第六講心臟的泵血生理

1、第六講心臟的泵血功能(Cardiac Pumping Physiology)在生命活動過程中，心臟不停地跳動，推是血液循環(huán)的動力O動血液在心血管系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動O 血液循環(huán)的主要功能是完成體內(nèi) 的物質(zhì)運(yùn)輸。心臟的泵功能(pumping function)Aerobic exercise builds endurance t>y keeping the heart pumping for an exterKled period of time心臟活動的周期性表現(xiàn)心臟活動呈周期性表現(xiàn) 心電周期:興奮的產(chǎn)生及興奮向整個心臟的擴(kuò)布; 心動周期:興奮觸發(fā)的心肌舒縮，心房、心 室壓力與容積變化及瓣膜的

2、啟閉，實(shí)現(xiàn)泵血 過程；心音周期:伴隨瓣膜的啟閉，出現(xiàn)心音。心動周期(cardiac cycle)心臟的一次收縮和舒張，構(gòu)成的一個機(jī)械活動周期00.10.20.30.40.50.60.70.8心臟的泵血功能（左心室為例）1.心房射血期:持續(xù)0.1S。2 心室收縮期：分為三個時相1）等容收縮期：持續(xù)005s2）快速射血期：持續(xù)0.1s3）減慢射血期：持續(xù)015s3 心室舒張期:分為四個時相1）等容舒張期：持續(xù)007s2）快速充盈期:持續(xù)0.1svfriVMM v«h tai thent/ - LrfrflhbiotxiIhivefriflHOi/TC!ojimnr!40»w%

3、rtt*e*ow.r« w>i w 忖JTULj«frwb«kMW3）減慢充盈期：持續(xù)022s心房收縮期一壓 減慢充盈期 則-蘆卜 快速充盈期 、 等容舒張期r減慢射血期產(chǎn)左心動Ml流 （心室輸出）:動脈瓣關(guān)閉二尖弼關(guān)、品oX)OH0H208 6 411 1(詈1) S-快速射血期/ 動 菊容阪縮期-心房收縮期b O 5 O4 3 2 91AI&喇煤 (TU)疹伸抽勺 和Q 回卻勺心動周期1. 心房收縮期2. 等容收縮期3. 快速射血期4. 減慢射血期5. 等容舒張期6. 快速充盈期減充盈期120 J :1 :2:3 : 4 5 6 :7-I|

4、9;!III1 心房收縮期o o O0 8 61力電壓40200二尖瓣關(guān)介動脈瓣開X動脈瓣關(guān)、C夕! 2等容收縮期I! 3 快速射血期I! 4.減慢射血期Ii 5等容舒張期II善! 6快速充盈期 II:7.減慢充盈期 心房在心臟泵血活動中的作用心室收縮期，臨時接納和儲存回流血液全心舒張期（心室舒張?jiān)?中期）血液從靜脈返回心室的一個通道心房收縮期初級泵（心室舒張后期）在一個心動周期中左心房壓力顯示有三個正向波，a c v 心房心室心音(heart sound)（一）第一心音-first heart sound 標(biāo)志心室收縮的開始（二）第二心音-second heart sound 標(biāo)志心室舒張的

5、開始（三）第三心音-third heart sound 是血液從心房流入心室引起(四)第四心音-forth heart sound由心房收縮引起第一心音與第二心音比較產(chǎn)生時間產(chǎn)生的主要原因第一心音心室收縮早期房室瓣關(guān)閉反映房室瓣 心室壁振動的功能狀態(tài) 動脈壁振動第二心音心室舒張?jiān)缙趧用}瓣關(guān)閉 心室壁振動反映動脈瓣的功能狀態(tài)心臟泵血功能的評定一、心臟的輸出量(_)每搏輸出量、射血分?jǐn)?shù)及意義 每搏輸出量(stroke volume ): 一側(cè)心室每次搏出的血量(70ml)搏出量=心舒末期容積-心縮末期容積 射血分?jǐn)?shù) (ejection fraction):=每搏輸出量/心舒張末期容積60 80ml

6、/120 130ml 50% 60%（二）每分輸出量、心指數(shù)及意義每分輸出量（inute volume 一側(cè)心室每分鐘射的血量=每搏輸出量X心率=56 L/min心指數(shù)(cardiac index )空腹和安靜狀態(tài)下，每平方米體表面積的每分 心輸出量。反映心室泵血的效率空腹和安靜狀態(tài)下，人體表面積=16 1.7 m2心指數(shù)=3.0 3.5 L/min-m2作為比較不同個體 心功能的評定指標(biāo)在同一個體的不同 年齡段或不同生理 情況下，心指數(shù)也 發(fā)生變化影響心輸出量的因素一、前負(fù)荷（preload）（一）心室舒張末期壓力高低反映心室肌的前負(fù)荷（心長度）II心室舒張 末期容積II心室舒張 末期壓力心

7、室舒張 末宴充盈 的血液量（心房壓力）靜脈回心 血 量射血后心室 匸內(nèi)剩余血量心肌通過異長自身調(diào)節(jié)能對搏出量進(jìn)行精歸的誦節(jié)1-心功能曲線與心定律2正常心室肌具有較強(qiáng)的抗過度延伸的特性 3異長自身調(diào)節(jié)的生理意義1.心功能曲線(ventricular function curve )40302010IIII10 20右心房平均壓(nmiHg)IIII0 10 20 左心均壓(mmHg)心肌異長自身調(diào)節(jié)(heterometric autoregulation)通過改變心肌細(xì)胞初長度而引起心肌收縮 強(qiáng)度改變的調(diào)節(jié)。 1914年Starling發(fā)現(xiàn)靜脈回心血量越多， 心臟舒張末期容積越大，心肌的初長度增

8、 加，則心室收縮力量也越強(qiáng)，搏出到主動脈的血量也越多，該現(xiàn)象稱"心定律（lawof the heart )"2.正常心室肌具有較強(qiáng)的抗過度延伸的特性001.52.02.5肌小節(jié)長度(uni)O50() N憲W?最適初長度2. 0 2. 2 pm主動張力不出現(xiàn)降支超過最適初長 度，初長度不隨前負(fù)荷增加而增加0100 F骨骼肌50卜I14.6.8 2.(2.2骨骼肌正常 工作范圍2530 3.2 3/!收縮力 f (%)心肌正常 工作范圍長 度I張 力 曲 線初長度 曲)心肌能抵抗被過度延伸的特性其機(jī)制是心肌肌小節(jié)內(nèi)存在連接蛋白，將肌球蛋白固定在肌小節(jié)的Z線上，并具有彳艮強(qiáng)的黏

9、彈性，限制肌小節(jié)的被動拉長。其意義在于正常時，心臟在前負(fù)荷明顯增加 時，初長度不再隨室內(nèi)壓的增加而增加，不 會發(fā)生搏出量和做功能力的下降。03.異長自身調(diào)節(jié)的生理意義對搏出量的微小變化進(jìn)行精細(xì)的調(diào) 節(jié)，使心室射血量與靜脈回心血量之 間保持平衡，從而使心室舒張末期容 積和壓力保持在正常范圍內(nèi)。(三)影響前負(fù)荷因素1靜脈回心血量(1)心室充盈時間(2 )靜脈回流速度(3)心包腔內(nèi)壓力(4)心室順應(yīng)性60300 &HURU)茴膝峑善TW2.射血后心室內(nèi)的剩余血量> 后負(fù)荷(af ter load )（一）后負(fù)荷增加時可使心室搏出量減少（二）射血期心室壁的張力反映心室收縮的 后負(fù)荷心室壁

10、的張力二心室內(nèi)壓X心室腔半徑心室壁厚度動脈血壓在80 170mmHg范圍波動時，心輸出量無明顯變化搏出量t 等長調(diào)節(jié)動脈f 心室等容射血期縮短1血壓收縮期t射血速度!搏出量J異長調(diào)節(jié)心室舒張心室內(nèi)剩末期容積余血量t”、收縮能力增強(qiáng)正常收縮能力降低(宮»軸)SS舒張末期纖維長度 舒張末期心室壓力三、心肌收縮能力(myocardial contractility ) 等長調(diào)節(jié)(homometric regulation )心肌不依賴于前負(fù)荷和 后負(fù)荷而能改變其力學(xué) 活動的內(nèi)在特性，稱為 心肌收縮能力。這種調(diào) 節(jié)與初長度無關(guān)也可稱 為等長調(diào)節(jié)。心室舒張功能評價(jià)在臨床實(shí)踐中日益重要(_)多普

11、勒超聲心動圖1二尖瓣口血流頻譜圖2.等容舒張時間(IVRT)3肺靜脈血流頻譜二)核素心血池顯像和介入性方法也適用于心室舒張功能的評價(jià)30201080408040常見的評價(jià)舒張功能的多普勒方法五、在一定范圍內(nèi)心率加快可增加心輸出量1在一定范圍內(nèi):40次/min心率 <180次/min心輸出量t2.心率180次/minf心動周期I I f心舒期 I I f心室充盈時間過短f充盈量J J f 搏出量J J f心輸出量J心輸出量J =搏出量4 I x心率f心舒期3.心率40次/min -心動周期tt t -心室充盈已接近最大限度，搏出量 不能再進(jìn)一步增加f心輸出量J心輸出量J =搏出量1 X心率

12、''心臟泵血功能的儲備(cardiac reserve )一.搏出量(stroke volume reserve)55 - 20 = 35 (inL)140 -125 = 15 (mL)55 - 20 = 35 (inL)140 -125 = 15 (mL)心室收縮末期容積心室舒張末期容積55 - 20 = 35 (inL)140 -125 = 15 (mL)55 - 20 = 35 (inL)140 -125 = 15 (mL)安靜時55 - 20 = 35 (inL)140 -125 = 15 (mL)55 - 20 = 35 (inL)140 -125 = 15 (mL)

13、最大舒張最大收縮舒張收縮收縮期貯備舒張期貯備55 - 20 = 35 (inL)140 -125 = 15 (mL)(ml、d星舊.心率儲備(heart rate reserve )心輸出量=搏出量*心率 心率f心輸出量22. 5倍f心率上限160 180次/min心率/次.min"三、劇烈運(yùn)動時可通過動用心率儲備和收縮期儲備提高心輸出量安靜：心率75次/min運(yùn)動：心率160180次/min心輸出量5 6L/min心輸出量2530L/min心輸交感_腎收縮期儲備 劇烈"上際系統(tǒng) 心率儲備 運(yùn)動、肌肉泵-鸚-帯/出量T第一節(jié)心肌細(xì)胞的收縮性一、心肌細(xì)胞微細(xì)結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)（一

14、）心肌細(xì)胞細(xì)肌絲上存在連接蛋白，保證肌節(jié)不易被過度拉長并產(chǎn)生彈性回縮力肌動蛋白（細(xì)肌絲）肌球蛋白（粗肌絲）連接蛋白（二）心肌細(xì)胞特別發(fā)達(dá)的線粒體保證了心臟持續(xù)搏動（三）心肌細(xì)胞內(nèi)肌質(zhì)網(wǎng)不很發(fā)達(dá)，心肌收 縮需要依賴細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流（四）心肌細(xì)胞內(nèi)肌鈣蛋白C的結(jié)構(gòu)與功能與骨骼肌的不全相同（五）心肌細(xì)胞不發(fā)生完全強(qiáng)直收縮,但仍存在正性階梯現(xiàn)象a直收縮。心肌細(xì)胞有效 不應(yīng)期時程特 別長，心肌細(xì) 胞不會發(fā)生強(qiáng)【六）心臟的收縮表現(xiàn)為“全或無，式U.1 m mMyocyteco飛CPNucleusIntercalateddisc心肌細(xì)胞間存 在縫隙連接（閏盤），興 奮可以在細(xì)胞 間迅速傳播， 所有心肌細(xì)胞

15、 幾#同步收 縮，可視為一 個合體細(xì)胞二.心肌細(xì)胞興奮收縮耦聯(lián)(excitation-contraction coupling)(一)鈣耦聯(lián)位點(diǎn)(coupIons )1. 雷諾丁受體(RyR)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)A集鈣蛋白白、連接蚤白%2+結(jié)合位點(diǎn)(二)正常心肌細(xì)胞Ca?+的轉(zhuǎn)導(dǎo)過程1.心肌收縮期細(xì)胞內(nèi)Ca2+的釋放與終止(1) C0的釋放:鈣內(nèi)流鈣 小星 (calcium sparkler)鈣火花(calcium spark) 鈣瞬變(calcium transient) 心肌細(xì)胞收縮CWP-PKn廉心哋 畑今SRFoM他卵MM網(wǎng)Y3( hCornacDcnABABSESarcoplasmic reticulum /Tunrelling .十： * *(J：.：”.I Modulation 丄宀 CAMPMitochondriaATPTrigger Ca?;Arryjlifeation'； 廠 jt Junctionaltv zoneJI*沁 wRYP2 fRacoveryL-type channelNCX JyContractton and tran£rCfip!»onCytoplasmT-tubuJe membraneSparklettimedistance心肌收縮期細(xì)胞內(nèi)Ca2+的釋放與終止A:靜息狀態(tài)下心肌細(xì)胞的鈣火花的