生理学血液循环ppt课件.ppt
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1、,第四章 血液循环,本章需要解决的两个问题,1)心脏是如何推动血液的?-心脏生理,2)血液又是怎样在血管内流动的?-血管生理,讲述内容,心脏生理,心脏是怎样收缩射血的?-心脏泵血的过程和机制,好坏如何?1)心脏泵功能的评价 2)心脏泵功能的调节,心脏舒缩时发生了什么变化?-心肌的生物电现象和生理特性(伴随变化),血管生理,心脏射血后,血液如何从 动脉经静脉回到心脏?,动脉、静脉血压的形成和影响,在毛细血管中,是怎样进行(物质交换)的,微循环与组织液的生成,心血管活动受哪些因素 的影响?,心血管活动的调节(神经、体液和自身调节),心脏活动的三个周期,心电周期:,动作电位(兴奋)的产生和传导,心动
2、周期:,心肌的收缩与舒张,导致房、室压力及容积的变化,心音周期:,由瓣膜的开闭及血液的流动引起,一、心动周期(Cardiac cycle),概念:心脏一次收缩和舒张的机械性活动,构成一个心动周期。,心动周期=60秒/心率,0.8,0.5,0.4,0.3,0.2,0.1,0.7,0.6,Atrioventricular valves closeSemilunar valves open,Atrioventricular valves openSemilunar valves close,Timeing of the contraction and relaxation of the atrium
3、 and ventricle in aheart beating at 75 per minute,A,C,B,水泵工作原理,水泵工作原理,瓣膜的关闭,血液的冲击+心肌收缩产生的振动,心音,二尖瓣关闭,产生第一心音,S1,收缩期的开始,特点:,调低,持续时间长,主动脉瓣关闭,产生第二心音,S2,舒张期的开始,特点:,调高,持续时间短,室缩,室内压,室内压,等容收缩期isovolumic systole0.05s,射血期ejection period0.5s,快速射血期rapid ejection period,减慢射血期reduced ejection period,关,关,关,开,房压,动脉
4、压,房压,动脉压,室舒,室内压,室内压,等容舒张期isovolumic diastole0.06s,充盈期 filling period0.44s,快速充盈期rapid filling period,减慢充盈期reduced filling period,关,关,开,关,房压,动脉压,房压,动脉压,小结:,1 心脏收缩-射血的关键;,心室舒张-受血,2 心收期(等容收缩期)-升高室内压-利于射血,心舒期(等容舒张期)-降低室内压-利于受血,3 全心舒张期(0.4秒)-受血最多;最后0.1秒,心房收缩,进一步增加受血,4 心室收、舒变化-,容积变化-,压力变化-,加上瓣膜的活动-,决定血流的方向
5、,房室瓣关闭-,开始收缩期(S1),半月瓣关闭-,舒张期开始(S2),5 心室的收缩,并没有将所有的血液全部射出去,心脏泵血功能的评价,每搏输出量(Stroke volume,SV)概念:一侧心室、一次心跳所射出的血液量。SV=收缩前心室容积 收缩后心室容积=舒张末期容积(end-diastolic volume,EDV)收缩末期容积(end-systolic volume,ESV),每分输出量(Minute Volume,MV)心输出量(Cardiac output,CO)MV=SVHR,心指数(Cardiac index,CI)单位体表面积的MV,射血分数(Ejection fractio
6、n,EF)EF=SV/EDV 100%,心力储备(Cardiac reserve,CR)MV随机体代谢需要而增加的能力。,Cardiac function reserve,每搏功=搏出量(射血相左心室内压左室充盈压)+动能,射血期平均左室内压,平均动脉收缩压,平均动脉压,舒张压+1/3脉压(收缩压舒张压),平均心房压(=6mmHg),1/2mv2,1mmHg=1333达因/cm21达因cm=10-7焦耳,四、心脏泵功能的调节,(一)SV的调节,1 心脏收缩的特点:,“全或无”,影响单个细胞强度和速度的因素:,前负荷,后负荷,心肌收缩能力,2 SV的自身调节,1)前负荷与自身调节,心肌的前负荷:
7、相当于心室舒张末期压力(充盈压),心肌的初长度:相当于心室舒张末期容积,异长自身调节:由于心肌本身初长度的改变而引起心肌收缩功能(收缩强度和速度)的改变,称为异长自身调节。,骨骼肌的长度张力曲线AT:主动张力 RT:静息张力(被动张力)Tmax:最大张力 Lopt:最适初长,心肌的收缩性能与前负荷的关系如何呢?,1895年,Frank离体蛙心实验,充盈压,EDV,初长度,测心脏收缩时的心室内压,1914年,Starling狗的离体实验(心肺),灌注压,回心血量,EDV,观察主动脉压的改变,Left ventricular(LV)function curves(lcmH2O=0.098kPa),
8、LV stroke work,NE,Control,Failing,LVEDP(cmH2O),影响前负荷的因素:,(1)静脉回流量,A 心室充盈时间-,与心率有关,B 静脉回流速度-,心房与心室间的压力差,(2)剩余血量的影响:,(双重影响),A 若回心血量不变-,心室射血量增加,B 若心房、心室间压力差降低-,回心血量减少-,SV减少,异长自身调节的生理意义,对SV进行精确的调节,2)心肌收缩能力(Cardiac contractility,CC),通过改变心肌本身的收缩性能来调节心肌的收缩强度和速度,从而调节SV,它与心肌的初长度无关(也与前、后负荷无关),心肌收缩性能,活化的横桥数,胞浆
9、内钙离子浓度,肌钙蛋白对钙离子的亲和力,肌球蛋白的ATP酶活性(横桥),影响因素,凡是能影响胞浆中钙离子浓度、肌钙蛋白与钙离子的亲和力、横桥中ATP酶活性的因素,均能影响心肌的收缩性能。,生理意义,(1)对持续的、剧烈的循环变化具有强大的调节作用,,(2)是神经-体液调节的基础,3)后负荷的影响,(动脉压),BP,等容收缩期室内压峰值,等容收缩期延长,射血期,射血心室肌缩短的速度、和强度,导致射血速度,SV,SV 的 调 节,引起调节的因素 效应 生理意义,(二)心率(HR)对MV的影响,MV=SV HR,影响因素,交感神经兴奋,迷走神经兴奋,去甲肾上腺素、肾上腺素、甲状腺激素,体温升高,第二
10、节 心肌细胞生物电,心肌细胞的分类,二、心肌细胞的电活动,(一)工作细胞的跨膜电位,Action potential in ventricular cell RP:resting potential TP:threshold potential,RP,特点,1.RP稳定于-90mV,2.AP不对称,复极复杂,时程长,3.AP幅度大,-90+30mV(约+120mV),超过0的部分称为超射值,除极历时短,约1-2ms,故除极速率大,称为快反应细胞,4.AP曲线分5期,形成的机制(离子基础),1.内向离子流(inward current),正离子(阳离子)从细胞外流向细胞内,或负离子(阴离子)从细
11、胞内流向细胞外,作用,除极,2.外向离子流(outward current),正离子(阳离子)从细胞内流向细胞外,或负离子(阴离子)从细胞外流向细胞内,作用:,复极或超极,Action potential in ventricular cell RP:resting potential TP:threshold potential,RP,慢通道的特点:,1.慢-激活门和失活门的开闭均慢,故称慢通道(slow channel),2.TP高(约-30-40mV),3.特异性差,4.离子流量较小,仅为I Na的1/10,5.阻断剂:,维拉帕米(异博定)、Mn2+,钙通道的分类及其特性,一、电压依从钙
12、通道(Voltage-dependent Ca2+Channels,VDCs),二、受体操纵钙通道(Receptor-voperated Ca2+Channels,ROCs),三、第二信使操纵钙通道(Second-messenger-operated Ca2+Channels,SMOCs),四、牵张激活钙通道(Stretch-activated Ca2+Channels,SACs),五、背景钙通道(Background Ca2+Channels),细胞处与静息状态时可有少量通透Ca2+的通道,可能与平滑肌和心肌细胞基础张力的维持有关。,除背景钙通道为静息钙通道外,其余四大类均为可兴奋钙通道,且
13、以电压依从钙通道最为重要,普遍存在于各种组织中,为钙内流的主要途径。,电压依从钙通道的分类及其特性,L型通道:电导较大。高电压激活,衰减慢;普遍存在于心肌、骨骼肌、神经元及内分泌等不同细胞中,与兴奋-收缩 耦联有关。,T型通道:电导较小。低电压激活,衰减快;在窦房结细胞及 神经的起步活动与重复发放中起重要作用,并参与调 节细胞生长和增生,N型通道:电导大小与电压依从性介于L与T型间,它需要较强 的去极化激活,但失活较快。常存在于神经组织中。,P型通道:需高电压激活,对DHP(双氢吡啶类)不敏感,但可被蜘蛛毒素所阻断,它介导递质的释放和神经元 的高阈值发放。,Q型通道:需高电压激活,其药理学特性
14、与其他通道电流不同 主要介导神经元递质的释放。,R型通道:需高电压激活,失活最快;对Ni2+敏感 它介导递质的释放。,注:N、P、Q、R型钙通道几乎为神经组织所独有。,Action potential in ventricular cell RP:resting potential TP:threshold potential,RP,RP,RP,K+,Na+,K+,Ca2+Na+,K+,K+,Na+,K+,Ca2+,Na+,(二)浦氏细胞的跨膜电位,Action potential in purkinje cell,Na+(If),K+(Ik),(三)窦房结细胞的跨膜电位,Action pot
15、ential in sinoatrial node(P-cell),波形特点:,1.最大复极电位(-70mV)和TP(-40mV)均高于浦氏细胞,2.无明显的超射,3.除极幅度小(70mV),但除极时程长(长达7ms),故称为慢反应细胞,4.无明显的1,2期,5.4期自动去极速度快,(0.1V/S,浦氏为0.02V/S),Action potential in sinoatrial node(P-cell),0,4,3,TP,K+(IK),Na+(If),Ca2+,Na+,心肌细胞的分类,快慢看0期 自律与非自律看4期,心室肌(A)与窦房结(B)细胞跨膜电位的比较,浦氏细胞与P细胞的比较,浦氏
16、细胞 P细胞,最大复极电位 90mv 70mv,阈电位-70mv-40mv,激活与失活 快 慢,离子活动 Na+Ca2+,阻断剂 河豚毒 异搏定,去极幅度 120mv 70mv,去极速度 200-1000v/s 2-6v/s,去极时程 1-2ms 7ms,复极1,2期 明显 不明显,4期自动去极离子流 If,IK,If,ICa,4期自动去极速度 0.02v/s 0.1v/s,0 期 去 极,三、心电图(electrocardiagram,ECG),ECG是反映心脏兴奋的产生、传导和恢复过程的生物电变化,它记录的是已兴奋部位和未兴奋部位(或已复极部位)膜外两点之间的电位差。,NORMAL ECG
17、,典型ECG波型的意义,P波:,左右心房去极化,时间0.11,幅度0.25,QRS波群,左右心室去过程,时间0.11,幅度不一度,0.11示心室肥大或室内传导阻滞,T 波,心室复极,方向应QRS波的主波方向一致,若倒置:示心肌缺血,P-R间期,P波的起点至QRS波群起点间的距离,0.12-0.20,若0.12,为交界区节律,若0.20,示房室传导阻滞,Q-T间期,QRS波的起点到T波的终点,代表心室从去极到复极的全过程,Q-T延长,示室内传导阻滞或心肌缺血、低血钙,ST段,从QRS波的终点到T波的起点之间的线段,代表心室各部分完全处于支极化状态,上抬1小格或下移0.5小格为异常,示心肌缺血缺氧
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