4血液循环1.ppt

血液循环（血液循环（the blood circulation）定义：定义：血液在循环系统中血液在循环系统中按一定方向按一定方向周而复始周而复始地流动地流动功能：功能：（心、血管）（心、血管）类型：类型：肺循环和体循环肺循环和体循环1.物质运输物质运输2.完成体液调节完成体液调节3.维持内环境的相对稳定维持内环境的相对稳定4.血液防卫功能的实现血液防卫功能的实现第一节第一节 心脏的生物电活动心脏的生物电活动第第二节二节 心脏的泵血功能心脏的泵血功能第三节第三节 血管生理血管生理第四节第四节 心血管活动的调节心血管活动的调节血液循环血液循环心脏的生物电活动心脏的生物电活动一一、心肌细胞的特性心肌细胞的特性和和类型类型二二、心肌细胞的跨膜电位心肌细胞的跨膜电位 及其形成机制及其形成机制三、三、心肌的电生理特性心肌的电生理特性兴奋性兴奋性(excitability)自律性自律性(autorhythmicity)传导性传导性(conductivity)以心肌细胞膜生物电活动为基础以心肌细胞膜生物电活动为基础心肌细胞的生理特性心肌细胞的生理特性 收缩性收缩性(contractivity)心肌细胞的类型心肌细胞的类型类型类型 部位部位普通心肌细胞普通心肌细胞 心房肌细胞心房肌细胞 有有 有有 无无 有有工作细胞工作细胞 心室肌心室肌细胞细胞 非自律细胞非自律细胞兴兴奋奋性性传传导导性性自自律律性性收收缩缩性性特殊心肌细胞特殊心肌细胞（特殊传导系统）特殊传导系统）窦房结细胞窦房结细胞 浦肯野细胞浦肯野细胞 有有 有有 有有 无无结区细胞结区细胞 有有 有有 无无 无无自律细胞自律细胞（组织学、（组织学、生理生理学特性分类）学特性分类）非自律细胞非自律细胞心肌细胞的跨膜电位心肌细胞的跨膜电位及其形成机制及其形成机制q工作细胞的跨膜电位及其形成机制工作细胞的跨膜电位及其形成机制q自律细胞的跨膜电位自律细胞的跨膜电位及其形成机制及其形成机制心室肌细胞静息电位心室肌细胞静息电位（-90mV）心室肌细胞动作电位心室肌细胞动作电位浦肯野细胞浦肯野细胞窦房结细胞窦房结细胞窦房结与浦肯野细胞比较窦房结与浦肯野细胞比较q心肌细胞按电生理学特点分型心肌细胞按电生理学特点分型心脏各部分心肌心脏各部分心肌细胞的跨膜电位细胞的跨膜电位窦房结窦房结心房肌心房肌房室结房室结希氏束希氏束浦氏纤维浦氏纤维心室肌心室肌左束支左束支心肌细胞膜内外几种主要心肌细胞膜内外几种主要离子的浓度及平衡电位值离子的浓度及平衡电位值离子离子浓度（浓度（mmol/L）细胞内液细胞内液 细胞外液细胞外液膜膜内内/外外平衡电位平衡电位（mV）Na+10 145 1：14.5 +70K+140 4 35：1 -94Ca2+10-4 2 1：20000 +132Cl-9 104 1：11.5 -65心室肌细胞静息电位的形成机制心室肌细胞静息电位的形成机制+3.生电性钠泵生电性钠泵2K+3Na+K+（30倍）倍）-1.主要是主要是K+的平衡电位的平衡电位2.少量少量Na+内流内流心室肌细胞跨膜电位心室肌细胞跨膜电位及其及其形成的离子机制形成的离子机制-900mV01234gNagCagK4表表 心室肌细胞的动作电位心室肌细胞的动作电位 0期期 -90 +30 12 快快200400V/s 1期期 +30 0 10 快快(快复初期快复初期)锋电位锋电位 2期期 0 100150 慢慢(平台期平台期)3期期 0 -90 100150 快快(快复末期快复末期)4期期 -90 静息期静息期复复极极过过程程 分期分期 电位变化电位变化 时间时间 特点特点 （mV）（ms）去去极极化化0期（去极）期（去极）1.机制：电压门控式钠通道开放，机制：电压门控式钠通道开放，Na+内流内流2.特点：特点：1）去极达阈电位（）去极达阈电位（-70mV），），正反馈正反馈2）快通道：钠通道激活快（开放时间）快通道：钠通道激活快（开放时间1ms），），失活（去极到失活（去极到0mV）快快3.快反应细胞快反应细胞：以快钠通道为：以快钠通道为0期去极的心肌细胞期去极的心肌细胞4.快反应动作电位快反应动作电位：3）河豚毒（）河豚毒（tetrodotoxin，TTX）不）不敏感敏感阈刺激或阈上刺激阈刺激或阈上刺激去极化达去极化达阈电位（燃点）阈电位（燃点）Na+通道开放通道开放Na+内流内流（+）产生动作电位产生动作电位正反馈正反馈（再生性循环）（再生性循环）点燃点燃Na+通道开放的正反馈过程通道开放的正反馈过程1期（快速复极初期）期（快速复极初期）1.快钠通道失活而关闭快钠通道失活而关闭2.Ito通道开放（一过性外向电流）通道开放（一过性外向电流）（transient outward current）v去极过程（去极过程（-40mV）被激活被激活v开放时间：开放时间：510msv离子成分：离子成分：K+快速外流快速外流2期（平台期）期（平台期）内向电流：内向电流：L型型-钙通道钙通道外向电流外向电流Ik（K+）内向整流内向整流（Ik1 inward rectification）Ik1（静息）对静息）对K+的通透性因膜的通透性因膜的的去极化去极化而而降低降低的现象的现象Ca2+和和Na+膜的去极膜的去极化所激活化所激活 快快Na+通道通道 慢慢Ca2+通道通道 激活失活快，激活失活快，激活失活复活激活失活复活 开放时间短；开放时间短；需时长于钠通道需时长于钠通道阈电位：阈电位：-70mV -40mV阻断剂：阻断剂：Mn2+，维拉帕米，维拉帕米离子：离子：钠钠 钙钙、钠、钠作用：作用：0期除极期除极 2期复极，期复极，窦房结窦房结0期期表：快表：快Na+通道与慢通道与慢Ca2+通道通道特点：特点：（+）3期（快速复极末期）期（快速复极末期）1.L型型Ca2+通道失活关闭通道失活关闭K+外流外流膜内电位愈负膜内电位愈负内向整流愈小内向整流愈小3.特点：正反馈特点：正反馈2.IK通道开放通道开放Ik1恢复恢复4期（静息期，电舒张期）期（静息期，电舒张期）3Na+Ca2+1.作用：恢复细胞内外离子浓度作用：恢复细胞内外离子浓度2.机制：机制：2K+3Na+K+（30倍）倍）Na+Ca2+交换体交换体 Na+-K+泵泵继发性继发性 原发性（生电性）原发性（生电性）Ca2+表表 心室肌细胞动作电位的产生机制心室肌细胞动作电位的产生机制分期分期 机制机制 特点特点0期期 快快Na+通道通道开放开放 Na+内流内流，再生性，再生性Ito通道开放通道开放 K+快速外流快速外流内向整流（内向整流（Ik1）K+外流（外流（IK）慢慢Ca2+通道开放通道开放 Ca2+和和Na+内流内流Ca2+通道失活通道失活 内向电流消失内向电流消失IK通道开放通道开放 K+外流，再生性外流，再生性4期期 钠钠-钾泵，钠钾泵，钠-钙交换钙交换 生电性生电性Na+通道失活通道失活 Na+内流停止内流停止1期期2期期3期期01234-100200-20-40-60-80mV-60-40-200403心室肌细胞与心室肌细胞与窦房结细胞窦房结细胞跨膜电位跨膜电位稳定稳定4期自动去极化期自动去极化最大复极电位最大复极电位快反应电位快反应电位快反应细胞快反应细胞慢反应电位慢反应电位慢反应细胞慢反应细胞-100500-50mV01234快反应自律细胞快反应自律细胞浦浦肯野细胞（肯野细胞（Purkinje cell）的起搏机制的起搏机制If（funny）IK净内向电流净内向电流外向电流外向电流内向电流内向电流浦肯野细胞浦肯野细胞4期自动去极化的机制期自动去极化的机制1.Ik通道逐渐失活（电位依赖性，通道逐渐失活（电位依赖性，弱弱）v激活：激活：0期去极化开放，期去极化开放，2期逐渐增强期逐渐增强v失活：失活：3期期-60mV开始关闭，最大复极开始关闭，最大复极电位完全关闭电位完全关闭2.If（funny）通道开放（强）通道开放（强）vNa+流（内向电流）流（内向电流）v阻断剂：铯（阻断剂：铯（Cs）v激活：激活：3期复极到期复极到-60mV开始开放，至开始开放，至-100mV时完全激活开放（时完全激活开放（超极化超极化）v失活：去极到失活：去极到-50mV关闭关闭窦房结窦房结4期自动去极化的机制期自动去极化的机制1.Ik通道逐渐失活（时间依从性关闭）通道逐渐失活（时间依从性关闭）K+外流进行性衰减外流进行性衰减2.If通道开放（弱，通道开放（弱，-100mV）3.ICa-T 的激活和钙内流的激活和钙内流阈电位：阈电位：-50mV -40mV阻断剂：阻断剂：Ni2+Mn2+作用：作用：4期期 0期，期，2期期ICa-T ICa-L（transient long-lasting）窦房结细胞动作电位的特点和产生机制窦房结细胞动作电位的特点和产生机制分期分期 0 3 4特特点点0期期去极幅度小去极幅度小（70mV）去极速度慢去极速度慢（10V/s）无无1期和期和平台期平台期 不稳定不稳定最大复极电位最大复极电位 （-70mV）自动去极到自动去极到阈电阈电位（位（-40mV）产生产生机制机制慢钙通道开放慢钙通道开放钙内流钙内流钙通道失活钙通道失活钾通道激活钾通道激活钾外流钾外流K K+外流递减外流递减Na+内流增强内流增强Ica-T慢反应自律细胞，慢反应自律细胞，慢反应动作电位慢反应动作电位自动去极速自动去极速度快度快(0.1V/s)去极时程长（去极时程长（7ms）窦房结细胞的动作电位及其离子机制窦房结细胞的动作电位及其离子机制ICa-L0期期 3期期 4期期Ca2+Na+Ca2+K+IfIk激活激活Ik去激活去激活Ica-T0mV-65mV100ms快反应快反应自律细胞自律细胞 慢反应慢反应自律细胞自律细胞0期期除极：除极：快钠快钠通道通道 慢钙慢钙通道通道4期期自动去极化：自动去极化：If开放开放 Ik通道衰减通道衰减K+Na+Ca2+K+Na+自律性：低（自律性：低（0.02V/s）高（高（0.1V/s）Purkinje细胞细胞 窦房结细胞窦房结细胞 0404快反应（非自律快反应（非自律 自律）自律）慢反应（自律慢反应（自律 非自律）非自律）部位：部位：房室肌房室肌 Purkinje 窦房结窦房结 结区结区 0123401234034034阈电位：阈电位：-70mV -40mV 0期期：快钠通道快钠通道 慢钙通道慢钙通道4期期：稳定稳定 自自 动动 去去 极极 化化 稳定稳定 心肌细胞按电生理学特点分型心肌细胞按电生理学特点分型自律性：自律性：低（低（If）高（高（Ik衰减）衰减）1期（期（Ito）2期（钙内流、钾外流）期（钙内流、钾外流）无无3期：期：钙通道失活，钾外流钙通道失活，钾外流2)引起引起0期去极化的钠通道性状期去极化的钠通道性状兴奋性兴奋性1.定义：刺激定义：刺激 反应的能力反应的能力2.衡量指标：阈强度或阈值（衡量指标：阈强度或阈值（V）兴奋性兴奋性=1/阈强度阈强度3.影响因素：影响因素：1)特点：特点：有效不应期特别长有效不应期特别长1)静息电位与阈电位之间的差距静息电位与阈电位之间的差距4.兴奋性的周期性变化兴奋性的周期性变化2)意义：不发生强直收缩意义：不发生强直收缩5.兴奋性的周期性变化与收缩活动的关系兴奋性的周期性变化与收缩活动的关系3)证据：证据：期前收缩与代偿性间歇期前收缩与代偿性间歇迷走神经兴奋迷走神经兴奋血血K+血血Ca2+TP上移上移TPRP水平水平 TP水平水平正常正常兴奋性兴奋性 正常正常RP下移下移RP和和TP对兴奋性的影响示意图对兴奋性的影响示意图AIAIAI静息静息（RP）激活（激活（TP）失活（去极化），不能打开失活（去极化），不能打开复活复活图图 示钠通道的三种状态示钠通道的三种状态Na+Activation gate Inactivation gate表表 钠通道的三种状态钠通道的三种状态静息静息 激活激活 失活失活性质性质 电压依从性和时间依从性电压依从性和时间依从性膜电位膜电位 RP -70mV 去极化去极化A门门 关关 开开 开开I 门门 开开 开开 关关通道通道 关关 开开 关关时间时间 1ms 10ms特点特点 可打开可打开 不能打开不能打开复活复活意义：有兴奋性的前提意义：有兴奋性的前提表表 一次兴奋过程中兴奋性的周期性变化一次兴奋过程中兴奋性的周期性变化分期分期有效不应期有效不应期 相对不应期相对不应期 超常期超常期电位电位变化变化 去极去极0期到期到复极复极-55mV -60 -80 -80 -90对刺激对刺激的反应的反应强大刺激强大刺激均不反应均不反应阈上阈上刺激刺激阈下阈下刺激刺激兴奋性兴奋性 零零机制机制RP与与TP差距差距钠通道钠通道失活失活大部分大部分复活复活基本复活基本复活正常正常“自动自动”频率频率抢先占领抢先占领(-)1)特点：频率依赖性特点：频率依赖性差别愈大，压抑效应愈强；驱动差别愈大，压抑效应愈强；驱动中断后，停搏时间愈长中断后，停搏时间愈长2)意义：防止异位搏动的发生意义：防止异位搏动的发生3)机制：生电性钠泵，使细胞膜超极化机制：生电性钠泵，使细胞膜超极化4)临床应用：人工起搏器临床应用：人工起搏器阈电位阈电位时间（时间（S）0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7时间（时间（S）0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8-800-20-40-60膜膜电电位位(mV)膜膜电电位位(mV)-800-20-40-60阈电位阈电位影响自律性的因素影响自律性的因素P85去极化速度去极化速度最大复极电位最大复极电位心肌的传导性心肌的传导性2.机制：机制：局部电流局部电流3.衡量传导性高低的指标：衡量传导性高低的指标：4.心内兴奋传布的途径和特点心内兴奋传布的途径和特点5.影响心肌传导性的因素影响心肌传导性的因素速度（米速度（米/秒）秒）缝隙连接缝隙连接，闰盘（功能性的合胞体），闰盘（功能性的合胞体）1.定义：定义：传导兴奋的能力传导兴奋的能力图图 兴奋在心内的传导途径兴奋在心内的传导途径+50mV0mV-60mV-+传播方向传播方向距离距离心肌的局部电流传导机制示意图心肌的局部电流传导机制示意图心肌细胞间的缝隙连接示意图心肌细胞间的缝隙连接示意图心内兴奋传布的途径和特点心内兴奋传布的途径和特点窦房结窦房结左、右心房左、右心房1.01.2m/s（0.4m/s）同时收缩同时收缩优势传导通路优势传导通路房室交界房室交界（0.02m/s）房室束房室束左、右束支左、右束支Purkinje（4m/s）左、右心室左、右心室（1m/s）(d=34um)(d=70um)同时收缩同时收缩房房-室延搁（室延搁（0.1秒）秒）心房肌心房肌特点：特点：有序传导有序传导；不等速传导不等速传导左右活动同步左右活动同步房室活动协调房室活动协调影响传导影响传导性的因素性的因素0 期去极化的速度和幅度期去极化的速度和幅度细胞直径；细胞间缝隙连接数量细胞直径；细胞间缝隙连接数量邻近部位细胞膜的兴奋性邻近部位细胞膜的兴奋性兴奋从窦房结开始传导到心脏各处所需的时间兴奋从窦房结开始传导到心脏各处所需的时间表表 心肌的生理特性心肌的生理特性 兴奋性兴奋性 自律性自律性 传导性传导性 收缩性收缩性定义：刺激定义：刺激 反应反应 自动兴奋自动兴奋 传导兴奋传导兴奋 机械机械 衡量指标：阈值衡量指标：阈值 频率频率 速度速度 特特点点有效不应期有效不应期长，机械反长，机械反应的收缩期应的收缩期和舒张早期和舒张早期意意义义无强直收缩无强直收缩有利于心脏有利于心脏泵血泵血有等级有等级差别差别窦房结正窦房结正常起搏点常起搏点有序传导有序传导不等速不等速左右心同步左右心同步房室动作协房室动作协调调全或无全或无式收缩式收缩对细胞对细胞外钙依外钙依赖性大赖性大功能性功能性合胞体合胞体无强直无强直Ca2+Ca2+Ca2+Ca2+Ca2+Ca2+钙钙触发钙释放触发钙释放 构象变化触发钙释放构象变化触发钙释放1.肌质网贮肌质网贮Ca2+量少量少2.AP平台期平台期Ca2+内流内流3.兴奋兴奋-收缩脱耦联收缩脱耦联心肌心肌 骨骼肌骨骼肌心脏的泵血功能心脏的泵血功能一、一、心动周期心动周期二、二、心脏泵血过程心脏泵血过程三、三、心音的产生心音的产生四、四、心泵功能的评定心泵功能的评定六六、影响心输出量影响心输出量 的因素的因素五五、心泵功能的贮备心泵功能的贮备定义：心房或心室的一次收缩和一次舒张。定义：心房或心室的一次收缩和一次舒张。左右心活动同步左右心活动同步特特点点心动周期与心动周期与心率心率有关有关心缩期心缩期心舒期心舒期全心舒张期全心舒张期心率心率 心动周期心动周期 心动周期心动周期（cardiac cycle）心舒期心舒期心率：每分钟心跳的次数心率：每分钟心跳的次数（60100次次/分）分）表表4-1 心率增快对心舒期的影响心率增快对心舒期的影响心心 率率 心动周期心动周期 心缩期心缩期 心舒期心舒期（次（次/分）分）秒秒 秒秒 秒秒 75 0.8 0.3 0.5 150 0.4 0.25 0.15200 0.3 0.16 0.14时间时间（S）0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8心房心房心室心室房室瓣房室瓣开开开开关关半月瓣半月瓣开开关关关关 IV I II III心音心音舒舒舒舒舒舒心动周期中心房和心室活动的顺序与时间关系示意图心动周期中心房和心室活动的顺序与时间关系示意图缩缩缩缩全心全心舒张期舒张期心脏泵血过程心脏泵血过程q心脏泵血心脏泵血过程过程（左心为例左心为例）q心脏泵血的特点心脏泵血的特点1.血液在心脏内的单方向流动是怎样实现的？血液在心脏内的单方向流动是怎样实现的？2.动脉内压力高，心脏怎样将血射入动脉？动脉内压力高，心脏怎样将血射入动脉？3.压力很低的静脉血，怎样返回心脏？压力很低的静脉血，怎样返回心脏？减慢射血期减慢射血期心室收缩期心室收缩期减慢充盈期减慢充盈期图图 心室收缩和舒张时心瓣膜、血流方向的变化心室收缩和舒张时心瓣膜、血流方向的变化心房收缩期心房收缩期等容收缩期等容收缩期快速射血期快速射血期等容舒张期等容舒张期快速充盈期快速充盈期心室舒张期心室舒张期心房收缩期心房收缩期犬犬心动周期各时相中心动周期各时相中左心内压力左心内压力、容积和、容积和瓣膜瓣膜等的变化等的变化等容收缩期等容收缩期 房房室室动动 关关 关关 0.05 快速射血期快速射血期 房房动动 关关 开开 (2/3)0.10减慢射血期减慢射血期 房房室室动动 关关 开开 0.15 等容舒张期等容舒张期 房房室室室室室室室室动动 开开 关关 1030%0.10心室心室分分 期期压力梯度压力梯度 二二尖尖瓣瓣半半月月瓣瓣容积容积血流血流方向方向动脉动脉心心室室收收缩缩心心室室舒舒张张心房心房心室心室时间时间(秒秒)原动力原动力 直接动力直接动力心动周期心脏内压力、容积和瓣膜等的变化心动周期心脏内压力、容积和瓣膜等的变化7期期 三种三种 三种三种 三种三种 三种三种心动周期中心室内压和心室容积的关系心动周期中心室内压和心室容积的关系心脏泵血的特点心脏泵血的特点1.直接动力（压力差）直接动力（压力差）2.瓣膜的配合，保证血液单方向流动瓣膜的配合，保证血液单方向流动3.以心室活动为主，心房只起辅助作用以心室活动为主，心房只起辅助作用4.左右心活动基本相同左右心活动基本相同原动力（心室的舒缩）原动力（心室的舒缩）肺动脉压肺动脉压（24mmHg）主动脉压主动脉压（130mmHg）180次次/分分舒张期舒张期心室充盈时间心室充盈时间2.40次次/分分心舒期过长，心室充盈接近限度心舒期过长，心室充盈接近限度3.影响心率的因素：影响心率的因素：1）交感神经和迷走神经）交感神经和迷走神经2）体液因素：）体液因素：E；NE；T43）体温）体温 1 心率心率 1218次次/分分心输出量心输出量（搏出量（搏出量 心率）心率）心肌收缩力心肌收缩力心心肌肌收收缩缩能能力力等长等长调节调节心室舒张末期容积心室舒张末期容积静脉回心血量静脉回心血量静静脉脉回回流流速速度度（前负荷前负荷 初长度初长度）异长调节异长调节动动脉脉血血压压残余残余血量血量射血期射血期心泵功能调节的示意图心泵功能调节的示意图（后后负负荷荷）心心室室舒舒张张时时间间