生物學(xué)課件：第四章 血液循環(huán)1

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1、第四章第四章 血液循環(huán)血液循環(huán)The Circulatory System循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)系統(tǒng)的概念概念 由心血管和淋巴組成的系統(tǒng)由心血管和淋巴組成的系統(tǒng)心血管系統(tǒng)的心血管系統(tǒng)的組成組成Cardiovascular system血液循環(huán)的血液循環(huán)的概念概念 血液在循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)周而復(fù)始血液在循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)周而復(fù)始朝一個(gè)方向流動(dòng)朝一個(gè)方向流動(dòng)血液循環(huán)血液循環(huán)的的功能功能n物質(zhì)運(yùn)輸物質(zhì)運(yùn)輸n內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)n防御機(jī)能防御機(jī)能n內(nèi)分泌功能內(nèi)分泌功能本章的主要內(nèi)容本章的主要內(nèi)容心臟的泵血功能心臟的泵血功能心臟的生物電現(xiàn)象心臟的生物電現(xiàn)象血管的機(jī)能血管的機(jī)能心臟血管活動(dòng)的調(diào)節(jié)心臟血管活動(dòng)的調(diào)節(jié)重要器官的血液循

2、環(huán)特征重要器官的血液循環(huán)特征 心臟的泵血功能心臟的泵血功能 The pump function of heart概述概述心臟解剖結(jié)構(gòu)和組成心臟解剖結(jié)構(gòu)和組成 心房心房- atrium 心室心室- ventricle 瓣膜瓣膜- valve 閏盤閏盤- gap junction心肌細(xì)胞收縮的特點(diǎn)心肌細(xì)胞收縮的特點(diǎn) 心肌終末池不發(fā)達(dá)、容積小、儲心肌終末池不發(fā)達(dá)、容積小、儲CaCa+少少 細(xì)胞外的細(xì)胞外的CaCa+參與了心肌收縮過程參與了心肌收縮過程(CICR)(CICR) 與動(dòng)作電位與動(dòng)作電位2 2期期有關(guān)有關(guān)(plateau phase)(plateau phase) 功能合胞體功能合胞體(fu

3、nctional syncytium)(functional syncytium) 不發(fā)生強(qiáng)直收縮不發(fā)生強(qiáng)直收縮(no tetanus)(no tetanus) 心肌細(xì)胞粗肌絲上存在連接蛋白，保證肌節(jié)不心肌細(xì)胞粗肌絲上存在連接蛋白，保證肌節(jié)不易被過度拉長易被過度拉長一、心動(dòng)周期（一、心動(dòng)周期（cardiac cyclecardiac cycle）心動(dòng)周期心動(dòng)周期：心臟的一次：心臟的一次收縮和舒張收縮和舒張所構(gòu)成所構(gòu)成的一次的一次機(jī)械機(jī)械活動(dòng)周期活動(dòng)周期 按按7575次次/min/min，計(jì)算心動(dòng)周期為，計(jì)算心動(dòng)周期為0.8s0.8s心動(dòng)周期次序心動(dòng)周期次序各期所占時(shí)間各期所占時(shí)間Diastol

4、eSystole二、心臟泵血過程二、心臟泵血過程（一）心房的初級泵血功能（一）心房的初級泵血功能 心室舒張充盈的最后時(shí)期心室舒張充盈的最后時(shí)期 final phase of ventricular filling final phase of ventricular filling 占每個(gè)心動(dòng)周期總回心血量的占每個(gè)心動(dòng)周期總回心血量的25%25%壓力變化壓力變化體積變化體積變化血液流動(dòng)方向血液流動(dòng)方向瓣膜開關(guān)瓣膜開關(guān)（二）心室的射血和充盈過程（二）心室的射血和充盈過程1. 1. 心室收縮期心室收縮期（1 1）等容等容收縮期（收縮期（period of period of isovolumiso

5、volumi ic c contraction contraction）0.05s0.05s房室瓣房室瓣（形成第一心音）（形成第一心音）和半月瓣和半月瓣關(guān)閉關(guān)閉 all valves are closed all valves are closed心室肌強(qiáng)烈收縮（心室肌強(qiáng)烈收縮（長度不變長度不變), ),使室內(nèi)壓急劇升使室內(nèi)壓急劇升高（高（壓力壓力） P Pa aPPv vPPA AImportance: enable the ventricular pressure to rise from 0 to the level of aortic pressure (after-load)（2 2

6、）快速快速射血期（射血期（period of rapidperiod of rapid ejectionejection）0.11s0.11s 室內(nèi)壓超過主動(dòng)脈壓時(shí)，室內(nèi)壓超過主動(dòng)脈壓時(shí)，半半月瓣月瓣被推開（被推開（P Pa aPPPA A） 血液迅速射入動(dòng)脈內(nèi)，心室血液迅速射入動(dòng)脈內(nèi)，心室容積迅速容積迅速縮小縮小，血流速度很，血流速度很快快 室內(nèi)壓持續(xù)升高直至室內(nèi)壓持續(xù)升高直至最高值最高值 射入動(dòng)脈的血量占射入動(dòng)脈的血量占7070Ventricular pressure reaches maxium（3 3）減慢減慢射血期（射血期（period of slowperiod of slow e

7、jectionejection）0.15s0.15s室內(nèi)壓開始室內(nèi)壓開始減小減小，心室肌收縮力，心室肌收縮力減弱，射血速度減慢減弱，射血速度減慢心室內(nèi)壓低于主動(dòng)脈壓心室內(nèi)壓低于主動(dòng)脈壓, ,心室內(nèi)心室內(nèi)血液繼續(xù)射入主動(dòng)脈血液繼續(xù)射入主動(dòng)脈（P Pa aPPv vPPA A） 射血的動(dòng)能在主動(dòng)脈內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)閴簭?qiáng)能射血的動(dòng)能在主動(dòng)脈內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)閴簭?qiáng)能射入動(dòng)脈的血量占射入動(dòng)脈的血量占30302. 2.心室舒張期心室舒張期心室肌心室肌舒張舒張，半月瓣關(guān)閉，半月瓣關(guān)閉( (形形成第二心音成第二心音) )，房室瓣尚未開，房室瓣尚未開啟，心室又成為啟，心室又成為封閉腔封閉腔心室肌舒張使室內(nèi)壓迅速心室肌舒張使室內(nèi)壓迅

8、速下降下降而心室容積而心室容積不變（不變（P Pa aPPv vPPPv vPPVPA（最大）心房心室房室瓣開半月瓣關(guān)使心室充盈增多（1/4）等容收縮期等容收縮期PaPVPA不變無房室瓣關(guān)半月瓣關(guān)壓力急劇上升，為射血做準(zhǔn)備；后負(fù)荷增大，此期延長快速射血期快速射血期PaPA心室動(dòng)脈房室瓣關(guān)半月瓣開主要射血期（70%）減慢射血期減慢射血期PaPVPA(最?。┬氖覄?dòng)脈房室瓣關(guān)半月瓣開30%等容舒張期等容舒張期PaPVPVPVPA心房心室房室瓣開半月瓣關(guān)1/12三、心音的產(chǎn)生三、心音的產(chǎn)生1. 1. 心音的概念心音的概念 心音是用聽診器在胸心音是用聽診器在胸壁的一定部位所能聽到壁的一定部位所能聽到的由

9、心臟瓣膜關(guān)閉和血的由心臟瓣膜關(guān)閉和血液撞擊心室壁所產(chǎn)生聲液撞擊心室壁所產(chǎn)生聲音音2. 2. 心音的分類及聽診區(qū)心音的分類及聽診區(qū)第一心音：第一心音： 房室瓣房室瓣關(guān)閉引起關(guān)閉引起 心室收縮開始的標(biāo)志心室收縮開始的標(biāo)志 特點(diǎn)：音調(diào)特點(diǎn)：音調(diào)低低，持續(xù)時(shí)間，持續(xù)時(shí)間長長 聽診區(qū)：左鎖骨中線第聽診區(qū)：左鎖骨中線第五五肋間肋間 第二心音：第二心音： 動(dòng)脈瓣動(dòng)脈瓣關(guān)閉引起關(guān)閉引起 心室舒張開始的標(biāo)志心室舒張開始的標(biāo)志 特點(diǎn)：音調(diào)特點(diǎn)：音調(diào)高高，持續(xù)時(shí)間，持續(xù)時(shí)間短短 聽診區(qū)：胸骨旁第聽診區(qū)：胸骨旁第二二肋間肋間2. 2. 心音的分類及聽診區(qū)心音的分類及聽診區(qū)第三心音：第三心音： 心室心室快速充盈期末快速

10、充盈期末 血流充盈減慢，流速突然改變血流充盈減慢，流速突然改變第四心音：第四心音： 心房收縮心房收縮 血液進(jìn)一步充盈心室，也稱心房音血液進(jìn)一步充盈心室，也稱心房音 四、心泵功能的評價(jià)四、心泵功能的評價(jià)搏出量搏出量(stroke volume(stroke volume，SVSV) 70ml) 70ml 一側(cè)一側(cè)心室心室一次一次波動(dòng)所射出的血液量波動(dòng)所射出的血液量 blood volume ejected by one ventricle on each beatblood volume ejected by one ventricle on each beat舒張末期容量舒張末期容量(end-

11、diastolic volume) 145ml(end-diastolic volume) 145ml收縮末期容量收縮末期容量(end-systolic volume) 75ml(end-systolic volume) 75ml SV = EDV - ESV SV = EDV - ESV 射血分?jǐn)?shù)射血分?jǐn)?shù)(ejection fraction) 45-65%(ejection fraction) 45-65% 博出量占心舒末期容積百分比博出量占心舒末期容積百分比 the fraction of the EDV that is ejected in one stroke volumethe fr

12、action of the EDV that is ejected in one stroke volume（一）搏出量和射血分?jǐn)?shù)（一）搏出量和射血分?jǐn)?shù)1. 1. 心輸出量心輸出量 (cardiac output, (cardiac output, COCO) ) 概念：每分鐘一側(cè)心室輸出的血量概念：每分鐘一側(cè)心室輸出的血量 the total volume of blood ejected per minthe total volume of blood ejected per min 計(jì)算：計(jì)算：SVSVHRHR70 70 75755 56L/min6L/min 影響因素：運(yùn)動(dòng)、情緒、懷孕

13、和性別影響因素：運(yùn)動(dòng)、情緒、懷孕和性別（二）心輸出量與心指數(shù)（二）心輸出量與心指數(shù)2. 2. 心指數(shù)心指數(shù) (cardiac index)(cardiac index) 概念：概念： 單位體表面積的心輸出量單位體表面積的心輸出量 計(jì)算：計(jì)算： 心輸出量心輸出量 體表面積體表面積 3.03.03.53.5L/ (min mL/ (min m2 2) ) 影響因素：影響因素： 與年齡有關(guān)與年齡有關(guān) 1010歲最大，可達(dá)歲最大，可達(dá)4L/ (min m4L/ (min m2 2）；）； 8080歲時(shí)降低到歲時(shí)降低到2L/ (min m2L/ (min m2 2）（三）心臟的做功量（三）心臟的做功量1

14、. 1. 每搏功每搏功 (stroke work)(stroke work) 概念：心室一次收縮射血所做的外功概念：心室一次收縮射血所做的外功 計(jì)算：計(jì)算： 每搏功每搏功 = = 壓力壓力- -容積功容積功 + + 血液動(dòng)能血液動(dòng)能 壓力壓力- -容積功容積功 = SV = SV P P Cardiac outputHeart rateStroke volumePreloadAfterloadMyocardial contractility五、影響心輸出量的因素五、影響心輸出量的因素1. 1.心臟泵功能自身調(diào)節(jié)心臟泵功能自身調(diào)節(jié)(preload)(preload) Frank-Starling

15、Frank-Starling定律定律2. 2.后負(fù)荷對搏出量的調(diào)節(jié)后負(fù)荷對搏出量的調(diào)節(jié)(afterload)(afterload)3. 3.心肌收縮力的改變心肌收縮力的改變(contractility)(contractility)（一）搏出量的調(diào)節(jié)（一）搏出量的調(diào)節(jié)(stroke volume)(stroke volume)（二）心率（二）心率(heart rate)(heart rate)（一）搏出量的調(diào)節(jié)（一）搏出量的調(diào)節(jié)1. 1.心臟泵功能心臟泵功能自身自身調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)1 1）前負(fù)荷與初長度）前負(fù)荷與初長度(preload & initial length)(preload & initi

16、al length) 前負(fù)荷前負(fù)荷 = = 心室舒張末期的容積心室舒張末期的容積(EDV)(EDV) 通常用通常用心室舒張末期壓力心室舒張末期壓力來反映前負(fù)荷，來反映前負(fù)荷， 約為約為5 56mmHg6mmHg異長自身調(diào)節(jié)異長自身調(diào)節(jié)(heterometric autoregulation)(heterometric autoregulation)： 通過心肌細(xì)胞本身初長度的改變而引起心肌通過心肌細(xì)胞本身初長度的改變而引起心肌收縮強(qiáng)度變化的調(diào)節(jié)收縮強(qiáng)度變化的調(diào)節(jié)2 2）心功能曲線與骨骼肌收縮曲線的比較）心功能曲線與骨骼肌收縮曲線的比較-35 Lopt -35初長度初長度403020100 10

17、 20 30左室舒張末壓左室舒張末壓(mmH2O)左室搏功左室搏功(g m)最大收縮百分比最大收縮百分比200100abc安靜：安靜：5-6 mmHg5-6 mmHg最適前負(fù)荷：最適前負(fù)荷：12-15 mmHg12-15 mmHgFrank-StarlingFrank-Starling定律定律18951895年，年，German - FrankGerman - Frank，frog heart preparationfrog heart preparation19141914年，年，British - StarlingBritish - Starling，dog heart-lung prep

18、arationdog heart-lung preparation12-15 mmHg12-15 mmHg：為最適前負(fù)荷，：為最適前負(fù)荷，在此之前搏功與初長度成正比。在此之前搏功與初長度成正比。心室舒張末期容積在一定范圍內(nèi)增大可增強(qiáng)心室舒張末期容積在一定范圍內(nèi)增大可增強(qiáng)心室收縮力心室收縮力(stroke volume correlates with EDV)(stroke volume correlates with EDV)3 3）心肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)）心肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 粗肌絲上粗肌絲上連接蛋白連接蛋白 心肌細(xì)胞外間質(zhì)內(nèi)心肌細(xì)胞外間質(zhì)內(nèi)膠原纖維膠原纖維 使心肌的伸展性較小（使心肌的伸展性較小

19、（2.25-2.30 2.25-2.30 m m）4 4）影響靜脈回流的因素）影響靜脈回流的因素 心室充盈時(shí)間心室充盈時(shí)間 靜脈回流速度靜脈回流速度 心包腔內(nèi)的壓力心包腔內(nèi)的壓力 心室順應(yīng)性心室順應(yīng)性(ventricular compliance, (ventricular compliance, V/ V/ P)P)6 6）心泵功能自身調(diào)節(jié)的）心泵功能自身調(diào)節(jié)的生理意義生理意義對搏出量的微小變化進(jìn)行對搏出量的微小變化進(jìn)行精細(xì)精細(xì)的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)而持續(xù)的、劇烈的循環(huán)功能變化，自身調(diào)而持續(xù)的、劇烈的循環(huán)功能變化，自身調(diào)節(jié)作用不大節(jié)作用不大In general, heterometric regula

20、tion plays only a short-time role, such as during the body posture changeartery pressure increaseunbalance of ventricular outputs In other conditions, such as exercise, cardiac output is mainly regulated by homometric regulation. 后負(fù)荷主動(dòng)脈血壓后負(fù)荷主動(dòng)脈血壓( (arterial pressure) arterial pressurearterial pressu

21、re isovolumetric contraction isovolumetric contraction SVSV EDVEDV preloadpreload heterometric heterometric autoregulationautoregulationSV return to normal levelSV return to normal level 神經(jīng)體液調(diào)節(jié)機(jī)制神經(jīng)體液調(diào)節(jié)機(jī)制加強(qiáng)心肌收縮力加強(qiáng)心肌收縮力維持維持一定的搏出量一定的搏出量 動(dòng)脈壓力過高，心輸出量明顯減少動(dòng)脈壓力過高，心輸出量明顯減少心衰心衰（一）搏出量的調(diào)節(jié)（一）搏出量的調(diào)節(jié) 2. 2. 后負(fù)荷對搏出量

22、的影響后負(fù)荷對搏出量的影響543210心輸出量（心輸出量（L/min）主動(dòng)脈壓（主動(dòng)脈壓（mmHg）0 50 100 150 200 250后負(fù)荷變化（主動(dòng)脈壓力）和心輸出量的關(guān)系后負(fù)荷變化（主動(dòng)脈壓力）和心輸出量的關(guān)系正常范圍正常范圍（一）搏出量的調(diào)節(jié)（一）搏出量的調(diào)節(jié) 3. 3.心肌收縮能力的改變對搏出量的調(diào)節(jié)心肌收縮能力的改變對搏出量的調(diào)節(jié)1 1）概念：是指不依賴前、后負(fù)荷而能改）概念：是指不依賴前、后負(fù)荷而能改變其力學(xué)活動(dòng)的一種變其力學(xué)活動(dòng)的一種內(nèi)在特性內(nèi)在特性 等長調(diào)節(jié)等長調(diào)節(jié)(homometric regulation)(homometric regulation)Importan

23、ce: exert a long time influence on the cardiac output. 2 2）影響因素：）影響因素：興奮收縮耦聯(lián)興奮收縮耦聯(lián)的各個(gè)環(huán)節(jié)的各個(gè)環(huán)節(jié) 活化橫橋數(shù)活化橫橋數(shù) 肌凝蛋白橫橋肌凝蛋白橫橋ATPATP酶活性酶活性403020100 10 20 30左室舒張末壓左室舒張末壓(mmH2O)對照對照收縮能力增強(qiáng)收縮能力增強(qiáng)收縮能力降低收縮能力降低左室搏功左室搏功(g m)活化活化橫橋橫橋數(shù)目數(shù)目心心肌肌收收縮縮力力肌凝蛋肌凝蛋白頭部白頭部ATPATP酶酶活活 性性細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)鈣內(nèi)鈣濃度濃度肌鈣蛋肌鈣蛋白對鈣白對鈣親和力親和力兒茶兒茶酚胺酚胺L-CaL-Ca+

24、通道通道鈣增鈣增敏劑敏劑茶堿茶堿鍛煉鍛煉甲狀腺甲狀腺激素激素 受體受體cAMPcAMP PRESSURE/VOLUME RELATIONSHIPS UNDER DIFFERENT CONDITIONSPRELOADAFTERLOADCONTRACTILITY（二）心率對心泵功能的影響（二）心率對心泵功能的影響 1. 1.正常心率時(shí)個(gè)體影響因素正常心率時(shí)個(gè)體影響因素2. 2.心率在每分鐘心率在每分鐘4040180180次范圍內(nèi)次范圍內(nèi) the higher the heart rate, the more blood that the heart pump.3. 3. 心率超過每分鐘心率超過每分

25、鐘180180次時(shí)次時(shí) 4. 4. 心率很慢時(shí)心率很慢時(shí) 1. 1.神經(jīng)、體液因素和體溫對心率影響神經(jīng)、體液因素和體溫對心率影響 六、心泵功能的貯備六、心泵功能的貯備(cardiac reserve)(cardiac reserve)（一）概念（一）概念: : 心輸出量隨機(jī)體代謝的需要而增加的能力心輸出量隨機(jī)體代謝的需要而增加的能力（二）心率貯備（二）心率貯備 7515075150次次/min/min（三）搏出量貯備（三）搏出量貯備 1. 1.舒張期貯備舒張期貯備(EDV)(EDV) 160ml145ml160ml145ml，15ml15ml 2. 2.收縮期貯備收縮期貯備(ESV)(ESV) 75ml20ml75ml20ml，55ml55ml 150150(160(16020)20)2020升升1, at rest (without any regulation)2, during exercise (with humoral and neural regulation)