. QRS波群:,代表两心房去极化的电变化,代表两心室去极化的电变化,代表两心室复极化的电变化,代表两心室全部去极化,尚未复极化(处平台期),心脏各部分之间无电位差,代表兴奋从心房传到心室所用的时间,4. PR(或PQ)间期:,5. QT间期:,代表两心室从开始去极化到完全复极化所经历的时间,6. ST段:,正常心电图各波和间期的意义,1.心肌细胞AP是单个 细胞膜电位变化, 心电图为整个心脏 兴奋过程的综合电 变化,(三)心电图与心肌细胞动作电位的关系,2.单个心肌细胞AP产 生与消失与心电图 各个波形之间存在 明显对应关系,各部位心肌细胞动作电位与体表心电图的时相关系,第三节 血 管 生 理,Vascular Physiology,一、各类血管的功能特点,1. 内膜(内皮细胞和内皮下层)2. 中膜(血管平滑肌、弹性纤维及胶原纤维)3. 外膜(疏松结缔组织),动脉和静脉组织结构:,(一)血管的功能性分类,1. 弹性储器血管:主动脉、肺动脉主干及分支2. 分配血管:中动脉3. 毛细血管前阻力血管:小动脉、微动脉4. 毛细血管前括约肌5. 交换血管:真毛细血管6. 毛细血管后阻力血管:微静脉7. 容量血管:静脉8. 短路血管:动-静脉吻合支,(二)血管的内分泌功能,1. 血管内皮细胞的内分泌功能 舒血管物质:NO、H2S、前列环素 缩血管物质:内皮素、血栓素A22. 血管平滑肌细胞的内分泌功能 分泌肾素、血管紧张素3. 血管其他细胞的内分泌功能 血管紧张素原、血管紧张素,二、血流动力学,血流量(blood flow),(一)血流量和血流速度,血流速度(velocity of blood flow),与血流量成正比,与血管的截面积成反比,单位时间流过某一血管截面的血量,血中某一质点在血管内移动的线速度,1泊肃叶( Poiseuille )定律,P r4,8L,Q(流量),(P1-P2)r4 Q(流量)= K L,血流量与血管两端压力差、血管半径成 正比,与血管长度和血液粘滞度成反比,2层流和湍流,层流:各质点流动的方向一致,Re数2000时,则发生湍流,湍流:各质点流动的方向不一致,Re=DV/,生理情况下,只有心室腔和主动脉血流是湍流,(二)血流阻力(resistance of blood flow ),8L R = r4,影响血液粘滞度()的因素: 红细胞比容:最重要因素 血流切率 血管口径:d0.20.3微动脉,口径小黏度低 温度,(三)血压(blood pressure,BP),血管内流动的血液对于血管侧壁的压强,概念:,单位:,Pa、kPa、,mmHg,1mmHg = 0.133kPa,正常人平卧位时不同血管血压的示意图,三、动脉血压和动脉脉搏,(一)动脉血压(arterial blood pressure),动脉血压的形成, 循环系统有足够的血液充盈,循环血量循环系统平均充盈压 = 7mmHg 血管容量,是动脉血压形成的前提条件,动脉血压的形成, 心脏射血,心脏射血,动能:推动血液流动,势能:血管壁扩张,是动脉血压形成的必要条件, 外周阻力:小动脉和微动脉, 主动脉和大动脉的弹性储器作用,缓冲心动周期过程中动脉压波动幅度,使心室的间断射血变为动脉内的连续 血流,动脉血压的形成,2. 动脉血压的测量与正常值,2动脉血压的正常值,收缩压(systolic pressure):指心室收缩中期达到最高值时的血压 舒张压(diastolic pressure):指心室舒张末期动脉血压达到最低值时的血压脉搏压(pulse pressure):收缩压与舒张压的差值,简称脉压 平均动脉压:一个心动周期中动脉血压的平均值,约等于舒张压与1/3脉搏压之和,2.动脉血压的正常值,动脉血压 正常值( mmHg)收缩压( SP) 100120舒张压 (DP) 60 80脉压(PP) 30 40 平均动脉压 100,平均动脉压= DP + 1/3 (PP),动脉血压具有性别和年龄的差异,以及明显 的昼夜波动周期,血压分类 收缩压 舒张压 (mmHg) (mmHg)正常 120 和 80高血压前期 120 139 或 80 891 期高血压 140 159 或 90 992 期高血压 160 179 或 100 109 3 期高血压 180 或 110,高血压的诊断标准,3. 影响动脉血压的因素 ,主动脉和大动脉的弹性储器作用,心脏每搏输出量,心率,外周阻力,循环血量与血管系统容量的匹配情况,(1)心脏搏出量 搏出量增加收缩压和舒张压均升高, 收缩压升高更明显脉搏压增大 收缩压的高低反映每搏输出量的多少,3. 影响动脉血压的因素 ,(2)心率: 心率加快收缩压和舒张压均升高,但 舒张压升高更明显脉搏压缩小,心率变化主要影响舒张压,3. 影响动脉血压的因素 ,舒张压的高低反映了外周阻力的大小,(3)外周阻力: 外周阻力增加收缩压和舒张压均升高, 但舒张压升高更明显脉搏压缩小,(4)主动脉和大动脉的弹性储器作用: 主动脉、大动脉的弹性降低收缩压升 高,舒张压降低脉搏压明显增大,(5)循环血量和血管系统容量的比例: 血量减少或血管系统容量增大搏出量 减少动脉血压降低 血量增加或血管系统容量减小搏出量 增加动脉血压升高,3. 影响动脉血压的因素 ,(二)动脉脉搏(arterial pulse),动脉血压周期性波动动脉血管发生搏动,四、静脉血压和静脉回心血量,(一)静脉血压(venous pressure ),中心静脉压(central venous pressure),指右心房和胸腔内大静脉的血压 正常值:412cmH20,外周静脉压( peripheral venous pressure),1520mmHg,心脏射血能力:强,则CVP;弱,则CVP,中心静脉压(CVP),CVP在临床中的意义,决定CVP高低的因素,静脉回流速度:快,则CVP;慢,则CVP,CVP :输液过快或心脏射血功能不全,CVP :输液量不足,(二)重力对静脉压的影响,重力对动脉压及静脉压的影响,静水压: 重力影响,静脉管壁薄、可扩张性大跨壁压 跨壁压大血管充盈 跨壁压小血管塌陷,(二)重力对静脉压的影响,静脉有较大的可扩张性。人站立时,心脏 以下静脉扩张,多容纳400600ml血量 回心血量减少搏出量减少动脉血压降 低,称为直立性低血压 机体通过收缩阻力血管和加快心率,可使 动脉血压很快回升到正常水平,(三)静脉回心血量,静脉对血流的阻力很小,正常人平卧位时不同血管血压的示意图,微静脉为毛细血管后阻力血管,影响毛 细血管血压及组织液生成,2.影响静脉回心血量的因素,血量或容量血管收缩体循环平均充盈压静脉回心血量,(1)体循环平均充盈压,取决于血量与血管容积的比值,血量或容量血管舒张体循环平均充盈压静脉回心血量,静脉回心血量,(2)心脏收缩力量,右心衰时,体循环淤血,心脏收缩力强,心舒期室内压较低,对心房及腔静脉内血液的抽吸力量大,左心衰时,肺淤血,(3)骨骼肌的挤压作用,骨骼肌的挤压作用对静脉回流的影响,肌肉的舒缩+静脉瓣 形成“肌肉泵”,降低直立时下肢静脉压,促进静脉回流,吸气时胸膜腔内压降低中心静脉压降低静脉回心血量增加;呼气时则静脉回心血量减少 呼吸泵,(4)呼吸运动,人从平卧位变为直立时,心脏以下的静脉 扩张,多容纳400600ml血液静脉回心 血量搏出量动脉血压(直立性 低血压) 在高温环境或长期卧床的病人更明显,(5)体位改变,(可通过神经和体液调节迅速恢复),五、微循环(microcirculation),机体与外界环境进行物质和气体交换场所,毛细血管壁的结构特点,单层内皮细胞,外包基膜内皮细胞相互连接处存在细微裂隙通透性有差异,五、微循环(microcirculation),(一)微循环的组成,微动脉,真毛细血管网,通血毛细血管,动-静吻合支,微静脉,后微动脉,毛细血管前括约肌,(一)微循环的血流通路,1. 迂回通路:交替开放,安静时约25%的真 毛细血管网开放 功能:血液和组织液间物质交换 2. 直捷通路:常处于开放状态,血流速度快 功能:使部分血液尽快回心 3. 动-静脉短路:环境温度升高时开放增加 功能:参与体温调节,1微循环对血流的阻力 微动脉对血流的阻力最大,血压降落也最大 毛细血管血压的高低取决于毛细血管前阻力与后阻力的比值,比值为5 : 1时,毛细血管的平均血压为20mmHg,(三)微循环的血流动力学,毛细血管前阻力血管收缩,毛细血管前阻力,毛细血管血流(灌不好),毛细血管血压,毛细血管后阻力血管收缩,毛细血管后阻力,血流淤积在CAP(流不顺),毛细血管血压,休克时,2微循环血流量的调节,毛细血管床的开放与关闭受局部代谢产物 的调节,呈交替、间歇开放状态。安静状 态时,2035真毛细血管网开放 意义: 使微循环的血流量与局部的代谢水平相适应。局部组织代谢加强时,真毛细血管网开放频率加快,使局部血流量增加,局部代谢产物组织胺,Po2 ,后微A和Cap.前括约肌舒张,真Cap.开放血流量及流速,后微A和Cap.前括约肌收缩,局部代谢产物 组织胺,Po2 ,真Cap.关闭血流量及流速,2.微循环血流量的调节,(四)微循环的物质交换的方式,1扩散:最主要的方式 CO2、O2、Na+、Cl-、葡萄糖等2胞饮:血浆蛋白3滤过和重吸收:H2O 由于管壁两侧静水压和胶体渗透压的 差异而引起的液体由毛细血管内向毛细血 外的移动,称为滤过(filtration),而液体向 相反方向移动则称为重吸收(reabsorption),六、组织液的生成,(一)组织液的生成,组织液是血浆经毛细血管壁滤过到组织间 隙形成的 组织液绝大部分呈凝胶状,不能自由流动 组织液中离子成分与血浆相同,蛋白不同,(一)组织液的生成,有效滤过压(effective filtration pressure,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),组织液生成与回流示意图,(二)影响组织液生成的因素,水肿(edema):,细胞间液体积聚而发生的局部或全身性肿胀现象,(二)影响组织液生成的因素,主要因素 生成量 回流量 例 症,毛细血管压,充血性心功 不全等所致的水肿,血浆胶体渗透压,淋巴回流受阻,毛细血管通透性,营养不良、肾炎等血浆蛋白所致水肿,丝虫病、癌症等使受阻部位远端水肿,烫伤、细菌感染 所致的局部水肿,(二)影响组织液生成的因素,毛细血管有效流体静压: = 毛细血管血压组织液静水压,有效胶体渗透压: = 血浆胶体渗透压组织液胶体渗透压,心衰、肿瘤压迫V,血浆蛋白减少,毛细血管壁通透性: 淋巴回流:,过敏、炎症,淋巴回流受阻,人在罹患丝虫病时虫体有时可以堵塞身体的部分淋巴管道。淋巴回流障碍导致局部组织液积聚而形成膨胀隆起。,七、淋巴的生成和回流,(一)淋巴的生成与回流 淋巴液的生成:组织液进入毛细淋巴管形成的 毛细淋巴管由单层内皮组成,无基膜, 通透性高,单向活瓣,毛细淋巴管盲端结构示意图,(一)淋巴液的生成和回流,淋巴回流: 毛细淋巴管淋巴管淋巴干淋巴导管 (右淋巴导管、胸导管)静脉 正常成年人每天大约生成24L的淋巴液, 相当于全身血浆总量,淋巴回流的生理意义: 回收蛋白质 运输脂肪及其他营养物质 调节体液平衡 清除组织液中红细胞、细菌、异物(防御),(一)淋巴液的生成和回流,组织液和毛细淋巴管内淋巴液之间的压力差淋巴管壁平滑肌和单向瓣膜构成的“淋巴管泵”骨骼肌节律性收缩肿瘤、淋巴管炎、丝虫虫体等引起淋巴管阻塞,(二)影响淋巴液生成和回流的因素,第四节 心血管活动的调节,Regulation of Cardiovascular Activity,心血管活动的调节 神经调节 体液调节 自身调节,一、神经调节,(一)心血管的神经支配 1. 心脏的神经支配 (1)心交感神经 (2)心迷走神经 2. 血管的神经支配 (1)缩血管神经纤维 (2)舒血管神经纤维,(一)心血管的神经支配,1. 心脏的神经支配,自律性,传导性,收缩性,心交感神经分布:窦房结、房室结、房室束、 心房肌、心室肌 两侧交感神经对心脏的支配有所不同: 右侧心交感神经主要支配窦房结,兴奋时主 要引起心率加快;左侧心交感神经主要支配 房室结和心室肌,兴奋时主要引起心肌收缩 力增强,(1)心交感神经,心交感神经作用机制: 心交感神经节后纤维去甲肾上腺素(NE) 心肌1受体AC cAMP PKA心肌细胞内的功能蛋白磷酸化,产生正性变时、正性变力和正性变传导作用,(1)心交感神经,心交感神经作用, 心率加快(正性变时) Ca2+内流(T型钙通道)和If 电流增强窦 房结P细胞4期自动除极的速度加快自律 性心率加快 房室传导加快(正性变传导) 心肌慢反应细胞Ca2+内流(L型钙通道)增强 0期去极化速度及幅度房室传导加快, 心房肌和心室肌收缩力(正性变力) 心肌细胞膜L型钙通道被激活 平台期Ca2+内流 肌质网膜ryanodine受体被激活 肌质网释放Ca2+肌质网钙泵活性加强,Ca2+回收加快,心交感神经作用,收缩加快,舒张加快,心交感神经兴奋后总的效应是: 心率加快,博出量增多,心输出量增加 心交感神经的兴奋效应可被受体阻断 剂普萘洛尔等阻断,心交感神经作用,(2)心迷走神经,心迷走神经作用及作用机制: 心迷走神经节后纤维ACh 心肌M受 体AC cAMP PKA活性心肌细 胞功能蛋白磷酸化减少,产生负性变时、 负性变力、负性变传导作用,心迷走神经节后纤维的分布: 窦房结、心房肌、房室交界、房室束及分支,M受体阻断剂为阿托品,心迷走神经作用及作用机制, 心率减慢(负性变时) 窦房结P细胞AP的4期Ca2+内流和If电流减 少4期自动除极速度自律性 ACh作用于M受体后,通过G蛋白激活P细 胞膜IK-ACh通道K+外流最大复极电 位增大自律性, 房室传导减慢 (负性变传导) 慢反应细胞0期Ca2+内流0期去极化 速度、幅度房室传导速度 心房肌收缩力减弱(负性变力) 心肌细胞L型Ca2+通道被抑制Ca2+内流 激活IK-ACh通道K+外流复极化加快 AP时程缩短Ca2+内流,心迷走神经作用及作用机制,两侧迷走神经对心脏支配的差异: 右侧心迷走神经以支配窦房结为主,兴奋 时主要引起心率减慢; 左侧心迷走神经以 支配房室结为主,兴奋时主要引起房室传 导减慢,心迷走神经作用及作用机制,心交感紧张和心迷走紧张: 心交感、心迷走神经平时即有一定程度的 冲动发放,分别称心交感紧张、心迷走紧张,(3)心交感紧张与心迷走紧张,神经或肌肉等组织保持一定程度的持续 活动,称为紧张(tonus),两者交互拮抗、心迷走占优势,2. 血管的神经支配,血管运动神经:支配血管平滑肌的神经 血管运动神经分为: 缩血管神经:交感缩血管神经纤维,交感舒血管神经纤维,副交感舒血管神经纤维,舒血管神经,大部分血管平滑肌只受交感缩血管神经 纤维支配,只有部分血管还同时受舒血 管神经纤维支配,(1)交感缩血管神经纤维,收缩,节后纤维NE,受体收缩(强),2受体舒张(弱),几乎所有的血管都接受交感缩血管神经 支配,且体内大多数血管仅接受交感缩 血管纤维的单一神经支配, 平时有紧张性活动 交感缩血管神经纤维的分布广泛,平时有紧张性活动,称为交感缩血管紧张,使血管平滑肌保持一定程度的收缩 紧张性加强,则收缩加强 紧张性减弱,则收缩减弱(即舒张),(1)交感缩血管神经纤维,(1)交感缩血管神经纤维,动脉高于静脉,以微动脉密度最高毛细血管前括约肌密度最低,毛细血管无分布, 不同部位血管中分布密度不同:,皮肤骨骼肌和内脏冠脉和脑血管,同一器官中各类血管分布密度不同:, 当支配某一器官血管床的交感缩血管纤 维兴奋时,该器官: 1)血流阻力,血流量 2)微动脉收缩微静脉收缩毛细血管前阻 力毛细血管后阻力毛细血管血压 组织液生成,重吸收血容量 3)容量血管收缩促进静脉回流,(1)交感缩血管神经纤维,交感缩血管神经兴奋,总外周阻力,血压,(2)交感舒血管神经纤维,交感舒血管神经纤维:末梢释放ACh兴奋时节后纤维末梢释放ACh骨骼肌 血管平滑肌膜M受体骨骼肌血管舒张 骨骼肌血流量平时无紧张性活动,激动或防御反应时