动物生理学血液循环课件.ppt
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1、第五章第五章 血液循血液循环(Circulation)1.血液循血液循环是指血液在循是指血液在循环系系统中按一中按一定方向周而复始地流定方向周而复始地流动。2.血液循血液循环的功能:的功能:物物物物质质运运运运输输维维持内持内持内持内环环境境境境稳态稳态调节调节体温体温体温体温 内分泌功能内分泌功能内分泌功能内分泌功能3.揭开血液循揭开血液循环之之谜 古代的古代的时候,候,亚里士多德里士多德说人的人的血管里是空气,很血管里是空气,很长一段一段时间里,大里,大家都家都这样认为。后来,人。后来,人们发现血管血管里有很多血液,但里有很多血液,但这些血液流到哪里些血液流到哪里去了呢?去了呢?这些血液像
2、潮水一些血液像潮水一样在人体在人体里流里流动,然后就消失在人体中了。,然后就消失在人体中了。17世世纪初,有一位叫哈初,有一位叫哈维的医学的医学家家对血液的流血液的流动产生了疑生了疑问,血液究,血液究竟到哪里去了?真的消失了竟到哪里去了?真的消失了吗?他决?他决定开始研究定开始研究这个个问题,但从哪里着手,但从哪里着手呢?人死了,血液就不流呢?人死了,血液就不流动了了,因此,因此,解剖人体肯定是不行的。解剖人体肯定是不行的。4.有一天,有一天,刚下下过一一场大雨,哈大雨,哈维步行从学校回步行从学校回家,看家,看见一群孩子在玩一群孩子在玩“水水坝”的游的游戏。他。他们先挖先挖了一条水沟,然后在水
3、沟的中了一条水沟,然后在水沟的中间挖了一个大水坑,挖了一个大水坑,在水坑的周在水坑的周围,用泥沙,用泥沙垒出一座出一座“水水坝”。水。水坝里里很快就蓄很快就蓄满了水,快溢了出来。孩子了水,快溢了出来。孩子们立即把水立即把水坝的一的一头扒开,水扒开,水“哗”地一下流走了。孩子地一下流走了。孩子们哈哈哈哈大笑,哈大笑,哈维在一在一边也看得很有趣,突然,他也看得很有趣,突然,他脑子里子里灵光一灵光一闪:有了!血液循:有了!血液循环之之谜可以揭开了!可以揭开了!哈哈维立即回到立即回到实验室里,找到了一只兔子。他室里,找到了一只兔子。他用用绳子扎住兔子的子扎住兔子的动脉血管脉血管5.哈哈维反复反复进行行
4、试验,他不,他不仅对80多种多种动物物进行行了了试验,还对自己身上的血管自己身上的血管进行了行了试验,试验的的结果一致表明:果一致表明:动脉血管里的血是从心脉血管里的血是从心脏里流出来里流出来的,静脉血管里的血是流回心的,静脉血管里的血是流回心脏去的。他去的。他发现心心脏是是这样进行工作的:收行工作的:收缩时,把血液,把血液压进动脉血管;脉血管;放松放松时,静脉里的血又流回来。,静脉里的血又流回来。这样,一,一缩一松,一松,一一张一弛,就使心一弛,就使心脏跳跳动起来,心起来,心脏的跳的跳动又促使又促使血液流血液流动,这样周而复始,血液在体内不停地循周而复始,血液在体内不停地循环。就就这样,哈,
5、哈维揭开了血液循揭开了血液循环的秘密。的秘密。6.英国医生哈维(William Harvey,15781657)在前人研究的基础上,做了大量离体心脏的实验研究,指出血液在体内是循环流动的。首先,他通过实验发现,如果心室容纳的血液为56.8克,心跳每分72次,则一小时由心脏压出的血液应为245.4千克,这相当于人体重的三四倍,这样大的血量决不可能是同一时间内消化道吸收的营养物质变成的,也不可能是同一时间内静脉所储存的,由此断定血液在体内必定是循环的。其次,他用捆扎手臂的实验证明,血液是从心脏经动脉流到静脉再流回心脏的。此外,他通过解剖和活体观察,发现动物心脏就像水泵,收缩时把血液压出来,舒张时又
6、充满了血液,指出血液循环的动力在于心脏的机械作用。7.哈哈维的血液循的血液循环理理论给了生理学中的了生理学中的传统观念念盖盖仑的灵气的灵气说以致命的打以致命的打击。从此,生理学。从此,生理学发展成展成为科学。哈科学。哈维因因为这一成就而被誉一成就而被誉为“生理学生理学之父之父”。William Harvey157816578.9.除上述两个循除上述两个循环路路线外,部分外,部分组织液液进入另一套入另一套封封闭的管道系的管道系统,形成淋巴液。后者,形成淋巴液。后者经小淋巴管、大小淋巴管、大淋巴管,再淋巴管,再经左左侧胸胸导管和右管和右颈淋巴干分淋巴干分别进入左、入左、右右锁骨下静脉,形成骨下静脉
7、,形成淋巴回流淋巴回流淋巴回流淋巴回流,淋巴回流可,淋巴回流可视为体循体循环的一个旁支。的一个旁支。10.第一第一节 心心脏的生理活的生理活动一、心肌一、心肌细胞的生物胞的生物电现象象二、心肌的生理特性二、心肌的生理特性 三、心三、心脏的的泵血功能血功能 11.心肌心肌细胞胞Cardiac myocyte工作工作细胞:胞:收收缩性、性、兴奋性、性、传导性性自律自律细胞:胞:自律性、自律性、兴奋性、性、传导性、收性、收缩性性末梢浦肯野末梢浦肯野纤维窦房房结房室束房室束,又名希氏束,又名希氏束左右束支左右束支房室交界区房室交界区心房肌心房肌 心室肌心室肌 12.心肌心肌细胞跨膜胞跨膜电位位:指心肌
8、指心肌细胞膜内外存在着的胞膜内外存在着的电位差。位差。l 静息状静息状态:l 兴奋状状态:工作心肌:静息工作心肌:静息电位位 特殊特殊传导系系统:最大舒:最大舒张电位位动作作电位位去极化去极化过程程复极化复极化过程程极化状极化状态 一、心肌一、心肌细胞的生物胞的生物电现象象 13.快反快反应细胞胞慢反慢反应细胞胞 末梢浦肯野末梢浦肯野纤维窦房房结房室束房室束左右束支左右束支房室交界区房室交界区心房肌心房肌心室肌心室肌快反快反应动作作电位位慢反慢反应动作作电位位14.(一)心室肌(一)心室肌细胞跨膜胞跨膜电位及其形成机制位及其形成机制 静息静息电位:位:-80-90mV K+向向细胞膜外流胞膜外
9、流动所所产生的生的K+跨膜跨膜电位或平衡位或平衡电位位K+外流外流:内向整流内向整流钾通道通道 (inward rectifier K+channel,Ik1通道)通道)15.心肌心肌细胞的胞的动作作电位与神位与神经细胞和骨骼肌胞和骨骼肌细胞不同:胞不同:去极化迅速而复极化去极化迅速而复极化缓慢慢 动作作电位的升支和降支不位的升支和降支不对称称持持续时间长(200-300ms200-300ms)特点特点普通心肌普通心肌细胞的胞的动作作电位可分位可分为:0、1、2、3、4五个五个时相相心室肌心室肌细胞胞动作作电位位 动作作电位位:16.心肌心肌动作作电位位产生的机制:生的机制:0期去极化的形成期
10、去极化的形成 历时:1ms 原因:原因:细胞外的胞外的Na+快速快速流入流入细胞内胞内-Na+内流(内流(钠通通道:道:INa通道)。通道)。复极化复极化1期:快速复极化初期期:快速复极化初期 形成形成锋电位,位,历时10ms 原原因因:Na+通通道道失失活活后后,K+快快速速外外流流(瞬瞬时性性外外向向离离子子流流:Ito),使使 膜膜电位位 下下 降降。17.复极化复极化2 2期:平台期期:平台期 历时:100150ms 原因:原因:Ca2+缓慢内流慢内流(L型型钙流流ICa-L)与)与K+外流(延外流(延迟整流整流钾流流IK)达到平衡,使膜)达到平衡,使膜电位位长时间维持在持在0 mV左
11、右。左右。复极化复极化3期:快速复极化末期期:快速复极化末期 历时:100ms150ms 原因:原因:Ca2+通道失活,通道失活,Ca2+内内流停止,流停止,K+快速外流(快速外流(IK 和和Ik1)形成。形成。18.4期:恢复期期:恢复期 原因:原因:3期后,期后,K+外流停止,外流停止,膜上膜上K+-Na+-ATP泵、Ca2+泵等活等活动,将,将Na+、Ca2+泵出,出,泵入入K+,使,使细胞膜内外离子胞膜内外离子分布及膜分布及膜电位恢复到静息位恢复到静息电位水平。位水平。19.0 0期期1 1期期瞬瞬时性外向离子流:性外向离子流:ItoINa通道通道20.2 2期期L型型钙流流ICa-L
12、与延与延迟整流整流钾流流IK3 3期期K+快速外流(快速外流(IK 和和Ik1)21.小结:动作电位及其形成机制 0 0期期期期NaNa+内流内流内流内流 1 1期期期期KK+外流外流外流外流(I(Itoto)2 2期期期期KK+外流和外流和外流和外流和CaCa2+2+内流内流内流内流处处于平衡于平衡于平衡于平衡 3 3期期期期KK+外流外流外流外流 4 4期期期期离子恢复(离子恢复(离子恢复(离子恢复(NaNa+-K-K+泵泵和和和和 NaNa+-Ca-Ca2+2+交交交交换换、CaCa2+2+泵泵)22.(二)(二)窦房房结细胞的胞的动作作电位及其形成机制位及其形成机制 l 最大舒最大舒张
13、电位:位:-50-60mV K+外流:内向整流外流:内向整流钾通道(通道(inward rectifier K+channel,Ik1通道)通道)l 动作作电位:位:0、3、4期期 03423.034u 0期(去极化期):期(去极化期):Ca2+内流:内流:L型型钙流(流(ICa-L)u 3期(复极化期):期(复极化期):K+外流:延外流:延迟整流整流钾流(流(IK)u 4期(自期(自动去极化期):去极化期):K+外流:延外流:延迟整流整流钾流(流(IK)Ca2+内流:内流:T型型钙流(流(ICa-T)L型型钙流(流(ICa-L)24.0 0期:期:当当4 4期自期自动去极化达到去极化达到阈电
14、位位激活慢激活慢钙通道(通道(Ica-LIca-L型)型)CaCa2+2+内流内流Ca2+Ca2+0 0期期阈电位位零零电位位按任意键显示动画1、225.3 3期:慢期:慢钙通道(通道(Ica-LIca-L型)型)渐失活失活 +激活激活钾 通道(通道(IKIK)CaCa2+2+内流内流+K+递减性减性外流外流 (因(因钾通道的失活通道的失活K+呈呈递减性外流)减性外流)K+Ca2+3 3期期按任意键显示动画1、226.4 4期:期:K+递减性外流减性外流 +Na+Na+递增性内流(增性内流(IfIf)+Ca+Ca2+2+内流内流(Ica-TIca-T型型钙通道激活)通道激活)缓慢自慢自动去极化
15、去极化K+Na+Ca2+4 4期期按任意键显示动画1、227.小小结:慢反:慢反应自律自律细胞的胞的电位形成机制位形成机制复极化至复极化至-60mV-60mV时I If f 通道通道递增性激活增性激活3 3期末期末I Ik k通道通道递增性失活增性失活自自动去极后去极后1/31/3期期CaCa2+2+通道(通道(T T型)开放型)开放K K+递减性外流减性外流NaNa+递增性内流增性内流CaCa2+2+内流内流自自 动 去去 极极 达达 阈 电 位(位(-40mV-40mV)慢慢 CaCa2+2+通通 道(道(L L型)开型)开 放放CaCa2+2+内内 流流 产 生生 AP AP 的的 0
16、0 期期28.(三)浦肯野(三)浦肯野细胞的胞的动作作电位及其形成机制位及其形成机制 浦肯野浦肯野浦肯野浦肯野细细胞胞胞胞为为快反快反快反快反应应自律自律自律自律细细胞,最大复极胞,最大复极胞,最大复极胞,最大复极电电位位位位约约为为-90mv-90mv,其,其,其,其动动作作作作电电位的位的位的位的0 0、1 1、2 2、3 3期的形期的形期的形期的形态态及离子及离子及离子及离子机制与心室肌机制与心室肌机制与心室肌机制与心室肌细细胞的相似。浦肯野胞的相似。浦肯野胞的相似。浦肯野胞的相似。浦肯野细细胞胞胞胞4 4期自期自期自期自动动去极去极去极去极化的离子基化的离子基化的离子基化的离子基础础是
17、是是是I IKK的逐的逐的逐的逐渐渐衰减和一种随衰减和一种随衰减和一种随衰减和一种随时间时间而而而而渐渐渐渐增增增增强强的内向离子流(的内向离子流(的内向离子流(的内向离子流(I If f),但以),但以),但以),但以I If f为为主。主。主。主。I If f通道是一种超通道是一种超通道是一种超通道是一种超极化激活的阳离子通道,极化激活的阳离子通道,极化激活的阳离子通道,极化激活的阳离子通道,该该通道允通道允通道允通道允许许NaNa+和和和和KK+通通通通过过,因此因此因此因此I If f电电流是一种内向流是一种内向流是一种内向流是一种内向NaNa+流和外向流和外向流和外向流和外向KK+流
18、的混合离子流的混合离子流的混合离子流的混合离子流,但以流,但以流,但以流,但以NaNa+内流内流内流内流为为主。主。主。主。29.二、心肌的生理特性二、心肌的生理特性 l 兴奋性性 l 自律性自律性 l 传导性性 l 收收缩性性 电生理学特性生理学特性 机械特性机械特性 30.兴奋性性 指心肌具有接受刺激指心肌具有接受刺激产生生兴奋的能力或特性。其高低取决的能力或特性。其高低取决于心肌于心肌细胞的膜胞的膜电位和位和阈电位之位之间的差距以及引起的差距以及引起兴奋的离子的离子通道的性状。通道的性状。u 心室肌心室肌细胞在一次胞在一次兴奋过程中程中兴奋性的性的变化:化:绝对不不应期和有效不期和有效不
19、应期期 相相对不不应期期 RRP:3期复极期复极-60mV -80mV 超常期超常期 SNP:3期复极期复极-80mV -90mV 绝对不不应期期 ARP:0期去极期去极 3期复极至期复极至-55mV 有效不有效不应期期 ERP:0期去极期去极 3期复极至期复极至-60mV 31.心室肌心室肌兴奋性的周期性性的周期性变化化 周期周期变化化 对应位置位置 机机 制制 新新APAP产生能力生能力有效不有效不应期期 去极相去极相复极相复极相-60mV -60mV 不能不能产生生 绝对不不应期期:NaNa+通道通道处于于 -55mV-55mV 完全失活状完全失活状态 局部反局部反应期期:NaNa+通道
20、通道 -60mV-60mV 刚开始复活开始复活 相相对不不应期期 NaNa+通道通道 能能产生生(但但0 0期期 -80mV -80mV 大部复活大部复活 幅度、幅度、传导、时程程 超超 常常 期期 NaNa+通道基本通道基本 等等较正常小正常小)-90mV -90mV 恢复到恢复到备用状用状态 同相同相对不不应期期 32.自律性自律性 指生理条件下,心指生理条件下,心脏特殊特殊传导系系统的心肌的心肌细胞在没有外来胞在没有外来刺激的条件下能自刺激的条件下能自动发生生节律性律性兴奋的特性。的特性。u 心心脏特殊特殊传导系系统各部分自律性高低不同:各部分自律性高低不同:窦房房结:100次次/min
21、 房室交界区:房室交界区:50次次/min 房室束:房室束:40次次/min末梢浦肯野末梢浦肯野细胞:胞:25次次/min主主导起搏点起搏点潜在起搏点潜在起搏点33.u 窦房房结对潜在起搏点潜在起搏点进行控制、以保行控制、以保证其主其主导心心脏节律的作用律的作用 抢先占先占领 超速超速驱动压抑抑 窦房房结P P细胞的自律性高于其他各潜在起搏点,当潜在胞的自律性高于其他各潜在起搏点,当潜在起搏点在起搏点在4 4期自期自动去极化尚未达到本身的去极化尚未达到本身的阈电位位时,已,已经被被窦房房结传来的冲来的冲动所激所激动而而产生生动作作电位,因此其本身的自位,因此其本身的自律性不能表律性不能表现出来
22、。出来。自律自律细胞因受到高于其自身固有胞因受到高于其自身固有频率的刺激而率的刺激而发生生节律律性性兴奋,称,称为超速超速驱动。超速。超速驱动一旦停止,一旦停止,该自律自律细胞自胞自身固有的自律活身固有的自律活动不能立即恢复,需要不能立即恢复,需要经过一段一段时间后才能后才能出出现。这种在超速种在超速驱动后自身固有的自律活后自身固有的自律活动暂受受压抑的抑的现象,称象,称为。34.斯氏第一扎斯氏第一扎35.u自律自律细胞自律性的高低主要取决于:胞自律性的高低主要取决于:自自动去极化的速率去极化的速率最大舒最大舒张电位和位和阈电 位之位之间的的电位差距位差距36.传导性性指心肌指心肌细胞所具有的
23、胞所具有的传导兴奋的能力。的能力。窦房房结房室交界区房室交界区左、右束支左、右束支末梢浦肯野末梢浦肯野纤维网网u 兴奋的的传导:右心房和左心房右心房和左心房右心室和左心室右心室和左心室 房室交界区的房室交界区的结区区传导性最性最低,低,约为0.02m/s,使,使兴奋通通过房房室交界区要耗室交界区要耗时约0.1s,导致心致心房和心室的房和心室的兴奋相距相距0.1s,称,称为房室延房室延搁。兴奋在房室束、束支和浦肯在房室束、束支和浦肯野野纤维网的网的传导速度最高,能达速度最高,能达到到24m/s,使,使兴奋能迅速能迅速传播到播到左右心室,保左右心室,保证了左右心室能同了左右心室能同时发生收生收缩。
24、房室束房室束37.u 影响心肌影响心肌传导性的因素性的因素 邻近未近未兴奋心肌心肌细胞的胞的兴奋性性 心肌心肌细胞胞动作作电位位0期去极化的速度和幅度期去极化的速度和幅度 快反快反应细胞的胞的动作作电位位0期去极化速率快、幅期去极化速率快、幅值大,形成大,形成的局部的局部电流大,向前影响的范流大,向前影响的范围广,使其前方的广,使其前方的细胞去极化达胞去极化达到到阈值所需要的所需要的时间短,所以短,所以传导速度快;反之慢反速度快;反之慢反应动作作电位的位的传导速度速度较慢。慢。邻近未近未兴奋部位的心肌部位的心肌细胞静息胞静息电位(最大舒位(最大舒张电位)和位)和阈电位之位之间差差值增大,增大,
25、则心肌的心肌的兴奋性降低,膜去极化达到性降低,膜去极化达到阈电位水平需要的位水平需要的时间长,使,使传导减慢。减慢。心肌心肌细胞的胞的细胞内胞内电阻阻 闰盘的密度的密度 38.收收缩性性指工作心肌指工作心肌细胞胞兴奋时能能发生收生收缩,肌,肌细胞胞缩短并短并产生生张力的特性。力的特性。u 心肌的心肌的兴奋收收缩耦耦联Ca2+通通过ICa-L通道内流通道内流 肌肌质网内网内贮存的存的Ca2+释放入胞放入胞质 Ca2+与与细肌肌丝的肌的肌钙蛋白蛋白结合合 肌肌动蛋白与粗肌蛋白与粗肌丝肌球蛋白的橫肌球蛋白的橫桥结合合 肌肌质网上的网上的钙释放通道受体被放通道受体被Ca2+触触发 肌肌丝滑行,肌滑行,
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