第四章 血液循环

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1 精 品 课 程 生 理 学 教 案 第 四 章 血 液 循 环 [ 目 的 要 求 ]: 通 过 本 章 的 学 习, 掌 握 心 脏 泵 血 过 程 与 机 制 心 脏 泵 血 功 能 的 评 价 及 调 节 影 响 心 输 出 量 的 因 素 心 肌 的 生 物 电 现 象 及 其 生 理 特 性 植 物 神 经 对 心 肌 生 物 电 活 动 和 收 缩 功 能 的 影 响 各 类 血 管 的 功 能 特 点 动 脉 血 压 的 形 成 及 其 影 响 因 素 心 血 管 活 动 的 调 节 冠 脉 循 环 的 特 点 等 [ 重 点 ]: 1. 心 脏 泵 血 机 制 及 过 程 2. 心 脏 泵 血 功 能 评 价 的 基 本 指 标 3. 影 响 心 脏 泵 血 功 能 的 因 素 4. 心 肌 细 胞 的 电 生 理 特 性 5. 动 脉 血 压 的 正 常 值 形 成 及 其 影 响 因 素 中 心 静 脉 压 的 概 念 及 其 意 义 6. 微 循 环 的 组 成 调 节 及 意 义 7. 组 织 液 的 生 成 及 影 响 因 素 8. 心 血 管 活 动 的 调 节 [ 难 点 ]: 1. 心 肌 细 胞 动 作 电 位 的 特 点 和 离 子 机 制 2. 心 肌 细 胞 电 生 理 特 性 的 影 响 因 素 3. 心 脏 泵 血 功 能 的 调 节 机 制 4. 微 循 环 的 调 节 5. 心 血 管 中 枢 心 血 管 活 动 的 调 节 [ 基 本 概 念 ]: 血 液 循 环 (blood circulation); 心 动 周 期 (cardiac cycle); 收 缩 期 (systole); 舒 张 期 (diastole); 每 搏 输 出 量 (stroke volume); 射 血 分 数 (ejection fraction); 心 输 出 量 (cardiac output ); 异 长 自 身 调 节 (heterometric autoregulation ); 收 缩 性 (contractility ); 兴 奋 性 (excitability); 传 导 性 (conductivity); 兴 奋 - 收 缩 耦 联 (excitation-contraction coupling); 绝 对 不 应 期 (absolute refractory period,arp); 有 效 不 应 期 (effective refractory period,erp); 相 对 不 应 期 (relative refractory period,rrp); 期 前 收 缩 (premature systole); 代 偿 间 歇 (compensatory pause); 窦 性 节 律 (sinus rhythm); 房 室 延 搁 (atrioventricular delay); 膜 反 应 曲 线 (membrane responsiveness curve); 心 电 图 (electrocardiogram); 血 管 内 皮 细 胞 (vascular endothelial cell); 血 管 平 滑 肌 细 胞 (vascular smooth muscle cell); 动 脉 (artery); 静 脉 (vein); 毛 细 血 管 (capillary); 一 氧 化 氮 (nitric oxide,no); 内 皮 素 (endothelin,et); 血 流 动 力 学 (hemodynamics); 血 流 阻 力 (blood resistance); 血 流 量 (blood flow); 血 液 黏 滞 度 (blood viscosity); 动 脉 血 压 (artery blood pressure); 收 缩 压 (systolic pressure); 舒 张 压 (diastolic pressure); 高 血 压 (hypertension); 外 周 阻 力 (peripheral resistance); 中 心 静 脉 压 (central venous pressure); 微 循 环 (microcirculation); 血 管 舒 缩 活 动 (vasomotion); 扩 散 (diffusion); 重 吸 收 (reabsorption); 滤 过 (filtration); 组 织 液 (interstitial fluid); 有 效 滤 过 压 (effective filtration pressure); 神 经 调 节 (nervous regulation); 正 性 变 时 作 用 (positive chronotropic); 正 性 变 力 作 用 (positive inotropic action); 正 性 变 传 导 作 用 (positive dromotropic action); 心 血 管 中 枢 (cardiovascular center); 动 脉 压 力 感 受 器 (arterial baroreceptor); 体 液 调 节 (humoral regulation); 肾 上 腺 素 (adrenaline,adr); 去 甲 肾 上 腺 素 (noradrenaline,na); 血 管 紧 张 素 II(angiotensin II); 血 管 升 压 素 (vasopressin); 前 列 腺 素 (prostaglandin,pg); [ 授 课 学 时 ]:13 学 时 [ 学 时 分 配 ]: 第 一 节 心 脏 的 泵 血 功 能 4 学 时 第 二 节 心 脏 的 生 物 电 活 动 3 学 时 第 三 节 血 管 生 理 2 学 时 第 四 节 心 血 管 活 动 的 调 节 3 学 时 第 五 节 器 官 循 环 1 学 时 1

2 第 一 节 心 脏 的 生 物 电 活 动 心 脏 的 主 要 功 能 是 泵 血, 舒 张 时 静 脉 血 液 回 流 入 心 脏, 收 缩 时 心 室 将 血 液 射 出 到 动 脉 正 常 心 脏 的 节 律 性 的 有 序 的 收 缩 和 舒 张 源 自 心 脏 窦 房 结 细 胞 自 律 性 兴 奋, 为 了 说 明 心 脏 自 律 性 兴 奋 收 缩 和 舒 张 原 理, 必 须 先 了 解 心 肌 细 胞 的 生 物 电 心 肌 细 胞 可 分 为 两 类 :1 具 有 兴 奋 性 传 导 性 和 收 缩 性 的 工 作 细 胞 ( 非 自 律 细 胞 );2 具 有 自 律 性 兴 奋 性 和 传 导 性 的 特 殊 传 导 系 统 的 心 肌 细 胞 ( 自 律 细 胞 ) 心 脏 细 胞 生 物 电 的 分 类 自 律 细 胞 非 自 律 细 胞 快 反 应 心 房 传 导 束 房 室 束 普 肯 野 氏 细 胞 心 房 肌 细 胞 心 室 肌 细 胞 慢 反 应 窦 房 结 P 细 胞 结 区? 一 心 肌 细 胞 的 电 活 动 ( 一 ) 静 息 电 位 人 和 哺 乳 动 物 的 心 室 肌 细 胞 的 静 息 电 位 约 为 -80mv~-90 mv, 其 产 生 机 制 和 前 述 的 神 经 骨 骼 肌 细 胞 的 静 息 电 位 相 似, 主 要 是 K + 的 电 - 化 学 平 衡 电 位, 但 受 到 许 多 因 素 的 影 响 (Na + -K + 泵 Na + - Ca 2+ 交 换 ) 特 殊 传 导 系 统 的 心 肌 细 胞 的 最 大 复 极 ( 舒 张 ) 电 位 ( 这 里 不 叫 静 息 电 位 ) 在 不 同 细 胞 数 值 相 差 较 大, 如 窦 房 结 P 细 胞 为 -60mv, 而 蒲 肯 野 细 胞 是 -90 mv ( 二 ) 动 作 电 位 1. 心 室 肌 细 胞 动 作 电 位 (1) 波 形 特 点 : 0 期 除 极 : 与 骨 骼 肌 细 胞 神 经 纤 维 相 似, 时 程 短 :1~2ms, 幅 度 高 :120mV, 除 极 速 度 快 :200~ 400V/S 1 期 复 极 ( 快 速 复 极 初 期 ): 历 时 10 ms 左 右 2 期 复 极 ( 平 台 期 ): 历 时 约 100~150 ms, 是 心 肌 细 胞 动 作 电 位 的 重 要 特 征 3 期 复 极 ( 快 速 复 极 末 期 ): 历 时 约 100~150 ms 4 期 复 极 ( 静 息 期 ): 恢 复 膜 电 位 及 细 胞 内 外 原 有 离 子 浓 度 (2) 形 成 机 制 ( 离 子 基 础 ): 1 内 向 电 流 与 外 向 电 流 内 向 电 流 : 正 离 子 内 流 膜 内 正 电 荷 去 极 化 负 离 子 外 流 外 向 电 流 : 正 离 子 外 流 膜 内 正 电 荷 复 极 化 或 超 极 化 负 离 子 内 流 20~4 期 离 子 基 础 0 期 : 开 始 Na + 通 透 性 轻 度 增 高, 少 量 Na + 内 流, 使 膜 部 分 除 极 化, 当 膜 电 位 由 静 息 电 位 -90mV 除 极 到 阈 电 位 水 平 -70mV 时,Na + 通 道 开 放 概 率 和 开 放 数 量 突 然 明 显 增 加,Na + 通 透 性 明 显 增 高, 产 生 再 生 性 Na + 内 流, Na + 顺 电 位 梯 度 和 化 学 浓 度 由 膜 外 迅 速 流 入 膜 内, 使 膜 进 一 步 除 极 化 直 至 反 极 化, 达 到 Na + 平 衡 电 位 由 于 Na + 通 道 激 活 快, 失 活 也 快, 开 放 时 间 很 短, 因 而 称 为 快 Na + 通 道, 所 以 0 期 历 时 很 短, 仅 1~2ms 凡 是 以 快 Na + 通 道 为 0 期 除 极 的 心 肌 细 胞, 如 心 房 肌 心 室 肌 及 浦 肯 野 细 胞, 都 称 为 快 反 应 细 胞, 形 成 的 动 作 电 位 称 快 反 应 动 作 电 位 快 Na + 通 道 可 被 河 豚 毒 (tetrodotoxin,ttx) 选 择 性 阻 断 而 失 活, 又 可 被 蟾 蜍 毒 素 (bufotoxin) 特 异 性 开 放 而 激 活 1 期 : 一 过 性 K + 通 道 激 活 开 放, 产 生 一 过 性 K + 外 流 ( 一 过 性 外 向 电 流,Ito ) 2 期 :( 平 台 期 plateau period): 此 期 有 慢 Ca 2+ 通 道 开 放 (L 型 钙 通 道 和 T 型 钙 通 道 ), 产 生 Ca 2+ 内 流, 同 时 有 K + 通 道 开 放 和 K + 外 流 ( 延 迟 整 流 K + 电 流 (Ik) 和 外 向 背 景 K + 电 流 (Ik1)) 两 者 大 致 达 到 平 衡 在 平 台 晚 期 Ca 2+ 通 道 逐 渐 失 活, 而 K + 外 流 却 逐 渐 增 大 Ca 2+ 通 道 阻 断 剂 为 异 搏 定 (verapamil) Mn 2+ 2

3 3 期 : 在 平 台 期 末,Ca 2+ 通 道 完 全 失 活 关 闭, 内 向 离 子 流 终 止, 而 对 K + 的 通 透 性 恢 并 且 增 强 ( 主 要 是 Ik 外 向 电 流 ), 外 向 K + 电 流 进 一 步 增 强, 产 生 再 生 性 K + 外 流, 形 成 3 期 快 速 复 极 4 期 : 通 过 Na + - K + 泵 主 动 转 运 和 Na + - Ca 2+ 交 换 活 动, 排 出 细 胞 内 的 Na + 和 Ca 2+, 摄 入 细 胞 外 的 K +, 恢 复 细 胞 内 外 原 有 离 子 分 布 电 位 变 化 历 时 去 极 相 (0 期 ) 1 期 ( 快 速 复 极 初 期 ) mv, 去 极 速 度 v/s, 幅 度 120mV 1~2 ms 心 室 肌 细 胞 动 作 电 位 分 期 及 特 点 小 结 +30 0mV(0 期 与 1 期 组 成 峰 电 位 ) 10 ms 2 期 ( 平 台 期 ) 停 滞 于 0 mv 水 平 100~ 150 ms 复 极 相 3 期 ( 快 速 复 极 末 期 ) 0-90mV 100~150 ms 4 期 ( 静 息 期 ) 膜 电 位 稳 定 于 静 息 电 位 (-90mV) 离 子 机 制 Na + 内 流 K + 外 流 Ca 2+ 内 流 K + 外 流 K + 外 流 Na + - K + 泵 活 动, Na + - Ca 2+ 交 换 2. 窦 房 结 细 胞 动 作 电 位 (1) 波 形 特 点 : 只 有 期 (2) 形 成 机 制 :0 期 : 慢 Ca 2+ 通 道 开 放,Ca 2+ 缓 慢 内 流 引 起 3 期 复 极 由 慢 慢 Ca 2+ 通 逐 渐 失 活,K + 通 道 开 放 和 K + 外 流 所 致 4 期 发 生 较 快 自 动 去 极 主 要 由 于 K + 外 流 进 行 性 衰 减 和 Ca 2+ Na + 内 流 的 逐 渐 增 加 的 静 息 电 位 和 动 作 电 位 图 4-1 三 类 心 肌 细 胞 小 结 :1. 快 慢 反 应 细 胞 看 0 期 : 陡 高 者 为 快 (Na + ); 斜 矮 者 为 慢 (Ca 2+ ) 2. 自 律 非 自 律 细 胞 看 4 期 : 稳 定 者 为 非 自 律 : 不 稳 者 为 自 律 快 反 应 非 自 律 细 胞 快 反 应 自 律 细 胞 慢 反 应 自 律 细 胞 二 心 肌 的 电 生 理 特 性 3

4 心 肌 细 胞 具 有 兴 奋 性 自 动 节 律 性 ( 自 律 性 ) 传 导 性 和 收 缩 性 4 种 生 理 特 性 其 中 兴 奋 性 自 律 性 和 传 导 性 是 以 心 肌 细 胞 膜 的 生 物 电 为 基 础, 属 于 电 生 理 特 性 ( 一 ) 心 肌 细 胞 的 兴 奋 性 心 肌 细 胞 受 到 刺 激 时 产 生 兴 奋 ( 动 作 电 位 ) 的 能 力 称 为 心 肌 的 兴 奋 性 (excitability) 衡 量 心 肌 兴 奋 性 高 低 的 指 标 是 阈 值, 衡 量 兴 奋 的 指 标 的 是 动 作 电 位 两 者 关 系 互 为 倒 数 : 兴 奋 性 =1/ 阈 值 1. 影 响 兴 奋 性 的 因 素 1 静 息 电 位 的 大 小 : 静 息 电 位 负 值 增 大, 与 阈 电 位 的 差 距 加 大, 所 需 阈 值 就 大, 兴 奋 性 降 低 例 如 细 胞 外 K + 浓 度 降 低, 静 息 电 位 负 值 增 大, 兴 奋 性 就 降 低 2 阈 电 位 的 水 平 : 阈 电 位 上 移, 与 阈 电 位 的 差 距 加 大, 所 需 刺 激 阈 值 就 大, 兴 奋 性 降 低 例 如 细 胞 外 Ca 2+ 浓 度 升 高, 阈 电 位 上 移, 与 阈 电 位 的 差 距 加 大, 兴 奋 性 就 降 低 3Na+ 通 道 的 性 状 : 当 Na + 通 道 处 于 备 用 状 态, 受 到 有 效 刺 激 后 才 能 兴 奋 ; 当 Na+ 通 道 处 于 失 活 状 态 时, 兴 奋 性 为 零 图 4-2 钠 通 道 开 放 模 式 图 Na + 通 道 的 三 种 状 态 : 激 活 失 活 备 用 膜 电 位 : 静 息 电 位 阈 电 位 除 极 至 0 mv (-90 mv) (-70 mv) ~ 复 极 化 -55 mv 备 用 激 活 失 活 Na+ 通 道 状 态 : 备 用 状 态 激 活 状 态 失 活 状 态 ( 关 ) ( 开 ) ( 关 ) 复 活 心 肌 Na + 通 道 与 Ca 2+ 通 道 的 比 较 特 性 阈 电 位 阻 断 剂 Na + 通 道 激 活 失 活 及 再 复 活 所 需 时 间 短 故 称 为 快 通 道 -70~-55mV 河 豚 毒 (TTX) Ca 2+ 通 道 激 活 失 活 及 再 复 活 所 需 时 间 长 故 称 为 慢 通 道 -55 ~-35mV Mn 2+ 异 搏 定 D-600 作 用 快 反 应 细 胞 0 期 除 极 慢 反 应 细 胞 0 期 除 极, 快 反 应 细 胞 2 期 ( 平 台 期 ) 2. 一 次 兴 奋 过 程 中 兴 奋 性 的 周 期 变 化 4

5 ①有效不应期 从 0 期去极化到复极化膜电位至-60mV的时期 该期只有极少量的Na+通道开始复 活 不能产生兴奋 ②相对不应期 膜电位从-60mV复极到-80mV时期 此期Na+通道已基本复活 即兴奋性已逐渐恢 复 但仍低于正常 ③超常期 膜电位从-80mV复极到-90mV时期 此期大部分Na+通道已经复活 由于膜电位更靠近 阈电位 故兴奋性高于正常 图 4-3 心肌细胞一次兴奋过程中兴奋性的周期变化 3.兴奋性周期变化的特点与临床意义 ①心肌细胞兴奋性变化的特点是有效不应期特别长 约 200~300ms 相当于心肌整个收缩期和舒 张早期 这就保证了心肌不会发生完全强直收缩 始终保持收缩和舒张交替进行 实现正常泵血功能 ②期前收缩和代偿间隙 在有效不应期后 下一次窦房结产生的兴奋下传到达前 由于异常刺激 人工或病理性刺激 心脏可产生一次额外的兴奋和收缩 称为期前收缩 premature systole 在期前 收缩后 由窦房结下传的兴奋往往落在期前收缩的有效不应期内而 脱失 使期前收缩后出现一段较 长的心室舒张期 称为代偿间隙 compensatory pause 图 4-3 期前收缩和代偿间隙 二 心肌细胞的自律性 心肌在没有外来刺激下自动发生节律性兴奋的特性 称为自动节律性 简称自律性 autorhythmicity 组织细胞单位时间 分 内自动发生兴奋的次数 称为自动兴奋的频率 是衡量 组织细胞自动节律性高低的指标 心脏内特殊传导系统 房室结的结区除外 的细胞都有自律性 1.正常起搏点与潜在起搏点 窦房结为心脏的正常起搏点 由窦房结控制的心脏节律性活动叫窦性心律 窦房结外的其他部位 为潜在起搏点 也称异位起搏点 由它们控制的心脏活动叫异位节律 2.正常起搏点控制潜在起搏点的机制 正常情况下 窦房结自律性最高 约 100 次/分 其他部位的自律组织受窦房结控制 窦房结对 潜 在 起 搏 点 的 控 制 是 通 过 如 下 两 种 机 制 ① 抢 先 占 领 (reoccupation)和 ② 超 速 驱 动 压 抑 (overdrive xuppression) 3.决定和影响自律性的因素 ①4 期自动除极速度 4 期自动除极速度快自律性就高 反之亦然 ②最大复极电位大小 最大复极电位下降 与阈电位之间的距离加大 自律性就下降 反之自律 5

6 性 就 升 高 3 阈 电 位 水 平 : 阈 电 位 水 平 上 移, 与 最 大 复 极 电 位 的 距 离 加 大, 自 律 性 就 下 降 ; 反 之 自 律 性 就 升 高 小 结 : 影 响 自 律 性 的 因 素 自 动 去 极 化 的 速 度 最 大 复 极 化 电 位 水 平 小 大 快 慢 到 达 阈 电 位 所 需 时 间 与 阈 电 位 差 距 小 大 缩 短 延 长 多 单 位 时 间 爆 发 AP 的 自 律 性 次 数 少 ( 三 ) 心 肌 细 胞 的 传 导 性 1. 兴 奋 在 心 脏 内 的 传 导 特 点 1 浦 肯 野 纤 维 传 导 速 度 最 快 (4 m/s), 保 证 心 室 同 步 收 缩, 有 利 于 心 室 射 血 2 2 房 室 交 界 区 传 导 很 慢 (0.02m/s), 称 为 房 室 延 搁 (atrioventricular delay) 其 生 理 意 义 在 于 心 房 收 缩 后 心 室 才 开 始 收 缩, 不 产 生 房 室 收 缩 重 叠 现 象, 保 证 心 室 血 液 充 盈 及 泵 血 功 能 的 完 成 ; 但 易 发 生 房 室 传 导 阻 滞 2. 影 响 心 肌 传 导 性 的 因 素 1 解 剖 因 素 : 传 导 速 度 与 细 胞 直 径 和 缝 隙 连 接 的 数 量 有 关, 如 浦 肯 野 纤 维 直 径 粗, 传 导 速 度 快, 房 室 交 界 直 径 细 缝 隙 连 接 的 数 量 少, 传 导 速 度 就 慢 2 生 理 因 素 :a. 动 作 电 位 0 期 除 极 速 度 (dv/dt) 和 幅 度 除 极 速 度 和 幅 度 大, 局 部 电 流 形 成 快 强 度 大, 传 导 速 度 就 快 ; b. 邻 近 部 位 膜 的 兴 奋 性 邻 近 部 位 膜 的 兴 奋 性 高, 传 导 速 度 就 快 ( 四 ) 心 肌 细 胞 的 收 缩 性 心 肌 中 的 工 作 细 胞 在 兴 奋 基 础 上 发 生 收 缩 的 能 力 称 为 心 肌 收 缩 性 其 收 缩 原 理 和 骨 骼 肌 相 同, 但 有 以 下 特 点 : (1) 同 步 收 缩 : 即 心 肌 收 缩 的 全 或 无 现 象, 这 是 因 为 心 肌 细 胞 间 有 低 阻 抗 的 缝 隙 连 接, 兴 奋 传 导 速 度 快, 可 使 整 个 心 房 或 心 室 几 乎 同 时 兴 奋 和 收 缩 (2) 对 细 胞 外 液 中 Ca 2+ 依 赖 性 大 : 由 于 心 肌 细 胞 的 终 末 池 不 发 达,Ca 2+ 内 存 少, 所 以 兴 奋 - 收 缩 耦 联 需 要 的 Ca 2+ 主 要 来 自 细 胞 外 液 (3) 不 发 生 强 直 收 缩 : 心 肌 细 胞 的 有 效 不 应 期 特 别 长, 历 时 整 个 收 缩 期 和 舒 张 早 期, 保 证 了 心 肌 收 缩 和 舒 张 活 动 的 交 替, 有 利 于 充 盈 和 射 血 功 能 的 完 成 三 心 电 图 用 引 导 电 极 置 于 体 表 一 定 的 部 位 所 记 录 出 来 的 心 脏 的 生 物 电 变 化 波 形 即 为 心 电 图 () 心 电 图 反 映 了 心 脏 兴 奋 的 产 生 传 导 和 恢 复 过 程 中 的 生 物 电 变 化 请 注 意 心 电 图 不 是 单 个 心 肌 细 胞 动 作 电 位, 而 是 整 个 心 脏 在 心 动 周 期 中 各 心 肌 细 胞 电 活 动 的 综 合 向 量 变 化 ( 一 ) 正 常 心 电 图 的 波 形 时 期 及 其 生 理 意 义 1.P 波 反 映 左 右 两 心 房 去 极 化 过 程 电 变 化 2.QRS 波 群 反 映 左 右 两 心 室 去 极 化 过 程 电 变 化 3.T 波 反 映 心 室 复 极 化 过 程 电 变 化 4.P-R 间 期 代 表 兴 奋 从 心 房 传 到 心 室 所 需 要 的 时 间 5.Q-T 间 期 代 表 心 室 去 极 和 复 极 全 过 程 所 需 的 时 间 6.S-T 段 代 表 心 室 肌 细 胞 全 部 处 于 兴 奋, 各 部 分 之 间 无 电 位 差 6

7 图 4-5 心 电 图 波 形 ( 二 ) 心 电 图 与 心 室 肌 细 胞 动 作 电 位 的 关 系 (1)P 波 : 心 房 肌 动 作 电 位 0 期 (2)QRS 波 群 : 心 室 肌 动 作 电 位 0 期 (3)T 波 : 心 室 肌 细 胞 动 作 电 位 2 期 末 和 3 期 (4)QT 间 期 : 心 室 肌 细 胞 动 作 电 位 0 期 ~4 期 (5)S-T 段 : 心 室 肌 细 胞 动 作 电 位 2 期 第 二 节 心 脏 的 泵 血 功 能 一 心 肌 收 缩 的 特 点 心 肌 中 的 工 作 细 胞 在 兴 奋 基 础 上 发 生 收 缩 的 能 力 称 为 心 肌 收 缩 性 其 收 缩 原 理 和 骨 骼 肌 相 同, 但 有 以 下 特 点 : 1. 对 细 胞 外 液 中 Ca 2+ 依 赖 性 大 由 于 心 肌 细 胞 的 终 末 池 不 发 达,Ca 2+ 内 存 少, 所 以 兴 奋 - 收 缩 耦 联 需 要 的 Ca 2+ 主 要 来 自 细 胞 外 液 2. 全 或 无 式 收 缩 ( 同 步 收 缩 ) 即 心 肌 收 缩 的 全 或 无 现 象, 这 是 因 为 心 肌 细 胞 间 有 低 阻 抗 的 缝 隙 连 接, 兴 奋 传 导 速 度 快, 可 使 整 个 心 房 或 心 室 几 乎 同 时 兴 奋 和 收 缩 3. 不 发 生 强 直 收 缩 心 肌 细 胞 的 有 效 不 应 期 特 别 长, 历 时 整 个 收 缩 期 和 舒 张 早 期, 保 证 了 心 肌 收 缩 和 舒 张 活 动 的 交 替, 有 利 于 充 盈 和 射 血 功 能 的 完 成 二 心 脏 的 泵 血 机 制 图 4-6 心 脏 形 态 结 构 ( 一 ) 心 动 周 期 概 念 心 脏 一 舒 一 缩 构 成 的 机 械 活 动 周 期, 称 为 心 动 周 期 (Cardiac cycle) 由 于 心 室 在 心 脏 泵 血 活 动 中 起 主 要 作 用, 故 以 心 室 心 动 周 期 代 表 整 个 心 脏 的 心 动 周 期 以 心 率 75 次 / 分 计 算, 一 个 心 动 周 期 为 0.8 秒 即 60 秒 /75 次 =0.8 秒 心 动 周 期 的 长 度 和 心 率 成 反 比, 心 率 增 加 时, 心 动 周 期 缩 短, 且 以 舒 张 期 缩 短 为 主 7

8 0.1s 心 房 心 室 收 缩 收 缩 收 缩 收 缩 收 缩 舒 张 心 房 0.1 秒 0.7 秒 心 室 0.3 秒 0.5 秒 不 同 心 率 的 心 动 周 期 变 化 心 率 ( 次 / 分 ) 心 动 周 期 (s) 收 缩 期 (s) 舒 张 期 (s) ( 二 ) 心 动 周 期 特 点 及 意 义 1. 一 般 舒 张 期 长 于 收 缩 期 是 心 脏 持 久 工 作 的 关 键 心 率 增 快 心 动 周 期 缩 短, 尤 其 以 心 舒 期 缩 短 更 明 显, 易 导 致 心 肌 缺 血, 不 利 于 持 久 工 作 2. 存 在 全 心 舒 张 期 心 室 收 缩 后 有 一 段 时 间, 房 室 都 舒 张, 称 为 全 心 舒 张 期 心 室 舒 张 时 的 充 盈 量 约 占 总 充 盈 量 的 70-80% 若 心 室 纤 颤, 则 心 室 充 盈 与 射 血 停 止, 人 很 快 死 亡 ( 三 ) 心 脏 泵 血 的 原 理 与 过 程 1. 心 脏 泵 血 原 理 容 积 压 力 瓣 膜 液 流 临 床 瓣 膜 病 : 二 尖 瓣 狭 窄 : 房 大 ( 二 尖 瓣 心 ), 舒 张 期 隆 隆 样 杂 音 主 动 脉 瓣 关 闭 不 全 : 室 大 ( 靴 形 心 ), 舒 张 期 吹 风 样 杂 音 2. 心 脏 泵 血 过 程 共 分 为 1~7 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 和 心 房 收 缩 期 ) 1 室 缩 期 (systole, 即 泵 血 期 ):0.3 秒 ( 等 容 收 缩 期 快 速 和 减 慢 射 血 期 ) 室 缩 房 压 < 室 压 < 动 脉 压 房 压 < 室 压 > 动 脉 压 房 室 瓣 关 动 脉 瓣 关 房 室 瓣 关 动 脉 瓣 开 等 容 收 缩 期 射 血 期 快 速 : 缩 前 1/3 减 慢 : 缩 后 2/3 2 室 舒 期 (diastole, 即 充 盈 期 或 受 血 期 ):0.5 秒 ( 等 容 舒 张 期 快 速 充 盈 期 减 慢 充 盈 期 和 心 房 收 缩 期 ) 室 舒 房 压 < 室 压 < 动 脉 压 房 压 > 室 压 < 动 脉 压 房 室 瓣 关 动 脉 瓣 关 房 室 瓣 开 动 脉 瓣 关 等 容 舒 张 期 充 盈 期 快 : 全 舒 70~80% 慢 : 慢 充 + 房 缩 8

9 心 室 压 容 积 瓣 膜 血 流 等 容 收 缩 期 房 压 < 室 压 < 动 脉 压 不 变 房 室 瓣 关 动 脉 瓣 关 不 进 不 出 快 速 射 血 期 房 压 < 室 压 > 动 脉 压 变 小 房 室 瓣 关 动 脉 瓣 开 心 室 动 脉 减 慢 射 血 期 房 压 < 室 压 > 动 脉 压 变 小 ( 最 小 ) 房 室 瓣 关 动 脉 瓣 开 心 室 动 脉 心 室 内 压 容 积 瓣 膜 血 流 等 容 舒 张 期 房 压 < 室 压 < 动 脉 压 不 变 房 室 瓣 关 动 脉 瓣 关 不 进 不 出 快 速 充 盈 期 房 压 > 室 压 < 动 脉 压 变 大 房 室 瓣 开 动 脉 瓣 关 心 房 心 室 减 慢 充 盈 期 房 压 > 室 压 < 动 脉 压 变 大 房 室 瓣 开 动 脉 瓣 关 心 房 心 室 心 房 收 缩 期 房 压 > 室 压 < 动 脉 压 变 大 ( 最 大 ) 房 室 瓣 开 动 脉 瓣 关 心 房 心 室 图 4-7 心 动 周 期 各 期 中 心 室 压 力 容 积 和 心 电 的 变 化 3. 心 脏 泵 血 过 程 各 时 期 的 特 征 (1) 心 室 内 压 力 变 化 最 大 时 期 是 等 容 收 缩 期 ( 压 力 上 升 速 度 最 快 ) 和 等 容 舒 张 期 ( 压 力 下 降 速 度 最 快 ) (2) 心 室 内 压 力 达 到 最 大 值 在 快 速 射 血 期 (3) 完 成 心 脏 射 血 主 要 为 快 速 射 血 期, 因 为 此 期 射 血 量 约 占 总 射 血 量 的 2/3 (4) 心 脏 充 盈 主 要 依 靠 心 室 舒 张 所 致 的 低 压 抽 吸 作 用, 而 非 心 房 收 缩 的 挤 压 (5) 心 房 收 缩 期 末, 心 室 内 血 液 容 积 达 到 最 大 值 三 心 脏 泵 血 功 能 的 评 定 ( 一 ) 心 输 出 量 1. 每 搏 输 出 量 与 射 血 分 数 一 次 心 搏 由 一 侧 心 室 射 出 的 血 量 称 为 每 搏 排 出 量 (stroke volume,sv) 每 搏 排 出 量 与 心 室 舒 张 末 期 容 积 的 百 分 比 称 为 射 血 分 数 (ejection fraction,ef) 9

10 (2) 射 血 分 数 (ejection fraction,ef) 搏 出 量 EDV-ESV EF = 100% = 100% = 100% = 50% 心 室 舒 张 末 容 EDV 145 EDV: 积 心 室 舒 张 末 期 容 积 (end-diostolic volume) ESV: 心 室 收 缩 末 期 容 积 (end-systolic volume) 正 常 心 室 与 心 室 异 常 扩 大 时 的 EDV ESV SV 与 EF EDV(ml) ESV(ml) SV(ml) EF(ml) 正 常 人 心 室 % 心 室 异 常 扩 大 % 2. 每 分 输 出 量 与 心 指 数 每 分 钟 由 一 侧 心 室 输 出 的 血 量 称 为 每 分 输 出 量 (minute volume,mv), 即 心 排 出 量 (cardiac output, CO) 单 位 体 表 面 积 的 每 分 输 出 量 称 为 心 指 数 (cardiac index,ci) MV=SV 心 率 =60~80 ml/min 75 次 / 分 =4500~6000 ml/min( 平 均 5 升 ) 每 分 排 出 量 4.5~6.0 L CI= = = 3.0~3.5 L/min m 2 体 表 面 积 1.6~1.7 m 2 体 表 面 积 为 1.6~1.7 m 2, 静 息 每 分 排 出 量 为 4.5~6.0 L,CI 为 3.0~3.5L/ min m 2 ( 二 ) 心 脏 做 功 量 1. 每 搏 功 心 室 一 次 收 缩 所 做 的 功 称 为 每 搏 功 或 搏 功 (stroke work) 包 括 压 力 - 容 积 功 与 动 力 功 搏 功 =[P 搏 出 量 ]+1/2 mv 2 ( 忽 略 不 计 ) = P (EDV-ESV) =( 平 均 动 脉 压 - 平 均 心 房 压 ) (EDV - ESV) ={[ 舒 张 压 +1/3( 收 缩 压 - 舒 张 压 )]-6} (EDV-ESV) ={[80+1/3(120-80)]-6}mmHg (145-75)mL =0.8J 2. 每 分 功 (minute work) 等 于 搏 功 乘 以 心 率, 故 每 分 功 =0.8J 75 次 / 分 =60J/min ( 三 ) 心 脏 泵 功 能 贮 备 心 排 出 量 随 机 体 代 谢 需 要 而 增 加 的 能 力 称 为 心 脏 泵 功 能 贮 备 或 心 力 储 备 (cardiac reserve) 心 力 储 备 可 分 为 心 率 储 备 和 搏 出 量 储 备 两 种 (1) 心 率 储 备 是 指 一 定 范 围 内 的 心 率 增 加, 心 排 出 量 增 加 (2) 搏 出 量 储 备 包 括 舒 张 期 储 备 和 收 缩 期 储 备, 前 者 是 增 加 舒 张 末 期 容 积, 通 过 异 长 自 身 调 节 而 增 加 搏 出 量 ; 而 后 者 是 通 过 等 长 自 身 调 节 而 增 强 心 肌 收 缩 能 力, 使 搏 出 量 增 加 正 常 人 有 相 当 大 的 心 力 储 备 (5~6 倍 ), 运 动 锻 炼 可 以 提 高 心 力 储 备 静 息 量 最 大 量 贮 备 量 MV (L/min) SV (ml/ 次 ) HR ( 次 /min) 心 力 储 备 EDV (ml) ESV (ml) LVW (J/min) 四 影 响 心 输 出 量 的 因 素 ( 心 脏 泵 功 能 的 调 节 ) 10

11 ( 一 ) 前 负 荷 对 搏 出 量 的 调 节 前 负 荷 是 指 肌 肉 收 缩 以 前 遇 到 的 负 荷, 心 室 肌 的 前 负 荷 是 EDV 或 舒 张 末 期 压 (EDP) 骨 骼 肌 的 长 度 - 张 力 曲 线 : 似 抛 物 线, 有 升 支 和 降 支 在 前 负 荷 ( 初 长 度 ) 达 最 适 负 荷 之 前, 肌 收 缩 强 度 和 做 功 能 力 随 前 负 荷 的 增 加 而 增 加 ; 达 最 适 负 荷 时, 产 生 最 大 张 力, 收 缩 强 度 和 做 功 最 大 ; 超 过 最 适 负 荷 时, 收 缩 效 果 随 前 负 荷 ( 初 长 ) 的 继 续 增 加 而 下 降 心 室 功 能 曲 线 : 只 有 升 支, 没 有 降 支 前 负 荷 ( 初 长 ) 储 备 大 分 为 三 段 : A. 充 盈 压 5~10mmHg: 自 然 工 作 段, 相 当 于 骨 骼 肌 长 - 张 曲 线 的 整 个 升 支 B. 充 盈 压 12~15mmHg: 最 适 前 负 荷, 肌 小 节 初 长 度 为 2~2.2μm, 最 佳 重 叠 C. 充 盈 压 15~20mmHg: 曲 线 渐 平 坦, 细 胞 外 胶 原 纤 维 多, 故 心 肌 伸 展 性 小 有 抗 延 伸 性 影 响 因 素 : 静 脉 回 流 EDV 静 脉 张 力 体 位 血 量 心 泵 功 能 ( 室 舒 张 长 短 ) 静 脉 回 流 ( 量 速 度 ) 呼 吸 泵 肌 肉 泵 异 长 自 身 调 节 (heterometric autoregulation): 凡 是 通 过 静 脉 回 心 血 量 来 改 变 心 室 舒 张 末 期 容 积 ( 初 长 ) 和 压 力 以 影 响 搏 出 量 的 机 制 称 为 异 长 自 身 调 节 或 称 Starling 定 律 ( 二 ) 后 负 荷 对 搏 出 量 的 影 响 后 负 荷 是 指 肌 肉 收 缩 以 后 遇 到 的 阻 力 或 负 荷, 心 室 肌 的 后 负 荷 是 指 大 动 脉 血 压, 又 称 压 力 负 荷 在 其 他 因 素 不 变 时, 后 负 荷 增 大, 使 心 室 等 容 收 缩 期 延 长, 射 血 期 缩 短, 每 搏 量 减 少 后 负 荷 对 搏 出 量 的 影 响 是 一 种 单 纯 的 机 械 效 应, 并 非 某 种 功 能 调 节 机 制 的 结 果 ( 三 ) 心 肌 收 缩 能 力 对 搏 出 量 的 调 节 不 依 赖 于 其 负 荷 而 改 变 收 缩 强 度 和 速 度 的 一 种 内 在 特 性 称 为 心 肌 收 缩 能 力 (contractility) 或 称 为 心 肌 变 力 状 态 (inotopic state), 这 种 调 节 机 制 称 为 等 长 自 身 调 节 (homometric autoregulation) 心 肌 收 缩 能 力 增 强 时, 心 室 功 能 曲 线 向 左 上 方 移 位 心 肌 收 缩 能 力 受 多 种 因 素 的 有 些, 其 中 活 化 的 横 桥 的 数 目 及 肌 凝 ( 球 ) 蛋 白 头 部 ATP 酶 活 性 是 影 响 心 肌 收 缩 能 力 的 主 要 因 素 ( 四 ) 心 率 的 影 响 心 排 出 量 = 每 搏 量 心 率 在 一 定 范 围 内 ( 心 率 在 40~180 次 /min 之 间 ) 心 率 增 加, 心 排 出 量 也 增 加, 即 心 排 出 量 与 心 率 成 正 比 若 心 率 >180 次 /min, 心 室 舒 张 不 完 全, 心 排 出 量 降 低 ; 心 率 <40 次 /min, 心 室 充 盈 早 已 达 限 度, 心 排 出 量 也 必 然 减 少 小 结 : 影 响 心 输 出 量 的 因 素 11

12 小 结 : 影 响 心 输 出 量 的 因 素 交 感 神 经 兴 奋 儿 茶 酚 胺 类 舒 血 管 物 质 ( 心 钠 素 NO) 静 脉 回 心 血 量 2. 心 肌 收 缩 能 力 动 脉 血 管 舒 张 1. 心 室 舒 张 末 期 容 积 ( 前 负 荷 ) 每 搏 输 出 量 3. 动 脉 血 压 ( 后 负 荷 ) 4. 心 率 每 分 输 出 量 (40~170 次 /min) 五 心 音 第 一 心 音 第 一 心 音 与 第 二 心 音 区 别 要 点 第 二 心 音 产 生 室 缩 及 房 室 瓣 关 闭 室 舒 及 半 月 瓣 关 闭 性 质 音 调 低 时 间 长 音 调 高 时 间 短 部 位 心 尖 部 明 显 心 底 部 明 显 时 间 与 心 尖 搏 动, 颈 动 脉 波 动 一 致 与 桡 动 脉 及 足 背 动 脉 波 动 一 致 意 义 标 志 心 室 收 缩 开 始 标 志 心 室 舒 张 开 始 第 三 节 血 管 生 理 一 各 类 血 管 的 结 构 与 功 能 ( 一 ) 几 类 血 管 的 组 织 学 分 类 及 机 能 特 点 几 类 血 管 的 组 织 学 分 类 及 机 能 特 点 总 口 组 织 学 分 类 特 点 径 1. 动 脉 大 动 脉 富 弹 力 纤 维, 缓 冲 血 压, 运 送 血 液 小 动 脉 富 平 滑 肌, 调 节 阻 力 ( 阻 力 血 管 ) 流 速 血 压 小 快 高 2. 毛 细 血 管 壁 薄 单 层 内 皮 细 胞, 物 质 交 换 大 慢 中 3. 静 脉 ( 二 ) 血 管 内 皮 细 胞 的 内 分 泌 功 能 壁 薄 管 径 大, 大 静 脉 有 瓣, 储 存 血 液 60~75%, 调 节 回 心 血 量 ( 容 量 血 管 ) 中 中 低 12

13 血 管 内 皮 细 胞 可 合 成 和 分 泌 多 种 生 物 活 性 物 质, 参 与 血 管 的 收 缩 和 舒 张 凝 血 及 免 疫 功 能 的 调 节 血 管 内 皮 细 胞 合 成 和 分 泌 的 舒 血 管 物 质 主 要 有 一 氧 化 氮 (NO) 和 前 列 环 素 (PGI 2 ) 等 ; 而 血 管 内 皮 细 胞 合 成 和 释 放 的 缩 血 管 物 质 主 要 有 内 皮 素 (ET) 1. 舒 血 管 活 性 物 质 NO 是 体 内 重 要 的 气 体 信 号 分 子, 很 多 组 织 细 胞 均 能 产 生 NO NO 是 由 L- 精 氨 酸 和 O 2 在 一 氧 化 氮 合 酶 (NOS) 作 用 下 生 成 NO 可 扩 散 到 血 管 平 滑 肌 细 胞 并 激 活 胞 内 GC, 使 cgmp 含 量 升 高, 通 过 PK 使 胞 内 Ca 2+ 浓 度 降 低, 引 起 血 管 舒 张 PGI 2 通 过 与 血 管 平 滑 肌 细 胞 膜 上 的 受 体 结 合, 激 活 AC, 使 camp 含 量 升 高, 发 挥 其 舒 张 平 滑 肌 作 用 2. 缩 血 管 活 性 物 质 内 皮 素 有 4 种 亚 型, 其 中 ET-1 由 血 管 内 皮 细 胞 产 生 当 ET-1 与 ET A R 结 合 后, 激 活 PLC, 产 生 IP 3 和 DG 后 两 者 可 使 胞 内 Ca 2+ 浓 度 升 高, 使 血 管 平 滑 肌 收 缩 二 血 流 动 力 学 ( 一 ) 血 流 量 和 血 流 速 度 1. 血 流 量 单 位 时 间 内 流 过 血 管 某 一 横 截 面 积 的 血 量 称 为 血 流 量 (blood flow), 又 称 为 容 积 速 度 (volume velocity ), 通 常 以 ml/min 或 L/min 表 示 2. 血 流 速 度 血 流 速 度 是 指 血 液 在 血 管 内 流 动 的 直 线 速 度, 即 单 位 时 间 内 一 个 质 点 在 血 流 中 前 进 的 距 离 称 为 血 流 速 度, 通 常 以 cm/s 或 m/s 表 示 血 流 速 度 与 同 类 血 管 的 总 横 截 面 积 成 反 比 3. 血 流 形 式 (1) 层 流 (laminar flow): 液 体 每 一 个 质 点 流 动 方 向 一 致, 与 血 管 长 轴 平 行, 但 各 质 点 流 速 不 同, 血 管 中 心 处 最 快, 近 管 壁 处 最 慢 这 种 流 动 方 式 称 为 层 流 (2) 湍 流 (turbulence flow): 流 速 超 过 一 定 值 时, 层 流 破 坏, 各 质 点 流 动 方 向 不 一, 出 现 旋 涡, 称 为 湍 流 在 血 流 速 度 快, 血 管 半 径 大 和 血 液 粘 滞 度 低 时, 易 产 生 湍 流 ( 二 ) 血 流 阻 力 血 液 在 血 管 内 流 动 时 所 遇 到 的 阻 力 称 为 血 流 阻 力 湍 流 阻 力 大 于 层 流 根 据 泊 肃 叶 定 律 (Poiseuille s law) Q= P πr 4 /8ηL (1) 又 根 据 欧 姆 定 律 Q= P/R (2) P πr 4 P 8η L = R R = 8ηL πr 4 (1) 血 流 阻 力 (R): 血 流 阻 力 与 血 管 长 度 (L) 及 血 液 粘 滞 度 (η) 成 正 比, 与 血 管 半 径 (r) 的 4 次 方 成 反 比 这 里 最 主 要 因 素 是 血 管 半 径 当 阻 力 血 管 半 径 缩 小 一 半 时, 血 流 阻 力 增 加 16 倍, 器 官 或 微 循 环 血 流 量 显 著 减 少 ; 反 之, 当 阻 力 血 管 半 径 增 大 一 倍 时, 血 流 阻 力 降 低 1/16 倍, 器 官 或 微 循 环 血 流 量 明 显 增 多 体 内 各 段 血 管 中 以 微 动 脉 小 动 脉 处 的 阻 力 最 大, 主 动 脉 处 的 阻 力 最 小 (2) 血 液 粘 滞 度 (η): 影 响 血 液 粘 滞 度 因 素 有 :1 血 细 胞 比 容 与 η 成 反 变 关 系 2 血 流 切 率 : 相 邻 两 层 血 液 流 速 之 差 和 液 层 厚 度 之 比 值 称 为 血 液 切 率 (shear rate) 切 率 也 就 是 图 中 抛 物 线 的 斜 率 匀 质 液 体 ( 血 浆 ) 的 粘 滞 度 不 随 切 率 的 变 化 而 改 变, 称 为 牛 顿 液 非 匀 质 液 体 ( 全 血 ) 的 粘 滞 度 随 着 切 率 的 减 小 而 增 大, 称 为 非 牛 顿 液 切 率 较 高 时, 层 流 更 明 显, 血 液 粘 滞 度 降 低 3 血 脂 与 η 成 反 变 关 系 4 血 管 口 径 : 血 液 在 <0.2~0.3 mm 的 微 动 脉 中 流 动 时, 血 管 口 径 减 小 η 降 低 5 温 度 : 血 液 粘 滞 度 随 温 度 降 低 而 升 高 三 动 脉 血 压 与 动 脉 脉 搏 ( 一 ) 动 脉 血 压 1. 动 脉 血 压 概 念 与 正 常 值 1 动 脉 血 压 (arterial blood pressue,bp): 动 脉 内 流 动 的 血 液 对 单 位 面 积 管 壁 的 侧 压 力 2 收 缩 压 (systolic pressue,sp): 心 室 收 缩 期, 动 脉 血 压 的 最 高 值 约 为 100~120 mmhg 3 舒 张 压 (diastolic pressue,dp): 心 室 舒 张 期, 动 脉 血 压 的 最 低 值 约 为 60~80 mmhg 13

14 4 脉 压 (pluse pressue,pp): 收 缩 压 与 舒 张 压 的 差 称 为 脉 搏 压, 约 为 30~40mmHg 5 平 均 动 脉 压 (mean arterial pressue,map): 一 个 心 动 周 期 中 每 一 瞬 间 动 脉 血 压 的 平 均 值 即 MAP = 舒 张 压 +1/3 脉 压, 约 为 70~90mmHg 2. 动 脉 血 压 的 形 成 1 一 个 前 提 : 心 血 管 系 统 中 有 足 够 的 血 液 充 盈 2 动 力 条 件 : 心 室 收 缩 或 心 脏 射 血 3 阻 力 条 件 : 外 周 阻 力 4 大 动 脉 弹 性 器 作 用 : 缓 冲 动 脉 血 压 3. 影 响 动 脉 血 压 的 因 素 1 搏 出 量 : 每 搏 出 量 主 动 脉 大 动 脉 血 量 收 缩 压 ( 主 要 ), 反 之 亦 然 2 外 周 阻 力 : 心 舒 张 期 末 主 动 脉 血 量 舒 张 压 ( 主 要 ), 反 之 亦 然 3 主 动 脉 和 大 动 脉 的 弹 性 : 收 缩 压, 舒 张 压 4 心 率 : 心 舒 张 期 缩 短 心 舒 张 期 末 主 动 脉 血 量 DP ( 主 要 ), 反 之 亦 然 5 循 环 血 量 和 血 管 系 统 容 量 的 比 例 : 循 环 血 量 或 血 管 系 统 容 量 体 循 环 平 均 充 盈 压 动 脉 血 压 (3) 小 结 : 影 响 动 脉 血 压 的 因 素 ( 二 ) 动 脉 脉 搏 每 一 个 心 动 周 期 中 动 脉 内 压 力 的 周 期 性 变 化 引 起 的 动 脉 血 管 壁 的 扩 张 与 回 缩 的 搏 动 称 为 动 脉 脉 搏 1. 动 脉 脉 搏 波 形 有 上 升 支 下 降 支 下 降 支 中 一 般 有 降 中 峡 和 降 中 波 上 升 支 受 射 血 速 度 心 排 出 量 及 外 周 阻 力 的 影 响 ; 下 降 支 反 映 了 外 周 阻 力 情 况 2. 动 脉 脉 搏 波 传 播 速 度 动 脉 弹 性 大 ( 顺 应 性 大 ), 脉 搏 波 传 播 速 度 慢 反 之, 传 播 快 四 静 脉 血 压 静 脉 回 心 血 量 ( 一 ) 静 脉 血 压 1. 静 脉 血 压 概 念 与 正 常 值 1 中 心 静 脉 压 (CVP): 右 心 房 和 胸 腔 大 静 脉 的 血 压, 正 常 值 为 4~12 cmh2o 2 外 周 静 脉 压 : 指 身 体 各 部 位 各 器 官 的 静 脉 血 压 外 周 静 脉 压 差 异 较 大 2. 影 响 中 心 静 脉 压 的 因 素 1 心 脏 射 血 能 力 ;2 静 脉 回 心 血 量 ;3 重 力 中 心 静 脉 压 可 反 映 心 血 管 功 能 心 脏 射 血 能 力 强 或 静 脉 回 心 血 量 少, 中 心 静 脉 压 低 ; 反 之, 心 脏 射 血 能 力 强 或 静 脉 回 心 血 量 多, 中 心 静 脉 压 就 高 ( 二 ) 静 脉 回 心 血 量 凡 是 能 影 响 中 心 静 脉 压 外 周 静 脉 压 和 静 脉 阻 力 的 因 素 均 可 影 响 静 脉 回 心 血 量 主 要 的 影 响 因 素 有 :1 体 循 环 平 均 充 盈 压 : 平 均 充 盈 压 高 可 使 外 周 静 脉 压 与 中 心 静 脉 压 压 力 差 增 大, 静 脉 回 心 血 量 增 加 2 心 脏 收 缩 力 : 心 脏 收 缩 力 强, 心 排 出 量 增 加, 心 舒 张 期 室 内 压 低, 对 心 房 和 静 脉 血 液 抽 吸 力 大, 14

15 使 静 脉 回 心 血 量 增 加 3 体 位 改 变 : 由 卧 位 转 为 立 位 时, 因 为 重 力 作 用, 增 大 静 脉 血 流 回 心 阻 力, 使 回 心 血 量 减 少 4 骨 骼 肌 泵 作 用 : 骨 骼 肌 收 缩 时 的 挤 压 及 舒 张 时 的 抽 吸 作 用, 使 静 脉 回 心 血 量 增 加 5 呼 吸 泵 作 用 : 吸 气 时 胸 内 负 压 增 大, 胸 腔 内 大 静 脉 扩 张, 使 静 脉 回 心 血 量 ; 呼 气 时 相 反 五 微 循 环 ( 一 ) 微 循 环 的 组 成 微 动 脉 和 微 静 脉 之 间 的 血 液 循 环 称 为 微 循 环 微 循 环 有 七 个 部 分 组 成 : 微 动 脉 后 微 动 脉 毛 细 血 管 前 括 约 肌 真 毛 细 血 管 通 血 毛 细 血 管 动 - 静 脉 吻 合 支 和 微 静 脉 图 4-8 微 循 环 模 式 图 ( 二 ) 微 循 环 的 血 流 通 路 和 生 理 特 性 1. 三 条 通 路 迂 回 通 路 ( 营 养 通 路 ), 直 捷 通 路, 动 - 静 脉 短 ( 非 营 养 通 路 ) 2. 两 套 闸 门 (1) 前 闸 门 : 包 括 总 闸 门 ( 小 动 脉 微 动 脉 后 微 动 脉 ) 和 分 闸 门 ( 毛 细 血 管 前 括 约 肌 ), 它 们 构 成 微 循 环 前 阻 力, 影 响 微 循 环 灌 注 量 (2) 后 闸 门 : 指 微 静 脉, 小 静 脉, 是 微 循 环 后 阻 力, 影 响 微 循 环 流 出 量 3. 轮 流 开 放 微 循 环 的 血 流 量 与 组 织 代 谢 水 平 相 适 应, 一 般 情 况 下 只 有 30% 左 右 的 微 循 环 血 管 床 轮 流 开 放 ( 三 ) 微 循 环 中 物 质 交 换 的 方 式 1. 扩 散 (diffusion);2. 滤 过 和 重 吸 收 ;3. 吞 饮 ( 四 ) 微 循 环 的 调 节 1. 调 节 方 式 神 经 调 节 体 液 调 节 和 自 身 调 节 都 参 与, 其 中 代 谢 性 自 身 调 节 起 着 主 要 作 用 2. 代 谢 性 自 身 调 节 过 程 毛 细 血 管 前 括 约 肌 紧 张 性 真 毛 细 血 管 网 关 闭 代 谢 产 物 积 聚 毛 细 血 管 前 括 约 肌 紧 张 性 真 毛 细 血 管 网 开 放 带 走 代 谢 产 物 毛 细 血 管 前 括 约 肌 紧 张 性 六 组 织 液 的 生 成 与 回 流 组 织 液 存 在 于 组 织 细 胞 间 隙 中, 绝 大 部 分 呈 胶 冻 状, 不 能 自 由 流 动 ( 一 ) 组 织 液 (interstitial fluid) 的 生 成 血 浆 成 分 滤 过 毛 细 血 管 壁 进 入 细 胞 间 隙 而 形 成 组 织 液 推 动 组 织 液 生 成 的 动 力 是 有 效 滤 过 压 有 效 滤 过 压 指 的 是 毛 细 血 管 滤 过 力 量 和 重 吸 收 力 量 之 差 所 以 有 效 滤 过 压 = ( 毛 细 血 管 血 压 + 组 织 胶 体 渗 透 压 )- ( 血 浆 胶 体 渗 透 压 + 组 织 静 水 压 ) 当 有 效 滤 过 压 为 正 值 时, 有 组 织 液 生 成, 当 有 效 滤 过 压 为 负 值 时, 则 有 组 织 液 被 重 吸 收 ( 二 ) 影 响 组 织 液 生 成 与 回 流 的 因 素 1. 毛 细 血 管 血 压 微 动 脉 扩 张 毛 细 血 管 血 压 升 高 组 织 液 生 成 增 加 15

16 2. 血 浆 胶 体 渗 透 压 血 浆 胶 体 渗 透 压 降 低 毛 细 血 管 有 效 滤 过 压 升 高 组 织 液 生 成 增 加 3. 淋 巴 回 流 淋 巴 回 流 受 阻 组 织 液 回 流 减 少 组 织 液 积 聚 组 织 静 水 压 升 高 水 肿 4. 毛 细 血 管 壁 的 通 透 性 毛 细 血 管 壁 的 通 透 性 增 加 组 织 液 生 成 增 加 如 过 敏 反 应 时 发 生 的 局 部 水 肿 七 淋 巴 液 的 生 成 与 回 流 ( 一 ) 淋 巴 液 的 生 成 在 组 织 液 生 成 过 程 中, 有 约 10% 的 组 织 液 进 入 毛 细 淋 巴 管, 成 为 淋 巴 液 淋 巴 液 生 成 的 动 力 是 组 织 液 和 毛 细 淋 巴 管 中 淋 巴 液 之 间 的 压 力 差 ( 二 ) 淋 巴 液 回 流 的 生 理 意 义 1 回 收 蛋 白 质 ;2 运 输 脂 肪 及 其 他 营 养 物 质 ;3 调 节 血 浆 和 组 织 液 之 间 的 体 液 平 衡 ;4 清 除 衰 老 细 胞 细 菌 等 有 害 物 质 功 能 第 四 节 心 血 管 活 动 的 调 节 一 神 经 调 节 ( 一 ) 心 脏 和 血 管 的 神 经 支 配 1. 心 脏 的 神 经 支 配 (1) 心 交 感 神 经 1 来 源 与 支 配 :T1-5 右 交 感 窦 房 结 ( 主 ), 左 交 感 心 室 心 房 肌 2 介 质 与 受 体 : 节 前 纤 维 :ACh N1 受 体 ; 节 后 纤 维 :NA β1 受 体 3 作 用 与 机 制 : 正 性 变 时 变 力 变 传 导 主 要 机 制 是 激 活 Ca 2+ 通 道,Ca 2+ 内 流 增 加 (2) 心 迷 走 神 经 1 来 源 与 支 配 : 延 髓 的 迷 走 神 经 背 核 和 疑 核 右 迷 走 神 经 窦 房 结 ( 主 ), 左 迷 走 神 经 房 室 交 界 ( 主 ), 心 房 肌 心 室 肌 ( 少 ) 2 介 质 与 受 体 : 节 前 纤 维 :ACh N1 受 体 ; 节 后 纤 维 :ACh M 受 体 3 作 用 与 机 制 : 负 性 变 时 变 力 变 传 导 主 要 机 制 是 对 K + 的 通 透 性 增 加 以 及 减 少 Ca 2+ 内 流 (3) 心 肽 能 神 经 2. 血 管 的 神 经 支 配 (1) 交 感 缩 血 管 神 经 纤 维 : 1 来 源 与 支 配 椎 旁 神 经 节 ( 交 感 链 ) 躯 干 与 四 肢 小 血 管 T1- L2 腹 腔 神 经 节 椎 前 神 经 节 肠 系 膜 神 经 节 内 脏 大 血 管 2 介 质 与 受 体 :NA α 受 体 3 作 用 与 机 制 : 调 节 血 管 半 径 与 外 周 阻 力, 有 紧 张 性 NA 和 α 受 体 结 合 使 血 管 平 滑 肌 收 缩 (2) 交 感 舒 血 管 神 经 纤 维 1 来 源 与 支 配 : 大 脑 皮 层 运 动 区 内 囊 下 丘 脑 脑 桥 延 髓 网 状 结 构 脊 髓 灰 质 侧 角 交 感 神 经 骨 骼 肌 前 阻 力 血 管 2 介 质 与 受 体 :ACh M 受 体 3 作 用 : 不 参 与 血 压 调 节, 平 时 无 紧 张 性, 与 防 御 情 绪 反 应 运 动 初 期 肌 肉 血 流 量 有 关 (3) 副 交 感 舒 血 管 神 经 1 来 源 与 支 配 : 头 部 第 对 脑 神 经, 骶 部 盆 神 经 勃 起 神 经 2 介 质 与 受 体 :ACh M 受 体 3 作 用 : 扩 张 腺 体 血 管, 调 节 外 生 殖 器 等 处 的 局 部 血 流, 对 总 外 周 阻 力 影 响 很 小 心 脏 和 血 管 的 神 经 支 配 小 结 心 脏 ( 双 重 ) 血 管 ( 单 一 ) 16

17 来 源 与 支 配 T1-5 交 感 神 经 迷 走 神 经 背 核 疑 核 交 感 缩 神 经 纤 维 T1-L2 交 感 舒 纤 维 皮 层 运 动 区 副 交 感 舒 纤 维 1 头 部 - 第 3,7,9,10 神 经 2 骶 部 - 盆 神 经, 勃 起 神 经 介 质 与 受 体 节 后 NA-β1 ACh-M NA-α ACh-M ACh-M 作 用 与 机 制 正 性 变 时 变 力 变 传 导 负 性 变 时 变 力 变 传 导 有 紧 张 性, 调 节 小 动 脉 口 径, 调 节 阻 力 血 压 不 参 与 血 压 调 节, 与 防 御 情 绪 运 动 初 期 肌 肉 血 流 量 有 关 扩 张 腺 体 血 管, 调 节 局 部 血 流, 对 总 阻 力 无 影 响, 不 参 与 血 压 调 节 ( 二 ) 心 血 管 活 动 的 中 枢 1. 延 髓 的 心 血 管 中 枢 (1) 机 能 定 位 1 传 入 神 经 接 替 站 ( 延 髓 孤 束 核 ) 2 缩 血 管 区 ( 头 端 延 髓 腹 外 侧 部,rVLM, 又 称 C 1 区 ) 3 舒 血 管 区 ( 尾 端 延 髓 腹 外 侧 部,cVLM, 又 称 A 1 区 ) 4 心 抑 制 区 ( 疑 核 或 / 和 迷 走 神 经 背 核 ) (2) 机 能 特 点 1 缩 血 管 区 (C 1 区 ): 使 心 交 感 神 经 和 交 感 缩 血 管 神 经 紧 张 性 活 动 增 加 调 控 心 脏 与 血 管 的 活 动 2 心 抑 制 区 : 使 心 迷 走 神 经 紧 张 性 活 动 增 加 调 控 心 脏 活 动 3 舒 血 管 区 (A 1 区 ): 有 紧 张 性 抑 制 C 1 区, 导 致 心 交 感 和 交 感 缩 血 管 紧 张 性 降 低, 使 心 跳 减 慢 血 管 舒 张 4 传 入 神 经 接 替 站 ( 延 髓 孤 束 核 ): 接 受 颈 动 脉 窦 与 主 动 脉 弓 处 压 力 感 受 器 的 传 入 信 息, 后 发 出 纤 维 至 其 他 神 经 元, 继 而 影 响 心 血 管 活 动 2. 延 髓 以 上 的 心 血 管 中 枢 脑 干 大 脑 小 脑 下 丘 脑 对 心 血 管 活 动 产 生 一 定 整 合 作 用 ( 三 ) 心 血 管 活 动 的 反 射 性 调 节 1. 颈 动 脉 窦 和 主 动 脉 弓 压 力 感 受 性 反 射 (1) 感 受 器 传 入 神 经 和 中 枢 联 系 1 感 受 器 : 部 位 : 颈 动 脉 窦 与 主 动 脉 弓 ( 高 压 力 感 受 器 ) 特 点 : a. 感 受 机 械 牵 张 程 度, 颈 动 脉 窦 区 作 用 比 主 动 脉 弓 区 敏 感 b.60~180mmhg 范 围 内, 传 入 冲 动 频 率 与 牵 张 程 度 成 正 比 c. 对 搏 动 性 牵 张 更 敏 感 图 4-10 颈 动 脉 窦 和 主 动 脉 弓 压 力 感 受 器 位 置 2 传 入 神 经 : 颈 动 脉 窦 区 窦 神 经 舌 咽 神 经 主 动 脉 弓 区 主 动 脉 神 经 迷 走 神 经 ( 狗 为 迷 走 交 感 干, 兔 为 减 压 神 经 ) 3 中 枢 联 系 : 17

18 传入 N 孤束核 + 疑核 迷走背核(心抑制区) + 延尾腹外部(A1) (CVLM) 延头腹外部(C1)(缩血管区) (RVLM) 2 反射弧 3 生理及临床意义 生理 a.维持血压的相对稳定 b.在动脉压的长期调节中不起作用 临床 a.按压单侧窦区治疗心动过速 b. 颈动脉窦区埋藏电极治疗顽固性心动过速 c.针刺 人迎穴位可降压 2.颈动脉体和主动脉体化学感受器 升压反射 1 感受器与适宜刺激 感受器 颈动脉体 主动脉体化学感受器 适宜刺激 PO2 PCO2 [H+] 2 反射弧 3 反射效应 ①呼吸中枢兴奋 呼吸加深加快 主要 ②心抑制区活动减弱 血压 4 生理意义 ①调节通气 ②正常不参与血压调节 5 升压反射与降压反射比较 升压反射与降压反射比较 感 受 器 升压反射 降压反射 颈动脉体 主动脉体化学感受器 颈动脉窦 主动脉弓压力感受器 18

19 感 受 的 刺 激 中 枢 作 用 PO2 PCO2 [H+] CVLM 紧 张 呼 吸 中 枢 紧 张 RVLM 紧 张 疑 核 紧 张 血 压 对 血 管 壁 的 牵 张, 搏 动 性 血 压 变 化 比 非 搏 动 性 变 化 更 敏 感 CVLM 紧 张 RVLM 紧 张 疑 核 紧 张 总 的 效 应 呼 吸, 血 压 血 压 特 点 平 时 不 发 生 调 节 作 用, 在 PO2 PCO2 酸 中 毒 或 严 重 失 血 时 起 重 要 作 用 平 时 血 压 在 60~180mmHg 时 起 经 常 起 作 用, 颈 A 窦 比 主 A 弓 更 敏 感 生 理 意 义 移 缓 济 急 ( 首 先 保 证 心 脑 血 供 ) 是 机 体 一 种 负 反 馈 调 节 机 制, 经 常 监 视 血 压 波 动, 维 持 血 压 的 相 对 稳 定 3. 心 肺 感 受 器 引 起 的 心 血 管 反 射 (1) 感 受 器 与 适 宜 刺 激 感 受 器 :1 容 量 感 受 器 ( 低 压 力 感 受 器 );2 化 学 感 受 器 存 在 部 位 : 心 房 心 室 肺 部 大 血 管 适 宜 刺 激 :1 血 容 量 容 量 感 受 器 心 房 牵 张 2 缺 血 缺 O2 化 学 感 受 器 心 钠 素 PG (2) 反 射 效 应 容 量 感 受 器 或 化 学 感 受 器 兴 奋 传 入 冲 动 传 导 到 延 髓 心 血 管 中 枢 使 心 交 感 紧 张 性, 迷 走 紧 张 性, 心 率 心 排 出 量 外 周 阻 力 血 压 下 降 ; 同 时 使 肾 血 流 量 升 高 及 抑 制 ADH 的 释 放 尿 生 成 增 加 (3) 生 理 意 义 对 血 量 和 体 液 量 及 成 分 的 调 节 有 重 要 意 义 4 高 尔 茨 反 射 含 义 : 指 压 迫 眼 球 心 率 血 压 甚 至 心 停 跳 ( 眼 心 反 射 ); 压 击 腹 心 率 血 压 甚 至 心 跳 意 义 :1 制 止 某 些 心 律 失 常 ;2 拳 击 时 禁 止 击 腹 以 保 护 运 动 员 二 体 液 调 节 ( 一 ) 肾 素 - 血 管 紧 张 素 系 统 (renin-angiotensin system,ras) 1. 肾 素 (renin) 的 释 放 (1) 部 位 : 近 球 ( 球 旁 ) 细 胞 (JGC) (2) 机 制 :1 肾 血 流 量 ;2 致 密 斑 感 受 到 小 管 液 内 [Na+] ;3 交 感 神 经 兴 奋 (3) 作 用 : 使 血 管 紧 张 素 原 血 管 紧 张 素 I 2. 血 管 紧 张 素 (angiotensin,ang) 的 生 成 与 作 用 (1) 生 成 (2) 作 用 : 1 小 动 脉 微 动 脉 收 缩 外 周 阻 力 静 脉 收 缩 回 心 血 量 - 2 球 状 带 醛 固 酮 血 压 血 流 量 血 压 19

20 3C1 区 兴 奋, 交 感 神 经 释 放 NA 血 压 Ang II 和 Ang III 的 作 用 缩 血 管 释 放 醛 固 酮 Ang II Ang III ( 二 ) 肾 上 腺 素 (adrenaline,adr) 和 去 甲 肾 上 腺 素 (noradrenaline,na) 1. 生 成 部 位 Adr 和 NA 生 成 部 位 Adr NA 肾 上 腺 髓 质 80% 20% 肾 上 腺 素 能 神 经 末 稍 100% 2. 生 理 作 用 表 4-14 Adr 和 NA 对 心 血 管 的 作 用 心 脏 血 管 血 压 SP DP MAP 用 途 Adr 强 心 NA 升 压 ( 三 ) 抗 利 尿 激 素 (antidiuretic hormone,adh) 1. 生 成 的 部 位 下 丘 脑 视 上 核 室 旁 核 抗 利 尿 激 素 (antidirutic hormone,adh) 催 产 素 (oxytocin,oxt) 2. 主 要 的 作 用 (1) 抗 利 尿 ADH 与 远 曲 小 管 集 合 管 V2 受 体 结 合 对 水 通 透 性 重 吸 收 尿 (2) 升 压 ADH 与 血 管 壁 V1a 受 体 结 合 血 管 收 缩 外 周 阻 力 血 压 3. 分 泌 的 调 节 :( 见 尿 生 成 的 调 节 ) ( 四 ) 激 肽 释 放 酶 - 激 肽 系 统 (kallikrein-kinin system) 1. 激 肽 的 生 成 20

21 2. 激 肽 的 主 要 作 用 (1) 舒 张 血 管, 使 毛 细 血 管 通 透 性 ;(2) 增 加 局 部 血 流 ;(3) 利 钠 利 尿 ( 五 ) 血 管 内 皮 生 成 的 血 管 活 性 物 质 1. 血 管 舒 张 物 质 (1) 前 列 腺 环 素 (prostacyclin,pgi 2 ) (2) 内 皮 舒 张 因 子 (endothelium-derived relaxing factot,edrf): 可 能 是 一 氧 化 氮 (nitric oxide,no), 其 前 体 是 L- 精 氨 酸, 在 NO 合 酶 的 催 化 下 生 产 NO 舒 血 管 机 制 :PGI 2 腺 苷 酸 环 化 酶 camp Ca 2+ 内 流 舒 血 管 [Ca 2+ ]i NO 鸟 苷 酸 环 化 酶 cgmp 舒 血 管 2. 血 管 收 缩 物 质 : 内 皮 素 (endothelin,et), 包 括 ET-1,ET-2 ET-3 ( 六 ) 心 房 钠 尿 肽 (atrial natriuretic peptide,anp) (1) 本 质 : 由 心 房 细 胞 合 成 和 释 放,28 个 氨 基 酸 构 成 多 肽, 又 称 心 钠 素 (2) 作 用 : 1 心 血 管 作 用 :a. 舒 血 管 外 周 阻 力 ;b. 每 搏 量 心 率 心 排 出 量 ; c. 抑 制 RAS;d. 对 抗 NA;e. 活 化 KKS 2 对 肾 脏 的 作 用 : 利 钠 利 尿 3 对 其 他 调 节 血 容 量 激 素 的 作 用 : a. 抑 制 醛 固 酮 生 成 ;b. 抑 制 肾 素 释 放 ;c. 抑 制 ADH 释 放 ( 七 ) 其 他 体 液 因 素 降 钙 素 基 因 相 关 肽 (calcitonin gene-related peptide,cgrp) 组 胺 (histamine,his) P 物 质 (substance 21

22 P,SP) 血 管 活 性 肠 肽 (vasoactive intestinal polypeptide,vip) 前 列 腺 素 (prostaglandin,pg) 阿 片 肽 (opioid peptide,op) 等 第 五 节 器 官 循 环 一 冠 脉 循 环 ( 一 ) 冠 脉 循 环 (Coronary circulation) 的 解 剖 特 点 1. 血 供 (1) 左 冠 状 动 脉 供 应 左 室 前, 右 冠 动 脉 供 左 室 后 右 室 ( 多 数 人 ) (2) 左 冠 动 脉 经 由 冠 状 窦 回 流 入 右 房, 右 冠 动 脉 经 心 前 静 脉 回 流 入 右 房 (3) 窦 房 结 血 供 : 右 冠 动 脉 70%, 左 冠 动 脉 A 25%, 共 供 5%; (4) 房 室 结 血 供 : 右 冠 动 脉 80%, 左 冠 动 脉 10%, 共 供 10% 2. 特 点 (1) 垂 直 穿 入 心 肌, 心 内 膜 下 成 网 ( 肌 缩 易 受 压 ) (2) 毛 细 血 管 数 : 心 肌 纤 维 数 =1:1( 心 肌 纤 维 肥 大 易 缺 血 ) (3) 人 冠 脉 侧 支 吻 合 多 见 于 心 内 膜 ( 二 ) 冠 脉 循 环 的 生 理 特 点 1. 途 径 短, 血 流 快 2. 血 压 较 高 3. 血 流 量 大 : 安 静 时 :60-80ml/min 100g; 运 动 时 : ml/min 100g 总 冠 脉 流 量 :225ml/min 100g, 占 心 排 出 量 的 4-5% 4. 动 静 脉 氧 差 大 : 心 肌 摄 取 65-70% 的 O 2 ( 比 骨 骼 肌 高 1 倍 ) 5. 血 流 量 随 心 动 周 期 波 动 (1) 左 室 收 缩 期 左 冠 动 脉 血 流 量 只 有 舒 张 期 的 20-30% (2) 心 舒 期 长 短 与 舒 张 压 高 低 是 影 响 冠 脉 流 量 的 主 要 因 素 ( 三 ) 冠 脉 血 流 量 的 调 节 1. 影 响 心 肌 代 谢 的 因 素 : 腺 苷 H + CO 2 乳 酸 激 肽, 其 中 腺 苷 作 用 最 强 2. 神 经 调 节 : 交 感 神 经 冠 脉 舒 张 3. 激 素 调 节 :Adr NA T 3 T 4 代 谢, 耗 O 2 冠 脉 舒 张 ;DH( 大 剂 量 ) Ang II 收 缩 二 肺 循 环 ( 一 ) 肺 循 环 的 特 点 1. 肺 循 环 有 两 条 血 液 供 应 途 径, 即 体 循 环 的 支 气 管 循 环 和 肺 循 环 2. 肺 循 环 途 径 短, 外 周 阻 力 小 3. 肺 循 环 血 压 较 低, 正 常 情 况 下 肺 组 织 间 隙 无 组 织 液 生 成 4. 肺 血 管 顺 应 性 大, 肺 的 血 容 量 变 化 大 ( 二 ) 肺 循 环 血 流 量 的 调 节 1. 肺 血 管 的 神 经 调 节 : 交 感 神 经 有 缩 血 管 作 用 ; 迷 走 神 经 有 舒 血 管 作 用 ( 作 用 较 小 ) 2. 肺 泡 气 的 氧 分 压 : 肺 泡 气 的 氧 分 压 降 低 可 使 肺 血 管 收 缩, 血 流 量 减 少, 使 更 多 血 液 流 向 通 气 充 足 的 肺 泡 3. 血 管 活 性 物 质 的 影 响 :Adr NA Ang II TXA 2 和 PGF 2a 等 可 使 肺 部 微 动 脉 收 缩, 而 ACh PGI 2 可 使 肺 血 管 舒 张, 组 胺 5-HT 使 肺 微 静 脉 收 缩 三 脑 循 环 ( 一 ) 脑 循 环 的 特 点 1. 脑 血 流 量 大, 耗 氧 量 多 2. 脑 血 流 量 变 化 小 3. 局 部 化 学 环 境 对 脑 血 管 舒 缩 活 动 影 响 大, 如 血 液 中 CO 2 和 O 2 分 压 对 脑 血 流 量 影 响 大 4. 神 经 因 素 对 脑 血 管 活 动 的 调 节 作 用 小 5. 脑 循 环 中 存 在 血 脑 屏 障 22

23 ( 二 ) 脑 血 流 量 的 调 节 1. 脑 血 流 量 的 自 身 调 节 : 在 平 均 动 脉 压 在 60~140mmHg 范 围, 脑 血 管 可 通 过 自 身 调 节 机 制 使 脑 血 流 量 保 持 相 对 稳 定 2. 血 液 中 CO 2 和 O 2 分 压 对 脑 血 流 量 的 调 节 :PCO 2 升 高 PO 2 降 低 都 可 使 脑 血 管 舒 张, 脑 血 流 量 增 加 3. 脑 代 谢 产 物 对 血 流 量 的 影 响 : 脑 代 谢 产 物 H+ K+ 和 腺 苷 等 都 引 起 脑 血 管 舒 张, 脑 血 流 量 增 加 4. 脑 血 管 的 神 经 调 节 作 用 很 小 ( 三 ) 血 - 脑 脊 液 屏 障 和 血 - 脑 屏 障 1. 血 - 脑 脊 液 屏 障 存 在 于 血 液 和 脑 脊 液 之 间 的 屏 障 它 可 保 持 脑 脊 液 成 分 与 血 浆 不 同, 维 持 脑 脊 液 的 理 化 性 质 保 持 相 对 稳 定 2. 血 - 脑 屏 障 在 脑 组 织 和 血 液 之 间 存 在 的 屏 障 称 为 血 - 脑 屏 障 血 - 脑 屏 障 对 于 保 护 脑 组 织 周 围 稳 定 的 化 学 环 境 和 防 止 血 液 中 有 害 物 质 侵 入 脑 内 具 有 重 要 的 生 理 意 义 思 考 题 1. 钙 通 道 阻 断 剂 对 心 肌 细 胞 生 理 特 性 分 别 有 何 影 响? 2. 心 脏 为 什 么 能 有 节 律 地 有 序 地 收 缩 与 舒 张? 3. 肾 上 腺 素 和 钠 泵 抑 制 剂 强 心 甙 对 心 肌 收 缩 与 舒 张 分 别 有 何 影 响? 试 说 明 其 机 制 4. 何 谓 心 动 周 期? 在 一 个 心 动 周 期 中, 心 房 和 心 室 是 怎 样 活 动 的? 心 率 增 加 对 其 有 何 影 响? 5. 在 每 一 心 动 周 期 中, 心 脏 的 压 力 容 积 瓣 膜 开 闭 及 血 流 方 向 如 何? 6. 交 感 神 经 兴 奋 时, 心 率 增 快, 为 什 么 心 输 出 量 通 常 增 高? 7. 试 说 明 血 钙 变 化 对 心 肌 细 胞 生 理 特 性 的 影 响 8. 心 脏 受 哪 些 神 经 支 配? 作 用 于 何 受 体? 各 有 何 生 理 作 用? 9. 利 用 已 学 过 的 血 液 循 环 知 识, 如 何 理 解 休 克 的 原 因 与 机 制? 10. 机 体 在 剧 烈 运 动 时 动 脉 血 压 将 出 现 何 种 变 化, 为 什 么? 11. 电 刺 激 家 兔 迷 走 神 经 向 心 端 ( 外 周 端 ) 引 起 动 脉 血 压 变 化 的 机 理 是 什 么? 为 什 么 一 般 选 择 右 侧 迷 走 神 经 进 行 此 项 实 验? 12. 支 配 血 管 的 神 经 有 哪 些? 作 用 于 何 受 体? 各 有 何 生 理 作 用? 13. 什 么 是 期 前 收 缩? 期 前 收 缩 后 会 出 现 较 长 的 舒 张 时 间, 为 什 么? 14. 静 脉 注 射 去 甲 肾 上 腺 素 对 动 脉 血 压 有 何 影 响? 为 什 么? 15. 试 述 降 压 反 射 过 程? 有 何 意 义? 案 例 1: 李 淑 梅, 女,55 岁, 农 民 患 者 20 年 前 感 冒 后 开 始 感 觉 双 肩 双 漆 关 节 肿 痛, 时 有 心 慌 气 短 4 个 月 前, 病 情 加 重, 吐 白 色 泡 沫 痰, 夜 间 不 能 平 卧 入 睡 体 格 检 查 : 心 界 向 左 下 扩 大, 心 音 强 弱 不 等, 心 律 绝 对 不 齐, 心 尖 区 可 闻 及 3/6 级 全 收 缩 期 粗 糙 吹 风 样 杂 音, 向 左 腋 下 传 导, 也 可 闻 及 中 度 舒 张 晚 期 隆 隆 样 杂 音, 较 为 局 限 肝 于 右 锁 骨 中 线 肋 下 2cm, 剑 突 下 5cm, 肝 上 界 于 右 锁 骨 中 线 第 五 肋 间, 肝 颈 静 脉 回 流 征 (+), 双 下 肢 水 肿 最 后 诊 断 : 风 湿 性 心 脏 病 ; 二 尖 瓣 狭 窄 并 关 闭 不 全 ; 心 功 能 III 级 问 题 : 1 请 你 解 释 心 界 向 左 下 扩 大 的 生 理 学 过 程 2 患 者 为 什 么 出 现 肝 颈 静 脉 回 流 征 阳 性 和 双 下 肢 水 肿? 3 请 你 分 析 患 者 不 能 不 能 平 卧 入 睡 的 原 因 案 例 2: 男 性 患 者,60 岁, 因 心 肌 梗 塞 入 院 接 受 治 疗 体 查 发 现, 血 压 105/80mmHg, 心 率 90 次 / 分, 心 电 图 提 示 冠 状 动 脉 供 血 不 足 第 3 天 出 现 心 室 纤 维 颤 动, 血 压 迅 速 降 至 8mmHg, 经 抢 救 复 苏 成 功, 并 康 复 出 院 问 题 : 1 心 室 纤 维 颤 动 时 为 什 么 动 脉 压 下 降? 2 为 什 么 心 肌 梗 塞 易 发 生 心 室 纤 维 颤 动? 参 考 文 献 1. 姚 泰 主 编, 生 理 学 (5 版 ), 人 卫 出 版 社, 姚 泰 主 编, 人 体 生 理 学 (3 版 ), 人 卫 出 版 社,

24 3. 贺 石 林, 李 俊 成 秦 晓 群 主 编. 临 床 生 理 学. 北 京 : 科 学 出 版 社, 苏 静 怡, 李 澈, 苏 哲 坦 主 编. 心 脏 - 从 基 础 到 临 床. 北 京 : 北 京 医 科 大 学 中 国 协 和 医 科 大 学 联 合 出 版 社, Berne RM, Levy MN. Principles of physiology. 3rd edition, St.Louis, Mosby, Guyton AC, Hall JE.Textbook of medical physiology. 10th edition, Philadephia, WB Saunders, Opie LH. The heart physiology, from cell to circulation. 3rd edition, Philadelphia, Lippincott Williams and Wilkins, William F.Ganong. Review of Medical Physiology(20th), United States of American,McGram-Hill, Lingappa VR and Farey K. Physiological medicine,a clinical approach to basic medical physiology. McGram-Hill, Michiels C. Endothelial cell functions.j Cell Physiol Sep;196(3): Sampio BE, Riley JT, Dardit A. Cells in focus: endothelial cell. Int J Biochem Cell Biol Dec;34(12): The kallikrein-kinin and the renin-angiotensin systems have a multilayered interaction. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol Jul;285(1):R1-13. ReviewNitric oxide and the renin-angiotensin system. Is there a physiological interplay between the systems? J Hypertens Oct;17(10): Summary Part1 The heart is mainly made up of cardiac muscles. There are two categories of cardiac muscle, the working cardiac muscle (atrium and ventricle) and the specific conduction system of heart (sinoatrial node, A-V junction and His-Purkinje system). 1. Electrical activity of the cardiac muscle cells The resting membrane potential of working cardiac myocytes as well as the maximal diastolic potential (MDP) of Purkinje fibres are around -80mV to -90mV, close to Ek. In contrast, the MDP of sinoatrial nodal cell is around -60mV, a value between the equilibrium potential of potassium and sodium. The action potential (AP) of working cardiac muscle and Purkinje fibres belongs to the fast response potential. Their depolarization (phase 0) is induced by the inflow of I Na into the cell. The repolarization of these cells is composed of three phases, phase 1 is due to the outflow of Ito, phase 2 is the result from inflow of I Ca-L, and the outflow of I K and I K1 accomplishes the final repolarization, phase 3. The phase 4 is to remove excess Na + from the cell and restore K + to the cell. At the same time, Na + /Ca 2+ exchanger utilizes the energy stored in the inwardly directed Na + gradient to remove excess Ca 2+ from the cell. The AP of sinoatrial nodal cells belongs to the slow response type. Since their cell membrane is deficiency of I K1, Ito and I Na channel, so the inflow of I Ca-L induces depolarization and the outflow of I K produces repolarization. 2.Electrophysiological properties of cardiac myocytes (1) Excitability: The cardiac muscle has a long refractory period which lasts until the relaxation phase of contraction. Thus cardiac muscle has no complete tetanus and after a ventricular premature systole, there is always a compensatory pause. (2)Conductivity: The conduction velocity varies within the heart. It is very slow in the region of A-V junction (A-V delay). The A-V delay permits optimal ventricular filling during atrial contraction. The conduction velocity is very fast in His-Purkinje system to ensue the synchronous contraction of ventricular muscles. (3)Autorhythmicity: The sinoatrial node is the dominant pacemaker of the heart to control the normal rhythmic heartbeat. It suppresses the automaticity of latent pacemaker by a capture and overdrive suppression mechanism.the decay of I k and the increase of I Ca-T and I f makes up the automaticity of SAN. 3.Electrocardiogram (ECG) A normal ECG is composed of P wave, QRS complex, and T wave. The P wave represents the depolarization process of both right and left atriums. The QRS complex is caused by the depolarization of both ventricles and the T wave is generated by the repolarization process of the ventricles. The P-R interval is a measure of the time from the onset of atrial excitation to the onset of ventricular activation. The prolongation of P-R interval always indicates the disturbance in A-V conduction. 24

25 THE CARDIAC PUMP MECHANICAL EVENTS OF THE CARDIAC CYCLE The cardiac events that occur from the beginning of one heartbeat to the beginning of next are called the cardiac cycle. When the heart rate is 75 beats/min, the cardiac cycle lasts 0.8 S. In a cardiac cycle, the atrium acts as the primer pump and the ventricle is the cardiac pump. The diastole of ventricle occupies 0.5s and systole lasts 0.3s. During diastole, after the isovolumic relaxation phase, it is filled rapidly at first and then more slowly until atrial systole. The ventricular systole undergoes an isovolumic contraction phase and ejection phase (rapid and reduced) to pump a certain amount of blood out. The A-V valves and semilunar valves open and close passively to prevent the backflow of blood. Part2 1.Evaluation of heart pump function (1) Cardiac output Stroke volume is the volume of blood ejected by ventricle every beat. Minute volume is the volume of blood ejected by left ventricle per minute, it equals to the stroke volume multiplies heart rate per minute. (2)Cardiac work The stroke work of the heart is the amount of energy that the heart converts to work each for pumping blood into the arteries. The minute work is the total amount of energy converted to work in 1 minute. It is equal to the stroke work times the heart rate per minute. (3)Cardiac efficiency During cardiac muscle contraction, most of the chemical energy is converted into heat and only a small portion into work output. The maximum efficiency of the normal heart is between 20% and 25%. In heart failure, this may decrease to as low as 5% to 10%. (4)Cardiac reserve Cardiac reserve includes reserves of heart rate, systole and diastole. The reserve of heart rate is related to the resting heart rate. A healthy adult,the cardiac output increases with the heart rate up to about beats/min. The reserves of stroke volume are determined by the reserves of systole (about 35ml to 40ml) and diastole (around 15ml). (5)Regulation of cardiac output Preload: The initial length before the contraction of ventricular muscle is determined by the end diastolic volume of the ventricle. The energy of contraction of cardiac muscle is proportional to the initial length of the muscle. It can be expressed by the ventricular function curve (heterometric autoregulation). Afterload: The afterload of left ventricular ejection is the blood pressure in the aorta. The cardiac output does not change when the aortic blood pressure varies within 80 to 170 mmhg in normal heart. Contractility: Contractility is defined as a change in developed tension at a giving cardiac myocyte length. Homeometric autoregulation means the change of cardiac contractile strength due to the alteration of contractility. 2.Heart sounds Closure of the AV valves at the start of ventricular systole generates the first heart sound. The second heart sound is generated when the semilunar valves close. It indicates the beginning of ventricular diastole. Part 2 The circulatory system consists of two subdivisions: the cardiovascular system and the lymphatic system. The cardiovascular system consists of the heart and blood vessels, and the lymphatic system consists of lymphatic vessels and lymphoid tissues within the spleen, thymus, tonsils, and lymph nodes. Blood vessels form a tubular network that permits blood to flow from the heart to all the living cells of the body and then back to the heart. Arteries carry blood away from the heart whereas veins return blood to the heart. Arteries branch extensively to form a "tree" of progressively smaller vessels. The smallest of the arteries are called arterioles. Blood passes from the arterial to the venous system in microscopic capillaries, which are the thinnest and most numerous of the blood vessels. All exchanges of fluid, nutrients, and wastes between the blood and tissues occur across the walls of capillaries. Blood flows through capillaries into microscopic veins called venules, which deliver blood into progressively larger veins that eventually return the blood to the heart. The walls of arteries and veins are composed of three coats: tunica externa, tunica media and tunica interna, which consist of endothelium and a subendothelial layer. The endothelial cells not only provide a smooth surface for blood flow but also synthesize several substances which, when released, can affect the 25

26 degree of relaxation or contraction of the arterial wall. The most important of these is a vasodilator substance called nitric oxide (NO). Once formed in the endothelium, NO rapidly diffuses into the vascular smooth muscle, which it causes to relax. The endothelium also releases prostacyclin (a vasodilator) and endothelin (a vasoconstrictor). The blood flow that passes through a given blood vessel depends directly upon the hydrostatic pressure difference between the two ends of the blood vessel, and indirectly upon the resistance that is offered to the movement of blood. The rate of blood flow to an organ can be calculated according to Poiseuille's law. Blood flow can change from laminar flow to turbulent flow when Reynolds number exceeds The pressure of the arterial blood is regulated by the blood volume, total peripheral resistance, and cardiac rate. For each artery, the maximum pressure during systole when blood is being ejected from the heart is known as the systolic pressure. The minimum pressure, that is reached at the end of diastole and immediately before the valve opens again, is known as the diastolic pressure. The average pressure present in the aorta over systole and diastole is known as mean arterial blood pressure. Blood pressure is measured in units of millimeters of mercury. Hypertension, which is dangerous for a number of reasons, means a person's arterial pressure is greater than the upper range of the accepted normal measure. Veins have a higher compliance so that they can hold more blood. Approximately two-thirds of the total blood volume is located in the veins. The venous pressure is the highest in the venules (10mmHg) and the lowest in the right atrium (0mmHg). In addition to this pressure difference, the venous return to the heart is assisted by venomotor tone, venous valves, the skeletal muscle pump, the respiratory pump and suction by the heart. The most purposeful function of the circulation occurs in the microcirculation: transport of nutrients to the tissues and removal of cellular excreta. The capillaries are extremely thin structures with tubular walls of single-layer, highly permeable endothelial cells. Here, interchange of nutrients and cellular excreta occurs between the tissues and the circulating blood. The physical processes that bring about exchange between blood and tissue fluid are mainly diffusion, filtration, absorption and pinocytosis. The fluid between tissue cells is known as the interstitial fluid. There are four primary forces that determine fluid movement through the capillary membrane. The capillary pressure and the interstitial fluid colloid osmotic pressure force fluid outward through capillary membrane. On the contrary, the interstitial fluid pressure and the plasma colloid osmotic pressure force fluid inward through the capillary membrane. The lymphatic system represents an accessory route by which fluid can flow from the interstitial spaces into the blood. Most importantly, the lymphatics can carry proteins and large particulate matter away from the tissue spaces, neither of which can be removed by absorption directly into the blood capillaries. Part 3 1.Cardiac innervation Impulses in the noradrenergic sympathetic nerves to the heart increase the cardiac rate (positive chronotropic effect) and the force of cardiac contraction (positive inotropic effect). Impulses in the cholinergic vagal cardiac fibres decrease heart rate. There is a good deal of tonic discharge in the cardiac sympathetic and vagal nerves at rest. When the vagi are cut in experimental animals or after the administration of parasympatholytic drugs such as atropine, the cardiac rate in humans increases from its normal resting value of 70 to 150~180 beats per minute. In humans in whom both noradrenergic and cholinergic systems are blocked, the heart rate is approximately 100 beats/min. 2.Innervation of the Blood vessels Noradrenergic fibres end on vessels in all parts of the body, but the fibres from the sympathetic ganglia to the cerebral vessels are of little functional importance. The noradrenergic fibres are vasoconstrictor in function. In addition to their vasoconstrictor innervation, the resistance vessels of the skeletal muscles are innervated by vasodilator fibres that, although they travel with the sympathetic nerves, are cholinergic (the sympathetic vasodilator system). There is no tonic discharge in the vasodilator fibres, but the vasoconstrictor fibres to most vascular beds have some tonic activity. When the sympathetic nerves are cut (sympathectomy), the blood vessels dilate. In most tissues, vasodilatation is produced by decreasing the rate of tonic discharge in the vasoconstrictor nerve, although in skeletal muscles it can also be produced by activating the sympathetic vasodilator system. Nerves containing peptides are also found in many blood vessels. The peptides released from these peptidergic nerves include VIP, which produces vasodilation. Afferent impulses in sensory nerves from the skin are relayed antidromically down branches of the sensory nerves, which innervate blood vessels and these impulses produce vasodilation. This local neural mechanism is called the axon reflex. 3.Cardiovascular regulatory mechanism 26

27 (1)Nervous regulation Cardiovascular centre: Cardiovascular centre means a certain region of the central nervous system that possesses the function to regulate a cardiovascular activity. 1Medullary cardiovascular centre: Recent evidence strongly supports the view that the ventrolateral medullary (VLM) area functions to maintain vasomotor tone and mediate the cardiovascular reflexes. The VLM area includes the rostral ventrolateral medulla (rvlm) area. This area corresponds with the so-called vasoconstrictor centre or C1 area where brain stem adrenaline containing neurones are located. The electrical or chemical stimulation of rvlm area elicits to an increase in arterial blood pressure (BP) and heart rate (HR). The VLM area includes the caudal ventrolateral medulla (cvlm). This area corresponds with the so-called vasodilator area or A1 area where brain stem noradrenaline containing neurones are located. The decrease in BP an HR of the cvlm stimulation may be mediated by activation of the GABA receptors in the rvlm. In addition, the nucleus ambiguous and the dorsal motor nucleus of vagus in the medulla are areas sometimes called the cardioinhibitory centre 2Cardiovascular reflexes Sino-aortic baroreceptor reflex is most important one, which maintains the constancy of arterial blood pressure in normal people. A rise in arterial pressure stimulates the baroreceptors and causes them to transmit signals to the central nervous system. Then the reflex produces a reduction of the arterial pressure toward the normal level and a decrease of HR. Chemoreceptor reflex: The afferent nerve fibres from the carotid and aortic bodies pass with the baroreceptor afferents through the carotid sinus nerves and vagus nerves respectively. The chemoreceptor discharge increases rapidly when arterial PO 2 falls or when there are increases in arterial PCO 2 and hydrogen ion concentration. The main function of the chemoreceptors is to regulate ventilation. Cardiopulmonary receptor reflex: Experiments have shown that stretching atria or pulmonary arteries causes a reflex inhibition of the sympathetic nerve activity, a reduction of the release of vasopressin from the pituitary and an increased release of atrial natriuretic peptide from the atrial myocardium. All the above mentioned reflex effects of the cardiopulmonary receptors tend to return the blood volume back to normal. In addition to the above mentioned cardiovascular reflexes, stimulation of somatic or visceral nerves may also cause some other reflexes affecting the cardiovascular activity. (2)Humoral regulation Noradrenaline and adrenaline: Noradrenaline (NA) causes vasoconstriction almost in every vascular bed by binding with a-adrenoceptors in the vascular smooth muscle. On the other hand, adrenaline (Adr) binds with both a-and b-adrenoceptors, leading to vasoconstriction and vasodilation respectively. Angiotensin: AngiotensinⅡis one of the most potent vasoconstrictor agents and so has pressor effects. Vasopressin(VP): Vasopressin is a nonapeptide hormone synthesized in the neurones of the paraventricular (PVN) and supraoptic nuclei (SON) in the hypothalamus. The principal physiological effect of VP is the retention of water by increasing the permeability of the collecting ducts of the kidney and very potent vasoconstrictor and pressor effects. The baroreceptor reflex may be facilitated by the VP. In addition, the effect of VP on CNS, it also acts on the rvlm area in the brain to increase sympathetic vasomotor tone and arterial blood pressure. Recent studies indicate that the effects of endothelium-relaxing factor (EDRF), bradykinin, prostaglandins (PG), b-endorphin and histamine are vasodilatation. Local control of basal vascular tone: This myogenic activity results in a basal vascular tone which keeps these vessels in a state of partial constriction. When the arterial blood pressure in a tissue vascular bed is suddenly raised, the transmural pressure increases, especially in the section of precapillary resistance vessels, thus giving rise to a mechanical stretch of smooth muscle and distension of the vessels. Part 4 1.Coronary Blood Flow In humans the resting coronary blood flow averages 225ml/min, which is 4 to 5 percent of the total cardiac output. The blood flow in the left ventricle falls to a low value during systole, because of strong compression of intramuscular vessels by the myocardial contraction. During diastole, however, the cardiac muscle relaxes and no longer obstructs the blood flow through the left ventricular blood vessels. Coronary blood flow increases rapidly during diastole. The force of contraction of right ventricle is much less than that of the left ventricle. The phasic changes in blood flow are relatively small compared with those in the left ventricle. 27