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血液循环-生理学,第四章血液循环,血液循环 生理学,心血管活动的调节,血管生理,心脏的泵血功能,心脏的生物电,心脏 心血管系统 动、静脉 毛细血管循环系统 淋巴管道 淋巴系统 淋巴器官*功 能：物质运输、物质交换、维持稳态、机体防御及免疫、内分泌等。,第一节 心脏的泵血功能,第一节 心脏的泵血功能,1、我们的心脏是怎样工作的？2.怎么评价我们心脏的工作能力？3.有哪些因素可以影响我们心脏的工作？,请思考：,(systole)(diastole),一、心脏泵血的过程和机制,(一)心动周期 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,分为收缩期和舒张期。,心缩(舒)期习惯以心室的活动作为心脏活动的指标,心率（heart rate，HR）：每min心脏搏动（心动周期）的次数 正常成人HR：60100次/分。HR 75次/min，每一个心动周期：,在这0.8s的心动周期内，心房、心室是怎样活动的？,(一)心动周期,0.8秒,0.8,0.5,0.4,0.3,0.2,0.1,0.7,0.6,室缩 0.3s室舒 0.5s,房缩 0.1s 房舒 0.7s,(一)心动周期,心动周期的特点:1.房室不同步收缩2.有一个全心舒张期 3.舒张期长于收缩期,心率加快时，心动周期，,(一)心动周期,缩短,收缩期与舒张期哪个缩短最为显著？,（二）心脏泵血过程（以左心为例）,心动周期中 压力变化 瓣膜变化 容积变化 血流变化,1.心室收缩期 持续0.3s,2.心室舒张期,（2）心室充盈期,心室进一步舒张,房内压,房室瓣开放,心室充盈,室内压继续,快速充盈期(0.11s)充盈早期,心室舒张 的“抽吸”力大,充盈速度快,量大(占充盈量2/3)容积室内压可呈负压,减慢充盈期 约0.22s充盈 的中晚期,快速充盈期后,心室容积,心室内压,房室压力差,速度慢、量少，最后0.1s,下一个心动周期的心房收缩充盈量再增加1030%,心房收缩期 等容收缩期 快速射血期 减慢射血期 等容舒张期 快速充盈期 减慢充盈期,心动周期中压力、瓣膜、容积、血流变化,心泵血功能特点小结,心室,动脉压力差 心室肌收缩,2.心室的充盈动力：,心室肌舒张使室内压下降,(占充盈2/3),心房肌收缩使房内压升高,(占充盈1/3),3.室内压变化速率最快的时期是:,等容收缩期和等容舒张期,4.室内压最高：快速射血期 室内压最低：快速充盈期,5.血液的单向流动有赖于瓣膜的完整,心泵血功能特点小结,6.一个心动周期中，右心室内压变化的幅度比左心室的小得多，因为肺动脉压力仅为主动脉的1/6,心泵血功能特点小结,7.左、右心室的搏出血量相等。,心房舒张：接纳、储存从静脉回流的血液 此时心房只作为一个通道 心房收缩：可使心室充盈增加10%30%，有利于心室的射血,(三)心房在心脏泵血活动中的作用,心动周期中房内压的变化,第一心音 第二心音 第三心音 第四心音 特 音调低沉 音调高清 音调低浊 音调低沉 点 持续较长 持续较短 持续短 持续较长 心室肌收缩和房 动脉瓣关闭;射血 室壁和乳头肌 心房强烈收缩，成 室瓣关闭的振 突停导致大A和心室 伸展，血流速 挤血击撞室壁 因 动;射血大A扩张 壁振动 突变导致振动 及产生旋涡 标 心室收缩开始 心室舒张开始 快速充盈期末 心房音 志（心尖区）（动脉瓣区）（心尖）意 心室收缩力与 动脉瓣功能状态 部分健康青年 部分老年和心 义 房室瓣功能状态 舒末期压力高,（四）心音的产生,二、心输出量与心脏做功,心输出量,心脏做功,1.每搏输出量和射血分数 每搏输出量（Stroke volume，SV）一侧心室一次收缩射出的血量(约70ml）,SV生理意义:心功能基础参数,SV=舒张末期容积 收缩末期容积,（一）心脏的输出量,(EDV),(ESV),射血分数(ejection fraction):,每搏输出量占心舒末期容积的百分比正常值:55%65%,生理意义:评价心脏射血能力,及早期心功能异常,（一）心脏的输出量,2、每分输出量和心指数,每分输出量(minute volume)：,每分钟由一侧心室射出的血量 简称心输出量(cardiac output,CO)(CO=SVHR4.56.0L/min),生理意义:评价不同状态下的心功能,（一）心脏的输出量,怎么评价此二人的心功能？,（一）心脏的输出量,心 指 数(cardiac index，CI)：以单位体表面积计算的心输出量.,生理意义:评价不同个体间的心功能,中等身材成人：3.03.5 L/（minm2）,静息心指数：空腹、安静时的心指数,（一）心脏的输出量,(二)心脏做功量（自学）,正常最大效率：20%25%,每搏功=搏出量射血压+动能(占1%)每搏功压强能搏出量射血压力 射血压力 射血期室内压(a)舒张期室内压(b)a平均动脉压 b平均左房压搏功(J)=搏出量(L)血液比重(平均动脉压平均左房压),1、每搏功(stroke work),搏功：心室一次收缩所作的功。压强能和动能,生理意义：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。,每分功=搏 功 心 率,2、每分功(minute work),三、心泵功能的储备,某人在不同状态下的心泵功能,指 标 安静状态 剧烈运动,心 率 60-100次/分 120-200次/分,搏出量 60-80ml 170-180ml,心输出量 4.5-6L/min 25-30L/min,CO HR EDV ESV SV Rest 5L 75/min 125ml 75ml 70mlExercise 30L 180/min 140ml 140mlreserve 25L 105/min 15ml 55ml 70ml,心力储备（Cardiac reserve，CR）：心输出量随机体代谢需要而增加的能力,反映了心脏泵血功能对代谢需要的适应能力,Cardiac function reserve,CR大小取决于HR和SV的最大又最适宜的变化程度,三、心泵功能的储备,三、心泵功能的储备,四、影响心输出量的因素,（一）搏出量对心输出量的影响,心输出量搏出量心率,当心率不变时：心输出量的多少与搏出量成正相关,搏出量一侧心室一次收缩所射出的血量,搏出量的多少取决于心室收缩时心室肌的,a.收缩张力；,b.收缩速度；,c.收缩距离。,A.前负荷,B.后负荷,C.心肌收缩能力,而这a、b、c三参数的大小又取决于:,Stroke volume,1、前负荷对搏出量的影响,作为前负荷满足两个条件：,肌肉收缩前所承受的负荷；,由于肌肉是具有一定弹性的组织，因此在一定范围内，前负荷与初长度呈正比。,那么，什么是心室肌的前负荷呢？,what is preload?,心室肌的前负荷：心室舒张末期容积 或心室舒张末期压力(心房内压）,心室舒张末期的容积或内压是心室收缩之前已承受的负荷；,在一定范围内，心室舒张末期的容积或内压与心室肌的初长度呈正比。,1、前负荷对搏出量的影响,心室舒张末期的容积（心室的前负荷）在一定范围内增大，心收缩力增强，搏出量增加。,Frank,1895；Starling,1914,Frank-Starling law：,1、前负荷对搏出量的影响,（1）心室功能曲线：（ventricular function curve）心室舒张末期的内压与左室搏功的关系曲线,Fig.Frank-Starling curve,1、前负荷对搏出量的影响,cardiac cycle（心动周期）,心泵血过程及机制,心音的分类及特点,复 习,心输出量,心力储备,为什么心室功能曲线无明显的降支？,骨骼肌的长度张力曲线,心室功能曲线,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。,心肌的伸展性较小 心肌小节内有连接蛋白 心肌细胞外间质内含大量的胶原纤维 心室由多层多种排列方向肌纤维组成心肌肌节长度一般不会超过2.252.30m,心室功能曲线无明显的降支的原因,（2）异长自身调节(heterometric autoregulation)通过改变心肌初长度（心室舒张末期容积）而引起心肌收缩力改变的调节.,生理意义:在于对搏出量的微小变化进行精细的调节,使心室射血与静脉回心血量之间能保持平衡(量出而入),1、前负荷对搏出量的影响,心肌异长自身调节机制的研究进展,a、肌小节内粗、细肌丝的重叠程度,b、肌钙蛋白对Ca2+的亲和力呈长度依赖性,b、肌钙蛋白对Ca2+的亲和力呈长度依赖性,Backx PH,et al,Am J Physiol.,心室充盈时间：心率增快，心室舒张期和充盈时间均缩短，心室充盈减少，前负荷减少，搏出量减少 静脉回流速度：静脉回流增快，心室充盈量增多，前负荷增大，搏出量增大 心包内压：心包积液时，心包内压增高，可妨碍心脏充盈，前负荷减少，搏出量减少,（3）影响前负荷的因素,1）静脉回心血量,心室顺应性：心室顺应性降低时，心室充盈量 减少，前负荷减少，搏出量减少心室的舒张功能：心肌细胞肌质网对Ca2+的回收率越快，心室舒张越快，使心室负压增大，心室抽吸力越强，静脉回心血量越多。,（3）影响前负荷的因素,1）静脉回心血量,2）射血后心室内的剩余血量,Question?临床：一些心脏疾病可使心前负荷过度增加导致心力衰竭？,慢性主动脉瓣关闭不全,2、后负荷对搏出量的影响,后负荷必须具备两个条件,肌肉在收缩时承受的负荷,它不增加肌肉的初长度，是肌肉收缩时遇到的阻力,左心室:后负荷是主动脉压,what is afterload?,右心室的后负荷是肺动脉压,2、后负荷对搏出量的影响,左心室肌只在射血期间（心室肌纤维短缩期间）才承受主动脉压；,在心室舒张末期（左心室肌收缩之前），主动脉瓣是关闭的，主动脉压的高低并不影响心室肌纤维的长度。,2、后负荷对搏出量的影响,问题:在整体条件下，正常人主动脉血压于80170mmHg范围内变化时，心输出量为什么并无明显改变？,2、后负荷对搏出量的影响,2、后负荷对搏出量的影响,心肌收缩能力（等长调节）,心肌收缩能力(myocardial contractility)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。又称心肌的变力状态(inotropic state),Why?,3、心肌收缩能力对搏出量的影响,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.,3、心肌收缩能力对搏出量的影响,3、心肌收缩能力对搏出量的影响,影响心肌收缩能力的因素,活化横桥数,横桥ATP酶活性,*体育锻炼和甲状腺激素提高横桥ATP酶活性，可增强心肌收缩能力.,*老年人和甲状腺功能减退横桥ATP酶活性降低，收缩能力减弱。,3、心肌收缩能力对搏出量的影响,儿茶酚胺受体(经G蛋白)cAMPCa2+通道开放几率+开放时间 Ca2+内流+钙触发钙机制胞内Ca2+心收缩能力。,当心肌缺血、损伤心肌收缩能力降低,茶碱（钙增敏剂）Ca2+与肌钙蛋白的亲合力活化横桥数心收缩能力,3、心肌收缩能力对搏出量的影响,(二)心率（heart rate）对心输出量的影响,心输出量心率每搏输出量,1、HR在一定范围:心率 心输出量,2、HR160180次/分:舒张期充盈时间搏出量心输出量,3、HR40次/分:舒张期明显 心室充盈接近最大限度 不能增加充盈量和搏出量心输出量,阶梯现象（staircase phenomenon,or treppe）,心率加快或刺激频率增高引起心肌收缩能力增强的现象,心率变化对心肌收缩能力的影响,（1）神经调节：心交感神经兴奋心率增快 心迷走神经兴奋心率减慢（2）体液调节：E、NE、T3T4均可增快心率 ACh可减慢心率（3）体温：升高1，心率将增加1218次/min,影响心率的因素,五、心功能的评价,检查方法：心导管术、超声心动图、核磁共振,五、心功能的评价,（一）从心室压力变化评价心功能,1、心脏射血功能评价,2、心脏舒张功能评价,搏出量、射血分数、每搏功、心输出量、心指数,心室收缩压变化速率曲线（dP/dtmax）,心室舒张压变化速率曲线（-dP/dtmax）,(dP/dtmax)/P,五、心功能的评价,（二）从心室容积变化评价心功能,1、心脏射血功能评价,2、心脏舒张功能评价,LVDd、LVDs、EDV、ESV、LVEF、LVFs,dV/dt、dD/dt,dV/dt,心舒功能正常时：e/a1,心舒功能障碍时：e/a1,五、心功能的评价,（三）应用心室压力容积环评价,五、心功能的评价,Thank you,Thank you for attention,