生理学完整课件-循环优秀PPT.ppt
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1、第四章第四章 血液循环血液循环CHAPTER 4 BLOOD CHAPTER 4 BLOOD CIRCULATIONCIRCULATION心心脏脏生生理理血液循血液循环环功能:功能:1.推推动动和运和运输输血液血液2.内分泌:内分泌:心心脏脏心心钠钠素、心律失常素、心律失常肽肽等等血管血管前列腺素前列腺素I2、NO、内皮素等、内皮素等第一第一节节心心脏脏的生物的生物电电活活动动一、心肌一、心肌细细胞的胞的电电活活动动二、心肌二、心肌细细胞的胞的电电生理特性生理特性三、体表心三、体表心电图电图一、心肌一、心肌细细胞的胞的电电活活动动 (一)心肌(一)心肌细细胞功能分胞功能分类类l1.1.按自律性
2、分按自律性分类类:l(1 1)工作)工作细细胞胞:心房肌、心室肌。有心房肌、心室肌。有兴兴奋奋性性,传导传导性性,收收缩缩性,但无自律性。性,但无自律性。(2 2)特殊)特殊细细胞:胞:l 自律自律细细胞:有胞:有兴奋兴奋性、性、传导传导性、性、自律性,无收自律性,无收缩缩性。性。l 非自律非自律细细胞胞:有有兴奋兴奋性、性、传导传导性性,无自律性和收无自律性和收缩缩。l 心心脏脏特殊特殊传导传导系系统统:l窦窦房房结结 l l房室交界房室交界(房房结结区、区、结结区、区、结结希区希区)l房室束房室束 l l左右束支左右束支 l l浦肯野浦肯野纤维纤维网网2.按快、慢反按快、慢反应应分分类类自
3、律自律细细胞胞非自律非自律细细胞胞快反快反应应l心房心房传导传导束、房束、房室束、室束、普肯野氏普肯野氏细细胞胞心房心房肌肌细细胞、胞、心室肌心室肌细细胞胞慢反慢反应应窦窦房房结结P细细胞胞结结区?区?(二)心室肌二)心室肌细细胞的胞的RPRP、APAP及其形成机及其形成机制制1 1。比比较较骨骼肌和心室肌的骨骼肌和心室肌的APAP异同异同l 1 1静息静息电电位(位(RPRP):约为约为90 mV90 mV,其,其形成机制与骨骼肌相像(形成机制与骨骼肌相像(K K外流)外流)l 2 2动动作作电电位(位(APAP):与骨骼肌相比,与骨骼肌相比,主要特征主要特征为为复极化复极化过过程比程比较较
4、困困难难,持,持续时续时间长间长。心室肌。心室肌细细胞胞动动作作电电位包括两个位包括两个过过程程(去极化和复极化)、五个(去极化和复极化)、五个时时期(期(0 0、1 1、2 2、3 3、4 4期)。期)。0 0期期为为去极相;去极相;1 1、2 2、3 3、4 4期期为为复极相。复极相。l各期的特点和离子机制如下:各期的特点和离子机制如下:l(1)0期(除极化)期(除极化)l产产朝气制:朝气制:Na+大量大量快速地内流快速地内流l膜膜电电位位:9030mV(幅度(幅度120mV)历时历时:12ms2ms除极速度除极速度(0期上升速率期上升速率):200400V/S(2)1期(快速复极初期)期
5、(快速复极初期)产产朝气制:一朝气制:一过过性外向离子流性外向离子流(Ito),其离子成分其离子成分为为K膜膜电电位:位:30mV0mV历时历时:10msl(3)2期(平台期,期(平台期,Plateau)l膜膜电电位:位:0mV;l历时历时:100150msl产产朝气制:朝气制:K外流(外流(Ik1)与)与Ca2+内流达内流达到平衡到平衡l内向内向电电流:正离子由膜外向膜内流淌或由流:正离子由膜外向膜内流淌或由膜内向膜外流淌,造成膜除极。膜内向膜外流淌,造成膜除极。l外向外向电电流:正离子由膜内向膜外流淌或流:正离子由膜内向膜外流淌或负负离子由膜外向膜内流淌,离子由膜外向膜内流淌,导导致膜复极
6、或极化。致膜复极或极化。l整流:指整流:指电电流流简洁简洁向一个方向流淌,不易向一个方向流淌,不易向反方向流淌。向反方向流淌。内向整流(内入性整流):正离子内向整流(内入性整流):正离子简洁简洁从膜从膜外流入膜内,外流入膜内,而不易从膜内流向膜外而不易从膜内流向膜外 外向整流(外出性整流):正离子外向整流(外出性整流):正离子简洁简洁从膜从膜内流向膜外,内流向膜外,而不易从膜外流入膜内而不易从膜外流入膜内l(4)3期(快速复极末期)期(快速复极末期)l膜膜电电位:位:0mV90mV;l历时历时:100150ms;l产产朝气制:朝气制:lCa2+通道关通道关闭闭,Ca2+内流停止。内流停止。K+
7、外流增加,膜快速复极化,由于外流增加,膜快速复极化,由于3期的复极期的复极K+外流是再生性的外流是再生性的,K+的的外流促使膜内外流促使膜内电电位向位向负电负电性性转转化化,而而膜内膜内电电位越位越负负,K+外流就越增高外流就越增高,这这种正反种正反馈过馈过程,程,导导致膜的复极越致膜的复极越来越快,直至复极化完成。来越快,直至复极化完成。l(5)4期(静息期)期(静息期)l膜复极完膜复极完毕毕,膜,膜电电位位稳稳定于静息定于静息电电位水平(位水平(90mV)。通)。通过过肌膜上肌膜上Na+K+泵泵的作用,逆着的作用,逆着浓浓度差,从度差,从细细胞内排出多余的胞内排出多余的Na+和和Ca2+,
8、并把,并把膜外的膜外的K+摄摄回回细细胞内以复原胞内以复原细细胞内外胞内外离子的正常离子的正常浓浓度梯度,保持心肌度梯度,保持心肌细细胞胞的正常的正常兴奋兴奋性(性(Na+K+转转运,运,Na+Ca2+交交换换)小结小结:动动作作电电位及其形成机制位及其形成机制l0期期Na+内流(再生性内流(再生性钠电钠电流)流)l1期期K+外流外流(Ito)l2期期K+外流和外流和Ca2+内流内流处处于平衡于平衡l3期期K+外流(外流(Ik再生性复极)再生性复极)l4期期离子复原(离子复原(Na+-K+泵泵和和Na+-Ca2+交交换换、Ca2+泵泵)膜膜电电位位(mv)心室肌细胞动作电位离子转运及收缩曲线心
9、室肌细胞动作电位离子转运及收缩曲线l2期期(平台期平台期)是心室肌是心室肌细细胞区分于胞区分于N和和M细细胞胞AP的主要特征,也是心室肌的主要特征,也是心室肌AP复极复极较长较长的主要的主要缘缘由。此期所涉及的由。此期所涉及的Ca2+通道通道激活慢,失活也慢,因而称激活慢,失活也慢,因而称为为慢通道,其阻慢通道,其阻断断剂为剂为异搏定和异搏定和D600。l4期期(静息期静息期)复极完复极完毕毕,膜,膜电电位复原并位复原并稳稳定在定在-90mV,同,同时时Na+K+泵泵活活动动,逆,逆浓浓度差度差转转运运Na+和和K+为为下次下次兴奋兴奋作准作准备备。lCa2+外运可能与外运可能与Na+顺浓顺浓
10、差内流耦合差内流耦合进进行,形成行,形成Na+Ca2+交交换换。l心房肌心房肌细细胞胞AP及其形成机制与心室肌及其形成机制与心室肌细细胞几乎相同,但其胞几乎相同,但其动动作作电电位持位持续时间较续时间较短。短。(三)蒲肯野(三)蒲肯野细细胞胞电电活活动动特点特点l蒲氏蒲氏细细胞胞AP波形分期和形成机制波形分期和形成机制与心室肌与心室肌细细胞基本相同,其不同点胞基本相同,其不同点在于在于4期静息期静息电电位不位不稳稳定,而是定,而是马马上上自自动动地地缓缓慢去极化,当去极化达慢去极化,当去极化达阈阈电电位水平位水平则则引引发发下一个下一个动动作作电电位。位。l凡是具有凡是具有4期自期自动动除极特
11、性的除极特性的细细胞称胞称为为自律自律细细胞。胞。l自律自律细细胞复极胞复极4期所达到的最大膜期所达到的最大膜电电位称位称为为最大复极最大复极电电位(或称最大舒位(或称最大舒张电张电位)。位)。l蒲氏蒲氏细细胞胞4期自期自动动除极机制:除极机制:l(1)Na+的内向离子流的内向离子流(If)渐渐渐渐增加增加l(2)外向)外向K+电电流(流(Ik)渐渐渐渐减弱减弱(四)(四)窦窦房房结结P细细胞胞电电活活动动特特点点l1、窦窦房房结结P细细胞胞动动作作电电位的特点:位的特点:l(1)最大复极最大复极电电位位(-70mV)和和阈电阈电位位(-40mV)的确定的确定值值小小;l(2)0期除极速度期除
12、极速度(10V/s)慢,慢,0期除极幅度期除极幅度(70mV),无反极化,无反极化现现象;象;l(3)无明无明显显1期和期和2期期l(4)4期自期自动动除极速度(除极速度(约约0.1V/s)明)明显显快快于于浦氏浦氏细细胞(胞(约约0.02V/s)l(5)0期主要是期主要是Ca2+内流,而浦氏内流,而浦氏细细胞胞为为Na+内流内流l2、窦窦房房结结P细细胞胞4期自期自动动除极化机制:除极化机制:(1)Ik通道通道渐渐渐渐失活,失活,K+外流外流进进行行性衰减性衰减l(2)Na+内流内流进进行性增加(行性增加(If)l(3)T型型Ca2+通道的激活,通道的激活,Ca2+内内流流(4)生)生电电性
13、性Na+Ca2+交交换换:P细细胞排出一个胞排出一个Ca2+,摄摄入三个入三个Na+,因,因此形成内向离子流,在除极后此形成内向离子流,在除极后1/3段起段起作用作用心心脏脏各各部部分分心心肌肌细细胞胞的的跨跨膜膜电电位位l小小结结:l1.快、慢反快、慢反应细应细胞看胞看0期:陡、期:陡、高者高者为为快(快(Na+);斜、矮者);斜、矮者为为慢慢(Ca2+)l2.自律、非自律自律、非自律细细胞看胞看4期:期:稳稳定定者者为为非自律非自律:不不稳稳者者为为自律自律二、心肌的二、心肌的电电生理特性生理特性 心肌的生理特性:心肌的生理特性:兴奋性、自律性、传导性、收缩性。兴奋性、自律性、传导性、收缩
14、性。(一一)兴奋性兴奋性excitability兴奋性:细胞受到刺激时产生兴奋的实力。兴奋性:细胞受到刺激时产生兴奋的实力。1、影响兴奋性的因素、影响兴奋性的因素(1)静息电位或最大复极电位的水平)静息电位或最大复极电位的水平RP确定值确定值与阈电位的差距与阈电位的差距引起兴奋所需的刺激阈值引起兴奋所需的刺激阈值兴奋性兴奋性;反之,反之,RP兴奋性兴奋性l(2)阈电阈电位水平位水平l阈电阈电位水平上移位水平上移与与RP之之间间的差距的差距,兴奋兴奋性性;反之,反之,阈阈电电位水平下移,位水平下移,兴奋兴奋性性。l(3)离子离子通道的状通道的状态态:lNa+通道通道和和Ca2+的三种状的三种状态
15、态:激活、失活、激活、失活、备备用用。llNa+、Ca2+通道通道处处于何种状于何种状态态,取决于当取决于当时时膜膜电电位水平位水平和和时间进时间进程程,即通道的激活、失活和复活,即通道的激活、失活和复活具有具有电压电压依从性和依从性和时间时间依从性。依从性。l膜上大部分膜上大部分Na+、Ca2+通道通道是否是否处处于于备备用状用状态态,是是该该心肌心肌细细胞具有胞具有兴奋兴奋性的前提性的前提。l当膜当膜电电位位处处于正常于正常RP-90mV时时,Na+通通道道处处于于备备用状用状态态,可在刺激作用下被激活。,可在刺激作用下被激活。l当膜当膜电电位从位从90mV去极化达去极化达阈电阈电位(位(
16、-70mV)时时,Na+通道几乎全部被激活。通道几乎全部被激活。l去极化后去极化后Na+通道很快(几通道很快(几ms内)全部内)全部失活,此失活状失活,此失活状态态的的Na+通道不能再次被激通道不能再次被激活。活。l随着随着时间时间的推移,始的推移,始终终要等到膜要等到膜电电位复位复极重新达极重新达90mV时时,Na+通道才全部复原通道才全部复原至至备备用状用状态态。lL型型Ca2+通道激活、通道激活、灭灭活及复原均活及复原均较较慢,慢,激活激活过过程需待膜程需待膜电电位完全复原后起先。位完全复原后起先。l2、兴奋兴奋性的周期性性的周期性变变更更l(1)确定不)确定不应应期和有效不期和有效不应
17、应期期l确定不确定不应应期期:0期期3期的期的55mV。兴奋兴奋性性=0l有效不有效不应应期期:3期的期的5560mV。部分除极或局部。部分除极或局部兴奋兴奋,但不能爆但不能爆发发AP(局部反(局部反应应期)。即刺激不期)。即刺激不产产生生AP。l(2)相)相对对不不应应期期l复极复极6080mV。用。用阈阈上刺激上刺激才能才能产产生生动动作作电电位。此期位。此期AP复极复极时时程程短,不短,不应应期亦短,易期亦短,易导导致心律失常。致心律失常。l(3)超常期)超常期l复极从复极从8090mV。膜。膜电电位基本位基本复原,用略低于正常复原,用略低于正常阈值阈值的刺激可的刺激可产产生生动动作作电
18、电位,位,兴奋兴奋性高于正常超常期性高于正常超常期。l由于由于Na+通道开放通道开放实实力仍旧没有复原力仍旧没有复原正常,所以,正常,所以,产产生的生的动动作作电电位的位的0期去极期去极的幅度和速度、的幅度和速度、兴奋传导兴奋传导的速度都低于的速度都低于正常正常。l最最终终,复极,复极过过程完程完毕毕,膜,膜电电位复原正位复原正常静息水平,常静息水平,兴奋兴奋性也复原至正常水平。性也复原至正常水平。l3、兴奋兴奋性周期性性周期性变变更与心肌收更与心肌收缩缩活活动动的关系的关系l(1)不不发发生生强强直收直收缩缩有效不有效不应应期期特殊特殊长长(约约200300ms),相当于心肌收,相当于心肌收
19、缩缩活活动动的整个收的整个收缩缩期及舒期及舒张张期早期。此期早期。此期期间间,任何刺激均不,任何刺激均不发发生生兴奋兴奋和收和收缩缩。l意意义义:心肌不:心肌不发发生完全生完全强强直收直收缩缩,是保持心是保持心脏脏收收缩缩与舒与舒张张交替的交替的节节律活律活动动,使心使心脏泵脏泵血功能得以完成。血功能得以完成。l(2)期前收)期前收缩缩与代与代偿间偿间歇歇l期前收期前收缩缩(prematuresystole):):l心室在有效不心室在有效不应应期之后受到人工的或期之后受到人工的或窦窦房房结结之外的病理性异之外的病理性异样样刺激,刺激,则则可可产产生一次正常生一次正常节节律以外的收律以外的收缩缩
20、。l代代偿间偿间歇(歇(compensatorypause):):l期前收期前收缩缩本身也有自己的有效不本身也有自己的有效不应应期,期,当当紧紧接而来的接而来的窦窦房房结兴奋结兴奋恰好落在期前恰好落在期前收收缩缩的有效不的有效不应应期内期内时时,形成一次,形成一次“脱失脱失”,必需等到下一次,必需等到下一次窦窦房房结结的的兴奋传兴奋传来,来,才能引起心室收才能引起心室收缩缩。l(二)自律性(二)自律性(autorhythmicity)l1.几个概念:几个概念:l(1)自)自动节动节律性:律性:l在没有外来刺激的条件下,心肌能在没有外来刺激的条件下,心肌能自自动动地、按确定地、按确定节节律律发发
21、生生兴奋兴奋的的实实力,力,称称为为自自动节动节律性律性(auto-rhythmicity)。心。心肌的自律性起源于心肌肌的自律性起源于心肌细细胞本身。胞本身。l特点:特殊特点:特殊传导传导系系统统各部位(各部位(结结区区除外)的自律性有等除外)的自律性有等级级差差别别:窦窦房房结结最最高高(90-100次次/分分),浦肯野浦肯野纤维纤维最低最低(约约15-25次次/分分),房室交界居中房室交界居中(4060次次/分分)l(2)心心脏脏的起搏点:的起搏点:l正常起搏点(正常起搏点(normalpacemaker):):l正常状况下,正常状况下,窦窦房房结结的自律性最高的自律性最高,心心脏脏按按
22、窦窦房房结结的的节节律活律活动动,因此,因此窦窦房房结结称称为为正常起搏点。正常起搏点。l潜在起搏点(潜在起搏点(potentialpacemaker):):l正常状况下,正常状况下,窦窦房房结结以外的其他自律以外的其他自律组织组织并不表并不表现现出它出它们们自身的自自身的自动节动节律性,律性,只是起着只是起着兴奋传导兴奋传导作用,故称之作用,故称之为为潜在潜在起搏点。起搏点。l(3)两种心律两种心律:l窦窦性心律性心律:由由窦窦房房结为结为起搏点的起搏点的心心脏节脏节律性活律性活动动,称称为窦为窦性心律。性心律。l异位心律:以异位心律:以窦窦房房结结以外的部位以外的部位为为起搏点的心起搏点的
23、心脏脏活活动动,称,称为为异位心律。异位心律。l例如,在某些异例如,在某些异样样状况下,状况下,窦窦房房结结起搏功能不全,冲起搏功能不全,冲动动下下传传受阻,或某些受阻,或某些心肌心肌组织兴奋组织兴奋异异样样上升上升时时,则窦则窦房房结结以以外的自律外的自律组织组织也有机会主也有机会主导导心心脏节脏节律。律。l2.窦窦房房结结(正常起搏点)限制心律的机制:(正常起搏点)限制心律的机制:(1)抢抢先占据(先占据(preoccupation):l窦窦房房结兴奋驱动结兴奋驱动潜在起搏点的潜在起搏点的兴奋兴奋不易不易出出现现。l(2)超速)超速驱动压驱动压抑(抑(overdriesuppression
24、):lA、长长期超速期超速驱动驱动潜在起搏点自身潜在起搏点自身活活动动被被压压抑。抑。lB、窦窦房房结驱动结驱动中断中断潜在起搏点复原潜在起搏点复原本身本身节节律。律。l提示:人工起搏提示:人工起搏时时,如因故短,如因故短暂暂中断起中断起搏器,在中断之前其搏器,在中断之前其驱动频驱动频率率应应逐步减慢,逐步减慢,以免以免发发生心搏生心搏暂暂停。停。l3.影响自律性的因素影响自律性的因素:l(1)4期自期自动动除极速度:快除极速度:快自律自律性性l(2)最大复极)最大复极电电位与位与阈电阈电位的差位的差距距:小:小自律性自律性小小结结:影响自律性的因素:影响自律性的因素自动去自动去极化的极化的速
25、度速度快快慢慢到达阈到达阈电位所电位所需时间需时间缩短缩短延长延长单位时单位时间爆发间爆发APAP的的次数次数多多少少自律性最大复自律性最大复极化电位水平极化电位水平与阈电位差距与阈电位差距小小大大大大小小三、传导性三、传导性(conductivity)l(一)兴奋传导原理:(一)兴奋传导原理:l兴奋在同一心肌细胞上传导原兴奋在同一心肌细胞上传导原理与神经细胞和骨骼肌细胞相同,理与神经细胞和骨骼肌细胞相同,即依据:即依据:“局部电流局部电流”再刺激法则双再刺激法则双向传导。同时局部电流可以通过心向传导。同时局部电流可以通过心肌细胞之间的闰盘传到另一个心肌肌细胞之间的闰盘传到另一个心肌细胞,从而
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