心脏的功能-.ppt

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ms,离子基础,:K,+,外流,动作电位离子基础,1.,心室肌细胞动作电位,2,期复极,(,平台期,),膜电位变化：,0mV,持续时间：,100-150 ms,离子基础,:Ca,2+,内流,(I,Ca-L,),K,+,外流,(I,K,I,k1,),2,期是心室肌细胞一次兴奋后有效不应期长的主要原因,动作电位离子基础,1.,心室肌细胞动作电位,泵,1.,心室肌细胞动作电位,动作电位离子基础,3,期复极,膜电位变化：,0 -90mV,持续时间：,100-150 ms,离子基础,:K,+,外流,(I,k1,I,K,),4,期,(,恢复期),幅值,:-90mV,离子活动,:,排出,Na,+,和,Ca,2+,摄入,K,+,Na,+,-K,+,泵,Na,+,-Ca,2+,交换，,Ca,2+,泵,泵,1.,心室肌细胞动作电位,动作电位离子基础,心房肌细胞动作电位形态机制同心室肌细胞。,由于膜对钾的通透性较心室肌大，,动作电位历时较短，为,150200mv,1.,心室肌细胞动作电位,心室肌细胞,离子基础,小结,AP,1.,心室肌细胞动作电位,一、心肌细胞的跨膜电位,动作电位特点,（,1,）最大复极电位,-90mV,（,2,）,3,期复极末转向,4,期自动去极,4,期自动去极离子基础,（,1,）,K,+,外流,(I,k,),逐渐衰减,2,）,Na,+,内流,(I,f,),逐渐增强,2.,浦肯野细胞的动作电位,自律细胞的特征：,3,期末复极化到最大值,;,4,期可以自动产生去极化。,一、心肌细胞的跨膜电位,快慢反应细胞的定义：根据,0,期去极化速度的快慢划分,一、心肌细胞的跨膜电位,动作电位特点,（,1,）最大复极电位小,(-70mV),阈电位小,(-40mV),（,2,）,0,期去极幅度低,(70mV),速度慢,(10V/s),时程长,(7ms),（,3,）无明显的,1,、,2,期,（,4,）,4,期自动去极速度快,(0.1V/s),3.,窦房结细胞的动作电位,0,期去极,:,Ca,2+,内流,(I,Ca-L,),3.窦房结细胞的动作电位,3,期,：慢钙通道（,Ica-L,型）渐失活,+,激活钾通道（,IK,）,3.,窦房结细胞的动作电位,4,期自动去极,：,K,+,外流,(I,k,),逐渐减少,Ca,2+,缓慢内流,(I,Ca-T,),Na,+,内流,(I,f,),进行性增加,3.,窦房结细胞的动作电位,一、心肌细胞的跨膜电位,房室交界的房结区和结希区细胞的动作电位形成机制和窦房结,P,细胞的相似；,但,4,期去极速度较窦房结慢；,结区细胞无,4,期自动去极的能力；,0,期去极由,Ca,2+,内流引起，,3,期复极和,4,期电位均由,K,+,外流所致,一、心肌细胞的跨膜电位,1,、,P,波,2,、,QRS,波群,3,、,T,波,4,、,PR,间期,5,、,ST,段,6,、,QT,间期,二、心电图,名 称 时间（,S,）幅度（,mV),意 义,P,波,0.08,0.11 0.05,0.25,两心房去极化,Q,波,R,波,0.06,0.10 0.5,2.0,两心室去极化,S,波,T,波,0.05,0.25 0.1,0.8,两心室复极化过程,P-R,间期,0.12,0.20,兴奋：心房心室的时间,S-T,段,0.05,0.15,心室肌的,AP,处于平台期,Q-T,间期 ,0.4,心室去极化,+,复极化的时间,二、心电图,心肌动作电位与心电图的关系,P,波：,心房肌的,AP,QRS,：,心室肌,AP的,0,期,S-T,段：,心室肌,AP,的,2,期,T,波：,心室肌,AP,的复极化过程，因先后不一，故,T,波较宽。,心肌动作电位与心电图的关系,兴奋性,(excitability),自律性,(autorhythmicity),传导性,(conductivity),电生理特性,收缩性,(contractivity),机械特性,三、心脏的生理学特性,窦房结：,位于右心房和上腔静脉连接处，主要含有,P,细胞和过渡细胞。,P,细胞是自律细 胞，位于窦房结中心部分；过渡细胞位于周边部分，不具有自律性，,其作用是将,P,细胞自动产生的兴奋向外传播到心房肌。,心房传导束,（,interatrial tract,）含,浦肯野细胞,，又分结间束（解剖上尚未获证明）和房间束。,三条结间束将窦房结产生的兴奋传导到房室交界。房间束将兴奋由右心房传至左心房。,房室交界：,又称为,房室结区,，是心房与心室之间的特殊传导组织，,是心房兴奋传入心室的通道。,由起搏细胞和移行细胞组成。,房室交界主要包括以下三个功能区域：,房结区：,位于心房和结区之间，具有传导性和自律性。,结区：,相当于光学显微镜所见的,房室结,，具有传导性，无自律性。,结希区：,位于结区和希氏束之间，具有传导性和自律性。,房室束,（,又称希氏束,）及其分支：房室束走行于室间隔内，在室间隔膜部开始分为左右两支，右束支较细，沿途分支少，分布于右心室，左束支呈带状，分支多，分布于左心室，房室束主要含,浦肯野细胞,。,浦肯野纤维网：,是左右束支的最后分支，由于分支很多，形成网状，密布于左右心室的心内膜下，并垂直向心外膜侧伸延，再与普通心室肌细胞相连接。房室束及末梢浦肯野纤维网的作用，,是将心房传来的兴奋迅速传播到整个心室。,心脏特殊传导系统的组成和分布,（一）自律性,心脏在脱离神经和体液因素以及其他外来刺激的条件下，组织细胞能够自动地发生节律性兴奋的能力称为自动节律性，简称自律性。,自律性的高低可用发生兴奋的频率反映,三、心脏的生理学特性,1,心脏的起搏点（,pacemaker),：,自律性：窦房结,房室交界,房室束,普肯野纤维,100 50 40 30,心脏搏动受自律性最高的心肌细胞支配,*,正常起搏点（,normal pacemaker),（窦性心律,:sinus rhythm,）,*潜在起搏点,(latent pacemaker),和异位起搏点,(ectopic pacemaker),（,异位心律,）,窦房结对潜在起搏点的控制方式,心肌生理特性,抢先占领,超速抑制,2,影响心肌自律性的因素：,（,1,）,4,期自动去极速率,主要因素,（,2,）最大复极电位和阈电位水平,（一）自律性,周期变化 对应位置,Na+,通道 新,AP,产生 刺激,绝对不应期,0,期复极相,-55mV,完全失活 不能产生 任何刺激,局部反应期 复极,-55mV,-60mV,少量备用 不能产生 足够强,St,局部电位,相对不应期 复极,-60mV,-80mV,部分备用 能产生 阈上刺激,超 常 期 复极,-80mV,-90mV,几乎全部处 能产生 阈下刺激,于备用状态,三、心脏的生理学特性,（二）兴奋性,1.,心室肌细胞兴奋性的周期性变化,有效不应期,兴奋性、传导性、,幅度等较正常小,ERP,R,R,P,S,N,P,A,B,心室肌细胞兴奋性的周期性变化,-,局部反应期,心室肌细胞兴奋性的周期性变化,-,相对不应期,心室肌细胞兴奋性的周期性变化,-,超 常 期,（二）兴奋性,2.,影响心肌兴奋性的因素：,静息电位,(RP),与阈电位,(TP),水平,RP,电位绝对值和,(,或,),阈电位水平下移两者差距减小需刺激阈值兴奋性,RP,电位绝对值和,(,或,),阈电位水平上移两者差距增大需刺激阈值兴奋性,Na,+,通道的性状,Na,+,：,备用（,resting,）、激活,(activation),、失活,(inactivation),。,完全备用,失 活,刚复活 ,渐复活,基本备用,产生,AP,绝对不应期,局部反应期,相对不应期,超常期,兴奋性正常,兴奋性无,兴奋性低,兴奋性高,ERP,R,R,P,S,N,P,A,B,（二）兴奋性,3.,兴奋性周期性变化的意义：,不会产生强直收缩,心肌的有效不应期特别长,相当于整个收缩期加舒张早期任何刺激落 在此期内，心肌都不会发生兴奋反应。,但在离体蛙心灌流实验中，当,Ca,2+,o,过高时钙僵（,Ca,2+,利于收缩不利 于舒张，出现持续收缩状态）。,期前收缩,额外刺激,代偿间歇,（,2,）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，在窦节 律收缩之前产生的收缩。,代偿间歇,：,一次期前收缩之后所出现的一段较长的舒张期称为代偿性间歇。,期前收缩,代偿性间歇,3.,兴奋性周期性变化的意义：,3.,兴奋性周期性变化的意义：,期前收缩与代偿间歇,（三）传导性,1.,兴奋传导的途径：,三、心脏的生理学特性,窦 房 结,结间束,右心房,（优势传导通路）,房室交界,房间束房室束,左心房,左、右束支,浦肯野纤维,心室肌,sinoatrial(SA)node,atrioventricular(AV)node&atria,atrioventricular(AV)bundle(bundle of His),right and left bundle branches,Purkinje fibers,ventricles(starting at apex),（三）传导性,2.,兴奋传导特点,(1),心肌细胞间直接电传递,(,缝隙连接,),-,功能合胞体,(functional syncytium),浦氏纤维,(2,4m/s),束支,(2m/s),结间束,(1,1.2 m/s),心室肌,(1m/s),心房肌,(0.4m/s),结区,(0.02m/s),传导时间,心房内,-,房室交界,-,心室内,(0.06s)(0.1s)(0.06s),（三）传导性,2.,兴奋传导特点,(2),传导速度存在差异,房室延搁,（三）传导性,3.,影响心肌传导性的因素兴奋,（,1,）细胞的直径,直径粗大胞内电阻小传导速度快,直径细小胞内电阻大传导速度慢,（,2,）动作电位,0,期除极速度和幅度,与局部电流点形成速度与强度有关,0,期除极速度和幅度传导速度,3.,影响心肌传导性的因素兴奋,（,3,）邻近未兴奋部位的兴奋性,A.,兴奋部位传来的局部电流刺激可能：,（,0,期慢、小）减慢处于相对不应期 部分失活状态,处于绝对不应期 失活状态 阻滞,邻近部位膜兴奋性,Na,+,通道状态 传导性,B.,静息电位或最大复极电位与阈电位水平,RP,电位或最大复极电位负值减小和,(,或,),阈电位水平下移,两者差距减小,0,期去极的速快传导快,（四）收缩性,1.,心肌收缩的特点,（,1,）同步性收缩,（,2,）不发生强直收缩,（,3,）对外源性钙离子依赖性大,（,4,）绞拧作用,2.,影响心肌收缩性的因素,（,1,）血浆中的,Ca,2+,浓度,（,2,）神经和体液因素,交感神经和儿茶酚胺类递质的作用,迷走神经和乙酰胆碱的作用,三、心脏的生理学特性,ERP,R,R,P,S,N,P,A,B,主动脉,肺动脉,肺静脉,左心房,左心室,上腔静脉,肺静脉,右心房,右心室,下腔静脉,动脉瓣,房室瓣,四、心脏的射血功能,四、心脏的射血功能,身体上部的毛细血管,肺部的毛,细血管,肺静脉,肺动脉,左心房,左心室,腹腔内器,官的毛细,血管,身体下部的毛细血管,下腔静脉,右心室,右心房,上腔静脉,主动脉,体循环,肺循环,主动脉,各级动脉,全身毛细血管,各级静脉,上下腔静脉,右心房,左心室,右心室,肺动脉,肺部毛细血管,肺静脉,左心房,血液循环途径：,（一）心动周期,（,Cardiac cycle),心房或心室每收缩和,舒张一次所需时间。,1.,概 念,四、心脏的射血功能,2.,心动周期的时间分配与意义：,心率（,R,）：每分钟心脏搏动的次数。,正常成人安静状态下心率为,60-100,次,/,分，平均为,75,次,/min,。,心动周期,1/R,，,如心率为,75,次,/,分,则心动周期,=,=,0.8,秒,/,次。,心动周期,分为收缩期（,Systole,）和舒张期（,diastole,）。,60,秒,75,（一）心动周期,3.,心动周期的特点：,全心舒张期,心房和心室不同步收缩,舒张时间大于收缩时间,心率快慢主要影响舒张期,心率 心室缩期 心室舒期,0.35,1.15,1.5,0.8,150 0.4,0.30,0.50,0.25,0.15,周期,心动,（一）心动周期,1),等容收缩期,时程：,0.05,秒,a,心室容积不变；,b,室内压急剧升高,房内压,室内压,A,压；,c,d,房室瓣关闭，动脉瓣关闭；,无血液流动。,（二）心脏的射血过程及机制,特点：,室内压上升的速率,最快，,期末,动脉压,最低；,2),快速射血期,时程：,0.1,秒,（二）心脏的射血过程及机制,a,心室容积减小；,b,房内压,A,压；,c,d,房室瓣关闭，动脉瓣开放；,血液快速射入动脉,特点：,期末,室内压、动脉压达,最高,3),减慢射血期,时程：,0.15,秒,（二）心脏的射血过程及机制,a,心室容积减小；,b,房内压,室内压 ,A,压；,c,d,房室瓣关闭，动脉瓣开放；,血液缓慢射入动脉,特点：期末,室内容积达,最小,4),等容舒张期,时程：,0.06,秒,（二）心脏的射血过程及机制,a,心室容积不变；,b,室内压急剧下降,房内压,室内压,室内压,室内压,室内压,A,压；,c,d,房室瓣开放，动脉瓣关闭；,血液快速射入心室。,（三）心房泵血过程,1.,心房收缩期,（,atrial systole,）,时程：,0.1,秒,减慢充盈期,心室肌状态,心房肌收缩,动 力,心房心室,血流方向,初级泵作用,作 用,房室瓣开，动脉瓣关,瓣 膜,占心室充盈的,25,2.,心房舒张期,前,0.3,秒,时程：,0.7,秒,收缩期,心室肌状态,静脉压力,动 力,静脉心房,血流方向,静脉回流，心房充盈,作 用,房室瓣关，动脉瓣开,瓣 膜,时程：,0.7,秒,后,0.4,秒,舒张,心室肌状态,心室肌的舒张,动 力,静脉心房、心室,血流方向,心室充盈,作 用,房室瓣开，动脉瓣关,瓣 膜,2.,心房舒张期,心室 瓣膜活动 血流,容积 房室瓣 半月瓣 量和速度,等容收缩期,不变 房,室,A,压 关闭 关闭 无,0.05s,快速射血期,快缩 房,A,压 关闭 开放 大,(70%),、快,0.1s,减慢射血期,慢缩 房,室,A,压 关闭 开放 小,(30%),、慢,0.15s,等容舒张期,不变 房,室,室,室,室,A,压 开放 关闭 小,(1030%),、慢,0.1 s,心室收缩期,心室舒张期,分期,压力梯度,（二）心脏的射血过程及机制,心脏实现泵血功能的两个因素,#,规律的收缩和舒张建立了心腔与动、脉 静之间的,压力梯度,.,#,瓣膜控制血流方向和密闭，,各瓣膜的开闭是被动的，,由心室内压的变化所决定,左右心室射血量相同，但是右心室内压只有左侧的,1/41/6,（三）心音,1.,心音,:,在一个心动周期中，由于心肌的收缩和舒张、瓣膜,开放和关闭、血液对心血管壁的冲击等因素引起的,机械振动，通过组织传递到胸壁所能听到的声音。,2.,心音图,:,若用换能器将之转变成电信号，记录下来的曲线叫心音,图,(Phonocardiogram),。,3.,正常心音分型,房室瓣关闭；,室内血液冲击房室瓣；,心室射出血液撞击动脉壁,动脉瓣关闭；,血流冲击大动脉根部及心室内壁；,第一心音,音调低沉、时间较长,第二心音,音调高清、时间较短,第三心音,音调低浊、持续短,血液速度减慢，快速充盈期末,心室壁和瓣膜产生振动,第四心音,音调低沉、持续较长 血液注入心室引起振动,心房收缩,特 点 产 生 标 记 意 义,收缩期开始,舒张期开始,（三）心音,心室收缩力与,房室瓣功能状态,主,A,和肺,A,压，,动脉瓣功能状态,部分健康青年,部分老年和,心舒末期压力,4.,心音识别的临床意义,1.,检查心率和心律,3.,检查心肌收缩力,2.,检查心瓣膜功能,（三）心音,（一）心脏的输出量（,cardiac output),1.,每搏输出量与射血分数,每搏输出量（搏出量）,:,一侧心室每次收缩射出的血量,=,心室舒张末期容积,-,心室收缩末期容积,(125-55=70ml),射血分数,:,搏出量占心室充盈血量的百分比,搏出量,/,心室舒张末期容积,（,55-65%,）,意义,：,心舒张末期容积与心缩力有关（因与心肌初长度呈正相关）。,心缩每搏输出量,射血分数,心室扩大、心功能下降（每搏输出量可不变）心舒张末期容积,射血分数,（四）心脏射血功能的评价,2.,每分心输出量与心指数,（每分）心输出量：,每分钟一侧心室排出的血量,=,搏出量,心率,男性：,5-6 L/min,变 异,：随机体代谢和活动情况而变化（运动情绪激动）；,女子较相同体重男子的心输出量约低,10,。,心指数,(cardiac index):,单位体表面积的心排出量,心输出量,/,体表面积,静息心指数：,空腹和安静状态下的心指数。,中等身材成年人：,3.0-3.5 L/min/m,2,变 异,：,10,岁心指数最大（,4L/min.m,2,以上）；以后随年龄增长而渐降,到,80,岁时接近,2L/min.m,2,。,意 义,：评定不同个体心功能。,（四）心脏射血功能的评价,（二）心脏作功量,因心脏收缩不仅射出一定量的血液，而且使这部分血液具有较高的压强能和较快的流速。,在动脉血压不同的个体，心脏要射出等量的血液，动脉血压高者的心脏就必须加强收缩。,搏出功,(Stroke work):,心室收缩射血一次所做的功,=,搏出量,(L)(,平均动脉压,-,平均左房压,),每分功（,Minute work,）,=,搏出功,心率,(J/min),右心室作功量只有左心室的,1/6,。,（四）心脏射血功能的评价,概念,:,心输出量随机体代谢需要而提高的能力,。,1,，搏出量的储备：,（,1,）,收缩期储备：直接增加心缩力来增大心输出量,即,55 15-20ml (35-40ml),（,2,）舒张期储备：增加舒张末期血量来增大心输出量,即,125 140ml (15ml),2,，心率储备：,通过增加心率来增大心输出量,75,次,/,分,160-180,次,/,分钟,（四）心脏射血功能的评价,（三）心脏泵功能储备,(cardiac reserve),心输出量,=,搏出量,心率,1.,搏出量,(1),前负荷，,即心舒末期充盈的血量,a.,静脉回心血量,在一定范围内，外周静脉压和心室压间的压力差和心室,舒张期延长静脉回心量,心室舒末期充盈量,心肌,初长度 心肌收缩力 搏出量,b.,射血后剩余血量,（五）影响心输出量的因素,(2),后负荷，即大动脉血压,大动脉血压,后负荷,射血阻力,等容收缩期延长,射血时间,搏出量,。,搏出量,心室内剩余血量 舒张末期容积 前负,荷 搏出量恢复正常。,生理情况下，动脉压，神经体液调节心肌收缩力,维持搏出量；,动脉压过高，心输出量明显减少。,(3),心肌收缩力,横桥联结数,(,活化横桥数,),；,肌球蛋白横桥,ATP,酶活性；,神经体液因素能增加心肌收缩能力；,（五）影响心输出量的因素,心输出量,=,搏出量,心率,2.,心率,40,150,次,/,分,:,心率,+,心肌收缩力,每分心输出量,180,次,/,分,心动周期缩短（尤其心舒期）充盈量每搏出,量每分心输出量。,40,次,/,分,心动周期延长（尤其心舒期）充盈量达极限而心率,太慢每分心输出量。,注：,每搏输出量在恒定的条件下,心率是调节心输出量的主要因素。,心率和心缩力是影响心输出量的主要因素。,（五）影响心输出量的因素,课后复习题,1.,试述心肌工作细胞动作电位的分期及其离子机制。,2.,试述快、慢反应自律细胞动作电位的分期及其离子机制。,3.,心肌细胞有哪些电生理特性，以及影响它们的因素？,4.,心电图主要有哪三个波形，它们各代表心脏活动的什么期,5,心肌收缩的特点是哪些？,6,心脏泵血过程中心室压力、容积如何变化？,8,评价心功能的指标有哪些？,9,前负荷是如何影响心脏泵血功能的？,10,心率过快和过慢均不利心脏泵血，为什么？,Thank You!,