生 理 学
Physiology
• 基 础 医 学 院 生 理 教研 室
生理学
第四章
血液循环
生理学
目 录
第一节 心脏的泵血功能 第二节 心脏的电生理 第三节 血管生理 第四节 心血管活动的调节 第五节 器官循环
教学目标
能够描述心肌收缩的特点（***）。
能够描述心动周期的概念，能够复述心脏泵血过程及机制（***）。
能够描述心脏泵血功能的评价指标，如每搏输出量、心输出量、心指数、射血分数（***）。
能够描述心脏泵血功能的储备（**）。
能够分析心输出量的影响因素（前负荷、后负荷、心肌收缩能力和心率对心输出量的影响）（***）。
能够描述心室肌细胞的跨膜电位及其形成机制（***）。
能够描述窦房结P细胞和浦肯野细胞的跨膜电位及形成机制（**）。
能够描述心肌兴奋性的周期性变化及其与收缩活动的关系，期前收缩及代偿间歇（**）；能够理解影响心肌兴奋性的因素（）。
能够描述兴奋在心脏内的传导过程和特点（**）；能够理解影响传导性的因素（）。
能够描述心脏的自律性、正常起搏点和潜在起搏点（**）；能够理解影响自律性的因素（）。
能够知道各类血管（弹性储器血管、阻力血管、交换血管和容量血管、短路血管）的功能特点（*）。
能够描述动脉血压的概念、正常值，并阐明动脉血压的形成原理及影响因素（***）。
能够描述静脉血压和静脉回心血量的影响因素（**）。
能够描述微循环组成、血流通路及生理功能（***）。
能够描述组织液生成和回流的原理及影响因素（***）。
能够描述心交感神经、心迷走神经、交感缩血管神经的生理作用、递质和受体（***）。
能够复述舒血管神经的种类及作用，心血管基本中枢的位置（**）。
能够描述颈动脉窦和主动脉弓压力感受性反射的过程及其生理意义（***）。
能够描述颈动脉体和主动脉体化学感受性反射的特点和意义（**）。
能够描述肾上腺素、去甲肾上腺素、肾素-血管紧张素系统对心血管活动的调节（***）。
生理学
循环系统
心血管系统：心脏、血管
淋巴系统：淋巴管道、淋巴器官(静脉回流的辅助路径)
血液循环：生理情况下，心脏持续跳动，推动血液在心血管系统内循环流动。
体循环 肺循环
生理学
第一节
01
心脏的泵血功能
生理学
心脏的泵血功能：心脏通过节律性跳动泵出血液，并提供动力使血液在血管内循环流动，该功能称为心脏的泵血功能。
心肌细胞的收缩性
①同步收缩：“全或无”式收缩（两个合胞体）
②不发生完全强直收缩
③对细胞外 高度依赖
心肌结构
生理学
一、心脏的泵血过程和机制
（一）心动周期
定义：指心脏一次收缩和舒张构成的机械活动周期，包括收缩期和舒张期。心动周期的长度与心率成反比。
心率：指单位时间内心脏搏动的次数。安静状态下，正常成年人一般为60～100次/min。
心率为75次/min时，心动周期= 60s / 75 = 0.8s
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一、心脏的泵血过程和机制
（一）心动周期
心动周期的特点：
① 心房和心室按照一定顺序和时程先后收缩。
② 心室舒张前0.4s内，心房也在舒张，这段时间为全心舒张期。
③ 无论心房还是心室，收缩期均短于舒张期。
临床上，长时间心动过速时，心动周期缩短，但舒张期缩短比例更大，不利于心脏长期工作。
假定心率 75次/分，心动周期为0.8S
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一、心脏的泵血过程和机制
（二）心脏的泵血过程
在一个心动周期中，心房心室一次收缩、舒张，推动血液从心房进入心室，再由心室进入动脉。
其动力来自于心脏舒缩产生的压力差。
其方向取决于瓣膜启闭。房室瓣/动脉瓣。
以心房收缩期作为一个心动周期的起始点，心脏左右两侧泵血过程和原理基本相似。
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一、心脏的泵血过程和机制
（二）心脏的泵血过程
1.心房收缩期和心房舒张期
心房开始收缩→房内压升高＞室内压→血液(20%-30%)由心房进入心室，之后转入心房舒张期(periodof atrial diastole)。（0.3s )
进入全心舒张期后，心房、心室均处于舒张状态→房室瓣开启→血液(70%-80%)经心房快速流入心室。
特点：心房内血液挤入心室，主动充盈。
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一、心脏的泵血过程和机制
（二）心脏的泵血过程
2.心室收缩期
（1）等容收缩期：
心室肌收缩→室内压升高＞房内压→房室瓣关闭，但室内压仍＜主动脉压→主动脉瓣仍关闭→心室容积不变。
特点：动脉瓣和房室瓣均关闭，心室容积不变。心室肌收缩，室内压急剧升高。
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一、心脏的泵血过程和机制
（二）心脏的泵血过程
2.心室收缩期
（2）快速射血期：
心室肌继续收缩→室内压升高＞动脉压→动脉瓣开放→血液由心室射入动脉。
特点：房室瓣关，主动脉瓣开；心室肌强烈收缩，室内压继续上升到峰值。由心室射入主动脉血量占总射血量70％。
（3）减慢射血期：
室内压由峰值逐渐下降→射血速度减慢，依靠惯性射血。
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一、心脏的泵血过程和机制
（二）心脏的泵血过程
3.心室舒张期
（1）等容舒张期：
心室肌舒张→室内压下降＜动脉压→主动脉瓣关闭室内压仍然＞房内压→房室瓣仍然关闭→心室容积不变。
特点：房室瓣和动脉瓣关闭；血液不进不出，心室容积不变。
等容舒张期
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一、心脏的泵血过程和机制
（二）心脏的泵血过程
3.心室舒张期
（2）快速充盈期（负压抽吸）：
房室瓣开启，心室容积增大。
（3）减慢充盈期：
入室血流速度减慢，心室容积继续增大。
快速充盈期
减慢充盈期
心房收缩期
另外，在心室舒张期的最后0.1s，心房开始收缩，其活动可使心室的充盈量再增加1/4左右。故心房收缩期可以算作心室充盈期的最后一部分，在心房收缩期结束后心室容积才达到最大。
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一、心脏的泵血过程和机制
（三）心脏泵血的特点
① 心室发挥主导作用。
② 心房发挥初级泵作用（心室总充盈量的1/4）。
③ 心脏瓣膜防止血液倒流。
④ 产生心音：心音指由心肌收缩、瓣膜启闭、血液流速改变形成的涡流和血液撞击心室壁、大动脉壁等引起的振动所产生的声音。
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| 心室收缩 | 心室肌收缩 | 心动周期分期 | 压力变化 | 瓣膜开闭 | 心室容积 | 心内血流方向 | |||
| 房内压 | 室内压 | 动脉压 | 房室瓣 | 半月瓣 | |||||
| 心室收缩期 | 开始收缩 | 等容收缩期 | 室内压快速升高 | 关 | 关 | 不变 | 在心室内 | ||
| 房压<室压<动脉压 | |||||||||
| 继续收缩 | 快速射血期 | 房压<室压>动脉压 | 关 | 开 | 迅速减小 | 快速射入动脉,占2/3 | |||
| 室内压达最高 | |||||||||
| 保持收缩 | 减慢射血期 | 室内压逐渐下降 | 关 | 开 | 继续减小到最低 | 慢速射入动脉,占1/3 | |||
| 心室舒张期 | 开始舒张 | 等容舒张期 | 房压<室压<动脉压 | 关 | 关 | 不变 | 在心室内 | ||
| 继续舒张 | 快速充盈期 | 室内压快速下降 | 开 | 关 | 迅速增大 | 快速流入心室 | |||
| 继续舒张 | 减慢充盈期 | 房压>室压<动脉压 | 开 | 关 | 进一步增大 | 慢速流入心室 | |||
| 继续舒张 | 心房收缩期 | 房压>室压<动脉压 | 开 | 关 | 更加充盈达最大 | 心房血液挤入心室 | |||
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二、心脏泵血功能的评价
（一）基于泵血量的心功能评价指标
1.搏出量和射血分数
搏出量：一侧心室一次心搏所射出的血液量称为每搏输出量（stroke volume, SV），简称搏出量。正常成年人安静状态下约为70mL（60-80mL）。
生理意义：心功能的基础参数。
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二、心脏泵血功能的评价
（一）基于泵血量的心功能评价
1.搏出量和射血分数
射血分数：搏出量占心室舒张末期容积的百分 比 称 为 射 血 分 数 （ ejection fraction,EF）。
射血分数=搏出量/心室舒张末期容积×100%。健康成年人为55%-65%。
生理意义：与搏出量相比，射血分数更能反应心脏射血能力。心室功能减退、心室异常扩大的患者射血分数明显降低。
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二、心脏泵血功能的评价
（一）基于泵血量的心功能评价
2.心输出量和心指数
心输出量：一侧心室1分钟射出的血液量称为心输出量（cardiac output,CO），又称每分输出量（minute volume）。
心输出量=搏出量×心率。健康成年男性在安静状态下为4.5-6.0 L/min。
生理意义：可评价不同状态下的心功能。
静息和运动时的心输出量
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二、心脏泵血功能的评价
（一）基于泵血量的心功能评价
2.心输出量和心指数
心指数：单位体表面积（每平方米）的心输出量称为心指数（cardiac index,CI）。
中等身材成年人(70kg体重)的静息心指数为3.0-3.5L/(min·m2) 。
生理意义：评价不同身材个体的心功能。
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二、心脏泵血功能的评价
（二）基于心脏做功的心功能评价指标
1.每搏功：指心室一次收缩射血所做的功，简称搏功。
2.每分功：指心室1分钟内收缩射血所做的功，简称分功。
生理意义：用心脏做功能更全面评价心脏泵血功能，尤其在动脉血压水平不同的个体之间或同一个体动脉血压发生改变前后。
3.心脏耗氧率：衡量心脏工作时消耗能量的指标，可间接反映心脏做功量。
（三）临床上常用的心功能测量技术和评价指标（自学）
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三、心脏泵血功能的储备
健康成年人在安静状态下，心输出量约5L/min；剧烈运动时，心输出量可达25～30L/min，为安静时的5～6倍。训练有素的运动员在剧烈运动时可达40L/min，增加近7倍。说明心脏的泵血功能有相当大的储备量。
心输出量随机体代谢的需要而增加的能力，称为心泵功能储备或心力储备。反映心脏泵血功能对代谢需要的适应能力。
增加每搏量
增加次数
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三、心脏泵血功能的储备
（一）搏出量储备
收缩期储备—是提高心输出量的重要途径，正常成年人为35-40mL 。
舒张期储备—轻度储备作用，只有15mL。
（二）心率储备
是提高心输出量的重要途径，心率在一定范围内加快，达到160-180次/分时，心输出量可增加至静息时的2-2.5倍。
是最常被调动的心力储备。
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四、影响心输出量的因素
心输出量 ＝ 搏出量 × 心率
增加每搏量
增加次数
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四、影响心输出量的因素
（一）影响搏出量的因素
1.前负荷
定义：指肌肉收缩前所承受的负荷。
在前负荷作用下，肌肉被拉长到一定的长度，称初长度。
心脏为中空、近似球形的脏器，心室舒张末期压力可代表心室肌的前负荷；心室舒张末期容积相当于心室初长度。
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四、影响心输出量的因素
（一）影响搏出量的因素
1.前负荷
（1）心室功能曲线与异长自身调节
概念：表示心室舒张末容积与搏出量关系的曲线称为心室功能曲线或Frank-Starling曲线指的是在一定范围内，增加心室舒张末容积（压力），心肌收缩力增强，搏出量增多。
特点：心室肌有较大初长度储备；超过最适初长度后，心室搏出量不变或轻微减少。
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四、影响心输出量的因素
（一）影响搏出量的因素
1.前负荷
（1）心室功能曲线与异长自身调节
异长自身调节：通过改变心肌细胞初长度（前负荷）而引起心肌收缩强度改变，对搏出量进行调节的机制。
异长自身调节的意义：对搏出量的微小变化进行精细的调节，使心室射血量与静脉回心血量之间能保持平衡。
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四、影响心输出量的因素
（一）影响搏出量的因素
1.前负荷
（2）影响前负荷的因素
心室充盈时间 心率增快
静脉回流速度 静脉输液
心包腔内压 心包炎
心室顺应性 心肌肥厚
心室舒张功能 心肌缺血缺氧
射血后心室内剩余血量
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四、影响心输出量的因素
（一）影响搏出量的因素
2.后负荷
定义：指心室肌收缩射血时必须对抗的负荷。
在体情况下，大动脉血压是心室收缩时的后负荷。
动脉血压与心输出量示意图
心功能正常时，动脉血压短暂升高（不超过160mmHg）不会明显影响心输出量。
动脉血压↑→等容收缩期室内压峰值增加，等容收缩期延长，射血期缩短，搏出量暂时减少心室内剩余血量增加，若回心血量不变，则心舒末期容积增大，通过自身调节可使搏出量恢复正常。
动脉血压长期持续升高时：
左心室心肌增厚
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四、影响心输出量的因素
（一）影响搏出量的因素
3.心肌收缩能力
定义：心肌不依赖于前后负荷而能改变其力学活动（收缩活动的强度和速度）的一种内在特性，又称心肌的变力状态。
将通过心肌细胞本身收缩能力的改变而使心脏搏出量和搏功发生相应改变的调节方式称为等长调节。
心肌收缩能力与心室功能曲线
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四、影响心输出量的因素
（一）影响搏出量的因素
3.心肌收缩能力
影响因素：
活化横桥数目：胞质内 浓度（受肾上腺素、去甲肾上腺素等的影响）；肌钙蛋白对 的亲和力（受茶碱等的影响）
肌球蛋白头部ATP酶的活性（受甲状腺激素等的影响）
心率
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四、影响心输出量的因素
（二）影响心率的因素
心率的快慢受年龄、性别、睡眠等因素的影响。
| 心率 | 心输出量 |
| 正常值60-100次/分 | 正常 |
| 不超过160-180次/分 | ↑ |
| 超过160-180次/分 | ↓ |
| 低于40次/分 | ↓ |
此外，还受神经因素、体液因素、离子浓度、体温等因素的影响。
小结
1.血液循环具有参与体内物质运输、维持内环境稳态、实现体液调节和保护功能。。
2.心脏泵血活动是实现血液循环的保障，掌握心脏泵血的过程、评价指标、泵血功能的储备和影响心输出量的因素，对于理解心脏泵血活动至关重要。
练习题
一、名词解释
心动周期、心指数、异长自身调节、房室延搁、平均动脉压、 微循环、 心血管中枢、 中心静脉压、正常起搏点、弹性储器血管
练习题
二、简答题
-
试述影响静脉回心血量的因素。
-
请从组织液生成的角度，阐述肾病综合征患者因大量蛋白尿导致明显水肿的机制。
-
简述影响心脏自律性的因素。
练习题
三、论述题
1.当动脉血压突然升高时，机体通过何种机制快速维持血压稳定？请简述其反射弧组成及调节过程。
2.当回心血量突然增加时，搏出量将如何变化？请简述其调节机制。