【生理学】心脏的泵血功能：影响心输出量的因素
心输出量的名词解释生理学
心输出量的名词解释生理学
心输出量是生理学中一个重要的概念，它指的是心脏每分钟将
血液泵送到体循环中的量。
心输出量通常用升每分钟（L/min）或毫
升每分钟（mL/min）来表示，是由心脏每搏输出量（每次心脏收缩
时泵送出的血液量）和心率（心脏每分钟的搏动次数）两个因素决
定的。
心输出量是维持身体正常功能所必需的，它受到多种因素的调节，包括交感神经系统和副交感神经系统的影响、体液平衡以及心
脏本身的收缩力和舒张功能等。
通过调节心输出量，人体可以适应
不同的生理和环境条件，确保组织和器官获得足够的血液和氧气供应。
心输出量的测量对于评估心血管功能和疾病状态具有重要意义。
在临床上，医生可以通过多种方法来测量心输出量，包括热稀释法、示踪剂法和超声心动图等。
通过了解心输出量的大小和变化，可以
帮助医生判断心脏功能是否正常，指导治疗方案的制定，并且评估
患者的预后。
总之，心输出量作为生理学中的重要概念，对于人体的健康和
生存至关重要。
通过深入了解心输出量的调节机制和测量方法，可以更好地理解心血管系统的功能，为相关疾病的诊断和治疗提供科学依据。
影响心输出量的因素
心室舒张末期容积受多种因素影响，如心室壁厚度、心室腔大小、心室形状等。
02
后负荷
动脉血压
动脉血压升高时，心脏需要克 服更大的阻力以射出更多的血 液，因此心输出量会减少。
05
其他因素
心脏的泵血功能储备
心脏的泵血功能储备是指心脏在一定范围内调节心输出量 的能力。当身体需要更多的血液供应时，心脏可以通过增 加收缩力和心率来提高泵血功能，从而提高心输出量。
健康的心脏具有较大的泵血功能储备，能够适应不同的生 理需求。然而，随着年龄的增长或某些疾病的影响，心脏 的泵血功能储备可能会下降，导致心输出量的减少。
影响心输出量的因素
目录
• 前负荷 • 后负荷 • 心肌收缩力 • 心率 • 其他因素
01
前负荷
静脉回心血量
静脉回心血量对心输出量有直接影响。 静脉回心血量越多，心室舒张末期容 积越大，心输出量相应增加。
身体姿势、肌肉运动、情绪激动等因 素可以增加静脉回心血量，从而提高 心输出量。
心室舒张末期容积
心率的增加主要通过缩短心动周期的舒张期和收缩期来实现。在舒张期， 心率增加会使心脏得到更多的血液充盈，从而提高心输出量。在收缩期，
心率增加会使心脏更频繁地射血，从而提高心输出量。
然而，心率并不是无限制地增加心输出量。当心率过快时，心脏的舒张 期会明显缩短，导致心脏充盈不足，最终导致心输出量下降。因此，保 持适当的心率对于维持正常的心输出量非常重要。
小或血液黏度增加都会增加外周血管阻力。
外周血管阻力增加可能导致血液循环障碍和组织缺氧，对健康
心输出量的影响因素
心输出量的影响因素【实验目的】1.观察改变前、后负荷、心肌收缩能力和心率对心输出量的影响。
2.学习离体蛙心恒压灌流的实验方法。
【实验原理】心输出量（cardiac output）是衡量心功能的直接指标。
通常指一侧心室每分钟射出的血量，其值等于每搏输出量乘以心率。
每搏量受前、后负荷和心肌收缩能力的影响，前负荷可影响心肌初长度，在一定范围内心肌初长度越长，心肌射血力量越大。
后负荷构成心脏射血的阻力，增加可致等容收缩期延长，射血速度下降，心输出量减少。
心肌收缩能力是决定泵血功能的内在因素，肾上腺素和乙酰胆碱可改变心肌收缩能力，从而影响心输出量。
在一定范围内，心率增加心输出量也增加，但心率过快，心舒张期缩短，心室充盈不足，心输出量反而减少。
【预习要求】1.预习心脏泵血的过程。
2.预习前负荷、后负荷、心率及心肌收缩能力对心输出量的影响机制【实验标本】蟾蜍离体心脏。
【实验器材与药品】XL-1型心输出量影响因素实验装置、蛙类手术器械、刺激器、刺激电极、支架、50ml 量筒、心房和动脉插管、任氏液、1：10000肾上腺素、1：100000乙酰胆碱。
【实验前准备】1.实验装置如图1所示，A为贮液瓶，容积500ml，内盛任氏液。
B为灌流瓶，刻度0~25cm，灌流瓶液面高低决定灌流压大小，反映前负荷。
灌流瓶通过橡皮管与贮液瓶可在支柱上上下移动以控制灌流压。
C为液压管，刻度0~45cm；有10根侧管，间距5cm，均朝下倾斜。
用于反映后负荷。
D1.2为血管插管接头，分别通过橡皮管之灌流瓶和液压管连通。
E1.2为血管插管接头支架，其关节处能上下、左右、前后移动，以调节血管插管接头与灌流器官之间的相对位置。
F为刺激电极支架，也可变动位置。
固定灌流瓶的液压管的背板可左右移动5cm，用以调节其与灌流器官之间的距离。
血管插管接头与灌流瓶之间用金属夹调控，可调节灌流液的流量；液压管侧面上10个橡皮管，通过金属夹以控制后负荷。
图1 恒压灌流装置2.标本制备（1）捣毁蟾蜍脑脊髓，仰卧固定于蛙板上，打开胸腔，剪开心包膜暴露心脏。
第九版生理学第四章血液循环第12节ppt课件
第二心音标志着心室舒张期的开始，在胸骨右、左两旁第二肋间听诊最为清楚，频率较高，持续时间较短
（三）第三心音
在部分健康儿童和青年人，偶尔可听到第三心音
（四）第四心音
第四心音出现在心室舒张的晚期，是与心房收缩有关的一组发生在心室收缩期前的振动，也称心房音
第二节
心肌细胞电生理
作者 : 曾晓荣
即K+外流（IK）和Ca2+内流，二者之间维持电荷流动的动态平衡
生理学（第9版）
（2）心室肌细胞动作电位 ④ 复极3期
Ca2+内流停止和K+外流（IK 、 IK1 ）逐渐增多，故膜内电位迅速向复极化方向发展。而且K+外流呈再 生性。此正反馈过程导致复极越来越快，直至复极化完成 ⑤ 4期
膜电位稳定于RP水平，但离子泵将AP期间进出细胞的离子泵回去。Na+-K+泵可将细胞内的Na+泵出 细胞外，而将K+泵入细胞内。而细胞内Ca2+通过Na+-Ca2+交换和Ca2+泵得以出细胞
生理学（第9版）
3. 窦房结细胞的跨膜电位及其形成机制
（1）与心室肌和浦肯野纤维比较有何异同。 （2）窦房结细胞AP的形态特点：
① 最大复极电位和阈电位绝对值均小于浦肯野纤维； ② 0期除极速度比浦肯野纤维慢，幅度低； ③ 没有复极1期和2期平台期； ④ 4期自动除极速度比浦肯野纤维快
生理学（第9版）
改变。心室舒张末期充盈量是静脉回心血量和射血后心室内剩余血量二者之和
4. 心室顺应性 心室顺应性（CV）是指心室壁受外力作用时能发生变形的难易程度，通常用
心室在单位压力差（ΔP）作用下所引起的容积改变（ΔV）来表示
医学基础知识：心输出量影响因素
医学基础知识：⼼输出量影响因素青海事业单位e类考试中医学基础知识是好每个⼈都要必考的，然⽽医学基础知识中的⼼的结构是⼀个重要知识点。
⼼输出量等于搏出量与⼼率的乘积，因此凡能影响搏出量和⼼率的因素均可影响⼼输出量。
⽽搏出量的多少则取决于⼼室的前负荷、后负荷和⼼肌收缩能⼒等。
(⼀)⼼室收缩的前负荷⼼室舒张末期容积相当于⼼室的前负荷，凡是能影响⼼室舒张期充盈量的因素，都可通过异长⾃⾝调节使搏出量发⽣改变，包括静脉回⼼⾎量和射⾎后⼼室内剩余⾎量⼆者之和。
⼼肌的初长度对⼼肌的收缩⼒量具有重要意义，增加前负荷(初长度)时，⼼肌收缩⼒加强，搏出量增多，每搏功增⼤，这种通过改变⼼肌初长度⽽引起⼼肌收缩⼒改变的调节，称为异常⾃⾝调节。
异常⾃⾝调节的⽣理意义在于对搏出量的微⼩变化进⾏精细的调节，使⼼室射⾎量与静脉回⼼⾎量之间保持平衡，从⽽使⼼室舒张末期容积和压⼒保持在正常范围内。
例如，在体位改变或动脉⾎压突然升⾼时，⼼室的充盈量可发⽣微⼩的变化。
这种变化可⽴即通过异长⾃⾝调节来改变搏出量，使搏出量与回⼼⾎量之间重新达到平衡状态。
(⼆)⼼室收缩的后负荷⼤动脉⾎压是⼼室收缩所遇到的后负荷。
在⼼肌初长度、收缩能⼒和⼼率都不变的情况下，如果⼤动脉⾎压增⾼，等容收缩期室内压的峰值将增⾼，结果使等容收缩期延长⽽射⾎期缩短，射⾎期⼼室肌缩短的程度和速度都减⼩，射⾎速度减慢，搏出量减少;反之，⼤动脉⾎压降低，则有利于⼼室射⾎。
(三)⼼肌收缩能⼒⼼肌收缩⼒是影响⼼脏泵⾎的内在特性，⼼肌收缩⼒增强，在同样的前负荷条件下，⼼脏泵⾎功能增强，这种通过改变⼼肌收缩能⼒的⼼脏泵⾎调节，称为等长调节。
(四)⼼率在⼀定范围内，⼼率加快可使⼼输出量增加。
当⼼率增快但尚未超过⼀定限度时，尽管此时⼼室充盈时间有所缩短，但由于静脉回⼼⾎量⼤部分在快速充盈期内进⼊⼼室，因此⼼室充盈量和搏出量不会明显减少，因⽽⼼率的增加可使每分输出量明显增加。
但是，如果⼼率过快，当超过160～180次/分，将使⼼室舒张期明显缩短，⼼舒期充盈量明显减少，因此搏出量也明显减少，从⽽导致⼼输出量下降。
生理学血液循环(心脏泵血功能)
瓣膜开闭
房 室 瓣 半 月 瓣
心室容积
血流方向
心 等容收缩期 Pa< Pv< PA 室 收 快速射血期 Pa < Pv> PA 缩 期 减慢射血期 Pa < Pv< PA* 心 室 快速充盈期 Pa > Pv< PA 舒 张 减慢充盈期 Pa > Pv< PA 期
房缩期 等容舒张期 Pa < Pv< PA
章血液循环 （bloodcirculation）
概
述
一、血液循环系统的构成 心脏——动力器官 血管——管道，场所 体循环 肺循环 二、血液循环的功能 运输 内分泌 三、本章的主要内容
血液循环系统的构成
第一节 心脏的泵血功能
血液循环的动力装置——心脏
目的要求
1.掌握心动周期及心脏射血与充盈过程； 心输出量及其影响因素。 2.熟悉每搏输出量与每分输出量，射血分 数和心指数以及心力贮备的概念。第一 心音与第二心音的特点及产生原理。
心 室 舒 张 期
关
关
等容舒张期 isovolumic diastole 0.06s
充盈期 filling period 0.44s 快速 充盈期 rapid filling period 减慢 充盈期 reduced filling period
泵 血 过 程
压力变化 时 相
房 内 压 室 内 压 动 脉 压
①充盈压在12~15mmHg时是心室最适前负荷。静息 时为5~6 mmHg，远离最适前负荷，有较大的前负 荷储备。 ②充盈压在15~20 mmHg，曲线平坦说明此范围内充 盈压对泵血影响不大。 ③﹥20mmHg，曲线平坦或轻度下倾，无明显的降支 。
心室功能曲线
模块12-影响心输出量的因素与心功能不全
标。心指数随年龄、运动等生理条件而不同。
L/min·m2 4
安静和空腹情况下的心指数称为静息心指数。
3
可作为不同个体心功能的评定指标。正常成
年 人 的 静 息 心 指 数 约 3.0 ～ 3.5L/
2
（min·m2）。
1
心指数=心输出量/ 体表面积
20 4 0
60 80 100
年龄（岁）
学习内容
说明：心输出量可以作为反映心脏泵血功能的重要指标，但相同的输 出量并不完全等同于相同的工作量或消耗相同的能量。如左右心室 尽管输出量相等，但其做功量和能量消耗显然不同。在不同动脉压 的条件下，心脏射出相同血量所消耗的能量或做功量是不同的。当 动脉压升高时，心脏射出相同的血量，必须加强收缩，做出更大的 功，否则，射出的血量将减少。反之，在动脉压降低时，心脏做同 样的功，可以射出更多的血液。 因此，临床上常用心脏做功量对心脏泵血功能进行更全面的评价。
前负荷、后负荷、心肌收 缩力、心率
三
临床应用举例
以心功能不全为例
学习内容
一、心输出量 1.每搏出量与射血分数 每搏出量：一侧心室每次搏动所射出的血量，简称搏出量。安静时， 正常成年人，搏出量约60～80ml，平均70ml。
学习内容
射血分数：搏出量占心室舒张末期容积的百分比。射血分数也是 评定心功能的重要指标，反映心室泵血的效率。正常成年人在 安静状态下，射血分数为50%～60%。 临床联系 射血分数与心肌的收缩力有关，心肌收缩力越强，每搏输出量 越大，射血分数越大。在心室异常扩大、心室功能减退等心功 能异常情况时，搏出量虽正常，但因心舒末期容积异常上升， 射血分数下降。
学习内容
三、临床应用举例-以心功能不全为例
生理学每章重点概括（知识梳理）
（每章重点的概括，不是很详细，可以快速阅读，查漏补缺~~~）（一）绪论1.生命活动的基本特征:新陈代谢,兴奋性，生殖。
2. 生命活动与环境的关系:对多细胞机体而言，整体所处的环境叫外环境，而构成机体的细胞所处的环境叫内环境。
当机体受到刺激时,机体内部代谢和外部活动，将会发生相应的改变,这种变化称为反应.反应有兴奋和抑制两种形式。
3. 自身调节：心肌细胞的异长自身调节，肾血流量在一定范围内保持恒定的自身调节，小动脉灌注压力增高时血流量并不增高的调节都是自身调节。
考生自己注意总结后面各章节学到自身调节。
4. 神经调节是机体功能调节的主要调节形式,特点是反应速度快、作用持续时间短、作用部位准确。
5. 体液调节的特点是作用缓慢、持续时间长、作用部位广泛。
6. 生理功能的反馈控制：负反馈调节的意义在于维持机体内环境的稳态。
正反馈的意义在于使生理过程不断加强，直至最终完成生理功能，是一种破坏原先的平衡状态的过程。
排便、排尿、射精、分娩、血液凝固、神经细胞产生动作电位时钠通道的开放和钠内流互相促进等生理活动都是正反馈。
考生自己注意总结后面各章节学到的正反馈和负反馈调节。
（二）细胞的基本功能1. 细胞膜的基本结构-液体镶嵌模型.基本内容①基架:液态脂质双分子层;②蛋白质:具有不同生理功能;③寡糖和多链糖.2. 细胞膜的物质转运⑴小分子脂溶性物质可以自由通过脂质双分子层，因此，可以在细胞两侧自由扩散，扩散的方向决定于两侧的浓度，它总是从浓度高一侧向浓度低一侧扩散，这种转运方式称单纯扩散。
正常体液因子中仅有O2、CO2、NH3以这种方式跨膜转运，另外，某些小分子药物可以通过单纯扩散转运。
⑵非脂溶性小分子物质从浓度高向浓度低处转运时不需消耗能量，属于被动转运，但转运依赖细胞膜上特殊结构的"帮助"，因此，可以把易化扩散理解成"帮助扩散"。
什么结构发挥"帮助"作用呢?--细胞膜蛋白，它既可以作为载体将物质从浓度高处"背"向浓度低处，也可以作为通道，它开放时允许物质通过，它关闭时不允许物质通过。
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【生理学】心脏的泵血功能：影响心输出量的因素
一、心室肌的前负荷与心肌异常在身调节
1. 心室肌的前负荷前负荷可使骨骼肌在收缩前处于一定的初长度。
对中空、近似球形的心脏来说，心室肌的初长度取决于心室舒张末期的血液充盈量，换言之，心室舒张末期容积相当于心室的前负荷。
心室舒张末期的心房内的压力反映心室的前负荷。
2. 心肌异长自身调节
（1）心功能曲线与心律：在实验室中逐步改变心室舒张末期压力值，并测量相对应的心室搏出量或每搏功，将每个给定的压力值所获得的相对应的搏出量或每搏功的数据测绘曲线，称为心室功能曲线。
心室功能曲线可分为三阶段：①左心室舒张末期压力在5-15mmHg的范围内为曲线的上升支，随着心室舒张末期压的增大，心室的每搏功也增大。
通常状态下。
左心室舒张末期压仅5-6mmHg，而左心室舒张末期压为12-15Hg是心室最适合前负荷，说明心室有较大的初长度储备。
与骨骼肌相比，体内骨骼肌的自然长度已经接近最适初长度，故初长度储备很小，即通过改变初长度调节骨骼肌收缩功能的范围很小。
②左心室舒张末期压在15-20mmHg的范围内，曲线趋于平坦，说明前负荷在其上限范围变动时对每搏功和心室泵血功能影响不大。
③左心室舒张末期压高于20mmHg，曲线平坦或甚至轻度下倾，但并不出现明显的降支，说明心室前负荷即使超过20mmHg，每搏功仍不变或仅轻度减少。
只有在发生严重病理变化的心室，心功能曲线才出现降支。
从心室功能曲线看，在增加前负荷时，心肌收缩能力加强，搏出量增多，每搏功能增大。
这种通过改变心肌初长度而引起心肌收缩力改变的调节，称为异长自身自信调节。
斯塔林将心室舒张末期容积在一定范围内增大可增强心室收缩力的现象称为心定律。
（2）正常心室肌的抗过度延伸性：初长度对心肌收缩能力影响机制与骨骼肌相似，即不同的初长度可改变心肌细胞肌节中粗、细肌丝的有效重叠程度。
当肌节的初长度为2.00-2.20μm时，粗、细肌丝处
于最佳重叠状态，横桥活化可与形成连接的数目最多，肌节收缩产生张力最大。
此时的初长度即为最适初长度。
在肌节长度达到最适初长度之前，随着前负荷和肌节初长度的增加，粗、细肌丝的有效重叠程度增加，活化时形成的横桥连接的数目增多，因而肌节乃至整个心室的收缩能力增强，搏出量增大。
可见，心室功能曲线是心肌初长度与主动张力间的关系在整个心室功能上的反映。
与骨骼肌不同的是，正常心室肌具有较强抗过度延伸特性，肌节一般不会超过2.25-2.30μm，如果强行将肌节拉伸至2.60μm以上，心肌会断裂。
心脏的可伸展性较小，主要是由于肌节内连接蛋白的存在。
（3）异长自身调节的生理学意义：异长自身调节的主要生理学意义是对搏出量的微小变化进行精细的调节，使心室射血量与静脉回心血量之间保持平衡，从而使心室舒张末期容积和压力保持正常范围内。
3. 影响前负荷的因素
（1）静脉回心血量：多数情况下，静脉回心血量的多少是决定心室前负荷大小的主要因素。
静脉回心血量又受到：
①充盈时间：当心律增快时，心动周期缩短，因而心室充盈时间缩短，心室充盈不完全，静脉回心血量减少；反之，心室充盈时间延长，心室充盈完全，则静脉回心血量增多。
但如果在心室完全充盈后继续延长心室充盈时间，则不能进一步增加静脉回心血量。
②静脉回流速度：在心室充盈时间不变的情况下，静脉回流速度越快，静脉回心血量就越多，反之，则静脉回心血量越少。
在全心室舒张期，静脉回流速度取决于外周静脉压与心房、心室内压之差。
当外周静脉压增高和心房、心室内压降低时，静脉回流速度加快。
③心室舒张功能：心室舒张是一个耗能过程，与收缩期末的心肌细胞内升高的钙离子回降速率有关。
④心室顺应性：心室顺应性是指单位压力变化能够引起的心室容积改变。
当发生心肌纤维或心肌肥厚时，心室顺应性降低，使舒张期特别减慢充盈期和心房收缩期的心室充盈量降低。
这种心室充盈量的降低可通过提高心房压而代偿。
⑤心包腔内压力：当发生心包积液时，心包腔内压力增高，可使心室充盈受到限制，导致静脉回心血量。
（2）射血后心室内的剩余血量：假如静脉回心血量不变，当动脉血压突然升高使搏出量暂时减少，射血后心室内剩余血量增加，也可使心室充盈量增加。
但实际上，射血后心室内剩余血量增加时，舒张末期心室内压也增高，静脉回心血量将会减少，因而心室充盈量并不一定增加。
二、心室收缩的后负荷
大动脉血压是心室收缩时所遇到的后负荷。
在心肌初长度、收缩能力和心率都不变的情况下，如果大动脉血压增高，等容收缩期室内芽的峰值将增高，结果使等容收缩期延长而射血期缩短，射血期心室肌收缩短的程度和速度都减少，射血速度减慢，播出量减少；反之，大动脉血压降低，则有利于心室射血。
在整体条件下，正常人主动脉压在80-170mmHg范围内变动时，心输出量一般并不发生明显的改变。
这是因为除通过上述异长自身调节机制增加心肌初长度外，机体还可通过神经和体液机制以等长的调节的方式改变心肌收缩的能力，使搏出量能适应于后负荷的改变。
这种调节的生理意义在于当大动脉血压在一定范围内改变时心搏出量可维持在接近正常的水平。
当当大动脉血压升高超过一定的范围并长期持续时，心室肌因长期加强收缩活动，心脏做功量增加而心脏效率降低，久之心肌逐渐发生肥厚，最终可能导致泵血功能的减退、如在高血压病引起心脏病时，可先后出现左心室肥厚，扩张以至左心衰竭。
三、心肌收缩能力
前负荷和后负荷是影响心脏泵血的外在因素，而肌肉本身的功能状态也是决定肌肉收缩效果的因素。
心肌不依赖于前负荷和后负荷而能改变其力学活动的内在特性，称为心肌收缩能力。
在完整的心室，心肌收缩能力增强可使心室功能曲线向左上方移位，称为等长调节。
四、心率
正常成年人在安静状态下，心率为60-100次/分，平均为75次/分。
心率受神经和体液因素的调节。
交感神经活动增强时心率增快；
迷走神经活动增强时心率减慢。
循环血液中肾上腺素水平增高时心率加快。
此外，心率还受体温的影响，体温每升高1℃，心率每分钟可增加12-18次。