人体解剖生理学》第六章循环系统的结构和功能.ppt
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1、第六章 循环系统的结构和功能,Structure and functions of Circulation,一、组成 血液循环 体循环和肺循环 淋巴循环 淋巴 组织液循环 脑脊液循环二、作用 免疫成分、氧气和营养物质送到全身各组织 二氧化碳和代谢产物带到排泄器官排出体外 防御、保护和调节体温,第一节循环系统的组成和结构,体液不停的流动和相互交换的过程,心脏和血管组成机体的循环系统,血液在其中按一定方向流动,周而复始,称为血液循环。,三、血液的大循环、小循环、微循环(一)大循环:心脏与全身(除肺泡毛细血管)所有器官 的血循环(二)小循环:心脏与肺之间的血循环。(三)微循环:微动脉与微静脉之间的微
2、细血管中的血循环,四、心血管器官的组织结构(一)一般组织结构:分三层 内膜:包括内皮、内皮下层和内膜下层(或内弹性膜)中膜:由平滑肌或心肌构成 外膜:由疏松结缔组织构成(二)心脏和血管的分类及其结构特点 1.心壁 心内膜:包括内皮、内皮下层和内膜下层(疏松结缔组织)心肌膜:包括心肌和结缔组织支架 心外膜:属浆膜,心壁心内膜包括内皮、内皮下层和内膜下层(疏松结缔组织)心肌膜包括心肌和结缔组织支架心外膜属浆膜,2 动脉内膜包括内皮、内皮下层和内弹性膜中膜由平滑肌构成外膜由疏松结缔组织构成,3 静脉与动脉基本相同,但(1)管壁薄,管腔大,数量多,体循环静脉分浅、深二组,浅静脉位于皮下,深静脉行于深部
3、,与相应的动脉伴行。(2)平滑肌细胞和弹性成分较少,结缔组织相对较多。(3)具有防止血液倒流的静脉瓣,大动脉的结构图,4.毛细血管:一层内皮细胞,细胞下面附于基膜上 连续毛细血管、有孔毛细血管、血窦。5.淋巴管:与静脉相似,但(1)在行程过程中有淋巴 结介入;(2)腔大壁薄、瓣膜多。6.毛细淋巴管:结构与毛细血管相似,但内皮细胞间隙 大,基膜薄或不存在。,连续毛细血管,有孔毛细血管,五 心脏,(一)心脏的形态位置 心脏被心包包裹,位于胸腔两肺间的纵隔内。心脏似前后略扁的圆锥体,尖向左前下方,底向右后上方,近心底处有环行的冠状沟。心外形分为心底、心尖、胸肋面和隔面。,(二)心脏的结构,1.心脏的
4、分腔、各腔的通路及构造 心脏分四腔:右心房、右心室、左心房、左心室。三尖瓣、二尖瓣、肺动脉瓣、主动脉瓣,2.心脏的传导系包括窦房结、房室结、房室束及左右束支及其终支,(四)心脏的血管 1.动脉:右冠状动脉(1/3)、左冠状动脉(2/3)分前降支和旋支。2.静脉:冠状窦及其属支、心前静脉、心最小静脉3条途径回右心房。(五)心包:包裹心脏和大血管根部的锥形囊,是浆膜层(壁层和脏层),浆膜(serosa)浆膜为衬在体腔壁和转折包于内脏器官表面的薄膜,贴于体腔壁表面的部分为浆膜壁层,壁层从腔壁移行折转覆盖于内脏器官表面,称为浆膜脏层。浆膜壁层和脏层之间的间隙叫做浆膜腔,腔内有浆膜分泌的少许浆液,起润滑
5、作用。浆膜的组成成分为间皮和结缔组织.,二、动脉:(一)肺动脉(二)主动脉,1.升主动脉 左心室至第二胸肋关节2.主动脉弓 升主动脉开始弯向右后方至第4胸椎体(1)头臂干:至右胸锁关节,分右颈动脉和右锁骨下动脉(2)左颈总动脉:(3)左锁骨下动脉(锁骨下动脉及上肢动脉):锁骨下动脉腋动脉肱动脉挠动脉和尺动脉 3.胸主动脉 壁支:9对肋间动脉 脏支:食管动脉和支气管动脉4.腹主动脉(降主动脉,以膈为界)(1)壁支:4对腰动脉(2)脏支:成对的有肾动脉、肾上腺动脉和精索内动脉;不成 对的有腹腔动脉、肠系膜上、下动脉(3)髂总动脉 髂内动脉 髂外动脉和下肢动脉:髂外动脉股动脉腘动脉胫 前、后动脉,(
6、降主动脉,以膈为界),三、静脉(一)肺静脉(二)体循环静脉1.上腔静脉系统头臂静脉、颈内静脉、锁骨静脉、上肢静脉、奇静脉、半奇静脉和副半奇静脉。2.下腔静脉系统 髂内、外静脉和门静脉构成 门静脉:是两端都连有毛细血管的静脉干。门静脉由肠系膜下静脉、脾静脉、肠系膜上静脉汇合而成、回收来自腹腔脏器的血液。门静脉内没有瓣膜,因此当门静脉高压时,血液则可经属支逆流。脾肿大、胃肠淤血、痔,四、淋巴系统,淋巴管道 一、淋巴毛细管 二、淋巴管 三、淋巴干:9 条 四、淋巴导管 1.胸导管 2.右淋巴导管淋巴器官 脾、淋巴结、胸腺淋巴组织,淋巴组织组织液中的水、从血管溢出的大分子物质如蛋白质细胞和异物进入毛细
7、淋巴管(内皮细胞的瓣膜作用,只进不出)。,毛细淋巴管汇合成淋巴管,淋巴结表面包有被膜,被膜的结缔组织伸入淋巴结内形成小梁,构成淋巴结的支架。被膜下为皮质区。淋巴结的中心及门部为髓质区。皮质区有淋巴小结、弥散淋巴组织和皮质淋巴窦(简称皮窦)。髓质包括由致密淋巴组织构成的髓索和髓质淋巴窦(简称髓窦)。淋巴结的主要功能是滤过淋巴液,产生淋巴细胞和浆细胞,参与机体的免疫反应。,全身共汇集成9条淋巴干:头颈部淋巴管汇合成左、右颈干。上肢及部分胸壁的淋巴管汇合成左、右锁骨下干。胸腔器官及部分胸腹壁的淋巴管汇合成左、右支气管纵隔干。腹腔不成对器官的淋巴管汇合成条肠干。下肢、盆部和腹腔成对器官及部分腹壁的淋巴
8、管汇合成左、右腰干。全身9条淋巴干最后合成2条淋巴导管,即胸导管和右淋巴导管,分别注入左、右静脉角,乳糜池,脾位于左季肋区胃底与膈之间,与第911肋相对,其长轴与第10肋一致,脾属于网状皮系统,是人体最大的淋巴器官,其结构基本上与淋巴结相似,由被膜、小梁及淋巴组织构成。其与淋巴结不同的地方是没有淋巴窦。发挥滤血、免疫、造血和贮血作用。,第二节 心肌的生物电现象和生理特性,Bioelectrical Phenomena and Physiological Properties of Myocardium,心肌的四种生理特性兴奋性(excitability)自律性(autorhythmicity)
9、传导性(conductivity)收缩性(contractivity),心肌细胞的类型,根据组织学特点、电生理特性及功能上的区别,粗略分为两类:1、工作细胞:普通心肌细胞,无自律性2、自律细胞:特殊分化的心肌细胞,但收缩功能基本丧失,心肌细胞收缩模式图,窦房结:P细胞及过渡细胞,房室结:房结区,结区,结希区,房室束,左束支,右束支,心脏的传导系统组成和分布,一、工作细胞的动作电位和兴奋性,(一)心室肌的静息电位和动作电位,1.静息电位(Resting Potential,RP)约-90mV2.动作电位(Action Potential,AP)与骨骼肌细胞明显不同 主要分为5个时相:,Actio
10、n potential,Na+内流,K+外流,K+外流Ca+内流,K+外流正反馈,Na+-K+pumpCa+pumpNa+-Ca+pump,(二)自律细胞动作电位的形成机制:细胞膜两側的离子浓度梯度为驱动力,细胞膜相应离子通道开放为前提,进行跨膜转运。外向电流(outward current)内向电流(inward current)离子泵及离子交换,自动去极化逐渐增强的净内向电流,iNa,iCa,iNa,iK,iK,0期:1-2ms,1期:10ms,2期:100-150ms,3期:100-150ms,4期,普肯耶细胞跨膜电位形成机制,目前认为4期有一种随着时间而逐渐增强的内向电流(If),主要
11、是Na+内流,从而导致自动除极。另外,4期内导致膜复极化的外向K+电流(Ik)逐渐减弱,亦有助于膜去极化。快反应自律细胞,窦房结细胞跨膜电位形成机制,(1)进行性衰减的K+外流是窦房结细胞4期除极的重要离子基础之一;(2)进行性增强的内向离子流If(主要是Na+内流。但它不同于心室肌0期除极的Na+内流。此钠流可被铯所阻断);(3)T型钙通道被激活,Ca2+内流。在自动除极过程的后半期,窦房结细胞上的T型钙通道被激活,Ca2+内流使膜电位进一步减小,当除极达-40mV时,激活L型钙通道,引起下一个自律性动作电位。慢反应自律细胞,*0期除极慢(7ms);*AP幅值小(70mV)*复极简单(无1.
12、2期)*4期有自动除极.,0,-20,-40,-60,3,0,4,普肯耶细胞跨膜电位形成机制,窦房结细胞跨膜电位的形成机制,ICa-T,0期:Ca2+内流(ICa-L),3期:K+外流(IK),IK激活,(1)渐减的K+外流;,If,(2)渐强的If(Na+内流),(3)Ca2+内流(ICa-T),(4)背景内向(Na+)电流,钠通道的状态:(1)激活状态:开放;(2)失活状态:关闭并不能被再次激活;(3)备用状态:关闭但可被激活.*复活过程:随膜内电位的负值增大,已 恢复活性的钠通道数增多。*钠通道三种状态的转换是电压依从性和 时间依从性的.,(四)兴奋性的周期性变化与收缩的关系:1.一次兴
13、奋过程中兴奋性的周期性变化(1)有效不应期(effective refractory period,ERP)包括绝对不应期和可引起局部兴奋的时期(2)相对不应期(relative refractory period,RRP)(3)超常期(supranormal period,SNP),ERP:兴奋性丧失或极低,无论多强的刺 激都不能引起心肌兴奋.相当于从0期去极化至复极化-60mV;(2)RRP:兴奋性恢复但仍低于正常.相当于从复极化-60mV至-80mV;(3)SNP:兴奋性略高于正常。相当于从复极化-80mV至-90mV(RP).,2.心肌兴奋性特点及其与收缩的关系*特点:有效不应期很长(
14、数百毫秒),相当于整个收缩期加舒张早期。,*意义:(1)(生理意义)不发生(完全)强直收缩:使心肌不会发生强直收缩,而能保持收缩与舒张交替的节律活动,以实现心脏的泵血功能。(2)导致期前收缩后发生代偿间隙,钙通道的种类:L型:Ica-L(long lasting)为0期和平台期的慢通道,阈电位-30-40mV,儿茶酚胺可影响。T型:Ica-T(transient)的阈电位-50-60mV,被镍阻断,不受一般的钙通道阻断剂和儿茶酚胺的影响。,二、心脏传导系统各部位的自律性及影响自律性的因素,1.心肌的自律性及各部自律细胞的关系(1)各部自律细胞的自律性水平:窦房结:90 100次/分(最高);房
15、室结(除结区外):40 60次/分;普肯野纤维:15 40次/分(最低)。,(2)心脏起搏点(pacemaker)-控制整个心脏活动的部位.正常起搏点:窦房结.通过抢先占领和超速驱动压抑实现对潜 在起搏点的控制。(两点自律性差别愈大,压抑效应愈强)*窦性心律:由窦房结的自律兴奋所形成的心脏节律。潜在起搏点:正常情况下不表现出自身的自律性,只起传导兴奋的作用。异位起搏点及异位心律,三、心肌的传导性和兴奋在心脏的传导,(一)心肌细胞的传导性及其影响因素*影响心肌兴奋传导速度的因素:(1)结构因素:心肌直径(正相关)缝隙连接数(正相关)(2)生理因素:1)AP0期除极速度和幅度(正相关):如快反应C
16、比慢反应C的传导速度快;2)邻近部位膜的兴奋性(正相关).,3.心脏各部兴奋传播的速度:(快慢不一)心房肌细胞:0.3m/s 心房内由心房肌组成的“优势传导通路”(结间束):1m/s 房室结(房室交界):0.02 0.05m/s(最慢)浦肯野系统:1.5 4m/s(最快)心室肌细胞:0.5m/s,(二)兴奋在心脏内的传导过程和特点1.心脏内兴奋的传导途径 窦房结 心房肌 结间束 房室结 浦肯野系统(房室束及其分支)心室肌,2.心脏内传导的特点及生理意义:特点:各部传导速度不等。,心房:中速房室结:慢速浦肯野系统:高速心室肌:中速,心脏内传导的特点及生理意义:特点1:房-室延搁:兴奋在房室交界处
17、的传 导速度极慢,延搁0.1s.*生理意义:避免房室收缩重叠,利于房 室有序收缩,使心房收缩有 意义,利于心室充盈,特点2:在心室内浦肯野系统传导速度快,可几乎同时(0.03s内)到达心室内壁各处.*生理意义:使心室肌能同步收缩(功能合 胞体),产生较大力量.,四、体表心电图(electrocardiogram,ECG),(一)体表心电图的概念及意义概念:如果将测量电极放置在人体表面的一 定部位,可以记录到心脏兴奋过程中 发生的电变化,所记录到的图形。意义:反映心脏兴奋的产生、传导和恢 复过程中的生物电变化。注意:与心脏的机械收缩活动无直接关系,(二)正常心电图的波形及生理意义,P波:两心房去
18、极化过程PR间期:去极化从窦房结到达心室所需的时间.QRS综合波:两心室去极化过程S-T段:都去极化T波:两心室复极过程Q-T间期:心室从去极化到复极化的时间。,第三节 心脏的泵血功能,心脏泵血作用,由心肌电活动、机械收缩和瓣膜活动三者相互联系配合而实现。,一、心肌收缩的特点 1.对细胞外Ca2+的依赖性 触发心肌收缩的Ca2+来源于肌浆网和细胞外(心肌的肌浆网不如不如骨骼肌发达),由细胞外Ca2+内流引起Ca2+库对Ca2+的大量释放称钙触发钙释放。细胞内Ca2+的恢复:a.肌浆网的Ca2+泵 b.细胞膜的Na+-Ca2+交换c.细胞膜的Ca2+泵2.全或无的式的收缩,二、心动周期(Card
19、iac cycle),心动周期: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,每个心动周期持续0.8s。,1)两心房首先收缩(0.1s),继而舒张(0.7s)2)心房收缩后心室收缩(0.3s),随后进入舒张期(0.5s)3)心室舒张的前0.4s期间心房也处于舒张期,这一时期称为全心舒张期心脏的工作与休息。,三、心脏泵血过程,心房的初级泵血功能心室的射血和充盈过程,心脏的泵血过程心房的兴奋和收缩心室的兴奋和收缩(等容收缩期、快速射血期)心室的舒张(等容舒张期、快速充盈期、减慢充盈期),1.心室收缩期(1)等容收缩期:半月瓣和房室瓣均关闭,心室肌收缩,室内
20、压急剧升高,但心室容积不变,持续0.05s。,(2)射血期,快速射血期,左室压力超过主动脉压,半月瓣开放,室内压继续上升到峰值,持续0.1s,射出总血量的2/3。减慢射血期,室内压和主动脉压由峰值逐步下降,持续0.15s,后期压力可能小于主动脉压。,2.心室舒展期,(1)等容舒张期 室内压下降低于主动脉压,主动脉瓣关闭,但室内压仍高于心房压,房室瓣仍关闭,心室容积并不改变,室内压以极快速度,大幅度下降,持续0.060.08s。,(2)心室充盈期快速充盈期室内压低于房内压时,房室瓣开启,血液进入心室,持续0.11s,约占总充盈量的2/3,心室容积增大。减慢充盈期入室血流速度减慢,心室容积继续增持
21、续0.22s。心房收缩期心房收缩,房内压升高,心房内 血液挤入心室,持续0.1s,占总充盈量的1030%。,3 心房的初级泵血功能 全心舒张期,血液由大静脉经心房直 接流入心室 心房收缩期,心房内压力升高,此时房 室瓣处于开放状态,心房将其内血液进一步挤入心室 心房舒张,房内压回降,同时心室开始收缩,4 心房、心室舒缩和瓣膜在心脏泵血活动中的作用,心室动脉:心室收缩形成心室-动脉压力梯度心房心室:主要依靠心室的舒张+心房收缩(后1/5时间发挥作用)如果心房收缩缺失,将会导致房内压增加,不利于静脉血液回流,从而间接影响心室射血。临床:瓣膜性心脏病(如二尖瓣狭窄、二尖瓣关闭不全、二尖瓣脱垂等),注
22、:一个心动周期中,右心室内压变化的幅度(射血时达3.2kPa或24mmHg)比左心室(射血时达17.3kPa或130 mmHg)要小得多。,四、心音的产生心音的定义心动周期中,心肌收缩,瓣膜启闭,血液加速和减速,血液涡流等因素引起的机械振动。第一心音:标志心室收缩开始第二心音:标志心室舒张开始第三心音:心室壁和瓣膜振动产生第四心音:心房音(atrial sound)临床:心音听诊,五、心脏泵血功能的评定Evaluation of Cardiac Pumping,(一)心脏的输出量Output of the Heart1、每搏输出量和每分输出量Stroke Volume and Cardiac
23、Output:一侧心室每搏动一次所射出的血量,称为每搏输出量Stroke Volume,简称搏出量 成 年人在静息状态下约为70m1(6080ml),每分钟一侧心室所射出的血量,称为每分输出量Minute Volume,简称心输出量Cardiac Output CO=SVx HR心输出量正常值:4.5 6L/min2535L/min,(二)、心指数Cardiac Index:在空腹和静息状态下,人体以每一平方米体表面积计算所得的心输出量,称为静息心指数 Resting Cardiac Index中等身材成年人其静息心指数应为3.0.5L/min.m2 影响因素:10岁左右,心指数最大,以后随年
24、龄增长 而下降。,(三)射血分数Ejection Fraction心搏出量占心室舒张末期容积的百分数,称为射血分数EF=(SV/EDV)x100%健康成年人的射血分数约为5565%,(四)心脏作功量 Work of the Heart心室每搏动一次所作的功,称为每搏功 Stroke Work搏功乘以心率即为每分功 Minute Work 每搏功=每搏输出量(平均动脉压-左心房平均压)每分功=每博功 心率 右心室作功量只有左心室的1/6 心脏的效率外功/心脏的耗氧量N:2025,六、心脏泵血功能的调节,(一)前负荷心肌的前负荷:舒张末期的容量或压力心室舒张末期的容量=静脉回心血量+心室射血 后剩
25、余血量静脉回心血量越多、心室舒张末期的 心肌的初长度就越长,心输出量取决于心率和搏出量,机体通过对心率和搏出量两方面的调节来调节心输出量。,Starling机制(1)Starling 发现,心脏能自动调节并平衡心博出量和回心血量之间的关系。(2)Starling 机制:在一定范围内,回心血量越多,心脏舒张末期容积越大,心肌的初长度增加,则心室收缩力量也越强,搏出到主动脉的血量也越多,这一现象也称为“心定律”Starling机制的意义:对搏出量进行精细的调节,心室功能曲线,影响心室前负荷(即EDV)的因素:(1)静脉回心血量a.心室舒张充盈期持续时间b.静脉回流速度C.心包内压D.心室的顺应性(
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