醫(yī)學專題-第六講-心臟泵血生理

第六講心臟(xīnzàng)的泵血功能(CardiacPumpingPhysiology)第一頁，共四十五頁。在生命活動過程中，心臟不停地跳動，推動血液在心血管系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)(xúnhuán)流動。血液循環(huán)的主要功能是完成體內(nèi)的物質(zhì)運輸。心臟的泵功能（pumpingfunction）是血液循環(huán)的動力。第二頁，共四十五頁。★心臟活動(huódòng)的周期性表現(xiàn)心臟活動呈周期性表現(xiàn)①心電周期：興奮的產(chǎn)生及興奮向整個心臟的擴布；②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啟閉，實現(xiàn)泵血過程；③心音(xīnyīn)周期：伴隨瓣膜的啟閉，出現(xiàn)心音。第三頁，共四十五頁?！镄膭?xīndònɡ)周期（cardiaccycle）

心臟的一次收縮(shōusuō)和舒張，構(gòu)成的一個機械活動周期第四頁，共四十五頁。1.心房(xīnfáng)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)0.05s

2)快速射血期：持續(xù)0.1s

3)減慢射血期：持續(xù)0.15s3.心室舒張期：分為四個時相1)等容舒張期：持續(xù)0.07s

2)快速充盈期：持續(xù)0.1s

3)減慢充盈期：持續(xù)0.22s★心臟(xīnzàng)的泵血功能（左心室為例）

第五頁，共四十五頁。心動(xīndònɡ)周期1.心房(xīnfáng)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7.減慢充盈期第六頁，共四十五頁。1.心房收縮期2.等容收縮期3.快速(kuàisù)射血期4.減慢射血期5.等容舒張期6.快速充盈期7.減慢充盈期壓力mmHg0204060801001201234567acv二尖瓣開動脈瓣開動脈瓣關(guān)二尖瓣關(guān)第七頁，共四十五頁?！镄姆吭谛呐K泵血活動(huódòng)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(心室舒張早、中期)——

血液從靜脈(jìngmài)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，acv心房(xīnfáng)心室第八頁，共四十五頁?！镄囊?xīnyīn)(heartsound)（一）第一心音-firstheartsound標志心室收縮的開始（二）第二心音-secondheartsound標志心室舒張的開始（三）第三心音-thirdheartsound是血液(xuèyè)從心房流入心室引起（四）第四心音-forthheartsound由心房收縮引起

第九頁，共四十五頁。第一心音(xīnyīn)與第二心音(xīnyīn)比較心音產(chǎn)生時間產(chǎn)生的主要原因意義第一心音心室收縮早期房室瓣關(guān)閉心室壁振動動脈壁振動反映房室瓣的功能狀態(tài)第二心音心室舒張早期動脈瓣關(guān)閉心室壁振動反映動脈瓣的功能狀態(tài)第十頁，共四十五頁?！镄呐K泵血功能(gōngnéng)的評定一、心臟的輸出量（一）每搏輸出量、射血分數(shù)及意義每搏輸出量（strokevolume）：

一側(cè)心室每次搏出的血量（70ml）搏出量=心舒末期容積(róngjī)-心縮末期容積(róngjī)射血分數(shù)（ejectionfraction）：=每搏輸出量／心舒張末期容積＝60～80ml／120～130ml＝50％～60％第十一頁，共四十五頁。每分輸出量（minutevolume

）一側(cè)心室每分鐘射的血量＝每搏輸出量×心率＝5～6L/min心指數(shù)（cardiacindex

）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(xiàolǜ)

空腹和安靜狀態(tài)下，人體表面積=1.6～

1.7m2心指數(shù)=3.0～

3.5L/min.m2（二）每分輸出量、心指數(shù)(zhǐshù)及意義第十二頁，共四十五頁。作為比較不同個體心功能的評定指標(zhǐbiāo)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

第十三頁，共四十五頁?！镉绊?yǐngxiǎng)心輸出量的因素一、前負荷（preload）（一）心室舒張末期壓力(yālì)高低反映心室肌的

前負荷（心肌初長度）心室舒張(shūzhāng)末期容積‖‖心室舒張末期壓力(心房壓力)＝心室舒張末期充盈的血液量靜脈回心血量射血后心室內(nèi)剩余血量第十四頁，共四十五頁。（二）心肌(xīnjī)通過異長自身調(diào)節(jié)能對搏出量進行精細的調(diào)節(jié)1.心功能曲線(qūxiàn)與心定律2.正常(zhèngcháng)心室肌具有較強的抗過度延伸的特性

3.異長自身調(diào)節(jié)的生理意義第十五頁，共四十五頁。1.心功能曲線(qūxiàn)

（ventricularfunctioncurve）

第十六頁，共四十五頁。心肌異長自身(zìshēn)調(diào)節(jié)

（heterometricautoregulation）

通過改變心肌細胞初長度而引起心肌收縮強度(qiángdù)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，心肌的初長度增加，則心室收縮力量也越強，搏出到主動脈的血量也越多，該現(xiàn)象稱“心定律（lawoftheheart）”第十七頁，共四十五頁。2.正常心室(xīnshì)肌具有較強的抗過度延伸的特性

最適初長度2.0～

2.2μm主動張力不出現(xiàn)降支超過(chāoguò)最適初長度，初長度不隨前負荷增加而增加第十八頁，共四十五頁。心肌正常工作范圍骨骼肌正常工作范圍心肌骨骼肌長度-張力(zhānglì)曲線第十九頁，共四十五頁。心肌能抵抗(dǐkàng)被過度延伸的特性其機制是心肌肌小節(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，并具有很強的黏彈性，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(nénglì)的下降。第二十頁，共四十五頁。3.異長自身調(diào)節(jié)(tiáojié)的生理意義

對搏出量的微小變化進行(jìnxíng)精細的調(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)。第二十一頁，共四十五頁。（三）影響(yǐngxiǎng)前負荷因素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(yālì)

（4）心室順應(yīng)性2.射血后心室內(nèi)的剩余血量

第二十二頁，共四十五頁。二、后負荷（afterload）

（一）后負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(fǎnyìng)心室收縮的后負荷第二十三頁，共四十五頁。動脈(dòngmài)血壓在80～170mmHg范圍波動時，心輸出量無明顯變化動脈(dòngmài)血壓射血期縮短(suōduǎn)射血速度↓心室內(nèi)剩余血量↑心室舒張末期容積異長調(diào)節(jié)心室等容收縮期↑等長調(diào)節(jié)搏出量↓搏出量↑搏出量↑第二十四頁，共四十五頁。三、心肌收縮能力(nénglì)（myocardialcontractility）

等長調(diào)節(jié)（homometricregulation）

心肌不依賴于前負荷和后負荷而能改變其力學活動的內(nèi)在特性，稱為心肌收縮能力。這種調(diào)節(jié)與初長度(chángdù)無關(guān)也可稱為等長調(diào)節(jié)。第二十五頁，共四十五頁。四、心室(xīnshì)舒張功能評價在臨床實踐中日益重要（一）多普勒超聲心動圖

1.二尖瓣口血流頻譜圖2.等容舒張(shūzhāng)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第二十六頁，共四十五頁。常見的評價舒張(shūzhāng)功能的多普勒方法第二十七頁，共四十五頁。五、在一定(yīdìng)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心率↑→心輸出量↑2.心率>180次/min→心動周期↓↓→心舒期↓↓→心室充盈(chōngyíng)時間過短→充盈量↓↓→搏出量↓↓→心輸出量↓心輸出量↓=搏出量↓↓×心率(xīnlǜ)↑第二十八頁，共四十五頁。3.心率<40次/min→心動(xīndònɡ)周期↑→心舒期↑↑→心室充盈已接近最大限度，搏出量不能再進一步增加→心輸出量↓心輸出量↓=搏出量↑×心率(xīnlǜ)↓↓

第二十九頁，共四十五頁?！镄呐K泵血功能(gōngnéng)的儲備

（cardiacreserve）

一、搏出量（strokevolumereserve）第三十頁，共四十五頁。二、心率(xīnlǜ)儲備（heartratereserve）心輸出量=搏出量×心率(xīnlǜ)心率心輸出量2～2.5倍心率上限160～180次/min第三十一頁，共四十五頁。安靜(ānjìng)：心率75次/min心輸出量5～6L/min運動(yùndòng)：心率160～180次/min心輸出量25～30L/min三、劇烈運動時可通過動用心率(xīnlǜ)儲備和收縮期儲備提高心輸出量第三十二頁，共四十五頁。交感(jiāoɡǎn)-腎上腺系統(tǒng)心輸出量-舒張(shūzhāng)期儲備靜脈(jìngmài)回流-肌肉泵劇烈運動收縮期儲備心率儲備第三十三頁，共四十五頁。第一節(jié)心肌細胞的收縮(shōusuō)性一、心肌細胞微細結(jié)構(gòu)和功能特點（一）心肌細胞細肌絲上存在連接蛋白，保證肌節(jié)不易(bùyì)被過度拉長并產(chǎn)生彈性回縮力第三十四頁，共四十五頁。（二）心肌細胞特別(tèbié)發(fā)達的線粒體保證了心臟持續(xù)搏動（三）心肌細胞內(nèi)肌質(zhì)網(wǎng)不很發(fā)達，心肌收縮需要依賴細胞外Ca2+內(nèi)流（四）心肌細胞內(nèi)肌鈣蛋白C的結(jié)構(gòu)與功能與骨骼肌的不全相同第三十五頁，共四十五頁。（五）心肌細胞不發(fā)生(fāshēng)完全強直收縮，但仍存在正性階梯現(xiàn)象

心肌細胞有效不應(yīng)期時程特別長，心肌細胞不會發(fā)生強直(qiángzhí)收縮。第三十六頁，共四十五頁。（六）心臟的收縮(shōusuō)表現(xiàn)為“全或無”式心肌細胞間存在縫隙連接（閏盤），興奮可以在細胞間迅速傳播(chuánbō)，所有心肌細胞幾乎同步收縮，可視為一個合體細胞第三十七頁，共四十五頁。二、心肌細胞興奮(xīngfèn)-收縮耦聯(lián)

（excitation-contractioncoupling）

（一）鈣耦聯(lián)位點(couplons)1.雷諾丁受體(RyR)的結(jié)構(gòu)(jiégòu)特點2.Ca2+結(jié)合位點第三十八頁，共四十五頁。（二）正常心肌細胞Ca2+的轉(zhuǎn)導(zhuǎndǎo)過程1.心肌(xīnjī)收縮期細胞內(nèi)Ca2+的釋放與終止（1）Ca2+的釋放：鈣內(nèi)流鈣小星（calciumsparkler）

鈣火花（calciumspark）

鈣瞬變（calciumtransient）心肌細胞收縮第三十九頁，共四十五頁。心肌(xīnjī)收縮期細胞內(nèi)Ca2+的釋放與終止第四十頁，共四十五頁。A：靜息狀態(tài)下心肌細胞的鈣火花的二維共聚焦圖像（掃描(sǎomiáo)速度1.0s/楨）B：線掃描共聚焦圖像動作電位（AP）引起鈣瞬變（上）和自發(fā)性鈣火花（下）掃描速度2.0ms/線

第四十一頁，共四十五頁。（2）Ca2+釋放(shìfàng)的終止1）鈣依賴性失活2）RyR2的適應(yīng)現(xiàn)象(xiànxiàng)

3）隨機同時關(guān)閉4）局部SRCa2+的損耗第四十二頁，共四十五頁。2.心肌舒張期細胞(xìbāo)內(nèi)Ca2+的向胞外轉(zhuǎn)運

（1）細胞膜上的Ca2+轉(zhuǎn)運系統(tǒng)(xìtǒng)PMCA和Na+-Ca2+交換（2）SERCA（3）線粒體的單轉(zhuǎn)運體第四十三頁，共四十五頁。（三）興奮(xīngfèn)-收縮耦聯(lián)的調(diào)節(jié)因素1.環(huán)二磷酸腺苷核