人体及动物生理学循环系统.ppt
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1、循循 环环 系系 统统血血 管管 生生 理理心心 脏脏 生生 理理心血管活动调节心血管活动调节器器 官官 循循 环环第一节第一节 心心 脏脏 生生 理理几个世纪以来,生理学家一直认为心脏只是泵血的装置,几个世纪以来,生理学家一直认为心脏只是泵血的装置,近些年来,生理学家认识到心脏除有泵血功能外,还有近些年来,生理学家认识到心脏除有泵血功能外,还有内分泌功能:心钠素、抗心率失常肽、内源性洋地黄素内分泌功能:心钠素、抗心率失常肽、内源性洋地黄素等。等。心脏的主要功能是泵血,心脏的主要功能是泵血,70岁一生泵血岁一生泵血160000m3。心脏的泵血功能依赖于心肌细胞的生理特性:兴奋性、心脏的泵血功能
2、依赖于心肌细胞的生理特性:兴奋性、传导性、收缩性、自律性。传导性、收缩性、自律性。一、心肌细胞的生物电现象一、心肌细胞的生物电现象(一)心肌电活动的离子基础(一)心肌电活动的离子基础1心室肌细胞心室肌细胞RP形成机制形成机制(1)幅度:-90mV(较骨骼肌细胞、神经细胞大)。(2)机制:=K+平衡电位 2.心室肌细胞心室肌细胞AP的形成机制的形成机制 刺激刺激RPRP阈电位阈电位激活快激活快NaNa+通道通道NaNa+再生式内流再生式内流NaNa+平衡电位平衡电位(0 0期)期)快快NaNa+通道通道:-70mV-70mV激活,激活,-55mV-55mV失失活,持续活,持续1-1-msms,特
3、异性强,特异性强(只对只对NaNa+通透通透)。去极化过程去极化过程0 0期去极化期去极化快快NaNa+通道失活通道失活+激活激活K+通道通道K K+一过性外流一过性外流 快速复极化快速复极化NaNa+K K+复极化过程复极化过程 (1 1期期 快速复极化初期)快速复极化初期)O O期去极达期去极达-40mV-40mV时时已激活慢已激活慢CaCa2+2+通道通道+激活激活K K通道通道CaCa2+2+缓慢内流缓慢内流 与与K K+外流处于平衡状态外流处于平衡状态慢慢CaCa2+2+通通道道:激激活活与与失失活活比比NaNa+通通道道慢慢,特特 异异 性性 不不 高高:CaCa2+2+(53%5
4、3%)、NaNa+(27%27%)、)、K K+(20%20%)都通透。)都通透。复极化过程复极化过程(2 2期期 平台期平台期 缓慢复极期)缓慢复极期)K K+NaNa+CaCa2+2+K K+慢慢CaCa2+2+通道失活通道失活+K K通道通透性通道通透性K K+再生式外流再生式外流快速复极化快速复极化至至RPRP水平水平(3 3期)期)泵泵3 3期期复极化过程复极化过程(3期期 快速复极末期快速复极末期)因因膜膜内内NaNa+和和CaCa2+2+升升高高,而而膜膜外外KK+升升高高激激活活离离子子泵泵泵泵出出Na+Na+和和CaCa2+2+,泵泵入入K K+恢恢复复正正常常离子分布。离子
5、分布。NaNa+K K+CaCa2+2+K K+K K+泵泵复极化过程复极化过程(4期静息期或舒张期)期静息期或舒张期)3.心房肌细胞的膜电位变化心房肌细胞的膜电位变化其静息电位、动作电位及其形成机制与心室肌基本相其静息电位、动作电位及其形成机制与心室肌基本相同,但动作电位的峰值低,复极相不出现明显的平台,同,但动作电位的峰值低,复极相不出现明显的平台,持续时间短,约。持续时间短,约。(二)心肌细胞的生理特性(二)心肌细胞的生理特性自律性、兴奋性、传导性、收缩性自律性、兴奋性、传导性、收缩性心肌的收缩性是指心肌能够在肌膜动作电位的触发心肌的收缩性是指心肌能够在肌膜动作电位的触发下产生收缩反应的
6、特性,它是以收缩蛋白质之间的下产生收缩反应的特性,它是以收缩蛋白质之间的生物化学和生物物理反应为基础的,是心肌的一种生物化学和生物物理反应为基础的,是心肌的一种机械特性。机械特性。兴奋性、自律性和传导性,则是以肌膜的生物电活兴奋性、自律性和传导性,则是以肌膜的生物电活动为基础的,故又称为电生理特性。动为基础的,故又称为电生理特性。1.自律性(自动节律性)自律性(自动节律性)组织、细胞能够在没有外来刺激的条件下,自动地发生节组织、细胞能够在没有外来刺激的条件下,自动地发生节律性兴奋的特性,称为自动节律性,简称自律性。律性兴奋的特性,称为自动节律性,简称自律性。具有自动节律性的组织或细胞,称自律组
7、织或自律细胞。具有自动节律性的组织或细胞,称自律组织或自律细胞。组织、细胞单位时间(每分钟)内能够自动发生兴奋的次组织、细胞单位时间(每分钟)内能够自动发生兴奋的次数,即自动兴奋的频率,是衡量自动节律性高低的指标。数,即自动兴奋的频率,是衡量自动节律性高低的指标。只有心脏特殊传导组织内某些自律细胞才具有自动节律性。只有心脏特殊传导组织内某些自律细胞才具有自动节律性。特殊传导系统各个部位(结区除外)的自律性有等级差别。特殊传导系统各个部位(结区除外)的自律性有等级差别。窦房结是主导整个心脏兴奋和跳动的正常部位,故称为正窦房结是主导整个心脏兴奋和跳动的正常部位,故称为正常起搏点。常起搏点。其它部位
8、自律组织并不表现出它们自身的自动节律性,只其它部位自律组织并不表现出它们自身的自动节律性,只是起着兴奋传导作用,故称为潜在起搏点。是起着兴奋传导作用,故称为潜在起搏点。异常情况下,窦房结以外的自律组织(例如,它们的自律异常情况下,窦房结以外的自律组织(例如,它们的自律性增高,或者窦房结的兴奋因传导阻滞而不能控制某些自性增高,或者窦房结的兴奋因传导阻滞而不能控制某些自律组织)也可能自动发生兴奋,而心房或心室则依从当时律组织)也可能自动发生兴奋,而心房或心室则依从当时情况下节律性最高部位的兴奋而跳动,这些异常的起搏部情况下节律性最高部位的兴奋而跳动,这些异常的起搏部位则称为异位起搏点,此时的心脏节
9、律即异位节律。位则称为异位起搏点,此时的心脏节律即异位节律。窦房结对于潜在起搏点的控制,通过两种方式实现a抢先占领抢先占领窦房结的自律性高于其它潜在起搏点,所以,在潜在起窦房结的自律性高于其它潜在起搏点,所以,在潜在起搏点搏点4期自动去极尚未达到阈电位水平之前,它们已经受期自动去极尚未达到阈电位水平之前,它们已经受到窦房结发出并依次传布而来的兴奋的激动作用而产生到窦房结发出并依次传布而来的兴奋的激动作用而产生了动作电位,其自身的自动兴奋就不可能出现了动作电位,其自身的自动兴奋就不可能出现b超速压抑或超速驱动压抑超速压抑或超速驱动压抑窦房结对于潜在起搏点,还可产生一种直接的抑制作用。窦房结对于潜
10、在起搏点,还可产生一种直接的抑制作用。当窦房结对心室潜在起搏点的控制突然中断后,首先会当窦房结对心室潜在起搏点的控制突然中断后,首先会出现一段时间的心室停搏,然后心室才能按其自身潜在出现一段时间的心室停搏,然后心室才能按其自身潜在起搏点的节律发生兴奋和搏动。起搏点的节律发生兴奋和搏动。自律细胞的膜电位变化自律细胞的膜电位变化 RP:不稳定,能自动去极化,=最大舒张电位。AP:分0,3,4三个时期,无1期和2期。电位形成机制电位形成机制 当当4 4期自动去极化达到阈电位期自动去极化达到阈电位激活慢钙通道激活慢钙通道CaCa2+2+内流内流0 0期期Ca2+Ca2+阈电位阈电位零电位零电位慢钙通道
11、渐失活慢钙通道渐失活+激活钾通道激活钾通道 Ca Ca2+2+内流内流+K+递减性递减性外外流(因钾通道的失活流(因钾通道的失活K+呈呈递减性外流)递减性外流)K+Ca2+3 3期期K+递减性外流递减性外流+Na+Na+递增性内流递增性内流+Ca+Ca2+2+内流内流缓慢自动去极化缓慢自动去极化具具“自我自我”启动启动 “自我自我”发展发展 “自我自我”终止的离子终止的离子流现象流现象K+Na+Ca2+4 4期期浦氏纤维最快房、室内快同步收缩,利射血房室交界最慢房室延搁利房排空、室充盈房室交界是传导必经之路,易出现传导阻滞(房室阻滞)2.传导性及兴奋的传导传导性及兴奋的传导(1)传导原理:局部
12、电流)传导原理:局部电流闰盘(缝隙连接)为低电阻区,局部电流很容易通过特殊传导系统。(2)传导特点)传导特点窦窦 房房 结结 结间束结间束 房间束房间束(优势传导通路)(优势传导通路)房室交界房室交界 心房肌心房肌 房室束房室束 左、右束支左、右束支 浦肯野纤维浦肯野纤维 心室肌心室肌(3)传导过程)传导过程(4)传导速度)传导速度浦氏纤维浦氏纤维(4m/s)(4m/s)束支束支(2m/s)(2m/s)心室肌心室肌(1m/s)(1m/s)心房肌心房肌(0.4m/s)(0.4m/s)结区结区(0.02m/s)(0.02m/s)传导时间传导时间 心房内心房内-房室交界房室交界-心室内心室内(0.0
13、6s)(0.1s)(0.06s)(0.06s)(0.1s)(0.06s)心肌细胞每次兴奋心肌细胞每次兴奋,其膜通道存在备用状态、激活、失活和其膜通道存在备用状态、激活、失活和复活过程;其兴奋性也随之发生相应的周期性改变。复活过程;其兴奋性也随之发生相应的周期性改变。3.兴奋性和不应期兴奋性和不应期心室肌兴奋性的周期性变化心室肌兴奋性的周期性变化 周期变化周期变化 对应位置对应位置 机机 制制 新新APAP产生能力产生能力有效不应期有效不应期 去极相去极相复极相复极相-60mV -60mV 不能产生不能产生 绝对不应期绝对不应期:Na+Na+通道处于通道处于 -55mV-55mV 完全失活状态完
14、全失活状态 局部反应期局部反应期:Na+Na+通道通道 -60mV-60mV 刚开始复活刚开始复活 相对不应期相对不应期 Na+Na+通道通道 能产生能产生(但但0 0期期 -80mV -80mV 大部复活大部复活 幅度、传导、时程幅度、传导、时程 超超 常常 期期 Na+Na+通道基本通道基本 等较正常小等较正常小)-90mV -90mV 恢复到备用状态恢复到备用状态 同相对不应期同相对不应期 局部反应期局部反应期相对不应期相对不应期超超 常常 期期心肌兴奋时兴奋性变化的主要特点是有效不应期特别长心肌兴奋时兴奋性变化的主要特点是有效不应期特别长(平均平均250ms),相当于心肌整个收缩期和舒
15、张早期。它是相当于心肌整个收缩期和舒张早期。它是骨骼肌与神经纤维有效不应期的骨骼肌与神经纤维有效不应期的100倍和倍和200倍。这一特倍。这一特性是保证心肌能收缩和舒张交替进行性是保证心肌能收缩和舒张交替进行,不出现强直收缩不出现强直收缩的生理学基础。的生理学基础。有效不应期的长短主要取决有效不应期的长短主要取决2期(平台期)。期(平台期)。a.不发生强直收缩不发生强直收缩心肌的有效不应期特别长心肌的有效不应期特别长,相当于整个收缩期加舒张早期,相当于整个收缩期加舒张早期,任何刺激落在此期内,心肌都不会发生兴奋反应。任何刺激落在此期内,心肌都不会发生兴奋反应。当刺激频率当刺激频率多数刺激落在有
16、效不应期内,最多引起期多数刺激落在有效不应期内,最多引起期前收缩,不会发生强直收缩。前收缩,不会发生强直收缩。4.心肌的收缩性心肌的收缩性心肌的收缩原理与骨骼肌的基本相同,但心肌细胞的终心肌的收缩原理与骨骼肌的基本相同,但心肌细胞的终池不发达,钙离子浓度低,故心肌细胞的收缩对细胞外池不发达,钙离子浓度低,故心肌细胞的收缩对细胞外液有较大的依赖性,这也是细胞外钙离子浓度易影响心液有较大的依赖性,这也是细胞外钙离子浓度易影响心肌收缩的主要原因。肌收缩的主要原因。b.期前收缩与代偿间歇期前收缩与代偿间歇期前收缩:心脏受到窦性节律之外的刺激,产生的收缩期前收缩:心脏受到窦性节律之外的刺激,产生的收缩在
17、窦性节律收缩之前在窦性节律收缩之前,称为期前收缩。称为期前收缩。代偿间歇:一次期前收缩之后所出现的一段较长的舒张代偿间歇:一次期前收缩之后所出现的一段较长的舒张期称为代偿性间歇。期称为代偿性间歇。因窦性节律的兴奋是规律下传的,当窦性兴奋落在期前因窦性节律的兴奋是规律下传的,当窦性兴奋落在期前收缩的有效不应期内收缩的有效不应期内,就不能引起心室的兴奋和收缩就不能引起心室的兴奋和收缩,而而出现一次窦律出现一次窦律“脱失脱失”,需等待下次窦律刺激引起兴奋,需等待下次窦律刺激引起兴奋才产生收缩,此等待期间为代偿性间歇。才产生收缩,此等待期间为代偿性间歇。对对Ca2+有明显的依赖性有明显的依赖性Ca2+
18、是肌细胞兴奋收缩耦联的媒介。但心肌细胞的肌质网很是肌细胞兴奋收缩耦联的媒介。但心肌细胞的肌质网很不发达不发达,容积较小容积较小,贮贮Ca2+量比骨骼肌少。量比骨骼肌少。心肌细胞收缩所需心肌细胞收缩所需Ca2+除从终池释放外除从终池释放外,还需由细胞外液还需由细胞外液Ca2+内流补充,故心肌收缩对内流补充,故心肌收缩对Ca2+依赖性较大。在一定范依赖性较大。在一定范围内围内:Ca2+Ca2+内流内流肌缩力肌缩力 Ca2+Ca2+内流内流肌缩力肌缩力c.有关心肌收缩的几点说明有关心肌收缩的几点说明a.前负荷的影响前负荷的影响 前负荷前负荷肌节初长度肌节初长度横桥联结数横桥联结数收缩力收缩力V回流量
19、回流量(其它因素不变)(其它因素不变)前负荷前负荷收缩力收缩力 影响收缩的因素影响收缩的因素b.后负荷的影响后负荷的影响离体心脏实验:在前负荷固定的条件下离体心脏实验:在前负荷固定的条件下,逐渐增加后负荷逐渐增加后负荷,则心肌收缩力越来越大。则心肌收缩力越来越大。c.c.缺氧和酸中毒缺氧和酸中毒缺氧和酸中毒缺氧和酸中毒HH+HH+与与CaCa2+2+竟争性地与原凝蛋白结合竟争性地与原凝蛋白结合心缩力心缩力 e.e.迷走神经或乙酰胆碱迷走神经或乙酰胆碱迷走神经或乙酰胆碱能激活心肌细胞膜上的迷走神经或乙酰胆碱能激活心肌细胞膜上的M M型胆碱能受体型胆碱能受体,增加膜对增加膜对K K+的通透性和抑制
20、钙通道开放的通透性和抑制钙通道开放,Ca,Ca2+2+内流减少,心内流减少,心缩力减弱。缩力减弱。d.d.交感神经或儿茶酚胺交感神经或儿茶酚胺交感神经或儿茶酚胺能激活心肌细胞膜上的交感神经或儿茶酚胺能激活心肌细胞膜上的型肾上腺素型肾上腺素能受体能受体,促进膜的钙通道开放促进膜的钙通道开放,加速加速CaCa2+2+内流内流,并促进肌质网并促进肌质网终末池释放贮存的终末池释放贮存的CaCa2+2+和促进和促进ATPATP释放供能释放供能,兴奋兴奋-收缩耦联收缩耦联加强,心缩力增强。加强,心缩力增强。1.正常心电图的波正常心电图的波形及生理意义形及生理意义名名 称称时间(时间(S S)幅度(幅度(m
21、V)mV)意意义义P P波波0.060.060.11 0.050.11 0.05 0.25 0.25 两心房兴奋两心房兴奋Q Q波波室室中隔中隔兴奋兴奋R R波波0.060.060.11 0.50.11 0.5 2.0 2.0 心尖心尖+侧壁肌兴奋侧壁肌兴奋S S波波心室后基底部兴奋心室后基底部兴奋T T波波0.050.050.25 0.10.25 0.1 1.5 1.5 两心室复极化过程两心室复极化过程P P-R R间期间期0.120.120.20 0.20 兴奋:房兴奋:房 室的时间室的时间S S-T T段段0.050.050.15 0.15 心室肌的心室肌的 APAP处于平台期处于平台期
22、Q Q-T T间期间期0.4 0.4 心室去极化心室去极化+复极化的时间复极化的时间aVLaVRAvf2.标准导联与加压肢体导联标准导联与加压肢体导联V1V2V3V4V53.胸导联胸导联二、心动周期二、心动周期右心:泵血入肺循环右心:泵血入肺循环 左心:左心:泵血入体循环泵血入体循环(一)心动周期(一)心动周期心房或心室每收缩和舒张一次心房或心室每收缩和舒张一次称心动周期。称心动周期。T T1/f1/f60s/7560s/750.8s 0.8s 房缩房缩 0.10.1s s 房舒房舒 0.70.7s s 室缩室缩 0.30.3s s室舒室舒 0.50.5s s(二)心率(二)心率概念概念:单位
23、时间内心脏舒缩的次数称心率。单位时间内心脏舒缩的次数称心率。正常变异正常变异:年龄年龄:初生儿初生儿(130次次/分分);成人成人(6090次次/分分)性别性别:女男女男 体质体质:弱强弱强 兴奋状态兴奋状态:运动、情绪激动安静、休息运动、情绪激动安静、休息 体温每体温每1心率心率10次次/分分(三)心脏泵血过程(三)心脏泵血过程 心动周期中压力、心动周期中压力、容积等变化容积等变化1=主主A内压内压2=左心室内压左心室内压3=左心房内压左心房内压4=心音心音5=心室容积心室容积=心房收缩期心房收缩期=等容收缩期等容收缩期=快速射血期快速射血期=缓慢射血期缓慢射血期=等容舒张期等容舒张期=快速
24、充盈期快速充盈期=减慢充盈期减慢充盈期1.心房的泵血心房的泵血心房收缩心房收缩 心房容积心房容积 房内压房内压(右房右房4-6mmHg)4-6mmHg)(左房左房6-7mmHg)6-7mmHg)房室瓣开放房室瓣开放(动脉瓣处关闭状态)(动脉瓣处关闭状态)挤血入心室挤血入心室(占心室充盈量(占心室充盈量25%25%)心房舒张心房舒张(75%75%由由V V经心房入心室)经心房入心室)2.心室的泵血心室的泵血 心室开始收缩心室开始收缩 室内压急剧室内压急剧(左室内压(左室内压近近80mmHg80mmHg)房室瓣关闭房室瓣关闭(动脉瓣仍处于关闭状态动脉瓣仍处于关闭状态)(容积不变、血液不流容积不变、
25、血液不流)继续收缩继续收缩快速射血期快速射血期(1)心室收缩期)心室收缩期a.等容收缩期:等容收缩期:心室继续收缩心室继续收缩 室内压动脉压室内压动脉压(左室(左室80mmHg80mmHg)(右室(右室8mmHg8mmHg)动脉瓣开放动脉瓣开放(房室瓣仍处于关闭状态)(房室瓣仍处于关闭状态)迅速射血入动脉迅速射血入动脉(占射血量(占射血量70%70%)心室容积迅速心室容积迅速减慢射血期减慢射血期(2)快速射血期)快速射血期迅速射血入动脉后迅速射血入动脉后 心室容积继续心室容积继续室内压略动脉压室内压略动脉压 射血能射血能=血液的动能血液的动能继续射血入动脉继续射血入动脉(占射血量(占射血量30
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