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1、CHAPTER 4 CIRCULATION 血 液 循 环,Prof. Wang Tinghuai Department of Physiology Email: 2017.10.09,2022/11/20,生理教研室,Section4 Regulation of Cardiovascular Activity 心血管活动的调节,2022/11/20,生理教研室,2022/11/20,Significance: 意义,To maintain normal blood pressure, blood flow to relatively constant. 维持正常血压和血流相对恒定 To re
2、distribute blood supply to different tissues and organs.在不同的组织和器官中重新进行血流分配,生理教研室,2022/11/20,Ways of regulation 调节途径 Neural control: Cardiovascular reflex 神经调节：心血管反射 Humoral control：humoral factors 体液调节：体液因素 Autoregulation: intrinsic regulation 自身调节：内在调节,生理教研室,2022/11/20,一、Neural regulation 神经调节,生理教研
3、室,2022/11/20,1. Innervation of the heart 心脏的神经支配 dual innervation 双重神经支配 (1) cardiac sympathetic nerve 心交感神经 (2) cardiac vagus nerve 心迷走神经,(一) Innervation of the heart and the blood vessels 心脏和血管的神经支配,生理教研室,2022/11/20,脊髓15胸段 迷走神经 中间外侧柱 背核,疑核 节前纤维 节前纤维 ACh 节后神经元 ACh N型胆碱受体 节后纤维 节后纤维 NE ACh 效 应 心肌1受体
4、变时作用 心肌M受体 阻断剂： 变力作用 阻断剂： （心得安） 变传导作用 （阿托品）,节前神经元,心交感神经 心迷走神经,生理教研室,2022/11/20,Cardiac sympathetic nerve ending release NE binds to1 adrenergic receptor activate AC cAMP activate cAMP deopendent protein kinase : 心交感节后神经纤维末梢 释放 NE 与1 受体结合 激活AC cAMP 激活 cAMP 依赖性蛋白激酶,ositive chronotropic effect 正性变时作用 （
5、窦房结）positive inotropic effect 正性变力作用（心房、心室肌细胞）positive dromotropic effect正性变传导作用 （房室交界）,生理教研室,(1) Effects of cardiac sympathetic nerve: 心交感神经的作用,2022/11/20,sympathetic nerve excitation NE release combined with -receptor Ikof automatic cells automatic depolarization in phase 4 sinus node autorhythmic
6、ity , HR 交感神经兴奋释放去甲肾上腺素和心肌1肾上腺素受体结合 自律细胞4期的跨膜电流Ik T型钙通道磷酸化Ca2+ 内流增加 4期If加强,生理教研室,Positive chronotropic effect 正性变时作用,2022/11/20,Sympathetic nerve and catecholamine contractility ventricular function curve shifts upward and to the left交感神经兴奋，释放儿茶酚胺激活ACcAMP 激活cAMP 依赖性蛋白激酶,生理教研室,Positive inotropic effe
7、ct 正性变力作用,磷酸化钙通道，钙内流 钙诱发钙释放,肌钙蛋白对Ca2的亲和力心肌收缩能力，心室功能曲线左上移位,2022/11/20,刺激 激活Gs-蛋白 ATP cAMP 激活cAMP 依赖性蛋白激酶 磷酸化受磷蛋白, Ca2+加速泵回SR, 胞内Ca2+ 磷酸化肌钙蛋白I, 抑制肌钙蛋白与Ca2+结合 舒张过程加速,stimulation activate Gs-protein ATP cAMP Activation of cAMP-dependent protein kinase Relaxation process accelerating,( phospholamban ),(T
8、roponin),AC,AC,生理教研室,区段：胞浆区段：跨膜部分 疏水性,ab,受磷蛋白,亲水性,a：可受不同蛋白激酶磷酸化，其磷酸化受磷蛋白会解除其对SERCA抑制，而去磷酸化可以重获对SERCA抑制。 SERCA：肌浆网钙离子ATP酶，将钙离子摄回肌浆网。,2022/11/20,生理教研室,心肌梗死,2022/11/20,生理教研室,但是在成功心脏复苏之后，由于心肌梗塞已经形成，CTnI、CK-MB的指标对于再次心肌梗塞的判断准确度可能变弱。,2022/11/20,生理教研室,After successful resuscitation, troponin, creatine kinas
9、e and creatinekinase-MB to diagnose AMI may be weaken.,11/20/2022,Positive dromotropic effect 正性变传导作用,sympathetic nerve excitation NE release combined with -receptor cAMP Ca2+ inflow in phase 0 depolarization velocity, ascensus amplitude conduction 交感神经兴奋 NE与房室交界处细胞1 受体结合cAMP 0期Ca2+内流 去极化速率, 上升幅度 传导
10、作用,生理教研室,2022/11/20,交感神经兴奋,去甲肾上腺素分泌,作用于窦房结自律细胞正性变时作用 positive chronotropic action,作用于房室交界的慢反应自律性细胞正性变传导作用,作用于心房肌、心室肌细胞正性变力作用 positive inotropic action,结合1肾上腺素受体,自律细胞4期的跨膜电流IkT型钙通道磷酸化Ca2+ 内流增加4期If加强,4期自动去极化速度,SN自律性心率,动作电位0期ICA-L电流 去极化 兴奋的传导速度,速度幅度,激活ACcAMP 激活cAMP 依赖性蛋白激酶 ,磷酸化钙通道，钙内流 钙诱发钙释放 (CICR),肌钙蛋
11、白对Ca2的亲和力心肌收缩能力，心室功能曲线左上移位,positive dromotropic action,Thesympathetic outputtothe heart,18,（两侧心交感神经对心脏的支配有差别）,2022/11/20,（2）Effects of cardiac parasympathetic nerve 迷走神经的作用,Vagal nerve ending ACh binds to M cholinergic receptor leads to: 迷走神经末梢 ACh 与 M型胆碱能受体结合：negative chronotropic effect 负性变时作用nega
12、tive dromotropic effect 负性变传导作用 negative inotropic effect 负性变力作用,生理教研室,2022/11/20,In global, cardiac vagus nerve only have a minor influence on the cardiac contractibility .The vagus nerve mainly dominates the SN to regulate the heart rate, and the distribution of vagus nerve on ventricular is still
13、 unknown. 整体情况下，心迷走神经对心脏的收缩能力影响不大。迷走神经主要支配窦房结调节心率，支配心室的迷走神经的分布情况尚不确定。,生理教研室,2022/11/20,迷走神经兴奋,乙酰胆碱分泌,作用于窦房结自律细胞负性变时作用 negative chronotropic action,作用于房室交界的慢反应自律性细胞负性变传导作用,作用于心房肌、心室肌细胞负性变力作用 negative inotropic action,结合M型胆碱能受体 K+通道开放速率 K+外流最大复极电位绝对值 最大舒张电位和阈电位之间的差距, 4期K+通透性 IK衰减延缓 4期自动去极化速度SN自律性，心率,N
14、OS cGMP Ca2+通道开放概率 Ca2+内流 房室交界 0 期去极化的速度和幅度 房室传导速度,结合心肌细胞M受体平台期Ca2+内流, Ca2+通道活性 胞内Ca2+浓度收缩力,negative dromotropic action,Theparasympathetic outputtothe heart,（以左侧迷走神经作用为主）,The influence of autonomic nerve towards spontaneous depolarization velocity in 4 phase of SN自主神经对窦房结4期自动去极化速率的影响,生理教研室,2022/11/2
15、0,自 主 神 经 对 心 率 的 调 节,生理教研室,2022/11/20,2. Innervation of blood vessels 血管的神经支配 (1) Sympatheticvasoconstrictors 交感缩血管神经 (2) Vasodilators 舒血管神经,生理教研室,2受体,脊髓胸1-腰3,N型胆碱能受体,主要与受体,交感缩血管神经,交感舒血管神经,M受体,副交感舒血管神经,生理教研室,2022/11/20,节前神经元 节后神经元 IML T1-L2 N受体 NE 胆碱能纤维 ACh 肾上腺素能纤维 和 受体 结合血管平滑肌收缩 和 受体 结合血管平滑肌舒张,(1)
16、 Sympathetic vasoconstrictors 交感缩血管神经,受体受体,生理教研室,2022/11/20,Sympathetic vasoconstrictor tone: in resting state, sympathetic vasoconstrictor fiber continues to release 13 time/s low frequency impulse. 交感缩血管紧张: 安静状态下,交感缩血管纤维 持续发放13次/秒的低频冲动。,生理教研室,2022/11/20,Density of sympathetic vasoconstrictor fiber
17、 in organs: 交感缩血管神经纤维在器官分布的密度: skin skeletal ，visceral organs coronary vessels，cerebral vessels . 皮肤骨骼肌、内脏 冠脉、脑血管Density of sympathetic vasoconstrictor fiber in artery vessels: 交感缩血管神经纤维在动脉血管分布密度: arterioles arteries venous capacitance vessels precapillary sphincters 微动脉动脉静脉容量血管毛细血管前括约肌,交感缩血管神经纤维的分布
18、,生理教研室,2022/11/20,1）Increasing the resistance of blood flow, decreasing the blood flow 器官的血管阻力，血流量减少 2）The mean pressure of capillary decreases, that is benefit to the interstitial fluids flowing to blood. 毛细血管平均压，有利于组织液进入血液 3）Capacitance vessels constrict, increasing the back flow of venous blood.
19、容量血管收缩，静脉回流量增加,生理教研室,Excitation of sympathetic vasoconstrictors 器官的交感缩血管神经兴奋，引起：,2022/11/20,(2) Vasodilator fiber 舒血管神经纤维 1 ) Sympathetic vasodilator fiber 交感舒血管神经纤维 2） Parasympathetic vasodilator fiber 副交感舒血管神经纤维 3） Spinal cord dorsal root vasodilator fiber 脊髓背根舒血管纤维 4） Vasoactive intestinal peptid
20、e neuron 血管活性肠肽神经元,生理教研室,2022/11/20,Sympathetic vasodilation fiber ending ACh Vasodilation in skeletal M. 交感舒血管神经纤维末梢 ACh骨骼肌血管舒张 No tonic activity; defense reaction. 无紧张性活动；参与防御反应,生理教研室,A. Sympathetic vasodilation fiber 交感舒血管神经纤维,32,2022/11/20,B. Parasymp. vasodilation fiber 副交感舒血管神经纤维,Innervation o
21、f blood vessels in brain, liver, GI tract, external genitals. 存在于少数器官，如脑血管，肝脏，胃肠道外分泌 腺，外生殖器的血管平滑肌 transmitter：ACh combined with M receptor, regulate the Local blood flow. ACh与M受体结合，引起血管舒张，调节局部血流量,生理教研室,2022/11/20,存在于皮肤血管上，当皮肤受到伤害性刺激时通过轴突反射（axon reflex）使局部微动脉扩张，局部皮肤潮红。 D. Vasoactive intestinal peptid
22、e neuron 血管活性肠肽神经元 如支配汗腺的交感神经元,生理教研室,C. Spinal cord dorsal root vasodilator fiber 脊髓背根舒血管纤维,2022/11/20,(三) Cardiovascular center 心血管中枢,1. Cardiovascular center in medulla oblongata 延髓的心血管中枢在脑桥和延髓之间横切脑干，血压维持正常。此时刺激坐骨神经，血压升高。 横断延髓的闩部， 血压降到40mmHg，刺激坐骨神经血压不发生变化。延髓可以维持正常血压，是心血管活动的基本整合中枢,生理教研室,闩,2022/11/2
23、0,(1) Rostral ventrolateral medulla(RVLM) 头端延髓腹外侧区（RVLM） (2) Caudal ventrolateral medulla 尾端延髓腹外侧区 (CVLM） (3) Cardiac vagal center 心迷走中枢 (4) Nucleus of solitary tract 延髓孤束核 (NTS),延髓心血管中枢包括：,生理教研室,孤束核(NTS)传入神经接替核接受来自动脉压力感受器和心肺感受器的传入信号，发出纤维至迷走中枢和CVLM。,心迷走中枢接受来自孤束核神经元轴突的直接投射，其兴奋后心迷走紧张，心率。,2022/11/20,生理
24、教研室,谷氨酸,-氨基丁酸,2022/11/20,2. Cerebral cortex 大脑皮质,（1） Limbic area regulates the activity of lower centers. 边缘系统调节低级中枢的活动。（2） Responses of BP to pain, anxiety and during exercise. 调整疼痛、焦虑和运动时的血压反应。 （3） Motor area excitation causes vasoconstriction of skin, splanchnic and renal vessels, but vasodilatio
25、n in skeletal muscles. 运动区兴奋引起皮肤，内脏和肾血管收缩，骨骼肌血管 舒张。,生理教研室,2022/11/20,1.Arterial baroreceptor reflexes 动脉压力感受器反射2. Chemoreceptor reflex 化学感受性反射3. Cardiopulmonary reflex 心肺感受器反射 4. Brain ischemic response 脑缺血反应5. Somatosympathetic reflex 躯体交感反射,（四） Cardiovascular reflex 心血管反射,生理教研室,2022/11/20,1. Carot
26、id sinus and aortic arch baroreflexes 颈动脉窦和主动脉弓压力感受性反射,当动脉血压 心率减慢，血压回降; 当动脉血压 心率加快，血压回升.,生理教研室,41,2022/11/20,1）动脉压力感受器 (Arterial baroreceptor),记录血压,夹闭颈总动脉,实验推导1. 夹闭颈总动脉,42,2022/11/20,记录血压,牵拉,实验推导2 . 牵拉颈总动脉残端,压力感受器适宜刺激：血管壁的牵张刺激(领带病; 临床:按摩颈动脉窦),2022/11/20,生理教研室,2022/11/20,a. Response to stretch, not t
27、o pressure itself. 对机械牵张而非对血压本身起反应。 b. More sensitive to pulsatile pressure than nonpulsatile pressure in the same level of blood pressure. 在同一水平的血压时，对搏动性压力比非搏动性压力 更敏感。 c. Afferent impulse of baroreceptor is related to degree of vessel wall expand in some BP area. 在一定血压范围内(60180mmHg)，感受器的传入冲动 频率与动脉管
28、壁的扩张程度呈正比。,Characteristics（特点）,生理教研室,2022/11/20,在一定血压范围内，传入神经活动与血压呈正相关,生理教研室,2）传入神经(缓冲神经) ：窦神经；主动脉神经,2022/11/20,生理教研室,刺激,感受器,传入神经,中枢,传出神经,效应器,效应,血压,颈动脉窦压力感受器,主动脉弓压力感受器,窦神经,主动脉神经,孤束核,延髓尾端腹外侧区活动,延髓头端腹外侧区活动,心迷走中枢活动,交感缩血管纤维活动,心交感神经活动,心迷走神经活动,血管舒张,外周阻力下降,心率心收缩力心输出量,血压回降 (相反，血压突然时，血压回升),3）压力感受性反射的反射弧及其效应,
29、血管,心脏,动脉血压（Blood pressure）,窦内压（Intrasinus pressure ）,阈压60mmHg,调定点100mmHg,饱和压180mmHg,4）压力感受性反射功能 曲线 (Baroreflex function curve),2022/11/20,生理教研室,2022/11/20,压力感受性反射功能曲线特征,a. The baroreceptor is most sensitive at 100mmHg 在工作点附近（100mmHg）压力感受性反射最为敏感。b. Intrasinus pressure and blood pressure are inversed
30、between 60mmHg and 180mmHg, this belongs to negative feedback. 在工作范围（60mmHg180mmHg）内, 窦内压与动脉血压呈反变关系，属负反馈调节。,生理教研室,2022/11/20,To maintain arterial pressure at normal level. 维持动脉血压在正常水平。 To stabilize arterial pressure and prevent arterial pressure from large fluctuation 使动脉血压保持平稳，防止大幅度的波动。,(五) Functio
31、nal significances of arterial baroreflex 动脉压力感受性反射的功能意义,生理教研室,2022/11/20,If the BP fluctuates away from normal operating point more than several hours and several days ,the baroreflex will regulate under the new operation point,which is called the baroreflex resetting.如果动脉血压偏离正常工作点超过数小时或数天，压力感受性反射将在
32、新的工作点下进行调节。这种现象称为压力感受性反射的重调定。 慢性高血压患者：压力感受性反射功能曲线右上移位,Baroreflex resetting压力感受性反射的重调定,生理教研室,血液中O2分压CO2分压 H+,延髓孤束核呼吸神经元心血管活动神经元,控制呼吸不变情况下:心脏抑制外周阻力血压,呼吸加深加快,自然呼吸条件下：心率，心输出量，脏器血流量，外周阻力血压,主动脉N窦N（舌咽N）,2022/11/20,生理教研室,2.Arterial chemoreceptor reflex 化学感受器反射,2022/11/20,Significances of chemoreceptor refle
33、x 化学感受性反射的意义,Under normal condition chemoreflex plays a litte role in the control of cardiovascular activity, but in an emergency (hypoxia、asphyxia、severe hypotension) , blood pressure is maintained by this reflex. 化学感受器反射在平时对心血管功能活动的调节作用很小，但是在应急情况下（低氧、窒息、严重低血压）通过化学感受性 反射，增加外周阻力，使心输出量重新分配，以保证心，脑的 血液
34、供应。,生理教研室,2022/11/20,心肺感受器（cardiopulmonary receptors）:存在心房、心室和肺循环大血管壁，可以感受： mechanical stretch 机械牵张（血压、血容量增高，低压感受器） chemical substance: PG, bradykinin. 化学物质，如前列腺素，缓激肽,3. Cardiopulmonary reflex 心肺感受器引起的反射,生理教研室,2022/11/20,Cardiopulmonary reflex 心肺感受器引起的反射,牵张感受器：该类感受器引起的反射最早由Bainbridge 发现，故也称为“Bainbri
35、dge反射”。 血容量增加综合的作用结果是排尿增加， 这一反射称为“心-肾反射” (cardiac-renal reflex)。,生理教研室,2022/11/20,化学感受器：使交感神经减弱和迷走神经活动增强，这一反射也称为“Bezold-Jarisch反射”。,Cardiopulmonary reflex 心肺感受器引起的反射,2022/11/20,生理意义：缓冲因血容量改变引起的血压波动，使血容量逐 步恢复正常。,生理教研室,2022/11/20,可能机制：脑血流量 RVLM区CO2和H+等代谢产物 ，O2 RVML区域的交感神经元兴奋 （与化学感受器引起的心血管效应类似） 脑缺血反射的特
36、殊情形：Cushing 反射,When the brain blood flow is reduced, the cardiac sympathetic tone and sympathetic vasoconstrictor tone become intensified, thus peripheral resistance vessels strongly contract, and the blood pressure rises while the heart rate falls 当脑的血流量减少时，出现心交感神经和交感缩血管神经紧张性增强，外周阻力血管强烈收缩，动脉血压升高而心率
37、减慢，这称为脑缺血反应.,4. Brain ischemic response 脑缺血反应,生理教研室,Cushing 反射,Cushing反射：是脑缺血反射的特殊情形，即当颅内压升高时，因脑血管受压迫而使脑血流量减少，可引起脑缺血反应，使动脉血压升高，从而克服颅内压对脑血管的压迫作用，使脑血流得以维持。多见于急性颅内压增高的情况，慢性则不明显。临床典型表现：头痛、呕吐、视神经乳头水肿。,2022/11/20,生理教研室,2022/11/20,5. Somatosympathetic reflex 躯体交感反射,Electrical stimulus of low frequency & lo
38、w intensity on somatic afferent nerve (stimulus of high frequency & high intensity)低频低强度电刺激躯体传入神经（高频高强度刺激）Inhibition of sympathetic nerve activity (excitation)交感神经活动抑制（兴奋）Decreased pressure (increased) 降压（升压） 这种由躯体传入神经引起的交感心血管反射称作躯体交感反射,生理教研室,Reference,1.王庭槐主编. 生理学 第3版. 北京：高等教育出版社，2015.2. 王庭槐主编. 生理学
39、（供8年制及7年制用）. 第3版. 北京: 人民卫生出版社, 2015.3. 朱大年 、王庭槐主编. 生理学 第八版. 北京：人民卫生出版社, 2013. 4.GuytonAC&HallJE.TextbookofMedicalPhysiology.13thedition.Philadelphia：WBSaunders.20155. Medical Physiology 2E. Walter F. Boron, Emile L. Boulpaep 20166. Experiments in Physiology ,10th Edition. Benjamin Cummings, 2010.,2022/11/20,2022/11/20,谢 谢Thank You,
