第7章血液环系统郑煜版-1-20120401.ppt
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1、第7章 循环系统 Circulatory system,血液循环(Blood circulation ) 血液在心脏和血管组成的循环系统中按一定的方向周而复始地流动。,血液循环的功能: 体内物质运输:运输营养物质、代谢原料及产物, 实现体液调节。 维持内环境稳定 实现血液的防御功能。 内分泌功能。,第一节 心肌细胞的生物电现象和电生理特性 一、有关结构的复习 心肌细胞的分类,工作细胞,自律细胞,具收缩性、兴奋性和弱 的传导性,无自律性,具自律性、兴奋性和传导性,无收缩性。,心脏特殊的传导系统: 窦房结 房室交界 房室束 蒲肯野纤维网,二、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制,各类心肌细胞AP的特征,
2、SAN:窦房结 AM:心房肌 AVN:结区 BH:希氏束 PF:浦肯野纤维 TPF:末梢浦肯野纤维 VM:心室肌,心室肌 细胞 AP,几种细胞动作电位的比较,蛙心肌细胞的动作电位的记录,正离子内流或 负离子外流,内向离子流,膜去极化,外向离子流,膜复极化,正离子外流或 负离子内流,离子电流,(一)工作细胞的跨膜电位及其形成机制 1.静息电位(resting potential,RP) 形成机制与神经细胞和骨骼肌细胞基本一致 2.动作电位(action potential,AP) 特点:复极化过程复杂,持续时间长,升、降支不对称。,去极化过程: 0相:快速去极期,Na+快速内流 (快反应细胞,快
3、反应动作电位,河豚毒 (TTX)阻断),复极化过程: 1相:快速复极初期 钠通道失活, K+(Ito)的一过性外向离子流,0期和1期组成了心室肌细胞AP的锋电位,3相:快速复极末期,K+(Ik ,Ik1)外流。,4相:静息期,Na+-K+泵、Na+-Ca2+交换, Ca2+泵,恢复膜内外离子正常分布。,2相:平台期(plateau),约占100200ms, Ca2+(LCa)内流和K+(Ik1, Ik)外流。,循环,窦性冲动,心室肌c受sti.,K+通道关闭,Na+通道开放,顺浓度差,顺电位差,Na+由外向内流,膜电位达TP(-70mv),膜部分去极,膜对Na+通透性增加,Na+通道全面开放,
4、爆发性Na+内流,膜电位迅速升达0mv,Na+通道部分失活, Na+内流减慢,膜电位为-40mv时,Ca2+通道缓慢激活,少量Ca2+内流,膜电位继续上升,顺浓度差,逆电位差,反极化达到接近Na+平衡电位,Na+通道全面关闭, Na+内流停止,0期结束,(二)自律细胞的跨膜电位及其形成机制 1.自律细胞跨膜电位的特点: 无静息电位,只有最大舒张电位 (maximal repolarization potential) 有4期自动去极化(自律细胞自律性的基础),2.4期进行性净内向电流产生的原因 内向电流递增 外向电流递减 二者兼有 3.浦肯野细胞(快反应细胞)的AP特点 0、1、2、3期产生机
5、制与普通心肌基本一致。,4期自动去极机制: Ik随时间递减(初期去极) If随时间递增(主,激活缓慢,并具时间依从性),4.窦房结(慢反应自律细胞)的AP,窦房结(慢反应自律细胞)的AP 特点: 0相:Ca2+内流(速度慢、幅度小),3相:K+外流,4相:缓慢自动去极期,Ik随时间递减(主),ICa-T通道电流,If随时间递增,三、心肌细胞的电生理特性,兴奋性,传导性,自律性,(一)兴奋性 1.影响兴奋性的因素,静息电位或最大复极电位水平,静息电位与阈电位之间的差值,阈电位水平(上移、下移),离子通道的性状,2.兴奋性的周期性变化 有效不应期 (200300ms) 去极至复极化达-60mV左右
6、(-55-60mV 为局部反应期) 钠通道状态?,包括:绝对不应期(0期3期 -55mv) 局部反应期(3期 -55mv -60mv),ERP特别长的意义:使心肌细胞不发生完全强直收缩,保证其泵血功能的实现。,相对不应期复极达- 6080mV左右。 较大的刺激可引起AP(部分钠通道复活) 特点:0期除极幅度、速度下降,传导减 慢和不应期缩短(有钾外流) 超常期膜电位从-80-90mv期间 兴奋性高, 大部分钠通道已恢复,0期除极幅度、速度下降,LRP,3.兴奋性的周期性变化与收缩的关系,期前收缩(premature systole)和 代偿间隙(compensatory pause),(二)心
7、肌的自动节律性 自动节律性(autorhythmicity): 心肌在无外来刺激情况下能自动地、 发生节律性兴奋的特性。 自动节律性高低的标志: 单位时间内,自动发生兴奋的次数。 1.心脏的起搏点(pacemaker) 自律性差异: 窦房结(100次/分) 房室结(50 次/分) 浦肯野细胞(25次/分)。,正常起搏点窦房结 窦性心律 潜在起搏点窦房结以外的起搏点 (异位心律-房性心律、结性心律、室 性心律) 窦房结细胞的起搏机制: (1)抢先占领 (2)超速驱动压抑(overdrive suppression) 证明:窦房结的兴奋一旦突然中断, 潜在起搏点在短时间内不能产生兴奋,2.影响自动
8、节律性的因素,(2)最大复极电位与阈电位的差距,(1)4期自动去极化的速度,(三)心脏的传导性 心脏的特殊传导组织,1.心脏内兴奋传导的途径和速度,特点: (1)有房室延搁(保证房室收缩的有序性 和心室的充分充盈) (2)心室内传导快(利于两室的同步收缩 和舒张-机能合胞体),生理意义: 使两心房先收缩,两心室后收缩,房室不同步收缩,有利于心脏射血功能实现。 PKF传导速度快的生理意义,房室延搁: 房室交界区的缓慢传导使兴奋从心房传至心室要延搁一段时间(0.1ms)。,2.影响传导性的因素 (1)结构因素 细胞直径和缝隙连接的多少 (2)生理因素,0期去极化的速度和幅度 速度快,局部电流形成也
9、快,传导加速。 幅度大,与邻近膜之间的电位差大,形成的 局部电流强,电流扩布范围大,传导加速。 邻近细胞和膜的兴奋性 兴奋性高,容易产生AP,传导也就快。 兴奋性低,不易产生AP,可能出现传导阻滞。,Ik1通道:内向整流钾通道 静息状态开放,0相去极化时通透性下降,-20mV时几乎完全关闭,Ito通道:一过性外向离子流通道 Ito可以被四乙基胺和4-氨基吡啶阻断。,Ik通道: Ik电流-延迟整流K+电流 0相去极化到-40mV激活,复极到-50mV去激活;速度慢,L型Ca2+通道(慢Ca2+通道) 激活、失活、复活时间长. 具有时间和电压依赖性. 可被Mn2+和多种Ca2+通道阻滞剂(如维拉帕
10、米)阻断.,T型Ca2+通道 激活、失活较快,电流持续时间短,可被Ni2+.,第二节 心脏的泵血功能 Pumping function of the heart 一、心脏有关结构的复习,心动周期不同时期中心脏各瓣膜的状况,对细胞外Ca2+的依赖性 终池不发达,Ca2+储量少于骨骼肌; 横管直径宽、容量大; 有大量负电荷的粘多糖结合Ca2+ (Ca2+触发 Ca2+释放) “全或无”式的收缩 心肌细胞的闰盘缝隙连接(机能合胞体) 不发生完全强直收缩,二、心脏收缩的特点,心脏(心室或心房)一次收缩和舒张构成的一个机械活动周期。正常约为0.8秒(心率为75次/分),三、心脏泵血的过程和机制 (一)心
11、动周期(cardiac cycle),心房收缩,全心舒张期,特点: 舒张期 收缩期,心率改变主要影 响舒张期,全心舒张期0.4s有利心肌休息和心室充盈,(二)心脏泵血的过程,右心:泵血入肺循环;左心:泵血入体循环。,心室的射血和充盈过程,心动周期中压力、容积等变化,室壁心肌收缩和舒张,室内压力变化,血流方向,心室容积变化,瓣膜开闭,心房的泵血,心房收缩 房内压 心房容积 房室瓣开放 (动脉瓣处关闭状态) 挤血入心室 (占心室充盈量25%) 心房舒张 (75%由V经心房流入心室),心室收缩期,(1)等容收缩期: 心室开始收缩 室内压急剧 (左室内压近80mmHg) 房室瓣关闭 (动脉瓣仍处于关闭
12、状态) (容积不变、血液不流) 继续收缩 快速射血期,特点:房室瓣关闭,产生第一心音。,等容收缩期的特点: 其时程长短与与肌缩力、后负荷有关: 肌缩力等容收缩期 后负荷等容收缩期 房室瓣、动脉瓣处关闭状态; 等容收缩末的动脉压最低; 室内压上升速最快。,(2)快速射血期: 心室继续收缩 室内压动脉压 动脉瓣开放 (房室瓣仍处于关闭状态) 迅速射血入动脉 (占射血量70%) 心室容积迅速 减慢射血期,特点:快速射血期末室内压与主动脉压最高; 用时少(收缩期1/3),射血量大。,心室收缩期,(3)减慢射血期: 迅速射血入动脉后 心室容积继续 室内压略动脉压 射血能=血液的动能 继续射血入动脉 (占
13、射血量30%) 心室容积继续 心室舒张前期,特点:用时长(收缩期2/3),射血量少;因外周血管的阻力作用,血液的动能在主动脉转变为压强能,使动脉压略室内压。,心室收缩期,3.心室舒张期,(1)等容舒张期: 心室开始舒张 室内压迅速 (室内压=动脉压) 动脉瓣关闭 心室继续舒张 室内压急剧迅速 ( 室内压仍房内压 房室瓣仍处于关闭状态) (容积不变、血液不流) 快速充盈期,特点:动脉瓣、房室瓣都处于关闭状态; 动脉瓣关闭产生第二心音。,(2)快速充盈期: 等容舒张期末 室内压 (室内压房内压) 房室瓣开放 心室继续舒张 室内压 (室内压房内压=负压) 心房和大V内的血液快速入室 (占总充盈量2/
14、3) 心室容积迅速,特点:快速充盈期末的室内压最低。,3.心室舒张期,(3)减慢充盈期: 随着心室内血液的充盈,心室与心房、大V间的压力差减小,血液流入心室的速度减慢。 其前半期为大V的血液经心房流入心室;后半期为心房收缩期的挤血入心室。,3.心室舒张期,等容收缩期,A内压A瓣打开,心脏开始收缩,室内压开始升高,房内压房室瓣关, A内压A瓣仍关,心室继续收缩,室内压进一步升高,快速射血期,减慢射血期,1.心室收缩期(systole)射血过程,2.心室舒张期(diastole)的充盈过程,心室开始舒张,室内压开始降低, 房内压房室瓣仍关, 动脉内压动脉瓣关,等容舒张期,心室继续舒张,室内压进一步
15、降低,房内压房室瓣开,快速充盈期,减慢充盈期,房 缩 期,压力变化特点: 等容(收缩、舒张) 期室内压急剧变化而容 积不变。 快速射血期室内压 达顶峰 等容收缩期末动脉 压最低。,心脏泵血过程 分期 心室容积 心室压力 血流(量和速度) 瓣膜活动 持续时间(s) 1 等容C 不变 升高 无 关闭 0.05 2 快速E 快缩 升高 量大、快 主开房室关 0.1 3 减慢E 慢缩 初升后降 量小、慢 同 0.15 4 等容R 不变 下降 无 关闭 0.06 5 快速F 增大 下降 量大、快 主关房室开 0.1 6 减慢F 增大 慢升 量小、慢 同 0.22 7 心房C 慢增 慢升 量小、慢 同 0
16、.1,(三)心房在心脏泵血中的作用 心房初级泵 房-室压力梯度心房血液流入心室的直接动力(主要依赖于心室舒张时对外周血液产生的负压吸引作用 ),(四)心音(Heart Sound) 第一心音:调低、时间长、 心尖清楚、 标志心脏收缩开始。 第二心音:调高、时间短、心底清楚、 标志心脏舒张开始。,四、心脏泵血功能的评定 (一)心脏的输出量 1.每搏输出量和射血分数 每搏输出量(Stroke volume,SV): 70ml 射血分数(ejection fraction) 评价心肌收缩力的指标 射血分数= SV/心室舒末期容积100%,2.每分心输出量与心指数 每分输出量(心输出量-cardiac
17、 output, CO.): 由心率与每搏输出量(SV)决定。 CO. = SV HR 正常值:5L左右 心指数(cardiac index) 比较不同个体心脏功能的指标 心指数= CO./体表面积(M2) 正常值: 33.5L (二)心脏作功量(自学),五、心脏泵功能的储备(cardiac reserve) (一)搏出量的储备可从70ml增至150ml 1.收缩期储备 3540ml 效率最高 2.舒张期储备 15ml (二)心率储备(上限160180次/分) 正常情况下最经常发挥作用的储备,六、影响心输出量的因素 (一)前负荷心室舒张末期压力 (end-diastolic pressure)
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