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第四章 血液循环,第一节 心脏生理,第三节 心血管活动的调节,第二节 血 管 生 理,第四节 器 官 循 环,循环系统主要有心脏和血管构成。血液在循环系统中按照一定的方向周而复始地流动，称为血液循环（blood circulation）。心脏是动力器官；血管是输送血液的管道系统，并起到分配和调节器官血流量的作用。血液循环的功能：1、主要功能是物质运输：运输营养物质、代谢产物、内分泌激素和其他体液物质，以保证新陈代谢和体液调节。2、维持内环境稳态和血液防卫功能。3、内分泌功能。,第一节 心脏生理 几个世纪以来，生理学家一直认为心脏是泵血的装置，近些年来，生理学家认识到心脏除有泵血功能外，还有内分泌功能：心钠素、抗心率失常肽、内源性洋地黄素等。在人的生命过程中，心脏在不停的跳动；心脏主要功能是泵血（70岁一生泵血160000m3）。心脏不断地有秩序的、协调的节律性收缩与舒张，是实现泵血功能的必要条件；心脏瓣膜则起着活门的作用，控制血液沿着一个方向流动。心脏的这种功能是依赖于心肌细胞的生理特性：兴奋性、传导性、收缩性、自律性。,一、心肌细胞生物电现象（一）心肌细胞的分类 心脏主要有心肌细胞构成，根据其生物电的特点可将心肌细胞分为：1、自律细胞和非自律细胞（1）非自律细胞：是构成心房和心室的普通心肌细胞，主要功能是收缩，故又称为工作细胞。（2）自律细胞（rhythmic cardiac cell)是一些特殊分化的心肌细胞，如窦房结P细胞、浦肯野细胞等，这些细胞具有自动节律性产生兴奋的能力，但无收缩功能；主要功能是产生和传播兴奋，控制心脏的节律性活动。,2、快反应细胞和慢反应细胞 根据心肌细胞AP去极化速率的快慢来区分的。心肌细胞特点是膜上普遍存在钙通道，钙通道激活和失活的速度比钠通道慢，故称钙通道为慢钙通道，钠通道为快钠通道。由快钠通道激活引发AP的心肌细胞，称为快反应细胞，如心室肌、心房肌、浦肯野细胞等。由慢钙通道激活引发AP的心肌细胞，称为慢反应细胞，如窦房结P细胞、房室交界的细胞等。根据上述心肌细胞的特点，可将其分为：快反应自律细胞：房室束及其分支、浦肯野细胞。慢反应自律细胞：窦房结P细胞、房室交界的细胞（结区除外）等。快反应非自律细胞：心房和心室肌。慢反应非自律细胞：房室交界结区细胞。,(二）心肌细胞跨膜电位及其形成机制 心肌细胞跨膜电位和神经细胞、骨骼肌细胞跨膜电位形成机制相似，但心肌细胞跨膜电位有显著特点，其波形和离子机制要复杂的多，且不同类型的心肌细胞跨膜电位也不完全相同。1、工作肌细胞跨膜电位及其离子机制 心室肌细胞的静息电位（RP）约90mV，其形成机制也是K顺浓度梯度由细胞内向细胞外扩散的K的平衡电位，这是形成心室肌细胞的静息电位的主要原因。,工作肌细胞的RP和AP,（1）,（2）心肌细胞的跨膜电位及形成机制,（3）心室肌细胞AP的形成机制：,0期：刺激RP阈电位激活快Na+通道Na+再生式内流Na+平衡电位（0期）,快Na+通道：-70mV激活，-55mV失活，持续1-ms，特异性强(只对Na+通透)，阻断剂(河豚毒，TTX)，激活剂(苯妥因钠)。,0期,按任意键显示动画2,1期：快Na+通道失活+激活K+通道K+一过性外流 快速复极化（1期）,K+通道：已证明1期是K+由细胞内向细胞外扩散所致。用K+通道阻断剂（四乙基胺、4-氨基吡啶）可阻断，故1期的离子成分为K+。,1期,Na+,K+,按任意键显示动画2,2期：O期去极达-40mV时已激活慢Ca2+通道+激活K+通道Ca2+缓慢内流 与K+外流处于平衡状态 缓慢复极化（2期=平台期）,慢Ca2+通道：Ca2+内流、K+外流，处于相持状态。阻断剂：Ca2+阻断剂异搏定。,2期,Na+,K+,Ca2+,K+,按任意键显示动画2,3期：慢Ca2+通道失活+K+通道通透性K+进行性外流快速复极化至RP水平,4期:因膜内Na+和Ca2+升高,而膜外K+升高激活离子泵泵出Na+和Ca2+,泵入K+恢复正常离子分布。,3期,Na+,K+,Ca2+,K+,K+,泵,按任意键显示动画2,泵,3期,(二）自律细胞的跨膜电位及其离子机制 自律细胞在AP复极化达到最大值，即最大复极电位时，膜电位开始自动去极化，达到阈电位水平，爆发新的AP。因此，4期自动去极化是自律细胞产生自动节律兴奋的基础。,不同的自律细胞4期自动去极化的速度和离子基础各不相同。如：P细胞及浦肯野细胞是钾通道逐渐失活而钠内流逐渐增强所致；前者较后者自动去极化快。,（1）窦房结P细胞 窦房结P细胞动作电位波形与快反应自律细胞相比有以下特点：0期除极化幅度低（仅60mV）、速度慢（约10V/s），0期除极化只到0mV左右，无明显的极化倒转或超射，上升支相对缓慢；无明显的复极1、2期；3期复极化时，最大复极电位为-60mV；4期不稳定，产生自动除极化达阈电位（-40mV）爆发AP;4期自动除极化速度（约0.1V/s）（明显快于浦肯野细胞（0.02V/s）。,窦房结P细胞AP电位形成机制,0期：当4期自动去极化达到阈电位激活慢钙通道（Ica-L型）Ca2+内流,Ca2+,Ca2+,0期,阈电位,零电位,按任意键显示动画1、2,3期：慢钙通道（Ica-L型）渐失活+激活钾 通道（IK）Ca2+内流+K+递减性外流（因钾通道的失活K+呈递减性外流）,K+,Ca2+,3期,按任意键显示动画1、2,4期：K+递减性外流+Na+递增性内流缓慢自动去极化,K+,具“自我”启动“自我”发展“自我”终止的离子流现象。,Na+,Ca2+,4期,按任意键显示动画1、2,小结：慢反应自律细胞的电位形成机制,复极化至-60mV时钠通道递增性激活,3期末K+通道递增性失活,K+递减性外流,Na+递增性内流,自 动 去 极 达 阈 电 位（-40mV）,慢 Ca2+通 道 开 放,Ca2+内 流,产 生 AP 的 0 期,注：4期自动去极Na+的作用为主要离子流成分。,自我启动,自我发展,自我终止,快、慢反应心肌细胞AP的特征比较 快反应AP 慢反应APAP波形分5个期：AP波形分3个期：0、1、2、3、4期 0、3、4期电位幅度高 电位幅度低0期去极速度快 0期去极速度慢0期主要与Na+内流有关 0期主要与Ca2+内流有关具有快、慢通道 只有慢通道（以快通道为主）RP大：-90mv RP小：-60mvRp稳定（普通心肌细胞）Rp不稳定（自律细胞）不稳定（自律细胞）通道阻断剂：河豚毒 通道阻断剂：Mn2+、异搏定,二、心肌生理特性 心肌的基本生理特性包括：自律性、兴奋性、传导性和收缩性。自律性、兴奋性、传导性属于心肌细胞的电生理特性；收缩性属于心肌细胞的机械特性。,（一）兴奋性 兴奋性是指心肌细胞受到刺激后产生兴奋（AP）的能力。心肌细胞的兴奋是以离子通道被激活为前提的。离子通道有备用（可被激活）、激活和失活三种状态（失活可再恢复备用状态）。离子通道的状态取决于当时的膜电位和有关的时间进程，其特点是电压依从性和时间依从性。,1、决定和影响心肌兴奋性因素（1）静息电位水平和阈电位之间的距离 RP距阈电位远需刺激阈值兴奋性RP距阈电位近需刺激阈值兴奋性,（2）Na+通道的性状 Na+通道所处的机能状态,是决定兴奋性正常、低下和丧失的主要因素,而通道处于何种状态则取决于当时的膜电位以及有关的时间进程。,完全备用 失 活 刚复活 渐复活 基本备用 产生AP 绝对不应期 局部反应期 相对不应期 超常期 兴奋性正常 兴奋性无 兴奋性低 兴奋性高,兴奋性的周期性变化与收缩的关系,2、心室肌兴奋性的周期性变化程 周期变化 对应位置 机 制 新AP产生能力1、有效不应期 去极相复极相-60mV 绝对不应期：Na+通道处于-55mV 完全失活状态 不能产生 局部反应期：Na+通道-60mV 刚开始复活 2、相对不应期 Na+通道 能产生(但0期-80mV 大部复活 幅度、传导、时 程等较正常小)3、超 常 期 Na+通道基本-90mV 恢复到备用状态 同相对不应期,局部反应期,相对不应期,超 常 期,3、兴奋过程 心肌兴奋时兴奋性变化的主要特点是有效不应期特别长(平均250ms),相当于心肌整个收缩期和舒张早期。它是骨骼肌与神经纤维有效不应期的100倍和200倍。这一特性是保证心肌能收缩和舒张交替进行,不出现强直收缩的生理学基础。有效不应期的长短主要取决2期（平台期）。,4、期前收缩与代偿间歇 期前收缩：心脏受到窦性节律之外的刺激，产生的收缩在窦性节律收缩之前,称为期前收缩。代偿间歇：一次期前收缩之后所出现的一段较长的舒张期称为代偿性间歇。因窦性节律的兴奋是规律下传的，当窦性兴奋落在期前收缩的有效不应期内,就不能引起心室的兴奋和收缩,而出现一次窦律“脱失”，需等待下次窦律刺激引起兴奋才产生收缩，此等待期间为代偿性间歇。,（二）自动节律性 概念：心脏在离体和脱离神经支配下，仍能自动地产生节律性兴奋和收缩的特性。起源：心内特殊传导系统（房室结的结区除外），其自律性窦房结房室交界心室内传导组织。心肌自律性与心律的关系 由于自律细胞4期自动去极速率的不同，因此，各部位的自律细胞的自律性高低不一样。窦房结-房室结-浦氏纤维（100次/分）（50次/分）（25次/分）,1、心脏的起搏点 1）窦房结为正常起搏点，由窦房结发出的兴奋控制心脏的活动。故以窦房结为起搏点的心跳,称为窦性节律。2）其它自律组织为潜在起搏点或异位起搏点。因受窦房结发出的兴奋控制，各自律细胞的自律性表现不出来，只起传递兴奋的作用。如窦房结发出的兴奋传导受阻或其他异位起搏点兴奋性升高，窦外起搏点取代窦房结的心律，称为为异位心律（结性心律、室性心律）,1）4期自动去极化速度 a.自动去极化速快达到阈电位的时间短自律性高。b.自动去极化速慢达到阈电位的时间长自律性低。,2、影响自律性的因素,2）最大复极电位水平 最大舒张电位水平小距阈电位近自动去极化达到阈电位的时间短自律性高。最大舒张电位水平大距阈电位远自动去极化达到阈电位的时间长自律性低。,3.阈电位水平在上述因素不变的前提下：阈电位水平下移（图中TP1）上移（图中TP2）最大舒张电位阈电位 距离近 距离远 自动去极化达到阈电位 时间短 时间长 自律性高 自律性低,（三）传导性（conductivity)是指心肌细胞之间传到兴奋的能力 传导原理：和其他细胞一样，是局部电流流动的结果。相邻心肌细胞间的闰盘(缝隙连接)是细胞间通道，为低电阻区,具有高度的通透性，兴奋能以局部电流的形式直接进入相邻细胞，在细胞间迅速传播，实现节律性活动。由心脏特殊传导系统传导兴奋，使心房和心室能按一定的顺序先后收缩和舒张。1、心脏内兴奋的传播,（1）传导过程 窦 房 结 优势传 心房肌导通路 房室交界 房室束 左、右束支 浦肯野纤维 心室肌,（2）传导速度 浦氏纤维(4m/s)束支(2m/s)心室肌(1m/s)心房肌(0.4m/s)优势通路（11.2s)房室交界（0.1s)结区(0.02m/s),传导时间 心房内-房室交界-心室内(0.06s)(0.1s)(0.06s),（4）传导特点:房、室内快(普氏纤维最快)可接近同步兴奋和收缩，有利于房、室射血。房室交界最慢房室延搁使心房收缩后心室收缩，有利于心室充盈和射血。心脏内兴奋传播的途径、特点和传导速度的差异，对心脏内各部分有序、协调地进行舒缩活动，具有重要意义。此外，房室交界是传导必经之路，在此处易出现传导阻滞（房室阻滞）。,2、影响心肌传导性的因素 心肌细胞的结构特征和电生理特性决定了传导能力(1)细胞的结构（直径和电阻）影响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（但在同一心肌细胞,兴奋传导快慢主要受局部电流形成和邻近部位膜兴奋性的影响）(2)0期去极化的速度和幅度 0期速度 与邻旁间 产生局 RP距 新AP 传导 0期幅度 的电位差 部电流 阈电位 产生 速 快 高 大 大 近 易 快 慢 低 小 小 远 不易 慢,(3)邻近部位细胞膜的兴奋性 心肌细胞的兴奋传导是沿着细胞膜的兴奋扩散的过程,只有邻近未兴奋部位膜的兴奋性正常,兴奋才能正常地传导通过。,（0期慢、小）减慢,处相对不应期 部分失活状态,处绝对不应期 失活状态 阻滞,邻近部位膜兴奋性Na+通道状态 传导性,（四）收缩性 心肌收缩原理与骨骼肌基本相同，但有自己的特点。1、不发生强直收缩 心肌兴奋时兴奋性变化的主要特点是有效不应期特别长(平均250ms),相当于心肌整个收缩期和舒张早期。这一特性是保证心肌能收缩和舒张交替进行,不出现强直收缩的生理学基础。从而保证心脏有序的充血与射血。2、“全或无”式的收缩 心房和心室各自构成了一个功能合胞体。阈下刺激不能引起收缩，当阈刺激达阈电位时，可引起心房或心室细胞几乎同时收缩，故称为“全或无”式的收缩。,3、依赖细胞外钙 兴奋收缩的耦联子是Ca2。心肌细胞的肌浆网不发达，Ca2储存量少，兴奋收缩的耦联子所需的Ca2一部分由细胞外传运进细胞内（在平台期内流）。因此，在一定范围内，细胞外液中Ca2的浓度升高，心肌兴奋时Ca2内流增多，心肌收缩力增强；反之则减弱。当细胞外液中Ca2的浓度降低到一定程度时，心肌虽仍然能兴奋，但不能发生收缩，称为兴奋收缩脱耦联。,4、“绞拧”作用 心室肌较厚，以左心室更明显，一般分为浅、中、深三层。部分心肌纤维呈螺旋状走行。由于心肌纤维的这种排列，当其收缩时可产生“绞拧”作用，收缩合力使心尖部作顺时针方向旋转。这能最大程度地减小心室的容积，更有效地将血液射入动脉。,三、心脏的泵血功能,右心：泵血入肺循环；左心：泵血入体循环。,(一)心动周期 1.概念：心房或心室每收缩和舒张一次称心动周期。2.时程：以心率75次/分计，每次心跳为60s/750.8s,房缩 0.1s 房舒 0.7s,室缩 0.3s室舒 0.5s,3、特点 舒张期时间 收缩期时间 全心舒张期0.4s 有利于心肌休息和室充盈 心率快慢主要影响舒张期：,心率 心动周期 室缩期 室舒期,0.35,1.15,1.5 0.8150 0.4,0.30,0.50,0.25,0.15,心率心舒期,心率心舒期充盈 休息（易发生心衰）,心缩(舒)期习惯以心室的活动作为心脏活动的指标。,4、心率 概念:单位时间内心脏舒缩(心跳）的次数称心率。正常变异:年龄:初生儿(140次/分)成人(60100次/分)平均75次/分 性别:女男 体质:弱强 兴奋状态:运动、情绪激动安静、休息 体温每1心率10次/分,（二）心脏泵血过程,心动周期中压力、容积等变化,1、心室收缩与射血过程,(1)等容收缩期心室开始收缩 室内压急剧（左室内压）房室瓣关闭(动脉瓣仍处于关闭状态)（心室容积不变）继续收缩快速射血期,等容收缩期的特点 其时程长短与肌缩力、后负荷有关：肌缩力等容收缩期后负荷等容收缩期 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）快速射血期：心室继续收缩 室内压动脉压动脉瓣开放（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,特点：快速射血期末室内压与主动脉压最高；需要时间少(收缩期1/3)，射血量大。,(3)减慢射血期：迅速射血入动脉后 心室容积射血减慢室内压略动脉压 射血能=血流的动能(惯性）继续射血入动脉（总占射血量30%）心室容积继续 心室舒张前期,特点：需时长（收缩期2/3，约0.15s），射血量少；,2.心室舒张与充盈期,(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）快速充盈期,特点：动脉瓣、房室瓣都处于关闭状态。,(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（占总充盈量2/3）心室容积迅速,特点：快速充盈期末的室内压最低。,(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。,心动周期中压力、容积等变化1=主A内压2=左心室内压3=左心房内压4=心音5=心室容积=心房收缩期=等容收缩期=快速射血期=缓慢射血期=等容舒张期=快速充盈期=减慢充盈期,心动周期中的压力变化：最高：室内压：快速射血期末 动脉压：快速射血期末最低：室内压：快速充盈期末 动脉压：等容收缩期末后负荷：后负荷 等容收缩期延长射血期缩短 射血量,心动周期中的4对矛盾：心脏缩与舒（主要矛盾）压力升与降 瓣膜开与关 血液进与出 心动周期中的瓣膜变化：房室瓣关：等容收缩期初 房室瓣开：快速充盈期初 动脉瓣关：等容收缩期初 动脉瓣开：快速射血期初,小结：,3、心房的泵血,心房收缩 心房容积 房内压房室瓣开放（动脉瓣处关闭状态）摧动血液入心室（占心室充盈量25%）心房舒张（75%由V经心房流入心室）,（三）心脏泵血功能的评价 1.心脏输出量及射血分数（1）每搏输出量 一侧心室每次收缩时射出的血量（70ml），简称心输出量。（2）射血分数=每搏输出量心舒张末期容积 6080ml137145ml 5565（健康成年人）意义：心舒张末期容积与心缩力有关（因与心肌初 长度呈正相关）。心缩每搏输出量射血分数 心室扩大、心功能下降（每搏输出量可不变）心舒张末期容积射血分数,2、每分输出量与心指数（1）每分输出量：一侧心室每分钟射出的血量（简称心输出量），即每搏输出量心率56L/min 变 异：随机体代谢和活动情况而变化（运动、情绪激动、怀孕时）；女子较相同体重男子的心输出量约低10。（2）心 指 数：空腹和安静状态下,以每平方米体表面积计算出的心输出量。成年人在静息状态约为3.03.5L/min.m2（称为静息心指数）。变 异：10岁心指数最大（4L/min.m2以上）；以后随年龄增长而渐降,到80岁时接近2L/min.m2。意 义：评价不同个体心功能。,2.心脏作功量 因心脏收缩不仅射出一定量的血液，而且使这部分血液具有较高的压强能和较快的流速。在动脉血压不同的个体，心脏要射出等量的血液，动脉血压高者的心脏就必须加强收缩。因此，用心脏作功量要比单纯用心输出量评价心泵血功能更全面。搏出功=搏出量(射血期左心室内压 左心室充盈压）心室内压可以用平均动脉压代替射血期左心内压，用平均心房压代替左心室充盈压，因此，上试可写成：搏出功=搏出量(平均动脉压 平均心房压)每分功=搏 功 心 率,（四）影响心脏泵血功能的因素 每分输出量 每搏输出量 心率 1、影响每搏输出量的因素（1）前负荷:=心舒末期容量=异长自身调节 剩余血量:心缩力剩余量前负荷 V血回流速:大V压房压回流速、量 充盈时程:心率舒张期充盈量,（Starling定律）,等长自身调节,异长自身调节,前负荷、后负荷、心缩力,前负荷心肌初长度肌缩力搏出量 前负荷肌节初长度横桥联结数 收缩力V回流量（其它因素不变）前负荷收缩力,最适初长时收缩力最大,（超过一定限度）前负荷 收缩力,前负荷（心舒末期容量）心肌初长度 心肌收缩力 心搏出量,异长自身调节：心肌收缩力能随心肌初长度的改变而改变的现象。特点：调节范围小（心肌初长度2.252.30um）。意义:能精细调节每搏输出量。,维持动脉压于一个稳定的水平，改变左心室舒张末期的充盈压（横坐标），测算左心室搏出功（纵坐标），绘成的座标图，称为心功能曲线。,心泵功能的自身调节机制，可通过心室功能曲线进步说明：左 中 右,左段：较陡。心功正常工作段：表明初长度在未达到最适前负荷时，搏功随初长度而。中段：稍平。说明前负荷-初长度达上限，但对搏出量影响不大。右段：平坦或略降。说明心肌有抵抗过度延伸的特性，保持搏功基本不变。,（2）后负荷:=ABp,临床：AB持续心肌肥厚泵血功能,搏出量恢复正常,异长自身调节等长自身调节（体液）,前负荷,剩余量回流量不变,搏出量,射血期射血速,等容收缩期心肌缩速,后负荷（一定范围内）,（3）心肌收缩能力等长自身调节 概念：指心肌在前、后负荷不变（心肌初长度不变）,而改变其力学活动,实现调节每搏输出量的内在特性。意义：能对持续的、剧烈的循环变化有强大的调节作用。,收缩能力：NE受体cAMPCa2+通道开放几率+开放时间 Ca2+i 心缩力。收缩能力：AChM受体抑Ca2+通道+激活K+通道 AP的2、3期缩短Ca2+内流心缩力。,2、心率 心率每搏输出量每分输出量 40150次/分:每分心输出量 180次/分 心动周期缩短（尤其心舒期）充盈量每搏出量每分心输出量。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每分心输出量。注：每搏输出量在恒定的条件下,心率是调节心输出量的主要因素。心率和心缩力是影响心输出量的主要因素。一定范围内,心率可使心输出量。,每分输出量,血压,心率,心肌收缩性,前负荷,每搏出量,充盈时程静脉血回流速剩余量,后负荷,神经体液调节,等长自身调节 异长自身调节,（五）心力贮备 概念：心输出量能随机体代谢的需要而增加的能力。剧烈活动可提高57倍。意义：反映心脏的健康程度、心脏泵血功能。组成,心率贮备：剧烈活动可增至180200次/分，心率 储备是主要途径，可增加心输出量2-2.5倍。,搏出量贮备：正常搏出量为70mL，剧烈活动时可增 至150mL，可使收缩和舒张储备都增加（提高射血 量，降低心室剩余血量。搏出量可增加65mL；舒 张末期容积由145mL升至160mL。,收缩期贮备量：5565ml(射血分数),舒张期贮备量：15ml(不能无限扩张),四、心音和心电图（一）心音,（二）体表心电图（electrocardiogram，ECG）,ECG：将引导电极置于身体一定部位，记录整个心动周期中心电变化（各细胞的综合心电向量）的波形图。,正常心电图各波的生理意义,名 称 时间（S）幅度（mV)意 义 P波 0.080.11 0.050.25 两心房兴奋 Q波 室中隔兴奋 R波 0.060.10 0.52.0 心尖+侧壁肌兴奋 S波 心室后基底部兴奋 T波 0.050.25 0.11.5 两心室复极化过程P-R间期 0.120.20 兴奋：房室的时间S-T段 0.050.25 心室肌的AP处于平台期Q-T间期 0.4 心室去极化+复极化的时间,血管是输送血液的管道，也是保证全身各器管获得所需血流量的结构基础。具有参与形成和维持动脉血压，以及实现血液与组织细胞间的物质交换的功能。,第三节 血管生理,各类血管的功能特点 1.大A：具有弹性和可扩性 2.中动脉：发出分支到各器官分配血管 2.小(微)A：半径小、阻力大 3.小(微)V：4.Cap.：薄、透性好 5.V：容纳循环血量60-70%,弹性贮器血管,Cap.前阻力血管,Cap.后阻力血管,物质交换血管,容量血管,注：Cap.=毛细血管),一、血流量、血流阻力和血压 血液在心血管内流动的力学称为血流动力学（hemodynamic)。研究的基本问题是血流量、血流阻力和压力及其三者之间的关系。（一）血流量和血流速度 单位时间内通过血管某一横截面的血液量，称为血流量，也称容积速度，通常以mL/min或L/min为单位。公式：QP/R Q：单位时间通过某一血管的液体流量；P：血管两端的压力差；R：管道内血流的阻力。在封闭的管道系统中，每一横截面的流量是相等的。即血流量相等，也等于心输出量。,（二）血流阻力：来自：血液内部各种成分之间的摩擦力和血液与血管壁的摩擦力。血流阻力的大小与血管半径（r)、血液粘滞度（）、和血管长度（L）有关。可用下式表示：R8L/r4 上述算式表明，血流阻力与血液粘滞度（）、和血管长度（L）成正比；与血管半径的4次方成反比。由于血管长度一般不会改变，为常数，因此，血流阻力主要取决于血管口径和血液粘滞度。把血流阻力的公式代入前面有关血流量的公式，则得下式：Q P r4/8L这一公式称为泊啸叶定律（poiseuille law)，表示血流量和血压、血管口径、血管长度及血液粘滞度之间的关系。在体循环血流阻力：达A占19，小A、微A占47，毛细 血管为27，静脉约为7。,（三）血压 概念：血管内流动的血液对血管壁的侧压力。不流动时的侧压力称体循环平均压（充盈压）；流动时的侧压力称血压（分动、静脉血压）。公式：PQR 产生条件：血管内血液的充盈度 推血流动 血流的动力心射血力 对管壁侧压力 扩张管壁（势能）血流的阻力能量的消耗：血压渐降,各段血管的压力梯度：主A:100mmHg 小A:85mmHg Cap:30mmHg V始:10mmHg 心房(大V):0,二、动脉血压和脉搏（一）动脉血压的正常值 收缩压（Sp）:室缩时,动脉血压升高到的最高值(13.316.0kPa,100120mmHg)；舒张压（Dp）:室舒时,动脉血压降低到的最低值(8.010.6kPa,6080mmHg)；脉压:4.05.3 Kpa，3040mmHg）,平均动脉压:Dp+脉压/3 血压的测量示意图(Sp+2Dp)/313。3kPa(100mmHg）,动脉血压的生理变异:年龄10岁Bp1mmHg(血压随年龄的增加而升高,Sp的升高比Dp的升高更明显)吸气呼气Bp：吸气负压抽吸，血贮于肺中回心血量射血量Bp 活动安静 站位卧位 右臂左臂（1.33kPa or 10mmHg）上午下午(811时最高,08时最低)高原平原 男性女性,（二）动脉血压的形成 前提条件：心血管内有足够的血液充盈 心室射血对血流产生的动力;决定因素 外周血管口径变化对血流产生的阻力.大动脉壁的弹性可缓冲收缩压，维持 舒张压。,心室舒张,心室收缩,射血入主A 外周阻力,大A回弹（势能释放）,推血继续流动,血液对动脉壁的侧压降低到最小值=舒张压,血液对动脉壁的侧压上升到最大值=收缩压,推血（1/3）流动 大A扩张（2/3）(动能消耗)（势能贮存+缓冲力）,几点说明：弹性贮器血管的作用：心搏功能量消耗：SP：主要反映搏出量 DP：主要反映外周阻力,缓冲SP（势能贮存）,维持DP（势能释放）,动能：推血流+大A扩张,势能：管壁侧压力+克服外周阻力,(1)每搏出量心缩期射入A血量管壁侧压力(2)心率心舒期心舒末期A血量管壁侧压力,（三）影响动脉血压的因素：,心舒末期A血量（不明显）DP（不明显）,SP(明显),血流速,DP(明显),搏出量SP（不明显）,回心血量,(3)外周阻力心舒期血流速心舒期A血量 心缩期血流速（A血量相对）SP（不明显）(4)大动脉弹性缓冲SP，维持DP SP（明显）DP脉压(5)循环血量与血管容量 循环血量/血管容量的比例失调，体循环平均压改变 Bp改变 如：大失血循环血量Bp（显著）过敏休克血管容积回心血量Bp,DP（明显）,管壁侧压力,动脉血压影响因素,3、影响动脉血压的因素,（四）动脉脉搏波组成 对应关系 形成机理 生理意义上升支 快速射血期 Bp骤升 反映心率、每分输出量、下降支 前 段 减慢射血期 A壁回缩 降中峡 主A瓣关闭 血液返流又回弹 外周阻力后 段 心室舒张期 A内压力继 的大小,脉搏实质是随心室缩舒所形成的大A压力波，沿血管壁传布的能量表现，非血液流到所处对A壁的冲击波动。,射血阻力等,A壁被动扩张 输出速度、瓣膜状态、,大致反映,管内压力,四静脉血压与静脉血流（一）静脉血压 1.分类：（1）外周静脉压 各器官的静脉压。当心脏射血功能降低，静脉回流降低时，血液将留滞在外周静脉，静脉压升高。（2）中心静脉压 胸腔内大静脉或右心房的压力。正常值为412cmH2O（1cmH2O=98.07Pa)。2.特点：近心端低，远心端高：,下腔V：34mmmHg（0.40.53kPa）,小 V：1520mmHg（2.02.67kPa）,右 房：0,易受重力影响，测量位取平卧位,（被测部与心水平）,中心静脉压(CVP)特点：受重力影响较小 高低取决于射血力、V回流速和回流量；与射血力呈负相关；与V回流速和回流量呈正相关。意义：反映心功和V回流量 控制补液速度和量的指标（如CVP低，常提示输液的量不足）,（二)静脉回流及其影响因素静脉回流取决于：外周V压与中心静脉压之差：大多 V血流阻力：占总循环阻力的15%在血流阻力中的作用很小(微V对血流阻力的作用是调节CaP.压力),小少,调节组织液生成,1、体循环平均压V回流量 如：循环血量、血管容量V回流量 2、心缩力射血分数心室舒张期室内压,影响静脉回流的因素,V回流量抽吸,颈V怒张、肝大、下肢肿V回流量中心V压,心缩力射血分数心室舒张期室内压,（心衰）,3、体位 直立下肢V回心量(约多容纳500ml)例：患肢抬高利V回流，防水肿心衰取半卧位下肢V回心量（平卧回心量前负荷肺郁血呼吸困难）久蹲突站血滞留下肢V回心量心输量Bp脑供血不足暂时的头晕、昏厥，视物不清。,（头部回流下肢回流）,立位迅速转为卧位总V回心量,（头部回流下肢回流）,卧位迅速转为立位总V回心量,卧位下肢V回心量直立,4、骨骼肌收缩的挤压作用 肌缩挤压VV血回流+V瓣膜的防倒流。例如：长期站立+V瓣膜的损伤下肢V曲张。立正久站下肢V回心量+精神紧张虚脱。,5、呼吸运动：,右室心输出量,V回心量,心房与V压差,心房+大V扩张,胸 内 负 压,胸 廓,吸 气,影响静脉回流的因素,影 响 因 素 静脉回流量,体循环平均压,心缩力（心泵）,骨骼肌收缩（肌泵）,呼吸运动（呼吸泵）,体位：卧立,（头部回流下肢回流）,立卧,（头部回流下肢回流）,四、微循环,微A与微V之间的血液循环（一）组成及功能微A：总闸门后微A：分闸Cap.前括约肌：分闸真Cap.：营养性血管通血Cap.：直捷通路A-V吻合支：调节体热微V：后阻力血管,前阻力血管,微循环的血流通路与作用 名称 血流通路 血流特点 作用迂回通路 微A后微ACap.前括约肌 血流缓慢 物质交换 直捷通路 微A后微A通血Cap.血流速较快 利于血回流 A-V短路 微AA-V吻合支微V 随温度变化 调节体温,真Cap.网微V 主要场所,微V,（二）微循环的自身调节,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,缩血管物质,（三）毛细血管内外的物质交换 血液和组织之间的物质交换是通过毛细血管壁进行的。毛细血管内外的物质交换的方式主要有扩散、出胞和入胞、滤过和重吸收。扩散是血液与组织液之间进行物质交换的主要的方式，血浆蛋白等大分子物质可通过吞饮方式进行交换，滤过和重吸收在组织液生成中起重要作用。,C,五、组织液与淋巴液的生成和回流(一)组织液的生成与回流 1.有效滤过压（毛细血管压30,12+组织液胶体渗透压15,15）-（血浆胶体渗透压25,25+组织液静水压10,10）=有效滤过压A100 组织液生成(动脉端)V80 组织液回流(静脉端),2.生成量 按上式计算，毛细血管A端有效滤过压为10mmHg是滤出的动力；毛细血管V端有效滤过压为8mmHg是回流的力。滤出液的90%入静脉，10%入淋巴管,(二)影响组织液生成与回流的因素主要因素 生成量 回流量 例 症毛细血管压 炎症、充血性心功静水压 不全等所致的水舯血浆胶体 营养不良、肾炎等渗透压 血浆蛋白所致水舯 淋巴 丝虫病、癌症等回流受阻 使受阻部位远端水肿毛细血管 烫伤、过敏、炎症通透性 所致的局部水舯,七、淋巴液的生成和回流,（一）淋巴液的生成 正常:120 ml/hr,2-4 L/day 任何增加组织液压力的因素都可增加淋巴液的生成,淋巴管系统是组织液向血液回流的重要辅助系统,毛细淋巴管,大淋巴管,淋巴导管和胸导管,大静脉,（二）淋巴液回流的生理意义 1.回收蛋白质 2.运输脂肪和营养物质 3.调节血浆和组织液间的平衡 4.清除组织中的红细胞、细菌等,循环血量、体位 心泵、呼吸泵、肌泵,动脉血压,心输出量,外周阻力,心 率,每搏量,小A口径,血液粘度,RBC数、温度、血流切率血浆蛋白成分和浓度,神经、体液因素,小结：,前负荷,后负荷,心缩力,动脉血压,第四节 心血管活动的调节前 言,机体在正常情况下血液循环功能能保持相对稳定，这种相对稳定是通过神经和体液因素调节而实现的。具体的调节方式主要是通过改变心缩力和心率以调整心输出量，通过影响血管紧张性和血管口径以改变外周阻力。包括神经调节和体液调节。,心血管活动的调节方式,一神 经 调 节,(一）心血管的神经支配,（1）心脏的N支配 心交感N 心迷走N 起源 脊髓胸段T1T5 延髓的迷走神经 侧角神经元 背核和疑核 分布 心上、中、下神经支 窦房结、房室肌 配窦房结、房室交界、房室交界、房室 房室束、心房、室肌 束及左右束支 递质 NE Ach 受体 1（Ca2+通透、K+）（使K+外流增加）阻断剂 心得安(普奈洛尔）阿托品,1.心 脏 的 N 支 配 和作用,（2）交感N和迷走N对心脏的作用,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N支配与生理作用(1)缩血管N（=交感缩血管N）中枢：延髓的缩血管中枢(T1L23侧角)分布：绝大多数血管（几乎所有血管平滑肌都受交感缩血管N支配，绝大多数血管只接受交感缩血管N的单一支配）。递质：N节前纤维Ach,N后纤维NE（。受体：（主）作用：受体血管缩 特点：调节血压作用大 持续发放紧张性冲动(13次/s)：紧张性血管缩，紧张性血管舒,(2)舒血管N 交感舒血管N 副交感舒血管N中枢 皮质运动区 脑干副交感核 分布 骨骼肌血管 软脑膜、消化腺 外生殖器血管递质 ACh Ach受体 作用 血管舒 血管舒 特点 不参与血压调节 不参与血压调节 平时无作用 参与调节局部血流 与情绪、运动有关,交感缩血管N 交感舒血管N 副交感舒血管N中枢 延髓的缩血管中枢 皮质运动区 脑干副交感核、(T1-L2-3侧角)S2-3外侧核链递质 NE ACh ACh受体（主）、阻断剂 酚妥拉明 阿托品 阿托品 分布 绝大多数血管 骨骼肌血管 软脑膜、消化腺、（多为单一支配）外生殖器血管作用 受体血管缩 血管舒 血管舒 受体血管舒特点 调节血压作用大 不参与血压调节 不参与血压调节 持续发放紧张性冲动平时无作用 参与调节局部血流紧张性血管缩 与情绪、运动有关紧张性血管舒,小结：血管的N支配与生理作用,部 位 特 点脊 T、L、S段 活动受上级中枢控制髓 灰质侧角 能完成原始不精确的心血管反应 缩血管中枢 是最基本的心血管中枢延（头端腹外侧）心交感中枢 相互间有突触联系（尾端腹外侧）髓 心迷走中枢（迷走背核、疑核）（吸气迷走紧张交感紧张呼气：相反）延 下丘脑、髓 大脑边缘系统以 大脑新皮层运动区上 小脑顶核.,(二)心 血 管 中 枢,呼吸可改变其紧张性：,始终有紧张性，且交感紧张性,传入神经接替站：孤束核,下丘脑是皮层下的一高位整合中枢,越是高位N元其整合功能越复杂,1颈A窦和主A弓压力感受性反射（1）压力感受器 部位：颈A窦和主A弓血管外膜下的神经末梢。适宜刺激：血管壁的牵张度血压的变化。（2）传入神经 窦N（加入舌咽N）。弓N（加入迷走N，家兔单独一支，称减压N）。（3）中枢联系 其传入冲动先到达孤束核再与心血管中枢联系。,(三)心血管反射,(4)反射效应,窦弓反射,血压突然,窦、弓感受器受到牵拉兴奋性,窦、弓N,孤 束 核,缩血管中枢（-）,心交感中枢（-）,心迷走中枢（+）,交感缩血管N（-）,心交感N（-）,心迷走N（+）,阻力血管舒,容量血管舒,心 脏 活 动,外周阻力,V回流量,心输出量,血压,(5)反射特点:具双向性作用:B