循环：心脏生理(下)
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动物生理学第五章 血液循环
１期：
快Na+通道失活 + 激活Ito通道 K+外流 快速复极化 （1期）
１期
按任意键显示动画２
Ｋ＋ Ｎａ＋
Ito 通道： 70 年代认为 Ito 的离子成分为 Cl- ， 现在认为Ito 可被 K+通道阻断剂(四乙基胺、 4-氨基吡啶)阻断，Ito的离子成分为K+
２期：
0期去极达-40mV时 已激活慢Ca2+通道 + 激活IK 通道 Ca2+缓慢内流与K+外 流处于平衡状态 缓慢复极化 （2期=平台期）
心 力 衰 竭：当心力贮备用尽而仍不足以适应需要时。
七、心脏的生物电现象及生理特性 1. 心肌细胞的生物电现象
１．１ 心肌细胞的类型及特征
根据各类心肌细胞 AP 的 0 期去极化速率和 4 期有 无自动去极化,将心肌分为 ① 快反应自律细胞： 0 期去极速率快， 4 期有 自动去极化 ② 快反应非自律细胞： 0 期去极速率快， 4 期无 自动去极化 ③ 慢反应自律细胞： 0期去极速率慢, 4期有自 动去极化 ④ 慢反应非自律细胞： 0 期去极速率慢 , 其 4 期无 自动去极化
左心室(动脉血) 主动脉和各级动脉分支 全身各器官的毛细血管 右心房
小、中静脉(静脉血)
上、下腔静脉(大静脉)
肺循环(小循环)
血液往返于心和肺之间的途径。其功能是完成气体交换。
右心室(静脉血) 肺动脉及肺内各级分支 肺静脉 肺泡周围的毛细血管网 左心房
肺内各级肺静脉属支(动脉血)
第一节 心脏生理
１．２ 非自律性细胞（心室肌细胞）跨膜电位及形成机制
心 室 肌 的 ＲＰ 和 ＡＰ
1.2.1 心室肌细胞RP和AP的形成机制
血液循环(循环系统的结构、心脏生理、血管生理、心血管系统的调节)
3、兴奋性
心肌细胞兴奋性的周期性变化：
A绝对不应期(0~-55mv)和 有效不应期(0~-60mv)
B相对不应期(-60~-80mv)
C超常期
4、收缩性
特点：
A依赖Ca2+ B受细胞外液Ca2+影响较大 C功能合胞体，服从“全或无”定律 D不发生强直收缩 E在一定范围内收缩力随前负荷的增加而增大
（心房肌与心室肌没有自律性）
正常起博点和异位起博点 形成原理—舒张期自动除极 窦房结细胞的自律性
2、传导性
A原理：局部电流学说
B特点：功能合胞体
C各组织的传导速度： 心房内传导：结间束、房间束 1.7m/s 房室交界传导： 0.1s延搁 （房室延搁） 心室内传导：浦肯野纤维 4m/s
心房肌 1m/s
2、支配血管的传出神经
A交感缩血管神经（NE，与α1受体结合导致血管收缩；与β2受体结合导致血管
舒张。不同组织交感神经纤维分布的密度是不同的，皮肤最密，冠状血管和脑较少。 因此，交感缩血管神经对脑的影响最小，对皮肤的影响最大；同一器官中，动脉中缩 血管纤维的密度高于静脉，微动脉中密度最高，但是毛细血管前括约肌中分布很少， 结果是引起器官血流阻力增大，血流量减少，毛细血管前、后阻力的比例增大，毛细 血管平均压降低，有利于组织液回流，容量血管收缩，静脉回流量增加。）
B交感舒血管神经（交感胆碱能[ACh]神经纤维，对应的是M 受体，支配的脏
器有骨骼肌、心脏、肺、肾和子宫，平时没有紧张性活动，应激时发挥作用。）
C副交感舒血管神经（ACh，M受体，血管舒张，因只支配脑、肝、生殖器等
器官，对整体血液循环的外周阻力影响很小。）
3、心血管中枢
心血管中枢位于延髓，包括心 血管运动区和心血管抑制区。 延髓心血管中枢接受来自外周 压力感受器发来的信息，来调 节心血管活动以保持稳态。
生理学-第四章 血液循环
第四章 血液循环
目录页
第一节 心脏生理
（二）心脏的泵血过程
在心脏的泵血活动中，心 室起主要作用。左右心室的活 动几乎同步，其射血和充盈过 程极为相似，射血量也几乎相 等。
第四章 血液循环
目录页
第一节 心脏生理
第四章 血液循环
目录页
1.左心室收缩与射血过程
（1）等容收缩期:心室在心房收缩结束后开始收缩，此时，室内压迅速升高，在室内压超过房内压时，心室 内血液推动房室瓣使其关闭，防止血液倒流人心房。但在心室内压力未超过主动脉压之前，动脉瓣仍处于关闭 状态，心室暂时成为一个封闭的腔。因此，从房室瓣关闭到主动脉瓣开放的这段时间，心室容积不变，故称为 等容收缩期(period ofisovolumic contractiΒιβλιοθήκη n)。等容收缩期历时约0.05s。
（2）快速射血期:随着心室肌的持续收缩，心室内压持续上 升，一旦心室内压超过主动脉压，心室的血液将主动脉瓣冲开， 心室内的血液迅速射入主动脉，心室容积随之缩小，但由于心室 肌强烈收缩，室内压可继续上升达最高值。此期血液射入动脉速 度快、血量多，故称快速射血期(period of rapid ejection)， 此期射血量约占搏出量的2/3，快速射血期历时约0.1s。
第四章 血液循环
目录页
第一节 心脏生理
第四章 血液循环
目录页
（三）心力储备
心输出量随人体代谢需要而增加的能力称为心力储备(cardiac reserve)。正常成年人安静时心输 出量约为5 L/min。剧烈运动时可提高5-v7倍，达到25-v35 L/min，说明健康人的心脏泵血功能具有相 当大的储备。心力储备的大小主要取决于搏出量和心率能够提高的程度。
心脏循环生理学
why？心肌能抵抗被过度延伸的特性，肌小节初长度一般不超过2.25~2.30μm
（二） 后负荷（ Afterload）
指在肌肉开始收缩时才遇到的负荷或阻力。 它不增加肌肉的初长度，但能阻碍收缩时肌肉的缩短。 衡量心室后负荷的指标
动脉压 射血期心室壁的张力
Lapalace定律
① 血压增大，心输出量减少
① 在一定范围内随着充盈压的增大， SV 增高， 12～15 mmHg达到最适前负荷 ② 超出12～ 15 mmHg ，随充盈压增加， SV不再相应增大
异长自身调节（Heterometric autoregulation）
通过心肌细胞本身初长度的改变而引起心肌收缩强度的变化。
机制： 粗细肌丝的有效重叠状态
3. 射血分数 （ Ejection fraction，EF）
心室舒张末容积125ml 搏出量 70ml
EF=56%
心室舒张末容积 180ml 搏出量 70ml
EF=39%
每搏量与心室舒张末期容积的百分比
EF=SV/EDV × 100% 55%-65%
心脏做功的效率（ cardiac efficiency）
心脏泵血功能的评价 Evaluation of heart pumping
1.每搏输出量和每分输出量
每搏输出量（ Stroke volume， SV）（搏出量） 一侧心室一次收缩所射出的血液量 70 ml
SV = 收缩前心室容积 — 收缩后心室容积 = 舒张末期容积— 收缩末期容积
(end-diastolic volume, EDV ) (end-systolic volume, ESV）
意义： 对持续、剧烈的循环变化有强大的调节作用 是神经-体液调节的基础
（二） 后负荷（ Afterload）
指在肌肉开始收缩时才遇到的负荷或阻力。 它不增加肌肉的初长度，但能阻碍收缩时肌肉的缩短。 衡量心室后负荷的指标
动脉压 射血期心室壁的张力
Lapalace定律
① 血压增大，心输出量减少
① 在一定范围内随着充盈压的增大， SV 增高， 12～15 mmHg达到最适前负荷 ② 超出12～ 15 mmHg ，随充盈压增加， SV不再相应增大
异长自身调节（Heterometric autoregulation）
通过心肌细胞本身初长度的改变而引起心肌收缩强度的变化。
机制： 粗细肌丝的有效重叠状态
3. 射血分数 （ Ejection fraction，EF）
心室舒张末容积125ml 搏出量 70ml
EF=56%
心室舒张末容积 180ml 搏出量 70ml
EF=39%
每搏量与心室舒张末期容积的百分比
EF=SV/EDV × 100% 55%-65%
心脏做功的效率（ cardiac efficiency）
心脏泵血功能的评价 Evaluation of heart pumping
1.每搏输出量和每分输出量
每搏输出量（ Stroke volume， SV）（搏出量） 一侧心室一次收缩所射出的血液量 70 ml
SV = 收缩前心室容积 — 收缩后心室容积 = 舒张末期容积— 收缩末期容积
(end-diastolic volume, EDV ) (end-systolic volume, ESV）
意义： 对持续、剧烈的循环变化有强大的调节作用 是神经-体液调节的基础
(完整版)心脏生理
（三）心音
1.概念：心动周期 中，心脏瓣膜关闭 和血液撞击心室壁 等因素引起的机械 振动所产生的声音。
第一、第二心音比较
第一心音
第二心音
房室瓣关闭，血流冲 动脉瓣关闭，血流冲击
成因 击动脉壁和心室壁引 大动脉根部及心室壁引
起振动
起振动
意义 标志心室开始收缩 标志心室开始舒张
听诊 部位
左锁骨中线第五肋间， 心尖搏动处
室内压略＜动脉压 （射血由血液动能和惯性引起） 射血速度减慢，射血量占总射血量1/3
2.心室舒张期
（1）等容舒张期 0.07s
心室舒张,室内压迅速↓ 室内压＜动脉压 动脉瓣关闭
室内压＞房内压 房室瓣关闭
心室容积不变
（2）快速充盈期 0.11s 心室舒张，室内压降至最低值 室内压＜房内压 房室瓣开放
血液被快速抽吸入心室，心室容积↑ 回流速度快，充盈量占充盈总量2/3
（3）减慢充盈期 0.22s 心室充盈量增加，血液回流入心室速度下降
快速充盈期和减慢充盈期处于全心舒 张期，是心室充盈的主要时期，充盈量占 心室充盈总量的3/4。
（4）心房收缩期 0.1s
心房收缩，房内压↑
心房内剩余血液被挤入心室 心室充盈量进一步增加
AP 机械收缩
4.期前收缩与代偿间歇
期前收缩：心脏受到窦性 节律之外的刺激，产生的 收缩在窦性节律收缩之前。 代偿间歇：一次期前收缩 后出现一段较长的舒张期。
期前收缩和代偿性间歇实验
（二）自律性
⒈概念：组织细胞在没有外来因素作用下， 自动地发生节律性兴奋的特性。 4期自动去极化是自律性的基础。
2.心脏的正常起搏点 窦房结细胞自律性最高，100次/min，房
室交界50次/min，普肯野纤维25次/min。 窦性心律：由窦房结控制的心搏节律。
生理学循环系统
生理学循环系统
循环系统组成
动脉 心
血
管
系
心脏
统
毛细血管
静脉
组织液
淋
巴
淋巴导管
毛细淋巴管
管
系
统
淋巴管
2
心脏——动力器官 动脉——输送血液远离心脏的血管 毛细血管——物质交换的场所 静脉——输送血液回心的血管
3
一.心 脏 (Heart)
4
一、心壁的结构
心内膜 心肌膜 心外膜
1、心内膜( endocardium ) （1）内皮 （2）内皮下层：CT 内层： CT 及少量平滑肌 外层（ 心内膜下层）：疏松CT， 含普肯耶纤维。
➢ 外膜：LCT ，和外膜交界处有明显的
外弹性膜
TM
中动脉功能：肌性动脉，调节分配到身体各部位以 及各器官的血流量。 TA
17
（二）大动脉的管壁结构与功能
18
大动脉（弹性动脉） 结构：
1、内膜：较厚 （1）内皮：单扁上皮 （2）内皮下层：
LCT较中动脉多厚 （3）内弹性膜：不明显
19
2、中膜： （1）中膜最厚； （2）由40-70层弹性膜构成，并由弹性纤维相连； （3）弹性膜间有环形平滑肌、少量胶原纤维。
内膜 中膜 外膜
13
（一）中动脉的管壁结构与功能： 1、内膜（Tunica intima）
薄 （1）内皮：单扁上皮 （2）内皮下层：LCT少 （3）内弹性膜：明显 切面上呈粉红色波浪状
血管内皮表面扫描14
2、中膜（Tunica media）——肌性动脉 • 厚，由10-40层环形平滑肌构成，含少量弹性纤维和胶原纤
功 能： • 调节器官和组织的局部血流量 • 产生外周阻力，维持血压
循环系统组成
动脉 心
血
管
系
心脏
统
毛细血管
静脉
组织液
淋
巴
淋巴导管
毛细淋巴管
管
系
统
淋巴管
2
心脏——动力器官 动脉——输送血液远离心脏的血管 毛细血管——物质交换的场所 静脉——输送血液回心的血管
3
一.心 脏 (Heart)
4
一、心壁的结构
心内膜 心肌膜 心外膜
1、心内膜( endocardium ) （1）内皮 （2）内皮下层：CT 内层： CT 及少量平滑肌 外层（ 心内膜下层）：疏松CT， 含普肯耶纤维。
➢ 外膜：LCT ，和外膜交界处有明显的
外弹性膜
TM
中动脉功能：肌性动脉，调节分配到身体各部位以 及各器官的血流量。 TA
17
（二）大动脉的管壁结构与功能
18
大动脉（弹性动脉） 结构：
1、内膜：较厚 （1）内皮：单扁上皮 （2）内皮下层：
LCT较中动脉多厚 （3）内弹性膜：不明显
19
2、中膜： （1）中膜最厚； （2）由40-70层弹性膜构成，并由弹性纤维相连； （3）弹性膜间有环形平滑肌、少量胶原纤维。
内膜 中膜 外膜
13
（一）中动脉的管壁结构与功能： 1、内膜（Tunica intima）
薄 （1）内皮：单扁上皮 （2）内皮下层：LCT少 （3）内弹性膜：明显 切面上呈粉红色波浪状
血管内皮表面扫描14
2、中膜（Tunica media）——肌性动脉 • 厚，由10-40层环形平滑肌构成，含少量弹性纤维和胶原纤
功 能： • 调节器官和组织的局部血流量 • 产生外周阻力，维持血压
循环系统的解剖结构和生理功能
循环系统的解剖结构和生理功能心脏、大血管及其分支直至交织如网的毛细血管，构成循环的管道系统。
毛细血管网遍布全身各器官和组织中，血液将各种营养物质、酶和激素等物质供给组织，又将代谢产物运走，从而保证机体正常的新陈代谢，维持生命活动。
一、心脏（一）心脏结构心脏位于循环系统的中心，由肌肉组织构成的空腔器官。
心脏有4个腔：左心房、左心室，右心房及右心室。
正常情况下，房间隔和室间隔把左、右心房和左、右心室隔开。
在心房与心室之间有瓣膜，左心房与左心室间有二尖瓣；右心房与右心室间有三尖瓣。
血液循环系统的组成除了心脏外，还包括动脉、毛细血管和静脉。
人体的血液循环系统是一个密闭的结构，人的心脏与大血管相连，右心房与体静脉相连，在右心室与肺动脉连接处有肺动脉瓣。
左心房与肺静脉相连,而左心室连于主动脉的部位有主动脉瓣。
随着心脏有节奏地收缩和舒张，各瓣膜相应开放和关闭，使血液不停地循环流动，保证人体进行充分的物质交换，并维持生命的活力。
心脏壁可分3层，内层为心内膜，由内皮细胞和薄层结缔组织构成；中层为肌层，心室肌层远较心房肌层厚，而左心室的肌层最厚；外层为心外膜，即心包的脏层，紧贴于心脏表面，与心包壁层之间形成一个间隙称为心包腔，腔内含有少量浆液，在心脏收缩和舒张时能起润滑作用。
(一)心脏的传导系统由特殊分化的心肌细胞组成，具有自律性、兴奋性和传导性，包括窦房结、结间束、房室结、房室束及其左右束支和普肯耶纤维网。
窦房结位于上腔静脉与右心房交接处外侧面，是正常心脏的起搏点，控制心脏跳动的节律和频率。
窦房结发放的冲动沿结间束传至房室结，经短暂延迟后沿房室束及其左、右束支和普肯耶纤维传至心室肌，引起心室肌收缩。
传导系统任何部位的自律性和传导性发生异常改变或存在异常传导组织时，均可发生各种心律失常。
(三)心脏的血液供应来自左、右冠状动脉，灌注主要在心室舒张期。
左冠状动脉始自主动脉左后窦，分前降支和回旋支。
前降支分布在左、右心室前壁的一部分和室间隔的前2/3部位，闭塞可导致左心室前壁及部分室间隔心肌梗死，右冠状动脉始自主动脉前壁，其主干延伸为后降支，与左冠状动脉的前降支吻合。
[生理学]循环(心脏)
![[生理学]循环(心脏)](https://img.taocdn.com/s3/m/b6fe1114a6c30c2259019ef2.png)
（2）机
制：
K+的向外扩散(K+的平衡电位)。由Ik1通道介导（内向 整流钾通道）。 另外，还有少量（背景）Na+内流、生电性钠泵作用。
2.动作电位（Action Potentials)
心室肌细胞AP组成：
2个过程：去极化和复极化
5个时期： 0期、1期、2期、3期、4期
（1）去极化过程（0期） 1）过程：在适宜的外来刺激作用下，细胞兴奋，膜内电位 迅速上升，形成陡峭的AP上升支( -90mv～+30mv) 特点：持续时间极短（1-2ms),但去极化幅度（120mv)和 速度(200-400V/s)很大。 2）机制：大量、快速的Na+内流引起 （Na+平衡电位）。具体说来：
CO＝SV×HR，而SV则取决于前负荷、后负荷和心肌 收缩力等。
（一）前负荷:相当于=心舒末期压力（或容量）
前负荷效应：前负荷↑→心肌初长度↑→肌缩力↑→ 搏出量↑。
1. 心室功能曲线：心室舒张末期压力改变与相应搏出量或 搏功之间的关系曲线（又叫Frank - Starling 曲线）。
这种：通过改变心肌初长度而引起心肌收缩力改变的 调节叫异长自身调节。
舒张期贮备量：15ml(∵不能无限扩张) ∧ 收缩期贮备量：35～40ml(射血分数↑)
（静息收缩55-最大缩15～20）
第二节 心脏的生物电活动和生理特性
Bioelectrical Activities and Properties of Cardiac Cells
Main Contents of the Section 一、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制 二、心肌的电生理特性 三、体表心电图
活化横桥数目（比例）和肌球蛋白头部 ATP酶活性是其中的 主要环节。
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2.浦肯野细胞
特点:
快反应自律细胞 0、1、2、3期同心室肌细胞 4期自动去极化
形成机制:
外向电流Ik逐渐↓： K+外流渐↓(次)； 内向电流If逐渐↑： Na+内流渐↑（主）；
广东医学院生理学教研室 Depart. Of Physi. GDMC
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二、心肌的生理特性 兴奋性(excitability) 自律性(autorhythmicity) 传导性(conductivity) 收缩性(contractility)
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（一）兴奋性(excitability)
细胞在受到刺激时产生兴奋的能力,其高 低用刺激阈值表示。
一、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制
（一）工作细胞的跨膜电位及其形成机制
1. 静息电位（RP）：-90mV。 形成机制：同骨骼肌细胞。 2. 动作电位（AP）
分0期、1期、2期、3期、4期共五个时期。
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心肌细胞的动作电位和兴奋性
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0、3、4期 低
慢
0期去极速度
0期机制
Ca2+内流 -70mv
Mn2+、异搏定
RP 通道阻断剂
-90mv 河豚毒
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（2）复极化过程(3期)
钾通道（IK）激活 K+外流↑ 复极化达到最大复极电位
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（1）去极化(depolarization)过程（0期）
特点: -90mV→+30mV，历时1～2ms 形成机制: 电压门控Na+通道开放→ Na+内流
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快反应细胞（fast response cell） 由快Na+通道开放，引起快速0期去极 化的心肌细胞 心房肌、心室、浦肯野细胞 快反应动作电位 （fast response action potential）
② 2期（平台期）
特点:
停留0电位附近,历时100～150ms 形成机制: Ca2+内流 K+外流 平衡
Ca2+内流逐渐↓
K+外流逐渐↑
缓慢复极化
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③ 3期（快速复极末期）
特点: 0mV→-90mV，历时100～150ms 形成机制: 慢Ca2+通道失活 IK通道通透性↑ Ca2+内流(-) K+外流↑↑
慢反应细胞（slow respone cell）
由慢Ca2+通道开放引起缓慢去极化的 心肌细胞
窦房结细胞、房室交界区细胞 慢反应动作电位
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快、慢反应心肌细胞AP的特征比较
快反应AP 波形 电位幅度 慢反应AP
0、1、2、3、4期
高 快 Na+内流
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心肌细胞的类型
工作细胞： 心房肌、 心室肌 自律细胞： 窦房结细胞、浦肯野细胞 收缩性 工作细胞 （+） 自律细胞 （-） 兴奋性 传导性 （ +） （ +） （ +） （ +） 自律性 （ -） （ +）
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（2）复极化过程(repolarization)
① 1期（快速复极初期）：
特点: 30mV→0mV,历时10ms 形成机制: 快Na+通道失活 Ito通道激活 K+外流
K+一过性外流
快速复极化
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第一节（下）心肌细胞的生理电现象、 心肌的生理特性和体表心电图
几个世纪以来，生理学家一直认为心脏是泵血的 装置，近些年来，生理学家认识到心脏除有泵血功能 外，还有内分泌功能：心钠素、抗心率失常肽、内源 性洋地黄素等。 心脏的主要功能是泵血，70岁一生泵血160000m3。 心脏不断地有秩序的、协调的收缩与舒张，是实现泵 血功能的必要条件，而心脏的这种功能是依赖于心肌 细胞的生理特性：兴奋性、传导性、收缩性、自律性 和电生理特性。
1.兴奋性的周期性变化
有效不应期 相对不应期 超常期
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有效不应期（effective refractory period,ERP） 绝对不应期（ARP） 兴奋性为0 局部反应期(LRP) 局部去极化反应 有效不应期内不能产生动作电位
（二）自律细胞的跨膜电位及其形成机制
特点： 最大复极电位 4期自动去极化
1.窦房结细胞
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（1）去极化过程（0期）
当4期自动去极化达到阈电位 激活慢钙通道（Ica-L型） Ca2+内流 0期去极化
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（3）4期自动去极化机制：
外向电流Ik逐渐↓： K+外流渐↓(主)； 内向电流If逐渐↑：Na+内流渐↑； 内向电流ICa-T： Ca2+经T-型Ca2+通道内流 Ik——在3期末起作用（主要）；
If——在4期初起作用生理学教研室 Depart. Of Physi. GDMC
从0期到3期结束为动作电位的时程。
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(3) 4期（静息期）
恢复膜两侧的离子分布： Na+-K+泵：出3Na+,入2K+→膜超极化 Na+-Ca2+交换：3Na+入,1Ca2+出→膜去极化
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