生理学循环心脏

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 血液循环,（,Circulatory Physiology,）,第一节 心脏的泵血功能,第三节 血 管 生 理,第四节 心血管活动的调节,第二节 心脏电活动和生理特性,第五节 器 官 循 环,Outlines of the Chapter,第一节 心脏的泵血功能,Pumping Function of the Heart,Main Contents of the Section,一、心脏泵血的过程和机制,二、心脏泵血功能的评价,三、影响心输出量的因素,四、心脏泵血功能的储备,右心：,泵血入,肺循环,左心：,泵血入,体循环,The Heart as a Pump,Weight of the heart 300g,(The size?),Work: 75/min, 10000 beats /day,35 million beats /year, 2.5 billion beats/life,70ml/beat, 7200 L/day,The work of the heart in one life is equivalent to lifting 30 tons to the Mount Everest,The busy and hard-working heart!,Workload of the heart,一、心脏泵血的过程和机制,（一）心动周期,1,、,概念,：心房或心室每收缩和舒张一次称心动周期。,分为收缩期和舒张期（通常指心室）,2,、,时程,：,T1/HR,60s/75,0.8s,房缩,房舒,0.7s,室缩,室舒,全心舒张期,（收缩？）,3,、,特点,:,舒张期时间 收缩期时间,全心舒张期,0.4s ,利心肌休息和室充盈,心率快慢主要影响舒张期：,心动周期：通常指心室的活动周期。,4,、,心率：,单位时间内心脏舒缩的次数称心率。,（二）心脏泵血过程：,左右心室几乎同步活动，一般以左心室为例说明心脏泵血机制。,1.,心室收缩期：,分为等容收缩期和射血期（快速和减慢期）,（,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,(,动脉瓣仍处于关闭状态,：,容积不变、血液不流,）继续收缩直到心室射血（快速射血期）。,特点：,房室瓣、动脉瓣处关闭状态（容积不变）；,室内压上升速最快；,等容收缩末的动脉压最低；,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,（,2,）射血期：,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,2/3,）心室容积迅速（之后进入减慢射血期）,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。,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。,2.,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,(=,负压,) ,心房和大,V,内的血液快速入室（占总充盈量,2/3,） 心室容积迅速。,特点,：,快速充盈期末的室内压最低。,（,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。,其中，,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。,心动周期中的,4,对矛盾：,心脏缩与舒（主要矛盾）,压力升与降,瓣膜开与关,血液进与出,心动周期中的瓣膜变化：,房室瓣关：等容收缩期初,房室瓣开：快速充盈期初,动脉瓣关：等容收缩期初,动脉瓣开：快速射血期初,心动周期中的压力变化：,最高：室内压：快速射血期末,动脉压：快速射血期末,最低：室内压：快速充盈期末,动脉压：等容收缩期末,后负荷：,后负荷,等容收缩期延长,射血期缩短,射血量,心脏泵血过程小结,（三）心动周期中房内压的变化：,a,c,和,v,波,（四）心音的产生,第一心音,第二心音,第三心音,第四心音,特点,音调低沉,持续较长,音调高清,持续较短,音调低浊,持续短,音调低沉,持续较长,成因,心室肌收缩和房室瓣关闭的振动；射血大,A,扩张及涡流。,动脉瓣关闭；射血突停导致大,A,和室壁振动。,心室充盈减慢，流速突变导致室壁及瓣膜振动。,心房强烈收缩，挤血击撞室壁。,标志,心室开始收缩（心尖区）,心室开始舒张（动脉瓣区）,快速充盈期末（心尖）,房缩强烈,意义,心室收缩力与房室瓣功能状态,动脉瓣功能状态,部分健康青年,部分老年和心舒末期压力高,二、心脏泵血功能的评定,（一）心脏的输出量：,1,、,每搏输出量及射血分数,（,1,）每搏输出量：,一侧心室每次搏出的血量（,70ml,）。,搏出量,=,心室舒张末容积,-,收缩末期容积,=125-55=70ml,（,2,）射血分数：,=,每搏输出量心舒张末期容积,60,80ml,120,130ml,55,65,特点,：,心舒张末期容积与心缩力有关；,心缩每搏输出量,射血分数,心室扩大、心室功能,病人,（搏出量不变）,射血分数,2,、,每分输出量与心指数,（,1,）每分输出量（心输出量）：,一侧心室每分钟射出的血量,每搏输出量,心率,6L/min,（,2,）心 指 数：,以 每平方米体表面积计算的心输出量。,静息心指数（安静、空腹）,2,意 义,：,评定不同个体心功能。,（二）心脏做功量： 心脏所做的功分为两类：,外功（压力,-,容积功）：,心室收缩升高室内压和推动血液流动（射血）的机械功。,内功：,心脏活动用于完成离子主动转运、维持室壁张力和心肌组织的粘滞阻力等消耗的能力。,心脏效率：,心脏外功占心脏总能量的百分比。,计算公式：,心脏效率,=,外功,/,耗氧量,100%,）。,实际上，内功远大于外功。下面主要讨论外功。,1,、,每搏功（搏功）：,心室一次收缩射血所做的功。主要表现为压力容积功和血液流动的动能。,搏 功,=,搏出量,射血压,+,血流动能,射血压,=,左室内压,-,心室舒张末压,=MAP, 平均心房压,血流动能,=1/2,（血流质量,流速,2,）,2,、,每分功：,=,搏功,心率,三、影响心输出量的因素,CO,SVHR,，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。,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。,2,、异长调节机制：,可通过,心室功能曲线,进步说明：,左 中 右,左段,：,较陡。,心功正常工作段（,5-6 mmHg,）,：表明初长度在未达到最适前负荷时，搏功随初长度而。,中段,：稍平。,说明前负荷,-,初长度达上限（,15-20 mmHg,）,，但对搏出量影响不大。,右段,：平坦或略降（,20 mmHg,）,。,说明心室肌有抵抗过度延伸特性，保持搏功基本不变。,3,、 异长调节的意义：,能精细调节每搏输出量，维持,搏出量与回心血量之间平衡关系，使心室舒张末期容积和压力维持在正常范围,这就是,Starling,定律,。,但调节范围小（心肌初长度）,】,。,4,、 影响前负荷的因素：,整体情况下，心室前负荷主要取决于心室舒张末期充盈的血量,（,=,静脉回心血量,+,射血后剩余血量）。,V,血回流速：,大,V,压房压回流速、量,剩余血量：,心缩力剩余量,充盈时程：,心率舒张期充盈量,心室顺应性：,心肌肥厚 顺应性充盈量,（二）后负荷,:=,ABP,意义：,ABP,在一定范围内升高，可通过,异长和等长自身调节,，维持接近正常的,CO,。,临床：,ABP,持续心肌肥厚泵血功能,搏出量恢复正常,异长自身调节,等长自身调节（体液）,前负荷,剩余量回流量不变,搏出量,射血期射血速,等容收缩期心肌缩速,后负荷（一定范围内）,（三）心肌收缩能力,：,等长自身调节,概念,：指心肌不依赖于前、后负荷而改变其力学活动（收缩强度、速度）的内在特性。,通过改变心肌收缩能力的心脏泵功能调节，称为,等长自身调节,。,意义,：对持续剧烈的循环变化，具有强大的调节作用。,影响因素,：凡影响兴奋,-,收缩偶联过程各环节的因素，均可影响心肌收缩力。,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。,活化横桥比例,主要取决于兴奋心肌细胞内,Ca,2+,和,肌钙蛋白对,Ca,2+,的亲和力,.,收缩能力,：,NE,受体,cAMPCa,2+,通道开放几率,+,开放时间,Ca,2+,i,心缩力。,收缩能力,：,AChM,受体抑,Ca,2+,通道,+,激活,K,+,通道 ,Ca,2+,内流,心缩力。,(,四,),心率：,HRSV,CO,HR,40,150,次,/,分,：,HRCO,HR,150,次,/,分,心动周期缩短（尤其心舒期） 充盈量每搏出量,CO,。,HR,40,次,/,分,心动周期延长（尤其心舒期） 充盈量达极限，而,HR,太慢,CO,。,注：,SV,在恒定的条件下,心率是调节,CO,的主要因素。,一定范围内，,HR,可使,CO,。,每分输出量,血压,心率,心肌收缩性,前负荷,每搏出量,充盈时程,静脉血回流速,剩余量,后负荷,神经体液调节,等长自身调节 异长自身调节,四、心脏泵血功能的储备（心力储备）,1,、,概念,：心输出量能随机体代谢的需要而增加的能力。,2,、,意义,：反映心脏的健康程度、心脏泵血功能。,3,、,组成,心率贮备,搏出量贮备,收缩期贮备量：,35,40ml,(,射血分数,),舒张期贮备量：,15ml,(,不能无限扩张,),（最大舒张,140-,静息,125,）,（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,心脏,动力器官（,pump,）,心脏,动力器官？,心肌收缩和舒张,实现泵血、推动血液循环,心肌收缩和舒张？,象骨骼肌一样,先产生兴奋（,AP,），再通过兴奋,-,收缩耦联引发心肌收缩与舒张。, 心肌细胞的,AP,是触发心肌收缩和泵血的动因,。,心肌细胞的类型,按组织学和电生理学特点分：,工作细胞：,心房肌和心室肌（有收缩性，但无自律性）。,自律细胞：,窦房结、房室交界、房室束和浦肯野纤维（有自律性，但无收缩性）。,按心肌细胞,AP,去极相速度和机制不同分：,快反应细胞,（心房肌、心室肌和浦肯野,C,等）,慢反应细胞,（窦房结,P,细胞、房室结细胞等）,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,心房和心室肌细胞跨膜电位相似，故重点介绍以心室肌细胞膜电位及其形成机制。,1,、,静息电位,（,Resting Potentials,） ：,（,1,）电位值：,-80,-90mV,（,2,）机 制：,K,+,的向外扩散,(K+,的平衡电位,),。由,I,k1,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。,-70mv,Na,+,IN,2,）机制：,大量、快速的,Na+,内流引起（,Na+,平衡电位）。,具体说来：,外来刺激心肌细胞,Na,+,通道,部分开放少量,Na,+,内流膜部分去极化达,阈电位,Na,+,通道大量开放再生性,Na,+,内流,Na,+,平衡电位。,可见：,0,期去极化的关键是,Na,+,通道,!,Na,+,通道特性,：,Na,+,通道激活快（,-70mV,激活），,失活快（,0mV,失活）；,开放时间短（,1ms,）；,电压依赖性通道,；,特异性强,(,只对,Na,+,通透,),；,阻断剂：河豚毒,(tetrodotoxin,TTX),。,快反应细胞,：,由,Na,+,通道开放引起,0,期去极化的心肌细胞。（心房肌、心室肌、蒲氏纤维）,（,2,）复极化过程：,1,期、,2,期、,3,期。,1,）,1,期：,快速复极初期,(+30mv,0mv),。,机制：,在,1,期，,Na,+,通道失活关闭，而,一过性外向电流,（,Ito),激活,(,主要,K,+,),，,K,+,外流,，导致膜快速复极化（到,2,期平台水平）。,Ito,通道：,在膜电位去极化到,-40mv,时激活，开放时间,5-10ms,，主要离子成分是,K,+,。,峰电位,：,0,期,+ 1,期,=,锋电位,2,）,2,期（平台期，,在,0mv,左右,）：,是心肌细胞,AP,持续时间较长的主要原因，也是区别于骨骼肌细胞,AP,的主要特征。,机制：,平台期主要有两种离子流决定着膜电位水平。,总的结果是：,平台早期，缓慢的,L,型,Ca,2+,内流,和缓慢增强的延迟性,K,+,外流（,Ik,）,基本平衡；,但随着时间的推移，,外向电流逐渐超过内向电流,，导致膜电位缓慢复极化。,Ito,和慢失活的钠电流也有作用，但很小。,在平台早期，,Ca,2+,内流与,K,+,外流基本平衡，形成平台。,而胞内,Ca,2+,触发肌细胞收缩。,Ca,2+,通道,(L,型）特性：,激活慢（,-40mv,），失活慢，再复活也慢，开放时间长（称慢钙通道）。,特异性不高：,Ca,2+,（,53%,）、,Na,+,（,27%,）、,K,+,（,20%,）都通透。,阻断剂：,Mn,2+,多种,Ca,2+,阻断剂（维拉帕米）。,Ik,通道特性：,Ik,通道对,K,+,的通透性随膜的去极化降低,（此现象称为内向型整流）。,激活和失活慢（故,Ik,电流称为延迟整流性钾电流）,膜去极到,-40mv,时激活，复极到,-50mv,时去激活。,Ik,电流作用：早期对抗,L,型,Ca,内流，晚期为复极的主要离子流。,3,）,3,期：,快速复极末期,(0mv,-90mv),。,机制：,此期内，,Ca,2+,通道失活，而,I,k,通道开放，,K,+,外流,(I,k,),进一步增加，使膜内电位进一步变负（复极化）。,【,膜电位越负，,K,+,外流越快，造成再生性复极,（正反馈）,】,。,I,K,通道通透性,K,+,再生性外流,膜,快速复极,（,3,）静息期（,4,期，电舒张期）：,机制：,膜电位静息，但离子主动转运非常活跃,(Na,+,-K,+,泵、,Na,+,-Ca,2+,交换体、,Ca,2+,泵,),恢复细胞内外离子浓度，保证心肌的正常兴奋性。,Phase 0,Phase 1,Phase 2,Phase 3,Phase 4,心室肌细胞,AP,各期主要离子流变化,小 结,心室肌细胞,AP,及其形成机制,0,期,Na,+,内流（再生性钠电流）,1,期,K,+,外流,(Ito),2,期,K,+,外流和,Ca,2+,内流处于平衡,3,期,K,+,外流（,I,k,再生性复极）,4,期,离子恢复（,Na,+,-K,+,泵、,Na,+,-Ca,2+,交换体、,Ca,2+,泵）,(,二,),自律细胞的跨膜电位及其形成机制,自律细胞的特点：,4,期膜电位不稳定，能自动产生缓慢的去极化,叫,4,期自动去极化,。,这是,自律细胞和非自律细胞的最大区别,，,也是自律细胞产生自律性兴奋的基础。,最大复极电位,4,期自动去极化的特点：,随时间而递增；,自动去极化速度较,0,期去极化缓慢；,不同自律细胞的,4,期自动去极化速度和机制不一致,（但都是由,净内向电流,引起的）,。,下面以,窦房结,P,细胞,和,浦肯野细胞,为例，讨论自律细胞的膜电位及其形成机制。,2.,窦房结,P,细胞：,窦房结含有丰富的自律细胞（称为,P,细胞，,慢反应自律细胞,）。其跨膜电位明显不同于心室肌细胞 。,（,1,）电位特征：,静息期：,不稳定（,能自动去极化，,=,最大复极电位）,0,期去极化：,幅度小（,70,85mv,），速度慢（,10V/s,），时程长（,7ms,）,AP,分期：,0,3,4,三个时期，,无明显复极,1,期和,2,期；,最大复极电位和阈电位绝对值：,小,(-70mv,和,-40mv),（,2,）电位形成机制：,去极化过程（,0,期）,机制：,复极化过程（,3,期）,机制：,激活膜上的,L,型,Ca,2+,通道,（,Ca,2+,内流）,导致,0,期去极化,当,4,期自动去极化到,阈电位,时,（,-40mv,）,（,-40mv),Ca,2+,通道失活关闭,I,k,通道开放逐渐,K,+,外流,膜电位复极化到最大舒张电位, 4,期自动去极化：,其离子机制主要有三,I,k,衰减,：,I,k,通道逐渐失活，,K,+,外流进行性衰减,(,时间依从性衰减，最重要的离子基础。,Ik,通道在复极到,-50mv,时开始去激活而逐渐关闭，,K,外流逐渐减少,),。,阻断剂：,甲磺酰苯胺类药物。,I,f,渐强：,进行性增强的,Na,+,内流,（,I,f,通道的最大激活电位约,-100mv,，而,P,细胞最大复极电位,-70mv,，,I,f,通道激活缓慢，故在,4,期的作用不大,）。,阻断剂：,铯（,Cs,）。,I,Ca-T,：,T,型,Ca,2+,通道激活，,少量,Ca,2+,内流,（,4,期自动去极化到,-50mv,时激活，故在,4,期的后,1/3,起作用）。,阻断剂：,镍（,NiCl,2,）。,窦房结,P,细胞,AP,的形成机制,2.,浦肯野细胞,（,1,）蒲肯野细胞：,是一种快反应自律细胞（,0,期去极化以快,Na,+,通道为基础）。,（,2,）其,AP,分,5,期：,其形态和离子基础与心室肌细胞,AP,相似。但根本不同在,4,期：,自动去极化。,（,3,）,4,期自动去极化机制：,其离子基础主要有二,I,k,衰减：,复极化（,-50mv),时，,K,+,外流逐渐衰减。,I,f,渐强：,进行性增强的,Na,+,内流,(,主要作用,),。,允许,Na,+,内流，随时间逐渐,（时间依从性），但激活缓慢。,复极,-60mv,开始激活，以后渐强，,-100mv,完全激活。膜去极化到,-50mv,时失活关闭。,阻断剂：可被,Cs,2+,阻断。,关键：,I,f,通道逐渐被激活，,Na,+,内流逐渐增强,自律细胞的跨膜电位及其形成机制,小结,复极化至,-60mV,时,I,f,通道递增性激活,3,期末,I,k,通道,递增性失活,4,期后,1/3,期,T,型,Ca,2+,通道开放,K,+,递减性外流,Na,+,递增性内流,Ca,2+,内流,自动去极达阈电位（,-40mV,）,慢,Ca,2+,通道,(L,型,),开放,Ca,2+,内流,0,期去极化，产生,AP,注：,I,k,失活,I,f,激活,61,，故,4,期自动去极,I,f,作用不大； 但若在超极化时，,4,期自动去极,I,f,的作用为主要离子流成分。,自我启动,自我发展,自我终止,慢反应自律细胞的电位形成机制,快反应自律细胞的电位形成机制,复极末,，,K,+,通道递增性失活,复极至,-60mV,时,I,f,通道递增性激活,K,+,递减性外流,Na,+,递增性内流,自动去极达阈电位,快,N,+,通道开放,Na,+,再生性内流,0,期去极化产生,AP,当去极化电位至,-50mV,时,I,f,通道失活，自动去极化终止,自我启动,自我发展,自我终止,快、慢反应心肌细胞,AP,的特征比较,指标,快反应,AP,慢反应,AP,AP,波形,5,个期,3,个期,AP,幅度,高,低,0,期去极速度,快,慢,0,期主要离子流,Na,+,内流,Ca,2+,内流,通道种类,快、慢通道（以快为主）,只有慢通道,RP,大小,-90mv,-70mv,RP,稳定情况,稳定（房、室肌）,不稳定（自律细胞）,不稳定（自律细胞）,通道阻断剂,河豚毒（,TTX,）,Mn,2+,、异搏定,心肌的生理特性,兴奋性,（,Excitability,）,自律性,（,Autorhthmicity,）,传导性,（,Conductivity,）,收缩性,（,Contractility,）,机械特性,电生理特性,二、心肌的电生理特性,Electrophysiological Properties of Cardiac Cells,(,一,),兴奋性,定义？,细胞在受到刺激时产生兴奋（,AP,）的能力或特性。,衡量兴奋性的指标？,刺激阈值,兴奋性的周期性变化：,心室肌细胞的一次兴奋过程中，其,兴奋性,会发生周期性变化,（有效不应期、相对不应期和超常期）。,这些变化与心肌细胞膜上的离子通道性状有关。,（,1,）有效不应期：,从,0,期开始到,3,期复极化,-60mv,这段对强刺激不能再产生,新,AP,的时间。,包括绝对不应期和局部反应期（,-55mv,-60mv),机制：,Na,通道,完全失活,或,刚开始复活,，但还没恢复到静息状态。,（兴奋性几乎等于零）,（,2,）相对不应期：,从复极化,-60mv,到,-80mv,这段时间。,阈上刺激可引起新的,AP,。,机制：,相当数量的,Na,通道恢复静息状态，但未完全恢复。,（兴奋性低于正常）,（,3,）超常期：,从复极化,-80mv,到,-90mv,这段时间。,阈下刺激即可引起新的,AP,（但,AP,的幅度小、时程短、传播慢）。,机制：,Na,通道恢复静息状态，而膜电位与阈电位的距离较小。,（兴奋性高于正常）,局部反应期,相对不应期,超常期,2.,影响兴奋性的因素,心肌细胞,AP,产生包括两个环节：,膜电位去极化到阈电位，,引起,0,期去极化的离子通道激活。,凡影响细胞,兴奋,或产生,AP,的因素均可以改变心肌兴奋性。,主要有三：,静息电位（或最大复极电位）水平,阈电位的水平,0,期去极化的离子通道性状,(Na,+,、,Ca,2+,通道),（,1,）静息电位（或最大复极电位）水平：,（,2,）阈电位的水平：,Na,+,通道,和,Ca,2+,通道,都有三种状态（,静息、激活、失活,）。这些功能状态可以,随着膜电位和时间变化而变化（电压依从性和时间依从性）。,（,3,）,0,期去极化的离子通道性状,Resting state,Activation,Inactivation,Reactivation,失活状态在复极化后可恢复静息状态，称为复活,开放（,0,期）,关闭，不能再激活,关闭，可激活,3.,兴奋周期性变化与心肌收缩关系,（,1,）,不发生完全强直收缩：,心肌细胞,ERP,特别长,（持续到舒张早期）。,心肌不发生完全强直收缩,（收缩特性之一）。,（,2,）,期前收缩与代偿间歇,期前收缩：,在心室肌兴奋的,ERP,之后（下次窦房结兴奋到达之前），外来刺激使心室肌细胞提前产生的兴奋和收缩，分别称为期前兴奋和期前收缩。,代偿间歇：,期前收缩之后，往往会出现一段较长的心室舒张期。,为何在期前收缩之后会出现代偿间歇？,外来刺激,窦性节律,收缩曲线,动作电位,(,二,),自动节律性,（自律性）,定义：,心肌细胞在没有外来刺激的情况下，能够自动发生节律性兴奋的特性。,（心内特殊传导系统的自律细胞引起）,衡量,自律性的,指标,频率,规则性,1.,心脏的起搏点,（,1,）心脏各部的自律性高低,自 律 性 依 次 降 低,100,次,/,分,50,次,/,分,40,次,/,分,25,次,/,分,窦房结,房室交界,房室束,浦肯野纤维,整个心脏活动受自律性最高部位自律性的控制。,正常起搏点：,窦房结（正常时，自律性最高）。,由窦房结自动兴奋所形成的心脏节律叫窦性心律。,潜在起搏点：,在正常情况下，窦房结以外的其他部位自律组织（只传导兴奋，不表现自身自律性，叫,“,潜在,”,）,异位起搏点：,窦房结以外的部位为起搏点，控制心脏活动（这些部位叫,“,异位,”,）。,（,2,）窦房结对潜在起搏点的控制方式与机制：,抢先占领,+,超速驱动压抑,抢先占领,(capture),潜在起搏点，在,4,期自动去极化尚未达到阈电位水平之前，已被窦房结传来的冲动所兴奋，产生,AP,，其自身的自律性无法表现出来。,超速驱动压抑,(overdrive suppression),超速驱动：,当自律细胞受到高于其自身固有频率的刺激时，就按外加刺激的频率发生兴奋，,称超速驱动,。,超速驱动压抑：,当外来超速驱动刺激停止后，自律细胞不能立即恢复其固有自律性，需经一段时间才恢复，这一现象,称为超速驱动压抑,。,机制：,被超速驱动的自律细胞产生过多的,AP,，导致,Na,+,内流和,K,+,外流增加，,Na-K,泵激活作用增强（生电性钠泵），使细胞,超极化,。,2.,影响自律性的因素,（,1,）最大复极电位与阈电位之间的差距,单位时间爆发,AP,的次数,自律性,（,2,）,4,期自动去极化的速度（速率）,单位时间爆发,AP,的次数,自律性,(,三,),传导性：,心肌细胞传导,AP,的能力或特性。,衡量指标：,AP,的传播速度,1,、,心脏内兴奋传播的途径和特点,（,1),传播途径：,（,2,）传播特点：,不同形态和功能的心肌细胞传播速度不同。,AP,的传播形式：,通过,“,闰盘,”,（低电阻），以,“,局部电流,”,形式传到相邻细胞。,心房肌：,传导速度慢，但,优势传导通路,传导速度快，窦房结的兴奋可同时到达左、右心房，使之同步收缩。,房室交界：,传导速度最慢,(,房室延搁,),浦肯野纤维网：,传导速度最快，房室交界传来的兴奋，很快到达心室，产生同步收缩。,0,1,2,3,4,传导速度,(m/s),窦房结,心房肌,优势传导通路,结区,房室束,心室肌,左右束支,浦氏纤维,0.05,0.4,1.3,1.5,0.02,3,4,1,房室延搁：,定义：,房室交界是心房兴奋传入心室的,唯一通路,，传导,速度缓慢（特别是结区）,，兴奋由心房传至心室要经过一段延搁。,意义：,使心室在心房收缩完成后,(,心室充分充盈）才开始收缩，以确保心房、心室收缩不重叠（对心室充盈与射血十分重要）。,2.,影响传导性的因素,（,1,）结构因素：,细胞直径大电阻小，兴奋传导快。反之，传导慢。,心肌细胞,细胞内,电阻,局部,电流,传导速度,粗,细,大,小,大,小,快,慢,浦氏纤维直径：,70um,结区细胞直径：,3um,（,2,）生理因素：,0,期去极化速度和幅度,0,期去极化速度,幅度,局部电流形成,速度,和,强度,未兴奋区产生,AP,时间,短,局部电流传播的距离,传导,速度,b.,膜反应曲线：,概念：,以膜电位为横坐标，以,0,期最大去极化速度为纵坐标，所得到的,膜电位与,0,期最大去极化速度之间的,“,S,”,型关系曲线,（课本,P96,，图,4-14,）。,意义：,反映的是钠通道效应的电压依赖性,。,a.,机制：,邻近部位膜兴奋性,高,RP,和,TP,间差距,小,去极化到,TP,的时间,短,传导,速度,机制：,心肌细胞,AP,的,0,期去极化幅度和速度受膜电位影响（电压依赖性）。而,膜电位改变主要是对离子通道开放速度（效应）和数量（可利用率）的影响。,当膜电位处于或低于静息电位水平时（,RP,绝对值大），,0,期速率保持最大（曲线上段：平坦）,当膜电位去极化,-55mv,时，钠通道开始失活关闭，,0,期速率很低（曲线下段）。,膜电位在一定范围内变化时，负值越大，,0,期速率越高,。,邻近部位膜的兴奋性,(,四,),收缩性：,心肌细胞收缩机制与骨骼肌相似,，也是由,AP,触发兴奋,-,收缩偶联使肌丝滑行引起的。但心肌收缩有其自身特点：,1,、,心肌收缩的特点,（,1,）同步收缩（,“,全或无,”,式）：,心肌细胞之间存在缝隙连接（闰盘），传播速度快，故心肌可看作是,“,功能合胞体,”,。,心肌一旦兴奋可引起整个左右心房（心室）同步收缩。,心房和心室之间有纤维环和结缔组织隔开，故心房和心室是,两个功能合胞体,。,意义：,保证心脏的有效泵血功能。,（,2,）不发生强直收缩：,心肌的,有效不应期特别长（持续,整个收缩期加舒张早期）。,心肌始终保持收缩和舒张交替进行的节律活动。,意义：,保证心脏射血和充盈交替进行。,（,3,）对细胞外,Ca,2+,的依赖性：,Ca,2+,是兴奋,-,收缩耦联的媒介。但,心肌细胞的肌质网很不发达,，容积较小，贮,Ca,2+,量比骨骼肌少。,心肌细胞收缩所需,Ca,2+,除从终池释放（占,80-90%,）外，还需由细胞外液,Ca,2+,补充（,10-20%,），故心肌收缩对,Ca,2+,o,依赖性较大。,2,、,影响心肌收缩的因素,：,凡影响,CO,的因素（前负荷、后负荷、心肌收缩能力），以及,Ca,2+,o,等，都可影响心肌收缩。,三、体表心电图,(Electrocardiogram, ECG),（一）正常,ECG,各波和间期的形态和意义,1,、,定义：,将测量电极置于人体表面的一定部位，可记录到心脏兴奋过程中发生电变化的波形。,性质,：,心动周期中各细胞电活动的综合变化。,标尺（小格）：,横格：,纵格：,2,、,正常心电图,P,波,两心房去极化,QRS,波,两心室去极化传播的综合波,T,波,两心室复极化波,P-R,间期,窦房结兴奋传到心室的时间。,Q-T,间期,心室去极化和复极化所需时间。,S-T,段,相当于,AP,的平台期。,（二）心电图与心肌,AP,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）。,复习思考题,1.,在一个心动周期中，心瓣膜的状态有何变动？其变动的机制和生理意义是什么？,2.,在心脏收缩、舒张过程中，何部位、何时其压力最高？何部位、何时期压力最低？并说明理由。,3.,说明第一心音、第二心音的产生原因及特点。,4.,以心脏的缩舒、压力的升降、瓣膜的开关、血流的方向和容积的变化为基础说明射血和充盈的过程（原理）。,5.,说明心排出量的调节，并简述其机制。,说明评定泵血功能的指标及生理意义。,6.,为什么舒张压主要反映外周阻力的大小？,复习思考题,1.,心室肌细胞和窦房结细胞的动作电位有何特征？各时相产生的离子机制是什么？,2.,说明窦房结和浦肯野细胞自律性的发生机制。,3.,与骨骼肌相比，心肌有哪些生理特性？,4.,试述影响心肌自律性、兴奋性、传导性和收缩性的因素，并说明何者是主要影响因素。,5.,试述正常兴奋传导的顺序、特点及房室延搁的意义。,6.,说明心肌细胞在一次兴奋过程中，兴奋性的周期性变化有何意义？,7.,简述快、慢反应细胞的异同。,8.,心电图各波和间期的意义是什么？,Thank You For Your Attention,谢 谢,