1、心脏的泵血功能 心肌的生理特性 血管生理 心血管活动的调节,第三章 血液循环,定义：血液在由心脏和血管组成的机体循环系统中按一定方向周而复始循环流动的过程。 功能完成体内物质运输，保证机体新陈代谢正常进行实现机体的体液调节维持机体内环境理化特性相对稳定和实现血液的防卫功能,血液循环 (blood circulation),体循环：左心室-主动脉-全身毛细血管-上、下腔静脉-右 心房的循环途径。 肺循环：右心室-肺动脉-肺胞毛细血管(与肺泡气体交换)-肺 静脉-左心房的循环途径。,鱼类心血管系统特点封闭式循环系统 单循环，即血液在整个鱼体内循环一周只经过一次心脏心脏只有一心耳、一心室,鱼类循环系
2、统,1.1 心脏泵学功能的周期性活动,心动周期定义：心脏每收缩和舒张一次，构成的一个机械活动周期，包括心房和心室的收缩期和舒张期。过程：首先是心房收缩，然后舒张；当心房进入舒张期后不久，心室进入收缩期，然后心室舒张，接着心房又发生收缩，开始进入下一个心动周期。,由于推动血液流动主要靠心室的舒缩活动，故常以心室的舒缩活动作为心脏活动的标志，把心室的收缩期称心缩期，心室的舒张期称心舒期。,心率定义 (heart rate)：心脏每分钟搏动的次数。影响因素：年龄、性别、种类、生理状况等 不同鱼类的心率差异较大，鲤鱼 15 次min-1，电鳗 65次min-1 心率过快：心动周期缩短，则收缩期和舒张期
3、缩短 (舒张期缩短更显著)。心肌工作时间相对延长，休息时间相对缩短，同时心室充盈度和心室射血量减少，心肌本身血液供应相对减少，对心脏的持久活动不利。 心率过慢：虽心室充盈较好，但单位时间内的射血量将减少，引起器官供血 不足。,心脏泵学过程和机理,动力：压力梯度(高低) 血流单方向:心肌的舒缩 室内压变化瓣膜开闭血流方向,心房收缩期,心室收缩期,心室舒张期,等容积收缩期、快速射血期、减慢射血期,等容积舒张期、快速充盈期、减慢充盈期,周而复始,心动周期过程,心房收缩期,心房压升高(高于心室压),心脏处于全心舒张期,房室瓣膜打开,静脉血回流入心房,血液流入心室,心房收缩,流入心室血量进一步增加,心房
4、舒张,心房收缩前,心房收缩期,心室收缩期,房室瓣关闭，半月瓣尚未开启,心室收缩,心室收缩，但容积不变,室内压升高，超过房内压,等容收缩期,心室收缩，室内压升高,室内压超过动脉压，半月瓣开启,血液快速射入动脉,快速射血期,血液射出，室内压降低,射血速度减慢,减慢射血期,心室舒张期,动脉血反流入心室，半月瓣、房室瓣关闭,心室舒张,心室舒张，但容积不变,射血停止，室内压下降,等容收缩期,心室舒张，室内压继续降低,房室瓣开启,心室快速从心房和动脉抽吸血液,快速充盈期,血液充盈，室内压升高,血液充盈速度减慢,减慢充盈期,1.2 心脏泵血功能的评价,常用指标有：每搏输出量、心输出量、射血分数、心指数和心脏
5、做功量,每搏输出量：在一个心动周期中，心室收缩所射出的血量舒张末期容量：舒张末期，心室由于血液充盈的容积收缩末期容量：收缩末期，心室内仍剩余的血液的容积每搏输出量 = 舒张末期容量 收缩末期容量,射血分数：搏出量占心室舒张末期容积的百分比,1.2 心脏泵血功能的评价,心指数：在单位体表面积计算的心输出量,心脏做功量：心室每收缩一次所做的功，简称搏功 (stroke work),每分输出量：心室每分钟所射出的血量，简称心输出量 (cardiac output)，等于每搏输出量与心率的乘积。,1.3 心脏泵血功能的储备,心脏泵血功能储备,搏出量储备心率储备,舒张期储备,收缩期储备,心力衰竭、心力储
6、备与机体锻炼的关系,1.4 心脏泵血功能的调节,由于每分输出量的大小取决于每搏输出量和心率，因此，凡能影响每搏输出量和心率的因素均可影响心输出量,心脏的每搏输出量,前负荷 (preload)：心肌在收缩前所遇到的负荷。可用心室舒张末期容量，即心室舒张期内血液的充盈程度来表示。它反映了心室肌在收缩前的初长度。,在一定范围内，当静脉回流量增加时，心脏容积扩大，心肌初长度增加，心肌收缩力增强，心输出量增加。这种通过改变心肌纤维的初长度而引起心肌收缩强度改变的调节方式称为异长身调节，也称Starting 机制或Starting 心脏定律，其生理意义是精细调节每搏输出量。,影响心室充盈量的因素,静脉回流
7、血量心室射血后剩余血量心室壁顺应性心包内压,心肌收缩力 (cardiac contractility)：指通过心肌本身收缩活动的强度和速度的改变而不依赖于前、后负荷的改变来影响每搏输出量的能力。 这种调节心输出量的机制称等长自身调节 (homeometric autoregulation)后负荷 (afterload): 指心肌在收缩时才遇到的负荷。心室肌后负荷是指动脉血压，故又称压力负荷。,心率,如果心率过快，则心动周期缩短，由于心室舒张期缩短更为明显，此时可影响到心室快速充盈期，使心室充盈不足，导致每搏输出量的减少。由于每搏输出量减少，虽然心率增加，但每分输出量扔减少。 心率太慢，每分输出
8、量亦减少。这是因为心室舒张期过长，心室的充盈早已接近限度，再增加心室舒张持续时间也不能相应提高每搏输出量。,如果每搏输出量不变，则每分心输出量随心率增加而增多。但心率增加，只能在一定范围内才能使心输出量增多。,因此，心率最适宜时，其每搏输出量最大，过快和过慢的心率都会使每分输出量减少。,心脏的泵血功能 心肌的生理特性 血管生理 心血管活动的调节,主要内容,心脏组成,心脏,心肌细胞,普通心肌细胞 (工作细胞/非自律细胞),特性,（兴奋性、传导性、收缩性，无自律性）,特殊分化心肌细胞 (自律细胞),（兴奋性、传导性、自律性，无收缩性）,特性,快反应自律细胞,慢反应自律细胞,2.1 心肌细胞的生物电
9、现象,动作电位由除极化和复极化过程组成，共分5个时期：除极化过程 (0 期)细胞受到刺激后，膜内外电位差逐渐减小，极化状态逐步消 除，这种过程称为去极化。 复极化过程快速复极初期 (1 期)平台期 (2 期)快速复极末期 (3 期)静息期 (4 期),工作细胞的跨膜电位及形成机制,心肌细胞的动作电位,心肌细胞的生物电现象,快反应自律细胞的动作电位及形成机制细胞受到刺激后，膜内外电位差逐渐减小，极化状态逐步消 除，这种过程称为去极化。 慢反应自律细胞的动作电位及形成机制,自律细胞的跨膜电位及形成机制(自学),影响兴奋性的因素,静息电位水平阈电位水平钠通道的状态,2.2 心肌的生理特性,2.2.1
10、 心肌的兴奋性,心肌兴奋性的周期性变化心肌兴奋性变化可分为：有效不应期、相对不应期和超常期3个时期。,定义心肌在没有外来刺激的条件下，能够自动地发生节律性兴奋的特性称心肌的节律性。具有自律性的细胞和组织分别称自律性细胞或自律性组织 。,2.2.2 心肌的自动节律性,自动中枢 鱼类心脏的自律性来源于心脏的特定部位，即起搏点 (pacemaker)，亦称自动中枢。鱼类的起搏点位于静脉窦 (sinus venous),A 型，有三个自动中枢，见于鳗鲡和康吉鳗等分布位于顾氏管 (也称居维氏管) 与静脉窦之间位于心房底部位于心房和心室之间,B 型，有三个自动中枢，见于软骨鱼类如猫鲨、锯尾鲨、角鲨、电鳐等
11、位于静脉窦位于心房和心室之间动脉圆锥基部,C 型，有两个自动中枢，见于大部分硬骨鱼类静脉窦与心房交界处心房和心室交界处,心肌在功能上是一个合胞体，心肌细胞膜的任何部位产生的兴奋不但可以沿整个细胞膜传播，并且可以通过闰盘细胞传递到另一心肌细胞，从而引起整块心肌的兴奋和收缩。通常将动作电位沿细胞膜传播的速度作为衡量心肌传导性 的指标,2.2.3 心肌的传导性,合胞体：含有由一层细胞膜包绕的多个核的一团细胞质，这通常是由于发生了细胞融合或一系列不完全细胞分裂周期所致。,决定和影响心肌传导性的因素,心肌细胞的直径直径大，电阻小，局部电流传播的距离则远，兴奋传导的速度快。反之，则慢。 动作电位除极速度和
12、幅度心肌细胞动作电位 0 期除极速度和幅度越大，形成的局部电流也大，达到阈电位水平所需要的时间越短，兴奋在心肌上传导的速度就越快。反之，则慢。 c. 邻近部位膜的兴奋性邻近部位膜的兴奋性取决于静息电位和阈电位的差值。当邻近部位的膜电位和阈电位间的差值间减小时，邻近膜的兴奋性高，则传导速度快。反之，则慢。,心脏的泵血功能 心肌的生理特性 血管生理 心血管活动的调节,主要内容,3.1 血管的种类和功能,弹性贮器血管分配血管毛细血管前阻力血管、毛细血管前括约肌交换血管毛细血管后阻力血管容量血管短路血管,3.2 血流量、血流阻力和血压,3.2.1 血流量和血流速度,血流量：指单位时间内流过血管某一截面
13、的血量，也称容积速度 (Lmin-1或mlmin-1)。,Q = P/R,Q，血流量； P 代表血管两端的压力差；R，表示管道对液体流动的阻力。,血流速度：血液的一个质点在血管内流动的线速度。血液在血管内流动时，其血流速度与血流量成正比，与血管的截面积成反比。,层流情况下各层流的流速,3.2.2 血流阻力,血流阻力：血液在血管内流动时所遇到的阻力。,R = 8 L/r4,R，血流阻力； ，血液粘滞度； L，血管长度；r， 血管半径,正常生理条件下，血管长度和血液粘滞度的变化很小，但血管的口径则易受到神经体液因素的影响而改变。因此，在整个循环系统中，小动脉，特别是微动脉，是形成体循环中血流阻力的
14、主要部位。 机体主要通过控制各器官阻力血管的口径来改变小动脉和微动脉处的血流阻力 (外周阻力)，从而有效调节各器官之间的血流量。,血压,血压：血管内的血液对于血管壁的侧压力，也即压强，单位帕 (Pa) 和千帕 (kPa)。,血压的形成因素,血液充盈心脏射血外周阻力,3.2.3 动脉血压和动脉脉搏,动脉血压,动脉血压 (arterial blood pressure)：指主动脉血压。在一个心动周期中，动脉血压随心室的收缩和舒张而发生规律性波动。心室收缩时主动脉血压上升到最高值，称为收缩压。心室舒张时主动脉血压下降达到最低值，称为舒张压。收缩压和舒张压之差，称为脉搏压，简称脉压。,影响动脉血压的因
15、素,心脏每博输出量心率外周阻力主动脉和大动脉的弹性贮器功能循环血量与血管容量的关系,动脉脉搏,定义：每当心室收缩时，动脉管内压力突然升高，动脉管突然膨大；当心室舒张时，动脉压降低，动脉管恢复原状。动脉管的这种周期性起伏称为动脉脉搏，简称脉搏 (pulse)。,生理学意义：动脉脉搏不但能够直接反映心率和心动周期的节律，而且能够再一定程度上通过脉搏的速度、幅度、频率、硬度等特性反映整个循环系统的功能状态。,3.2.4 静脉血压和静脉回心血量,静脉血压,外周静脉压各器官静脉的血压。中心静脉压胸腔大静脉或右心房的压力。,影响静脉血压的因素,心肌收缩力呼吸运动骨骼肌的挤压作用体循环平均压体位改变,血液与
16、组织液之间的物质交换,3.3 微循环（microcirculation）,扩散血液和组织液间物质交换的最主要形式 胞饮作用针对较大分子物质，如血浆蛋白 滤过和重新收针对水分子和水中直径小于毛细血管壁小孔的溶质,微循环是指微动脉和微静脉之间的血液循环。血液循环最根本的功能血液与组织之间的物质交换是在微循环部分实现的。,滤过：由于管壁两侧压力差 而引起液体由管的内侧向外侧的移动的过程。重吸收：由于管壁两侧压力差而引起由管的外侧向内侧移动的过程。,3.4 组织液和淋巴液的生成,组织液的生成及影响因素,有效滤过压 (毛细血管血压组织液胶渗压) (血浆胶渗压组织液静水压),淋巴液的生成及影响因素,淋巴液
17、：组织液进入淋巴管即成为淋巴液。生成：组织液和毛细淋巴管之间的压力差是生成动力。,淋巴液的生成及影响因素,回流：淋巴液生成后，经淋巴管回流到血液循环中。淋巴液生成和回流的意义回收组织液中的蛋白质运输脂肪及其他营养物质调节血浆和组织液之间的液体平衡清除组织中的红细胞、细菌和其他异物,硬骨鱼类血液循环,硬骨鱼类鳃的血液循环,心脏腹大动脉入鳃弓动脉入鳃丝动脉入鳃瓣小动脉进入次级鳃瓣进行气体交换出鳃瓣小动脉出鳃弓动脉背大动脉,心脏的泵血功能 心肌的生理特性 血管生理 心血管活动的调节,主要内容,神经 ,体液 ,心脏 ,血管 ,频率,收缩力,心输出量,口径,小动脉,静脉,特定器 官血管,外周阻力,回心血
18、量,循环血量,血液重分配,血压,55,动物生理学 课程教学辅导,（一）支配心脏的神经（1）心交感神经 来源与支配：脊髓胸段15节灰质侧角。右交感窦房结（主），左交感心室、心房肌 介质与受体：节前纤维：AChN1受体；节后纤维：NA1受体 作用：心肌收缩力增强、心率加快、输出量、血压。机制: 主要机制是Ca2+内流增加,窦房结4期自动去极化速度加快。,一、神经调节,56,动物生理学 课程教学辅导,（2）心迷走神经的作用 来源与支配：延髓的迷走神经背核和疑核。右迷走神经窦房结(主)，左迷走神经 房室交界(主)，心房肌、心室肌(少)。 介质与受体：节前纤维：AChN1受体；节后纤维：AChM受体 作
19、用与机制：心率减慢、心房肌收缩力减弱、房室传导速度减慢。主要机制是对K+外流增加, Ca2+内流减少。,57,动物生理学 课程教学辅导,（二）支配血管的神经,1、缩血管神经纤维 （1)属于交感神经系统： 递质为：去甲肾上腺素。 与受体结合血管收缩 与受体结合血管舒张 去甲肾上腺素主要与受体结合,表现缩血管效应,58,动物生理学 课程教学辅导,1) 交感舒血管神经纤维骨骼肌血管，节后f递质为Ach ，M受体结合。 2) 副交感舒血管神经纤维颌下腺、泪腺胃肠道腺 体、生殖器血管平滑肌，节后递质Ach、与M受体结 合，产生舒张效应。3) 脊髓背根舒血管纤维当皮肤受到伤害性刺激 时，皮肤感觉nf一支传
20、向中枢，另一支传到皮肤，反射引起皮下血管微动脉、微静脉舒张平滑肌。4) 血管活性肠肽神经元。,2、舒血管神经纤维,59,动物生理学 课程教学辅导,(三)心血管神经调节中枢1、心血管中枢 ： 基本中枢位于延髓， 控制心交感神经和交感缩血管神经活动的神经元。,60,动物生理学 课程教学辅导,（四）心血管反射,1.颈动脉窦，主动脉弓压力感受性反射,61,动物生理学 课程教学辅导,2.颈动脉体和主动脉体化学感受性反射,（1）颈动脉体和主动脉体化学感受性反射 -O2、CO2，H+。 （2）颈动脉窦神经-延髓-延髓内呼吸神经元和心血管神经元兴奋。-呼吸加深，加快，间接引起心率增加，心输出量增加，血压升高。
21、,62,动物生理学 课程教学辅导,二、体液调节,(1)肾素血管紧张素系统,肾素（renin）,肾旁球细胞分泌,血管紧张素原,肝脏合成、肾素底物,血管紧张素I（十肽）,Angiotensin I,血管紧张素转换酶,（肺血管）,血管紧张素II（八肽）,Angiotensin II,血管紧张素酶A,Angiotensinzyme A,血管紧张素III（七肽）,Angiotensin III,返 回,促进醛固酮释放,微动脉收缩，血压升高,63,动物生理学 课程教学辅导,（2）肾上腺素（E）和去甲肾上腺素（NE）,64,动物生理学 课程教学辅导,是由下丘脑的视上核和室旁核神经元合成，经轴突输送到垂体后叶, 再释放入血。在生理情况下，血管升压素主要是促进远曲小管和集合管上皮细胞对水的重吸收，引起血压上升，起抗利尿作用。,（3）血管升压素（抗利尿激素）,
