1、第六讲 心脏(xnzng)的泵血功能(Cardiac Pumping Physiology),第一页，共四十五页。,在生命活动过程中，心脏不停地跳动，推动血液在心血管系统内循环(xnhun)流动。血液循环的主要功能是完成体内 的物质运输。心脏的泵功能（pumping function）是血液循环的动力。,第二页，共四十五页。,心脏活动(hu dng)的周期性表现,心脏活动呈周期性表现 心电周期：兴奋的产生及兴奋向整个心脏的扩布；心动周期：兴奋触发的心肌舒缩，心房、心室压力与容积变化及瓣膜的启闭，实现泵血过程；心音(xnyn)周期：伴随瓣膜的启闭，出现心音。,第三页，共四十五页。,心动(xn d
2、n)周期（cardiac cycle）,心脏的一次收缩(shu su)和舒张，构成的一个机械活动周期,第四页，共四十五页。,1.心房(xnfng)射血期：持续0.1S。2.心室收缩期：分为三个时相 1)等容收缩期：持续0.05s 2)快速射血期：持续0.1s 3)减慢射血期：持续0.15s3.心室舒张期：分为四个时相 1)等容舒张期：持续0.07s 2)快速充盈期：持续0.1s 3)减慢充盈期：持续0.22s,心脏(xnzng)的泵血功能（左心室为例）,第五页，共四十五页。,心动(xn dn)周期,1.心房(xnfng)收缩期2.等容收缩期 3.快速射血期4.减慢射血期5.等容舒张期 6.快速
3、充盈期7.减慢充盈期,第六页，共四十五页。,1.心房收缩期2.等容收缩期3.快速(kui s)射血期4.减慢射血期5.等容舒张期6.快速充盈期7.减慢充盈期,第七页，共四十五页。,心房在心脏泵血活动(hu dng)中的作用,心室收缩期，临时接纳和储存回流血液全心舒张期(心室舒张早、中期)血液从静脉(jngmi)返回心室的一个通道心房收缩期初级泵(心室舒张后期)在一个心动周期中，左心房压力显示有三个正向波，a c v,心房(xnfng),心室,第八页，共四十五页。,心音(xnyn)(heart sound),（一）第一心音-first heart sound 标志心室收缩的开始（二）第二心音-s
4、econd heart sound 标志心室舒张的开始（三）第三心音-third heart sound 是血液(xuy)从心房流入心室引起（四）第四心音-forth heart sound 由心房收缩引起,第九页，共四十五页。,第一心音(xnyn)与第二心音(xnyn)比较,第十页，共四十五页。,心脏泵血功能(gngnng)的评定,一、心脏的输出量（一）每搏输出量、射血分数及意义 每搏输出量（stroke volume）：一侧心室每次搏出的血量（70ml）搏出量=心舒末期容积(rngj)-心缩末期容积(rngj)射血分数（ejection fraction）：=每搏输出量心舒张末期容积 60
5、80ml120130ml 50 60,第十一页，共四十五页。,每分输出量（minute volume）一侧心室每分钟射的血量 每搏输出量心率 56 L/min心指数（cardiac index）空腹和安静状态下,每平方米体表面积的每分心输出量。反映心室泵血的效率(xio l)空腹和安静状态下，人体表面积=1.6 1.7 m2 心指数=3.0 3.5 L/min.m2,（二）每分输出量、心指数(zhsh)及意义,第十二页，共四十五页。,作为比较不同个体心功能的评定指标(zhbio)在同一个体的不同年龄段或不同生理情况下，心指数也发生变化,第十三页，共四十五页。,影响(yngxing)心输出量的因
6、素,一、前负荷（preload）（一）心室舒张末期压力(yl)高低反映心室肌的 前负荷（心肌初长度）,心室舒张(shzhng)末期容积,心室舒张末期压力,(心房压力),心室舒张末期充盈的血液量,静脉回心血 量,射血后心室内剩余血量,第十四页，共四十五页。,（二）心肌(xnj)通过异长自身调节能对搏出量进行精细的调节,1.心功能曲线(qxin)与心定律,2.正常(zhngchng)心室肌具有较强的抗过度延伸的特性,3.异长自身调节的生理意义,第十五页，共四十五页。,1.心功能曲线(qxin)（ventricular function curve）,第十六页，共四十五页。,心肌异长自身(zshn)
7、调节（heterometric autoregulation）,通过改变心肌细胞初长度而引起心肌收缩强度(qingd)改变的调节。1914年Starling 发现静脉回心血量越多，心脏舒张末期容积越大，心肌的初长度增加，则心室收缩力量也越强，搏出到主动脉的血量也越多，该现象称“心定律（law of the heart）”,第十七页，共四十五页。,2.正常心室(xnsh)肌具有较强的抗过度延伸的特性,最适初长度2.0 2.2m主动张力不出现降支超过(chogu)最适初长度，初长度不随前负荷增加而增加,第十八页，共四十五页。,长度-张力(zhngl)曲线,第十九页，共四十五页。,心肌能抵抗(dkn
8、g)被过度延伸的特性,其机制是心肌肌小节内存在连接蛋白，将肌球蛋白固定在肌小节的Z线上，并具有很强的黏弹性，限制肌小节的被动拉长。其意义在于正常时，心脏在前负荷明显增加时，初长度不再随室内压的增加而增加，不会发生搏出量和做功能力(nngl)的下降。,第二十页，共四十五页。,3.异长自身调节(tioji)的生理意义,对搏出量的微小变化进行(jnxng)精细的调节，使心室射血量与静脉回心血量之间保持平衡，从而使心室舒张末期容积和压力保持在正常范围内。,第二十一页，共四十五页。,（三）影响(yngxing)前负荷因素,1.静脉回心血量（1）心室充盈时间（2）静脉回流速度（3）心包腔内压力(yl)（4
9、）心室顺应性2.射血后心室内的剩余血量,第二十二页，共四十五页。,二、后负荷（afterload）,（一）后负荷增加时可使心室搏出量减少（二）射血期心室壁的张力反映(fnyng)心室收缩的后负荷,第二十三页，共四十五页。,动脉(dngmi)血压在80170mmHg范围波动时，心输出量无明显变化,动脉(dngmi)血压,射血期缩短(sudun)射血速度,心室内剩余血量,心室舒张末期容积,异长调节,心室等容收缩期,等长调节,搏出量,搏出量,搏出量,第二十四页，共四十五页。,三、心肌收缩能力(nngl)（myocardial contractility）等长调节（homometric regulat
10、ion）,心肌不依赖于前负荷和后负荷而能改变其力学活动的内在特性，称为心肌收缩能力。这种调节与初长度(chngd)无关也可称为等长调节。,第二十五页，共四十五页。,四、心室(xnsh)舒张功能评价在临床实践中日益重要,（一）多普勒超声心动图 1.二尖瓣口血流频谱图 2.等容舒张(shzhng)时间（IVRT）3.肺静脉血流频谱（二）核素心血池显像和介入性方法也适用于心室舒张功能的评价,第二十六页，共四十五页。,常见的评价舒张(shzhng)功能的多普勒方法,第二十七页，共四十五页。,五、在一定(ydng)范围内心率加快可增加心输出量,1.在一定范围内：40次/min180次/min心动周期心舒
11、期 心室充盈(chngyng)时间过短 充盈量 搏出量 心输出量,心输出量=搏出量 心率(xn l),第二十八页，共四十五页。,3.心率40次/min 心动(xn dn)周期 心舒期 心室充盈已接近最大限度，搏出量不能再进一步增加 心输出量,心输出量=搏出量 心率(xn l),第二十九页，共四十五页。,心脏泵血功能(gngnng)的储备（cardiac reserve）,一、搏出量（stroke volume reserve）,第三十页，共四十五页。,二、心率(xn l)储备（heart rate reserve）,心输出量=搏出量心率(xn l)心率 心输出量 22.5倍心率上限160180
12、次/min,第三十一页，共四十五页。,安静(njng)：心率75次/min 心输出量56L/min,运动(yndng)：心率160180次/min 心输出量2530L/min,三、剧烈运动时可通过动用心率(xn l)储备和收缩期储备提高心输出量,第三十二页，共四十五页。,交感(jio n)-肾上腺系统,心输出量,舒张(shzhng)期 储备,静脉(jngmi)回流,肌肉泵,剧烈运动,收缩期储备,心率储备,第三十三页，共四十五页。,第一节 心肌细胞的收缩(shu su)性,一、心肌细胞微细结构和功能特点（一）心肌细胞细肌丝上存在连接蛋白，保证肌节不易(b y)被过度拉长并产生弹性回缩力,第三十四
13、页，共四十五页。,（二）心肌细胞特别(tbi)发达的线粒体保证了心脏持续搏动（三）心肌细胞内肌质网不很发达，心肌收缩需要依赖细胞外Ca2+内流（四）心肌细胞内肌钙蛋白C的结构与功能与骨骼肌的不全相同,第三十五页，共四十五页。,（五）心肌细胞不发生(fshng)完全强直收缩，但仍存在正性阶梯现象,心肌细胞有效不应期时程特别长，心肌细胞不会发生强直(qingzh)收缩。,第三十六页，共四十五页。,（六）心脏的收缩(shu su)表现为“全或无”式,心肌细胞间存在缝隙连接（闰盘），兴奋可以在细胞间迅速传播(chunb)，所有心肌细胞几乎同步收缩，可视为一个合体细胞,第三十七页，共四十五页。,二、心肌
14、细胞兴奋(xngfn)-收缩耦联（excitation-contraction coupling）,（一）钙耦联位点(couplons)1.雷诺丁受体(RyR)的结构(jigu)特点 2.Ca2+结合位点,第三十八页，共四十五页。,（二）正常心肌细胞Ca2+的转导(zhun do)过程,1.心肌(xnj)收缩期细胞内Ca2+的释放与终止（1）Ca2+的释放：钙内流钙小星（calcium sparkler）钙火花（calcium spark）钙瞬变（calcium transient）心肌细胞收缩,第三十九页，共四十五页。,心肌(xnj)收缩期细胞内Ca2+的释放与终止,第四十页，共四十五页。,
15、A：静息状态下心肌细胞的钙火花的二维共聚焦图像（扫描(somio)速度1.0s/桢）B：线扫描共聚焦图像 动作电位（AP）引起钙瞬变（上）和自发性钙火花（下）扫描速度 2.0ms/线,第四十一页，共四十五页。,（2）Ca2+释放(shfng)的终止,1）钙依赖性失活 2）RyR2的适应现象(xinxing)3）随机同时关闭 4）局部SR Ca2+的损耗,第四十二页，共四十五页。,2.心肌舒张期细胞(xbo)内Ca2+的向胞外转运,（1）细胞膜上的Ca2+转运系统(xtng)PMCA和Na+-Ca2+交换（2）SERCA（3）线粒体的单转运体,第四十三页，共四十五页。,（三）兴奋(xngfn)-收缩耦联的调节因素,1.环二磷酸腺苷核糖（cADPR)2.受磷蛋白（PLN)3.-肾上腺素能受体激动剂,第四十四页，共四十五页。,内容(nirng)总结,第六讲 心脏的泵血功能。心房收缩期初级泵(心室舒张后期)。6080ml120130ml。在同一个体的不同年龄段或不同生理情况下，心指数也发生变化。（二）心肌通过异长自身调节能对搏出量进行(jnxng)精细的调节。通过改变心肌细胞初长度而引起心肌收缩强度改变的调节。心肌不依赖于前负荷和后负荷而能改变其力学活动的内在特性，称为心肌收缩能力。这种调节与初长度无关也可称为等长调节。心率 心输出量,第四十五页，共四十五页。,
