《心血管生理学》PPT课件.ppt
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1、第四章 血液循环,第一节 心脏的生物电活动,第三节 血管生理,第二节 心脏的泵血功能,第五节 器官循环,第四节 心血管活动的调节,Blood Circulation,【目的与要求】,掌握工作细胞的跨膜电位及其形成机制,影响自律性、兴奋性、传导性的因素,有效不应期的意义。熟悉窦房结细胞的动作电位及其形成机制,正常/异位起搏点。掌握心动周期、搏出量、心输出量、射血分数、心指数概念。心脏的泵血过程,心泵血功能调节。掌握动脉血压概念、正常值、形成和影响因素。组织液生成。中心静脉压概念、正常值、意义。掌握心交感、心迷走神经及其作用,心血管中枢,颈动脉窦和主 动脉弓压力感受性反射(过程及意义)。肾上腺素和
2、去甲肾上腺素。熟悉冠脉循环的生理特点;冠脉血流量的调节。了解:本章其他内容,心肌类型:1.工作细胞:心房肌细胞,心室肌细胞 2.特殊分化的心肌细胞:自律细胞:P细胞,浦肯野细胞 非自律细胞:过渡细胞,结区细胞,第一节 心脏的生物电活动,窦房结:P细胞、过渡细胞优势传导通路:卵圆窝前方等处的心房肌纤维房室交界:房结区、结区、结希区房室束及其分支:(浦肯野细胞)浦肯野纤维网:(浦肯野细胞),心脏特殊传导系统的组成和分布,一、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制,跨膜电位:静息电位(RP),动作电位(AP)内向电流:去极化 外向电流:复极化或超极化,表4-1 心肌细胞内液和外液中几种主要离子的分布,离子
3、浓度(mmol/L)平衡电位(mV)细胞内液 细胞外液 Na 10 145+70K 140 4-94Ca2 10-4 2+132Cl-9 104-65,IK1 钠内向背景电流 IP,(一)工作细胞的跨膜电位及其形成机制,1.静息电位,(以心室肌细胞为例),2.动作电位,不同于骨骼肌和神经细胞不同的心肌细胞,其跨膜电位的幅度、持续时间、波形、产生机制亦不相同,心室肌AP特点:复极过程复杂 持续时间长 升降支不对称,2.动作电位,机制:(1)0期(去极化过程):INa(2)1期(快速复极初期):Ito(3)2期(平台期):ICa-L,INa,IK(4)3期(快速复极末期):IK,IK1(5)4期(
4、恢复期/静息期):IP,INa-Ca,ICaP,钾外流,2期:是心室肌细胞动作电位区别于神经和 骨骼肌细胞动作电位的主要特征。,自律细胞AP特点:4期自动去极化 随时间而递增 去极速度较0期的慢 不同自律细胞的4期 除极速度不一致,(二)自律细胞的跨膜电位及其形成机制,递增性净内向电流的可能原因:,内向电流的逐渐增强 外向电流的逐渐减弱 两者兼有,1.浦肯野细胞(快反应自律细胞)与心室肌细胞比较:AP相似(2期较长)4期会自动去极化 自动去极化的机制:If递增 IK递减,2.窦房结P细胞(慢反应自律细胞)与浦肯野细胞比较:最大复极电位及 阈电位的绝对值均较小 AP幅度较小(约70mV)0期时程
5、较长(约7ms)且速度较慢 无明显的1、2期 4期速度较快,图4-3 窦房结P细胞的动作电位,窦房结P细胞的跨膜电位分为0、3、4期,机制:0:ICa-L 3:IK4:IK递减 ICa-T If递增,二、心肌的生理特性,(一)自律性,组织细胞能自动发生节律性兴奋的特性。衡量指标:自动兴奋的频率,1.心脏起搏点,正常起搏点:主导心脏正常兴奋和跳动的部位。窦 性 心 律:以窦房结为起搏点的心脏节律。潜在起搏点:正常情况下不表现本身自律性的 自律组织。异位起搏点:异常情况下控制心脏兴奋和跳动 的潜在起搏点。异 位 心 律:异位起搏点控制的心脏活动节律。窦房结控制潜在起搏点的机制:抢先占领 超速驱动压
6、抑,(窦房结),2.影响自律性的因素,(1)4期自动去极化的速度:正变(2)最大复极电位与阈电位之间的差值:反变,abacacde,ab,(二)兴奋性,组织或细胞对刺激产生动作电位的能力。所有心肌细胞都具有兴奋性衡量指标:阈值,1.影响兴奋性的因素,(1)静息电位与阈电位之间的差值:反变(2)离子通道的状态:静息状态(良好兴奋性)激活状态(离子扩散)失活状态(兴奋性为零),2.兴奋性的周期性变化,(1)有效不应期:兴奋性为零=绝对不应期+局部反应期(2)相对不应期:兴奋性低于正常(3)超常期:兴奋性高于正常,3.兴奋性的周期性变化与心肌收缩活动的关系,(1)不产生完全强直收缩:有效不应期特别长
7、,使收缩、舒张交替进行,实现心脏泵血功能,期前收缩(早搏):在有效不应期之后,心肌受到 人工或来自异位起搏点的激动而产生的收缩。代偿间歇:期前收缩后一段较长的心室舒张期。代偿间歇的机制:窦性兴奋冲动落在期前收缩的有效不应期上,(2)期前收缩和代偿间歇,图4-6 期前收缩与代偿间性歇箭头示刺激,曲线13,刺激落在有效不应期内,无反应。曲线46,刺激落在有效不应期之后,引起期前收缩与代偿性间歇,(三)传导性,细胞传导兴奋的能力。衡量指标:AP的传播速度,1.兴奋在心脏内的传播,(1)传播途径:特殊传导系统(含优势传导通路)(2)传播速度 特点:房室交界的传导速度最慢 末梢浦肯野纤维网的传导速度最快
8、 房室延搁的意义:使心室在房缩完成后(心室 充分充盈)才开始收缩以确保其射血功能,2.影响传导性的因素,(1)心肌细胞的结构 心肌细胞直径:正变 缝隙连接的数量和功能:正变(2)0期的速度和幅度:正变(3)邻近部位膜的兴奋性:正变,(四)收缩性,衡量指标:收缩力特点:对细胞外液Ca2的依赖性较大“全或无”式收缩 不发生完全强直收缩,三、体表心电图,表4-2 心电图各波、段(期)的意义及正常值名称 意 义 幅度(mV)时间(s)P波 两心房去极化 0.050.25 0.080.11QRS波群 两心室去极化 变化较大 0.060.10T波 两心室复极化 0.101.5 0.050.25PR间期 心
9、房开始兴奋到 心室开始兴奋所需时间PR段 去极化通过房室交界等 传至心室肌所需的时间QT间期 两心室兴奋的总时程 0.40ST段 两心室处于去极化状态 与基线同水平 0.050.15,与基线同水平 0.060.14,0.120.20,第二节 心脏的泵血功能,心房或心室一次收缩和舒张构成的机械活动周期。,一、心动周期,收缩期(systole)舒张期(diastole),图4-9 心动周期中心房和心室活动的顺序和时间关系,二、心脏的泵血过程,1.心室收缩期(1)等容收缩期(2)射血期 快速射血期 减慢射血期2.心室舒张期(1)等容舒张期(2)心室充盈期 快速充盈期 减慢充盈期 心房收缩期,图4-1
10、0 心室收缩和舒张时心瓣膜、血流方向的变化,心动周期中心房压力的变化:,房缩 a升波 V血入房 v升波室缩 c升波 房血入室 y降波室射血 x降波,室缩:室-A压力梯度 升高,动脉瓣开,心室射血室舒:房-室压力梯度升高,房室瓣开,心室充盈(75%)房缩:房-室压力梯度升高,心室继续充盈(25%)房舒、室舒:中心V压降低,V回流,心房心室在泵血中的作用,心音的产生,S1 调低,较响,持续时间较长,标志心室收缩开始S2 调高,较弱,持续时间较短,标志心室舒张开始,1.搏出量 一侧心室一次 收缩射出的血量。,三、心脏泵血功能的评定,2.射血分数 搏出量占心室舒张末期容积的百分比。,55%65%,3.
11、每分输出量(心输出量):一侧心室每分钟射出的血量。心输出量=心率搏出量 CO=HRSV=75beats/min70ml/beat=5250 ml/min,男:4.56.0L/min女:低约10%,4.心指数 以每平方米体表面积计算的心输出量。静息心指数:安静、空腹时的心指数。3.03.5L/(minm2)56L/min 1.61.7m2,5.心脏做功量,搏功:心室一次收缩所作的功。=搏出量(平均动脉压平均心房压)(mmHg)13.6(g/cm3)9.807(1/1000),0.803J,60.2J/min,每分功:心室每分钟作的功。=搏功心率,四、心泵功能的贮备,心输出量安静时:5L/min
12、运动时:2530L/min最大输出量:一侧心室每分钟射出的最大血量。心力贮备:心输出量随机体代谢需要而增加的能力。,1.心率贮备:22.5倍 160180 次/分2.搏出量贮备:舒张期贮备15 ml 收缩期贮备3540 ml,五、影响心输出量的因素,(一)搏出量,1.前负荷,2.后负荷,3.心肌收缩能力,1.前负荷,或指 心室肌的初长度 心室舒张末期容积 心室舒张末期心房内压力,常用心室舒张末期压力来表示,前负荷对搏出量的影响,心室功能曲线:,15mmHg以下,升支 异长自身调节(Staring机制)1520mmHg,趋平坦20mmHg以上,平或轻度下倾原理:肌小节 胶原f,肌f走势及排列 初
13、长度 兴奋-收缩耦联(钙,亲和力)意义:对搏出量进行精细调节,平衡心室射血量 和回心血量,图4-12 心室功能曲线,长度-张力曲线左图:骨骼肌 右图:心肌 AT:主动张力 RT:静息张力,通过心肌本身初长度的改变引起心肌收缩强度变化,继而影响搏出量的调节。,异长自身调节(Staring机制),意义:防止心室舒张末期压力和容积发生 过久和过度的改变,心室充盈量=静脉回心血量+心室射血后剩余血量,静脉回心血量取决于:心室充盈时间:正变 静脉回流速度:正变,充盈量大,搏出量多;充盈量少,搏出量少。,主A压越高,等容收缩期越长,射血时间推迟并缩短,心肌缩短程度和速度降低,射血速度减慢,搏出量减少整体时
14、:主A压在80170mmHg变化,通过异长自身调节而恢复搏出量,张力-速度曲线 a:乙酰胆碱 b:正常 c:去甲肾上腺素,2.后负荷:指动脉血压,3.心肌收缩能力,指心肌不依赖于外部负荷而改变其收缩功能的内在特性。影响因素:兴奋-收缩耦联各环节 胞质内Ca2浓度 横桥活动各步骤的速率 活化横桥数目 ATP酶的活性等,图4-15 张力-速度曲线 a:乙酰胆碱 b:正常 c:去甲肾上腺素,通过心肌收缩能力这个与初长度无关的因素改变而实现对心脏泵血功能调节。,等长调节:,(二)心率(Heart rate,HR),一定范围内,HR增快,心输出量增加但HR过快 160180次分钟 过慢 40次分钟阶梯现
15、象:HR增快引起心肌收缩能力增强的现象。HR影响因素:交感N、CA、T3T4、BT:正变 迷走N、ACh:反变,心输出量减少,第三节 血管生理,一、各类血管的结构和功能特点,1.弹性贮器血管:指主动脉和肺动脉主干及 其发出的最大分支。功能:“弹性贮器”的作用。,2.分配血管:指中动脉 功能:输送血液至器官组织,3.阻力血管:指小动脉和微动脉 功能:控制局部血灌流量,4.毛细血管前括约肌 功能:控制Cap开关,5.交换血管:指真毛细血管 功能:物质交换的场所,6.容量血管:指静脉系统 功能:容纳60%70%的循环血,微静脉和小静脉称毛细血管后阻力血管 功能:改变毛管前/后阻力比值,7.短路血管:
16、指小动脉 和小静脉之间的吻合支 功能:调节体温,二、血流动力学基础,血流量:Q=P/R=P r4/(8L)血流速度:与血流量成正比,与血管横截面积成反比血流阻力:R=8L/(r4),层流:湍流:,血压:,血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力。单位:kPa/mmHg,三、动脉血压和动脉脉搏(一)动脉血压,血液对单位面积动脉管壁的侧压力。,1.动脉血压的形成,主要因素:心血管系统内有足够的血量 心室射血 外周阻力 主动脉和大动脉的弹性起缓冲作用,过程:在射血期,由于外周阻力的存在和大动脉的可扩张性,搏出量中约有1/3流向外周,而2/3暂存大动脉内,心室收缩时释放的部分能量以势能形式贮存于大动脉管壁
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