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1、第二节 心脏的生物电活动 几个世纪以来，生理学家一直认为心脏是泵血的装置，近些年来，生理学家认识到心脏除有泵血功能外，还有内分泌功能：心钠素、抗心率失常肽、内源性洋地黄素等。心脏的主要功能是泵血，70岁一生泵血160000m3。心脏不断地有秩序的、协调的收缩与舒张，是实现泵血功能的必要条件，而心脏的这种功能是依赖于心肌细胞的生物电活动和生理特性：兴奋性、传导性、收缩性、自律性。,一.单个心肌细胞的生物电现象,表 心肌细胞生物电的分类,根据各类心肌细胞AP的O期去极化速率和4期有无自动去极化,将心肌分为:快反应自律细胞：0期去极速率快，4期有自动去极化。快反应非自律细胞：0期去极速率快，4期无自
2、动去极化。慢反应自律细胞：O期去极速率慢,4期有自动去极化。慢反应非自律细胞：O期去极速率慢,其4期无自动去极化。,1.静息电位（Rp)-90mV K+外流 K+平衡电位 少量Na+内流 生电性Na+-K+泵,(一)快反应非自律细胞跨膜电位及其形成机制,.动作电位（Ap)动作电位的波形,除极过程：复极过程：,0,1,2,3,4,0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）,（2）动作电位的形成机制,0期：Na+快速内流,Na+,1期：K+外流,K+,2期:Ca2+内流 K+外流,达平衡,K+,Ca2+,3期：K+外流,K+,4期：Ca2+-Na+交换 Na+
3、-K+交换,例：浦肯野细胞的动作电位,形成机制：0、1、2、3期与心室肌相似。4期为递增性Na+为主的内向离子流（If）+递减性外向K+电流所引起的自动去极化。(快反应自律细胞),波形特点：0期去极化速快，幅度大。与心室肌细胞的动作电位相似，不同的是4期不稳定，有自动去极化。4期自动去极化速度比窦房结细胞的慢，故自律性低。,（二）快反应自律细胞动作电位及形成机制,波形特点（窦房结细胞）0期除极幅度小（-70mv），速度慢(10v/s)。最大复极电位小（-70mV）。阈电位-40mV。无明显的1期和2期4期除极速度（0.1v/s）比 浦肯野细胞(0.02v/s)更快。,（三）慢反应自律细胞动作电
4、位及形成机制,快、慢反应心肌细胞动作电位的特征比较 快反应动作电位 慢反应动作电位动作电位波形分5个期：动作电位波形分3个期：0、1、2、3、4期 0、3、4期 电位幅度高 电位幅度低 0期去极速度快 0期去极速度慢 0期主要与Na+内流有关 0期主要与Ca2+内流有关 具有快、慢通道 只有慢通道（以快通道为主）静息电位大：-85mv 静息电位小：-70mv-90mv 不稳定（自律细胞）4期膜电位稳定 4期膜电位不稳定（普通心肌细胞）（自律细胞）通道阻断剂：河豚毒 通道阻断剂：Mn2+、异搏定,二.心肌的生理特性 Myocardial physiologic properties 心脏组织具有
5、activity(兴奋性)rhythmed(自律性)、conductibility(传导性)和contractibility(收缩性)四种生理特性。心肌细胞分为工作细胞（心房肌和心室肌，有收缩性、兴奋性和传导性，但没有自律性）和自律细胞（主要包括窦房结P细胞和浦肯野细胞，有兴奋性、自律性和传导性，其收缩功能基本丧失）。,2.影响兴奋性的因素 A.静息电位大小(如血钾水平变化)静息电位距阈电位远需刺激阈值兴奋性 静息电位距阈电位近需刺激阈值兴奋性,(一)兴奋性,1.概念:心肌细胞受到刺激时产生兴奋的能力，称之。,B.阈电位水平阈电位上移静息电位距阈电位远兴奋性(如血钙升高)阈电位下移静息电位距阈
6、电位近兴奋性,C.Na+通道性状 Na+通道有备用、激活和失活三种状态，取决于膜电位和通道状态变化的时间过程。细胞膜上大部分钠通道是否处于备用状态，是该心肌是否具有兴奋性的前提。,3.一次兴奋过程中兴奋性的周期性变化：,(1)有效不应期(绝对不应期+局部反应期)绝对不应期，除极相从0mV到复极达-55mV，不产生反应。局部反应期，从-55mV到-60mV这段时间内，可发生部分除极。,(2)相对不应期,(3)超常期,从复极-60mV到约-80mV的时期，此期大部分钠通道已复活，但兴奋性仍低于正常。,从复极的-80mV到-90mV的时期，此期膜电位靠近阈电位，兴奋 性超过正常。,4.兴奋性的周期变
7、化的生理和临床意义（1）有效不应期与强直收缩和抗心律失常 由于心肌细胞的有效不应期特别长(平均250ms),相当于整个收缩期加舒张早期(它是骨骼肌与神经纤维绝对不应期的100倍和200倍)，在此期内，任何刺激都不能使心肌发生兴奋和收缩。因此心肌和骨骼肌不同，没有复合收缩现象，不会发生强直收缩，而能保证收缩和舒张交替的节律活动，实现其泵血功能。,（2）期前收缩与代偿间歇 正常心脏是按窦房结的节律兴奋而收缩。如果在心室的有效不应期之后，心肌受到人为的刺激或起自窦房结之外的病理性刺激时，心室可产生一次正常节律以外的收缩，称为期外收缩。由于期外收缩发生在下一次窦房结兴奋所产生的正常收缩之前，故又称期前
8、收缩。期前兴奋也有自己的有效不应期，当紧接在期前收缩后的一次窦房结的兴奋传到心室时，常正好落在期前收缩的有效不应期内，因而不能引起心室兴奋和收缩。必须等到下次窦房结的兴奋传来，才能发生收缩。所以在一次期前收缩之后，往往有一段较长的心脏舒张期，称为代偿间隙。,1.正常起搏点与潜在起搏点,正常起搏点：由于窦房结是正常心脏兴奋的发源地，又是 统一整个心脏兴奋和收缩节律的中心，故称之。由窦房结P细胞产生的心脏兴奋节律称窦性节律。潜在起搏点：正常情况下，窦房结以外的心脏自律组织受窦 房结兴奋的控制，不表现其自律性，只起着兴 奋传导的作用，故称之。异位起搏点：当潜在起搏点的自律性增高时或正常起搏点的 兴奋
9、性降低或阻滞时，潜在起搏点的兴奋控制 整个心脏的兴奋和跳动，这种异常的起搏点，称异位起搏点（ectopic pacemaker)。由窦房结以外的异位起搏点所引起的心脏兴奋 节律称异位节律。,(二)自律性,2.正常起搏点控制潜在起搏点的机制 心脏特殊传导系统，各部位的自律细胞的自律性高低不一：窦房结（90-100次/分），房室结（40-60次/分），浦氏纤维（15-40次/分）。窦房结(正常起搏点)对于潜在起搏点的控制，通过：节律高者具有抢先占领（抢先达到阈电位产生动作电位)和超速驱动压抑（抢先夺获压抑节律低者的“被动”节律性兴奋）的机制。,(1)4期自动去极化速度 a.自动去极化速度快达到阈电
10、位的时间短自律性高。b.自动去极化速度慢达到阈电位的时间长自律性低。,3.决定和影响自律性的因素,(2)最大复极电位与阈电位水平 在上述因素不变的前提下：阈电位水平 下移 上移 最大复极电位阈电位 距离近 距离远 自动去极化达到阈电位 时间短 时间长 自律性高 自律性低,由于心肌兴奋部位和邻近安静部位的膜之间发生电位差，产生局部电流，从而使安静部位兴奋；此外，局部电流通过低电阻的闰盘，引起相邻细胞的兴奋。1.兴奋在心脏内的传导特点（1）窦房结：窦房结心房肌及功能上的优势传导通路左、右心房 房室交界 房室束（希氏束）左、右束支 浦肯野纤维 心室肌,(三)传导性,2.影响心肌传导性的因素(1)结构
11、因素：与细胞的直径。直径粗大胞内电阻小传导速度快 直径细小胞内电阻大传导速度慢 另外，细胞间缝隙连接的数量也是重要因素。(2)生理特性因素 动作电位0期除极的速度和幅度 动作电位除极的速度和幅度局部电流达到阈电位的速度传导速度加快。膜电位 Na+通道开放效率依存于刺激前膜静息电位的大小：正常静息电位情况下，Na+通道开放速度快，数量多，0期除极速度快，幅度高；反之，静息电位小，则0期除极速度慢，幅度低。,邻旁部位膜的兴奋性 取决于静息电位和阈电位的差距，差距小，传导速度就快；还取决于0期除极钠通道的状况。,（0期慢、小）减慢,处相对不应期 部分失活状态,处绝对不应期 失活状态 阻滞,邻近部位膜
12、兴奋性Na+通道状态 传导性,三.心电图（Electrocardiogram）,将引导电极置于身体一定部位，记录整个心动周期中心电变化（各细胞的综合心电向量）的波形图。,1.正常心电图的 主要波段的命名及意义,名 称 时间（S）幅度（mV)意 义 P波 0.080.11 0.050.25 两心房的去极化 QRS波 0.060.10 0.52.0 两心室的去极化 T波 0.050.25 0.11.5 两心室复极化过程 P-R间期0.120.20 兴奋：房室的时间 Q-T间期 0.4 心室去极化+复极化的时间S-T段 0.050.15 心室肌的AP处于平台期,概述动脉血压和脉搏静脉血压和血流组织液
13、和淋巴,血管功能:,第二节 血管生理,1.血流量 指单位时间内流过血管某一截面的血量（容积速度）。2.血流速度血液中的一个质点在血管内移动的线速度,称为血流 速度。(VQ/S,S为血管横截面积）3.血流阻力 Q=P1-P2/R R8L/r4 为血液粘滞度，取决于以下几个因素：1.红细胞比容 2.血流的切率 3.血管口径 4.温度4.血流形式：层流和湍流,一.血流量、血压和脉搏 Blood flow,blood pressure and pulse,(一)血流,血压是指血管内流动的血液对于单位面积血管壁的侧压力。单位：kPa/mmHg 单位：帕（Pa），1mmHg等于0.133kPa,（二）血压
14、 Blood pressure,1.概念与正常值 Conception and normal value of arterial blood pressure（1）动脉血压 血液对单位面积动脉管壁的侧压力。（2）动脉血压的正常值 收缩压（Sp）:心室收缩时,动脉血压升高到的最高值(100 120mmHg或13.316.0kPa)舒张压（Dp）:心室舒张时,动脉血压降低到的最低值(60 80mmHg或8.010.0kPa)脉搏压:Sp-Dp 30 40mmHg或4.05.3kPa 平均动脉压:Dp+脉压/3,二、动脉血压,血压的测量,各段血管 的压力梯度：主A:100mmHg 小A:85mmHg
15、 Cap:30mmHg V始:10mmHg 心房(大V):0,基本因素：心血管内有足够的血量 心室射血 外周阻力,2.动脉血压的形成,形成血压的因素：心血管系统内有血液充盈：循环系统中血流充盈 的程度可用循环系统平均充盈压来表示（7mmHg）。心脏射血：心室肌收缩时所释放的能量，一部分用 于推动血液流动的动能，一部分形成对血管壁的 侧压，是势能。血流的阻力：体循环中毛细血管前阻力血管部分 血压降落的幅度最大。,3.动脉血压的影响因素,1.搏出量2.心率3.外周阻力4.主A、大A的弹性贮器作用5.循环血量与血管容量的比例,1.每搏出量心缩期射入A血量管壁侧压力 2.心率心舒期心舒末期A血量管壁侧
16、压力,影响动脉血压的因素,心舒末期大A内血量增加不明显 DP（不明显）,SP(明显),血流速,DP(明显),搏出量SP（不明显）,回心血量,3.外周阻力心舒期血流速心舒期A血量 心缩期血流速 SP（不明显）4.大动脉弹性缓冲SP维持DP 5.循环血量/血管容积的比例失调 如：大失血循环血量Bp（显著）过敏休克血管容积回心血量Bp,DP（明显）,管壁侧压力,SP（明显）DP脉压,体循环平均压变化Bp改变,影响动脉血压的因素,影响因素,变化,收缩压,舒张压,脉搏压,备 注,外周静脉压：各器官静脉的血压。当心脏射血功能 降低，静脉回流降低时，血液将留滞在外周静 脉，静脉压升高。中心静脉压：右心房和胸
17、腔内大静脉的血压。正常范围为412cmH2O。特点：受重力影响较小 高低取决于：射血力、V回流速和量。意义：反映心功和V回流量 控制补液速和量的指标（如CVP低，常提示输液的量不足）,静脉血压 1.概念和正常值Conception and normal value of Venous pressure,影响静脉回流的因素,影 响 因 素 静脉回流量,体循环平均压,心缩力（心泵）,骨骼肌收缩（肌泵）,呼吸运动（呼吸泵）,体位：卧立,（头部回流下肢回流）,立卧,（头部回流下肢回流）,（三）脉搏 pulse 1.动脉脉搏:在每个心动周期中，动脉内的压力发生周期性的波动。这种周期性的压力变化可引起动脉
18、血管发生搏动，称为动脉脉搏。,2.静脉脉搏:正常时没有静脉搏动，只静脉压时出现。,三、微循环,微动脉与微静脉之间的血液循环称微循环。,Microcirculation 微循环,微循环的组成 微A：总闸 后微A：分闸 Cap.前括约肌：分闸 真Cap.：营养性血管 通血Cap.：直捷通路 A-V吻合支：调节体热 微V：后阻力性Cap.,前阻力性Cap.,(一）微循环的解剖结构,1.三条通路 名称 血流通路 血流特点 作用 迂回通路 微A后微ACap.前括约肌 血流缓慢 物质交换 直捷通路 微A后微A通血Cap.血流速较快 利血回流 A-V短路 微AA-V吻合支微V 随温度变化 调节体温,真Cap
19、.网微V 主要场所,微V,(二）微循环的生理特性Physiologic properties of microcirculation,2.两套闸门,（三）微循环中物质交换的方式,扩散：如O2，CO2滤过和重吸收：如水分子吞饮：较大分子的血浆蛋白,四、组织液的生成与回流 The formation and return of interstitial fluid(一)组织液的生成 有效滤过压=（毛细血管压+组织液胶体渗透压）-（血浆胶体渗透压+组织液静水压）0 组织液生成(动脉端)0 组织液回流(静脉端),(二)影响组织液生成与回流的因素 主要因素 生成量 回流量 例 症 毛细血管压 炎症、充血
20、性心功 静脉压 不全等所致的水舯 血浆胶体 营养不良、肾炎等 渗透压 血浆蛋白所致水舯 淋巴 丝虫病、癌症等 回流受阻 使受阻部位远端水肿 毛细血管 烫伤、细菌感染 通透性 所致的局部水舯,五.淋巴液的生成和回流The formation and return of lymphatic fluid,（一）淋巴液的生成,组织液进入淋巴管，即成为淋巴液。毛细淋巴管的盲端始于组织间隙，互相吻合成网，其管壁由单层内皮细胞组成，管壁外无基膜，故通透性高。相邻内皮细胞形成只向管内开放的单向活瓣，组织液增多时，内皮细胞之间出现较大缝隙，使组织液自由进入毛细淋巴管。,（二）淋巴液回流的生理意义,回收蛋白质运输脂肪及其他营养物质调节体液平衡防御和免疫功能,
