精品课程生理学教案 第四章血液循环 [目的要求] 学的学、 心肌的生物电现象及其生西 ,掌握心脏泵血过程与机制、心脏泵血功能的评价及调节、影响心 心血 脉循环的特 影响 重点： 心脏泵血机制及过程 2.心脏泵血功能评价的基本指标 3.影响心脏泵血功能的因素 4.心肌细胞的电生理特性 ,动脉血压的正常值、形成及其影响因素。中心静脉压的概念及其意义。 ,微循环的组成 调节及 因 [雅点： 心肌细胞动作电位的特点和离子机制 2.心肌细胞电生理特性的影响因素 3.心脏泵血功能的调节机制 4.微循环的调节 5.心血管中枢、心血管活动的调节 [基本概念]： 血液循环(b1ooc circulation):心动周期(cardiac cycle):收缩期(systole):舒张期 (diastole):每搏输出量(stroke volume):射血分数(ejection raction ) 前出(card1a output hetero aut 收缩性 不和 ADD 相对不应期(relative 代偿间 delay):膜反 曲线(membrane responsi veness curve):心电图(electrocardiogram)血管内皮细胞(vascular endothelial cell):血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell):动脉(artery):静脉(vein): 毛细血管(capillary): 一氧化氬(nitric oxide,NO):内皮潜(endothelin,ET):血流动力学 (hem dynamics)片血流阻力(blood resistance):血流量(blood flow)片血液黏滞度(blood viscosity): 动脉血压(artery blood pressure):收缩压(systolic pressure) Hs(diastolic pressure 心静脉压(centra. venous pressure) 14 reabsorption e: n ) 正性在作田 1 enter),动th成受(arteria1har 体液调节(humoral regulation):肾上腺素 (adrenaline,Adr):去甲肾上腺素(noradrenaline,NM):血管紧张素II(angiotensin II)片血管 升压素(vasopressin):前列腺素(prostaglandin,PG): [授课学时]：13学时 [学时分配]： 心脏的泵血功能 4学册 第 的 物电活动 四节 第五节器官循环 动的调背 学时
精品课程生理学教案 第四章 血液循环 [目的要求]： 通过本章的学习，掌握心脏泵血过程与机制、心脏泵血功能的评价及调节、影响心输出量的因素、 心肌的生物电现象及其生理特性、植物神经对心肌生物电活动和收缩功能的影响、各类血管的功能特 点、动脉血压的形成及其影响因素、心血管活动的调节、冠脉循环的特点等。 [重点]： 1. 心脏泵血机制及过程 2. 心脏泵血功能评价的基本指标 3. 影响心脏泵血功能的因素 4. 心肌细胞的电生理特性 5. 动脉血压的正常值、形成及其影响因素。中心静脉压的概念及其意义。 6. 微循环的组成、调节及意义。 7. 组织液的生成及影响因素。 8. 心血管活动的调节 [难点]： 1.心肌细胞动作电位的特点和离子机制 2.心肌细胞电生理特性的影响因素 3.心脏泵血功能的调节机制 4.微循环的调节 5.心血管中枢、心血管活动的调节 [基本概念]： 血液循环（blood circulation）；心动周期（cardiac cycle）；收缩期（systole）；舒张期 （diastole）；每搏输出量（stroke volume）；射血分数（ejection fraction）；心输出量（cardiac output）；异长自身调节（heterometric autoregulation）；收缩性（contractility）；兴奋性 （excitability）；传导性（conductivity）；兴奋－收缩耦联（excitation-contraction coupling）； 绝对不应期（absolute refractory period，ARP）；有效不应期（effective refractory period，ERP）； 相对不应期（relative refractory period，RRP）；期前收缩（premature systole）；代偿间歇 （compensatory pause）；窦性节律（sinus rhythm）；房室延搁（atrioventricular delay）；膜反应 曲线（membrane responsiveness curve）；心电图（electrocardiogram）；血管内皮细胞（vascular endothelial cell）；血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cell）；动脉（artery）；静脉（vein）； 毛细血管（capillary）；一氧化氮（nitric oxide，NO）；内皮素（endothelin，ET）；血流动力学 （hemodynamics）；血流阻力（blood resistance）；血流量（blood flow）；血液黏滞度（blood viscosity）； 动脉血压（artery blood pressure）；收缩压（systolic pressure）；舒张压（diastolic pressure）； 高血压（hypertension）；外周阻力（peripheral resistance）；中心静脉压（central venous pressure）； 微循环（microcirculation）；血管舒缩活动（vasomotion）；扩散（diffusion）；重吸收（reabsorption）； 滤过（filtration）；组织液（interstitial fluid）；有效滤过压（effective filtration pressure）； 神经调节（nervous regulation）；正性变时作用（positive chronotropic）；正性变力作用（positive inotropic action）；正性变传导作用（positive dromotropic action）；心血管中枢（cardiovascular center）；动脉压力感受器（arterial baroreceptor）；体液调节（humoral regulation）；肾上腺素 （adrenaline，Adr）；去甲肾上腺素（noradrenaline，NA）；血管紧张素 II（angiotensin II）；血管 升压素（vasopressin）；前列腺素（prostaglandin，PG）； [授课学时]：13 学时 [学时分配]： 第一节 心脏的泵血功能 4 学时 第二节 心脏的生物电活动 3 学时 第三节 血管生理 2 学时 第四节 心血管活动的调节 3 学时 第五节 器官循环 1 学时 1
第一节心脏的生物电活动 心脏的主要功能是泵血，舒张时静脉血液回流入心脏，收缩时心室将血液射出到动脉。正常心胆 的节律性的有序的收缩和舒张源自心脏窦房结细胞自律性兴奋，为了说明心脏自律性兴奋、收缩和舒 张原理，必须先了解心肌细胞的生物电。 心肌细胞可分为两类：①具有兴奋性、传导性和收缩性的工作细胞（非自律细胞）：②具有自律性、 兴奋性和传导性的特殊传导系统的心肌细胞（自律细胞）。 心脏细胞生物电的分类 自律细胞 非自律细胞 快反应 心房传导束、房室束、普肯野氏细胞心房肌细胞、心室肌细胞 慢反应 房结细胞 结区？ 心肌细胞的电活动 )静息电位 肌细胞 电位这里不叫息电位)在不同胞数值相差较 而蒲肯野细胞是-90 一动作由位 1.心室肌细胞动作电位 (1)波形特点： 0期除极：与骨骼肌细胞、神经纤维相似，时程短：1~2ms,幅度高：120mV,除极速度快：200~ 400V/S。1期复极（快速复极初期）：历时10ms左右。2期复极（平台期）：历时约100-150ms,是心 肌细胞动作电位的重要特征。3期复极（快速复极末期）：历时约100150m5.4期复极（静息期）：恢 复膜电位 京有离千浓度。 外向 内向电流：正离子内流 一膜内正电荷1→去极化 负离子外流 外向电流：正离子外流 一膜内正电荷↓→复极化或超极化 负离子内流 ②0一4期离子基础 0期：开始Na通透性轻度增高，少量Na内流，使膜部分除极化，当膜电位由静息电位-90mV 极到电位水平0m ,Na地 Na通 产生 EN 度和化学浓 莫外 位 速说 使脑 化直 a仅1-2 由于快通 为。除 ,肌细 室肌及浦肯野细胞 反应细胞，形成的动作电位称快反应动作电位。快Na通道可被河豚毒((,TTX)选择性阻断而 失活，又可被蟾蜍毒素(bufotoxin)特异性开放而激活】 1期：一过性K通道激活开放，产生一过性K外流（一过性外向电流，1o)。 period):此期有慢Ca2*通道开放(L型钙通道和T型钙通道)，产生Ca内 流，同时有K*通道开放和K外流（延迟整流K电流(）和外向背景K电流(1)。两者大致达到平 衡。在平台晚期Ca通道逐渐失活，而K外流却逐渐增大。Ca通道阻断剂为异搏定(verapamil)、Mm 2
第一节 心脏的生物电活动 心脏的主要功能是泵血，舒张时静脉血液回流入心脏，收缩时心室将血液射出到动脉。正常心脏 的节律性的有序的收缩和舒张源自心脏窦房结细胞自律性兴奋，为了说明心脏自律性兴奋、收缩和舒 张原理，必须先了解心肌细胞的生物电。 心肌细胞可分为两类：①具有兴奋性、传导性和收缩性的工作细胞（非自律细胞）；②具有自律性、 兴奋性和传导性的特殊传导系统的心肌细胞（自律细胞）。 心脏细胞生物电的分类 自律细胞 非自律细胞 快反应 心房传导束、房室束、普肯野氏细胞 心房肌细胞、心室肌细胞 慢反应 窦房结P细胞 结区？ 一、心肌细胞的电活动 （一）静息电位 人和哺乳动物的心室肌细胞的静息电位约为-80mv~-90 mv，其产生机制和前述的神经、骨骼肌细胞 的静息电位相似，主要是K+ 的电-化学平衡电位，但受到许多因素的影响（Na+ -K+ 泵、Na+ - Ca2+交换）。 特殊传导系统的心肌细胞的最大复极（舒张）电位（这里不叫静息电位）在不同细胞数值相差较大， 如窦房结P细胞为-60mv，而蒲肯野细胞是-90 mv。 （二）动作电位 1. 心室肌细胞动作电位 （1）波形特点： 0 期除极：与骨骼肌细胞、神经纤维相似，时程短：1～2ms，幅度高：120mV，除极速度快：200～ 400V/S。1 期复极（快速复极初期）：历时 10 ms 左右。2 期复极（平台期）：历时约 100~150 ms，是心 肌细胞动作电位的重要特征。3 期复极（快速复极末期）：历时约 100~150 ms。4 期复极（静息期）：恢 复膜电位及细胞内外原有离子浓度。 （2）形成机制（离子基础）： ①内向电流与外向电流 内向电流：正离子内流 →膜内正电荷↑→去极化 负离子外流 外向电流：正离子外流 →膜内正电荷↓→复极化或超极化 负离子内流 ②0～4 期离子基础 0 期：开始Na+ 通透性轻度增高，少量Na+ 内流，使膜部分除极化，当膜电位由静息电位-90mV除 极到阈电位水平-70mV时，Na+ 通道开放概率和开放数量突然明显增加，Na+ 通透性明显增高，产生再 生性Na+ 内流， Na+ 顺电位梯度和化学浓度由膜外迅速流入膜内，使膜进一步除极化直至反极化，达到 Na+ 平衡电位。由于Na+ 通道激活快，失活也快，开放时间很短，因而称为快Na+ 通道，所以 0 期历时很 短，仅 1~2ms。凡是以快Na+ 通道为 0 期除极的心肌细胞，如心房肌、心室肌及浦肯野细胞，都称为快 反应细胞，形成的动作电位称快反应动作电位。快Na+ 通道可被河豚毒(tetrodotoxin,TTX)选择性阻断而 失活，又可被蟾蜍毒素（bufotoxin）特异性开放而激活。 1 期：一过性K+ 通道激活开放，产生一过性K+ 外流（一过性外向电流，Ito ）。 2 期：（平台期 plateau period）：此期有慢Ca2+通道开放（L型钙通道和T型钙通道），产生Ca2+内 流，同时有K+ 通道开放和K+ 外流（延迟整流K+ 电流（Ik）和外向背景K+ 电流（Ik1））。两者大致达到平 衡。在平台晚期Ca2+通道逐渐失活，而K+ 外流却逐渐增大。Ca2+通道阻断剂为异搏定（verapamil）、Mn2+。 2
3期：在平台期末，Ca通道完全失活关闭，内向离子流终止，而对K的通透性恢并 且增强（主要是k外向电流），外向K电流进一步增强，产生再生性K外流，形成3期快速复极。 4期：通过Na.K*泵主动转运和NaCa2+交换活动，排出细胞内的Na和Ca,摄 入细胞外的K,，恢复细胞内外原有离子分布。 心室肌细胞动作电位分期及特点小结 去极相 复极相 (0期) 电 -90 +30mV 极速度 430 膜电位 停滞于0 幅度 0--90mV 120mv 电位) 水平 (-90mV) 1~2ms 10 ms 100 100150ms 150ms Na' 个 Na内流 K外流 K外流 制 交换 2。类房结细胞动作电位 这成机 4期 去极主要由 图 心室肌辑胞炉 氏细胞P 的静息电位和动作电位 小结：1快、反应细0 自、非自体细胞期：定者为非自辣：不者为自 -80 快反应非自林细胞■快反应自体细胞便反应自律细胞 二、心肌的电生理特性
3 期：在平台期末，Ca2+通道完全失活关闭，内向离子流终止，而对K+ 的通透性恢并 且增强（主要是Ik外向电流），外向K+ 电流进一步增强，产生再生性K+ 外流，形成 3 期快速复极。 4 期：通过Na+ - K+ 泵主动转运和Na+ - Ca2+交换活动，排出细胞内的Na+ 和Ca2+，摄 入细胞外的K+ ，恢复细胞内外原有离子分布。 心室肌细胞动作电位分期及特点小结 复极相 去极相 (0 期) 1 期 (快速复极初期) 2 期 (平台期) 3 期 (快速复极末期) 4 期 (静息期) 电 位 变 化 -90→+30 mV， 去极速度 80－ 1000 v/s，幅度 120mV +30→0mV(0 期 与 1 期组成峰 电位) 停滞于 0 mv 水平 0→－90mV 膜电位稳 定于静息 电位 (-90mV) 历 时 1～2 ms 10 ms 100～ 150 ms 100～150 ms 离 子 机 制 Na+ 内流 K+ 外流 Ca2+内流 K+ 外流 K+ 外流 Na+ － K+ 泵活动， Na+ - Ca2+ 交换 2. 窦房结细胞动作电位 （1）波形特点：只有 0、3、4 期。 （2）形成机制：0 期：慢Ca2+通道开放，Ca2+缓慢内流引起。3 期复极由慢慢Ca2+通逐渐失活，K+ 通 道开放和K+ 外流所致。4 期发生较快自动去极主要由于K+ 外流进行性衰减和Ca2+、Na+ 内流的逐渐增加。 图 4-1 三 类 心 肌 细 胞 静息电位和动作电位 的 小结：1.快、慢反应细胞看0期：陡、高者为快（Na+）；斜、矮 者为慢（Ca2+） 2.自律、非自律细胞看4期：稳定者为非自律:不稳者为自律 快反应非自律细胞 快反应自律细胞 慢反应自律细胞 二、心肌的电生理特性 3
心肌细胞具有兴奋性、自动节律性（自律性）、传导性和收缩性4种生理特性。其中兴奋性、自律 性和传导性是以心肌细胞膜的生物电为基础，属于电生理特性。 (一)心肌细胞的兴奋性 心肌细胞受到刺激时产生兴奋（动作电位）的能力称为心肌的兴奋性(excitability)。衡量心肌兴奋性 高低的指标是 直，衡量兴奋的指标的是动作电位。两者关系互为倒数：兴奋性=/阌值。 L影响兴奇性的因素 :静息电位负值增大，与阔电位的差距加大，所需阔值就大，兴奋性降低。例 调电位的水平：电位上移，与阀电位的差距加大，所需刺激阀值就大，兴奋性降低。例如细 胞外Ca浓府开 电位上移，与电位的差距加大，兴， ③Na+通道的性状：当Na通道处于备用状态，受到有效刺激后才能兴奋：当Na+通道处于失活状 态时，兴奋性为零。 w2®2 图42钠通道开放模式图 +打雅城的三希中大恋际：敲香、失香、富用。 电位： 备用 框酒 心肌Na通道与Ca通道的比较 Na通道 Ca2*通道 激活、失活及再复 特 性 活所和 为 阙电位 55m -55-35mV 阻断剂河豚毒(TT) Mn2+、异搏定、D-600 作用快反应细胞0期除极慢反应细胞0期除极，快 反应细胞2期（平台期） 2.一次兴奋过程中兴奋性的周期变化
心肌细胞具有兴奋性、自动节律性（自律性）、传导性和收缩性 4 种生理特性。其中兴奋性、自律 性和传导性是以心肌细胞膜的生物电为基础，属于电生理特性。 （一）心肌细胞的兴奋性 心肌细胞受到刺激时产生兴奋(动作电位)的能力称为心肌的兴奋性(excitability)。衡量心肌兴奋性 高低的指标是阈值，衡量兴奋的指标的是动作电位。两者关系互为倒数：兴奋性=1/阈值。 1.影响兴奋性的因素 ①静息电位的大小：静息电位负值增大，与阈电位的差距加大，所需阈值就大，兴奋性降低。例 如细胞外K+ 浓度降低，静息电位负值增大，兴奋性就降低。 ②阈电位的水平：阈电位上移，与阈电位的差距加大，所需刺激阈值就大，兴奋性降低。例如细 胞外Ca2+浓度升高，阈电位上移，与阈电位的差距加大，兴奋性就降低。 ③Na+通道的性状：当Na+ 通道处于备用状态，受到有效刺激后才能兴奋；当Na+通道处于失活状 态时，兴奋性为零。 图 4-2 钠通道开放模式图 Na+通道的三种状态：激活、失活、备用。 膜电位： 静息电位 阈电位 除极至0 mV (－90 mV) (－70 mV) ~复极化-55 mV 备用 激活 失活 Na+通道状态： 备用状态 激活状态 失活状态 （关） （开） （关） 复活 心肌Na+通道与Ca2+通道的比较 慢反应细胞0期除极，快 反应细胞2期（平台期） 作 用 快反应细胞0期除极 阻断剂 河豚毒（TTX） Mn2+、异搏定、D-600 阈电位 -70～-55mV -55 ～-35mV 激活、失活及再复活所 需时间长故称为慢通道 激活、失活及再复 活所需时间短故称 为快通道 特 性 Na+通道 Ca2+通道 2.一次兴奋过程中兴奋性的周期变化 4
①有效不应期：从0期去极化到复极化膜电位至-6OmV的时期，该期只有极少量的Na通道开始复 活，不能产生兴奋。 ②相对不应期：膜电位从-6OmV复极到-80mV时期，此期Na通道已基本复活，即兴奋性已逐渐恢 复，但仍低于正常。 ③超常期：膜电位从-80mV复极到-90mV时期，此期大部分Na通道已经复活，由于膜电位更靠近 阀电位，故兴奋性高于正常。 20 mv 100200300ms 图43心肌细胞一次兴奋过程中兴奋性的周期变化 3兴性围期化的结占与临床义 )心肌细胞兴奋性变化的特点是有效不应期特别长，约200300ms,相当于心肌整个收缩期和舒 张早期。这就保证了心肌不会发生完全强直收缩，始终保持收缩和舒张交替进行，实现正常泵血功能 ②期前收缩和代偿间隙：在有效不应期后、下一次窦房结产生的兴奋下传到达前，由于异常刺激 (人工或病理性刺激)心脏可产生一次额外的兴奋和收缩，称为期前收缩(premature systole)。在期前 收缩后，由窦房结下传的兴奋往往落在期前收缩的有效不应期内而“脱失”，使期前收缩后出现一段较 长的心室舒张期，称为代偿间朦(compensatory pause)。 图江节伊 图43期前收缩和代偿间隙 (二)心肌细胞的自律性 心肌在没有外来刺激下自动发生节律性兴奋的特性，称为自动节律性，简称自律性 (autorhythmicity)。组织细胞单位时间（分）内自动发生兴奋的次数，称为自动兴奋的频率，是衡量 组织细胞自动节律性高低的指标。心脏内特殊传导系统（房室结的结区除外）的细胞都有自律性。 1.正常起搏点与潜在起搏点 窦房结为心脏的正常起搏点，由窦房结控制的心脏节律性活动叫窦性心律。窦房结外的其他部位 为潜在起搏点（也称异位起搏点），由它们控制的心脏活动叫异位节律。 2正常起搏点控制潜在起搏 点的机制 100 结控制。窦房结对 "决定和利影有自律性的因素 ①4期自动除极谏府：4期自动除极速府快自律性就高，反之亦然 ②最大复极电位大小：最大复极电位下降，与钢电位之间的距离加大，自律性就下降：反之自律
①有效不应期：从 0 期去极化到复极化膜电位至-60mV的时期，该期只有极少量的Na+ 通道开始复 活，不能产生兴奋。 ②相对不应期：膜电位从-60mV复极到-80mV时期，此期Na+ 通道已基本复活，即兴奋性已逐渐恢 复，但仍低于正常。 ③超常期：膜电位从-80mV复极到-90mV时期，此期大部分Na+ 通道已经复活，由于膜电位更靠近 阈电位，故兴奋性高于正常。 图 4-3 心肌细胞一次兴奋过程中兴奋性的周期变化 3.兴奋性周期变化的特点与临床意义 ①心肌细胞兴奋性变化的特点是有效不应期特别长，约 200~300ms，相当于心肌整个收缩期和舒 张早期。这就保证了心肌不会发生完全强直收缩，始终保持收缩和舒张交替进行，实现正常泵血功能。 ②期前收缩和代偿间隙：在有效不应期后、下一次窦房结产生的兴奋下传到达前，由于异常刺激 （人工或病理性刺激）心脏可产生一次额外的兴奋和收缩，称为期前收缩（premature systole）。在期前 收缩后，由窦房结下传的兴奋往往落在期前收缩的有效不应期内而“脱失”，使期前收缩后出现一段较 长的心室舒张期，称为代偿间隙（compensatory pause）。 图 4-3 期前收缩和代偿间隙 （二）心肌细胞的自律性 心肌在没 有外来刺 激下自动 发生节律 性兴奋的 特性，称 为自动节 律性，简 称自律 性 （autorhythmicity）。组织细胞单位时间（分）内自动发生兴奋的次数，称为自动兴奋的频率，是衡量 组织细胞自动节律性高低的指标。心脏内特殊传导系统（房室结的结区除外）的细胞都有自律性。 1.正常起搏点与潜在起搏点 窦房结为心脏的正常起搏点，由窦房结控制的心脏节律性活动叫窦性心律。窦房结外的其他部位 为潜在起搏点（也称异位起搏点），由它们控制的心脏活动叫异位节律。 2.正常起搏点控制潜在起搏点的机制 正常情况下，窦房结自律性最高（约 100 次/分），其他部位的自律组织受窦房结控制。窦房结对 潜在起搏点的控制是通过如下两种机制：①抢先占领(reoccupation)和②超速驱动压抑(overdrive xuppression)。 3.决定和影响自律性的因素 ①4 期自动除极速度：4 期自动除极速度快自律性就高，反之亦然。 ②最大复极电位大小：最大复极电位下降，与阈电位之间的距离加大，自律性就下降；反之自律 5