2014年成人高考專升本醫(yī)學綜合生理學復習：心臟生理

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　　心臟生理

　　一、心臟的生物電現(xiàn)象

　　(一)心室工作細胞的跨膜電位及產(chǎn)生的機制

　　1.靜息電位以心室肌為例，靜息電位約為-90mV。靜息電位的形成主要是由于靜息狀態(tài)下，心肌細胞內(nèi)的K+濃度比細胞外液高，并且此時細胞膜對K+有較高的通透性，于是K+向細胞外擴散形成接近K+電一化學平衡電位的靜息電位。

　　2.動作電位由除極和復極兩個過程組成。共分5個時期。

　　0期(除極過程)膜內(nèi)電位由-90mV迅速上升為+30mV，即呈反極狀態(tài)，構成動作電位的上升支，這是由于細胞膜的快Na+通道突然大量開放，Na+順濃度和電位梯度由膜外迅速大最流入膜內(nèi)直至接近Na+電一化學平衡電位。

　　1期(快速復極初期)除極達到頂峰后，膜內(nèi)電位迅速下降到0mV。此期的形成主要是膜對K+通透性的一過性增高，K+外流使膜內(nèi)電位下降所致。

　　2期(緩慢復極期或平臺期)膜內(nèi)電位下降速度減慢，基要上停滯于OmV左右的等電位狀態(tài)。此期是由于膜的慢鈣通道開放引起Ca2+緩慢內(nèi)流，以及K+的通透性增高引起少齡K+外流，使復極過程啦常緩慢，形成平臺。

　　3期(快速復極末期)膜電位由0mV左右較快下降到-90mV。此時慢鈣通道關閉，Ca2+內(nèi)流停止，膜對K+外流，膜對K+的通透性繼續(xù)增高，K+外流增多。

　　4期(靜息期)此期細胞膜上的Na-K泵轉運功能增強，逆著濃度差泵出Na+，Ca2+，攝回K+。使細胞內(nèi)外離子濃度恢復靜息狀態(tài)。

　　(二)心肌自律細胞的跨膜電位及產(chǎn)生的機制

　　自律細胞沒有穩(wěn)定的靜息電位，在3期復極達到最大復極電位(最大舒張期電位)后，立即開始自動除極。

　　1.竇房結P細胞的動作電位及產(chǎn)生機制竇房結P細胞動作電位與心室肌細胞不同，復極過程沒有明顯的1期和2期，只有復極3期和4期。

　　0期：膜內(nèi)電位由060mV到0mV，此期電位變化速度較慢，除極幅度較小，主要由膜上鈣通道開放，Ca2+緩慢內(nèi)流引起。這種緩慢電位變化稱為慢反應電位，該細胞為慢反應細胞，主要由Ca2+內(nèi)流形成。

　　3期：鈣通道逐漸失活，鉀通道開放，K+外流形成。復極電位最大約為-60mV。

　　4期：鉀通道逐漸衰竭，K+外流減少;而Na+通道開放，慢慢地Na+內(nèi)流大于K+外流，則膜內(nèi)電位上升，商至Ca2+通道開放電位，Ca2+通道開放，Ca2+緩慢內(nèi)流，出現(xiàn)自動除極現(xiàn)象。

　　4期自動除極是自律性細胞的特征。

　　2.普肯野細胞的動作電位及產(chǎn)生機制普肯野細胞的動作電位的波形及產(chǎn)生機制與心室肌工作細胞類似，但其0期除極速度更快。4期也自動除極，當膜電位達到最大復極電位-90mV時，即開始自動除極，其機制也主要與K+外流進行性減少和Na+內(nèi)流進行性增強有關，但以后者為主。

　　除按照解剖生理的特點將心肌細胞分為工作細胞和自律細胞之外，還可根據(jù)其動作電位的電生理特征，特別是動作電位0期除極的速度，可將心肌細胞分為快反應細胞和慢反應細胞，然后再結合其自律性，將心肌細胞分為以下幾種類型：

　　(1)快反應非自律細胞包括心房肌細胞和心室肌細胞，0期除極的速度快(由快鈉通道的開放引起)，4期無自動除極現(xiàn)象。

　　(2)快反應自律細胞普肯野自律細胞，0期除極的速度快(由快鈉通道的開放引起)，4期有自動除極現(xiàn)象。

　　(3)慢反應自律細胞竇房結自律細胞，以及房結區(qū)和結希區(qū)的自律細胞，0期除極的速度慢(由慢鈣通道的開放引起)，4期有自動除極現(xiàn)象。

　　(4)慢反應非自律細胞結區(qū)細胞，0期除極的速度慢(由慢鈣通道的開放引起)，4期無自動去極現(xiàn)象。

　　(三)心肌的生理特性

　　心肌的生理特性有：自動節(jié)律性、傳導性、興奮性(電生理特性)和收縮性。

　　1.自動節(jié)律性在沒有外來刺激的情況下，心肌細胞能自動產(chǎn)生節(jié)律性興奮和收縮的特性，稱為自動節(jié)律性，簡稱自律性。因心傳導系統(tǒng)各部自律細胞4期自動去極化的速度快慢不一，故自律性的高低不同。其中竇房結的自律性最高，約為100次/分：房室交界次之，約為50次/分;普肯野纖維最低，約20～40次/分。心的正常節(jié)律，受自律性最高的竇房結所控制，因而竇房結足心的正常起搏點。以竇房結為起搏點的心節(jié)律活動，稱為竇性心律。竇房結以外的自律組織由于自律性較低，其自律性通常不能表現(xiàn)出來，稱為潛在起搏點。當竇房結的自律性低下或潛在起搏點自律性過高時，潛在起搏點成為異位起搏點，由它引起的心律，稱為異位節(jié)律。

　　2.心肌的興奮性

　　(1)心肌興奮性的周期性變化

　　(2)期前收縮與代償間歇

　　正常情況下，心室按竇房結傳來的沖動進行節(jié)律性活動。如果在有效不應期以后到下一次竇房結興奮傳來之前受到竇房節(jié)以外的額外刺激，可提前產(chǎn)生一次興奮和收縮，稱為期前興奮和期前收縮。期前興奮也有它自己的有效不應期，緊接在期前興奮之后傳來的一次竇性興奮，落在了期前興奮的有效不應期內(nèi)，未能引起心室興奮和收縮，必須等下一次竇房結興奮傳來，才引起心室興奮和收縮。這樣，在期前收縮之后，有一個較長的心室舒張期，稱為代償間歇。

　　(3)決定和影響興奮性的因素

　　3.心肌的傳導性

　　(1)心臟內(nèi)興奮傳播的特點心肌細胞問可進行直接的電傳遞。興奮是通過特殊傳導系統(tǒng)有序地傳播。心臟內(nèi)各部位興奮的傳導速度有所不同，有兩個高速區(qū)和一個低速區(qū)，興奮在心房和心室內(nèi)的傳播速度較快，興奮通過房室交界區(qū)速度較慢。起搏點竇房結的節(jié)律興奮可通過心房肌較快地傳到左右心房，使心房肌同步收縮。心室內(nèi)傳導組織的傳導性很高，由房室交界是傳人心室的興奮可迅速向左右心室壁傳導。使整個心室同步收縮。但是房室交界區(qū)細胞的傳導性很低，使心房傳至心室的興奮在這里延擱一段時間(房-室延擱)，這樣，心房收縮完畢之后心室才開始收縮，不致產(chǎn)生房室收縮重疊。

　　(2)影響心肌細胞傳導性的因素心肌細胞直徑越大，傳導速度越快;心肌細胞0期除極速度越快，幅度越大，傳導速度越快;而臨近未興奮部位的興奮性越高，傳導速度越快。

　　4.收縮性

　　工作細胞在接受有效刺激而產(chǎn)生動作電位，引起心肌收縮的特性。心肌的收縮與骨骼肌收縮相比，具有以下特點：(1)收縮是同步，“全或無”式的。(2)不會發(fā)生強直收縮。(3)興奮一收縮耦聯(lián)所需要的Ca2+主要來自于細胞外液。

　　(四)心電圖

　　心臟的電活動可以通過體液傳到體表。利用心電圖機在體表一定部位引導記錄出的心臟的電變化曲線，稱為心電圖。心電圖的波形隨著引導電極的位置而有差異。

　　二、心動周期

　　(一)心動周期和心率的概念

　　1.心動周期心臟不停地搏動，從心房開始收縮到下一次心房開始收縮之間足一個心動周期。在一個心動周期中，心房和心室的機械活動均可分為收縮期和舒張期。心房收縮在先，心室收縮在后，二者的時差約為0.12～0.20s。由于在心泵血功能過秘中，心室起主要作用，故所稱的心動周期都是指心室的舒縮活動而言。

　　2.心率單位時間內(nèi)心臟搏動的次數(shù)為心率，正常人安靜時心率約在60～100次/min，女性比男性稍快，兒童心率也較快。臨床上靜息時心率超過100次/min者，稱為竇性心動過速;低于60次/min者稱為竇性心動過緩。

　　(二)心臟射血的過程

　　在泵血活動巾，心室所起的作用比心房重要得多?，F(xiàn)以左室為例將心動周期分為以下幾個時相。

　　1.心房收縮期在心房收縮開始之前，心臟處于全心舒張期階段，心房及心室內(nèi)壓均較低，隨著靜脈血不斷回流入心房，心房內(nèi)壓增高超過心室內(nèi)壓，房室瓣處于開啟狀態(tài)，血液可經(jīng)心房流人心室，不斷充盈心室，此時心室內(nèi)壓遠比主動脈內(nèi)壓低，所以動脈瓣處于關閉狀態(tài)。當心室內(nèi)血液達到相當充盈，心房開始收縮，內(nèi)壓增高，左心房內(nèi)的血液輸入左心室，使心室進一步充盈。

　　2.等容收縮期心室開始收縮，室內(nèi)壓上升，超過房內(nèi)壓。心室內(nèi)血液出現(xiàn)向心房返流的傾向，從而推動房室瓣關閉。但室內(nèi)壓尚低于動脈內(nèi)壓，故動脈瓣仍處于.關閉狀態(tài)。此期心室容積不變，歷時約0.O6s。此期長短與后負荷以及心肌收縮能力有關。

　　3.快速射血期心室肌繼續(xù)收縮，室內(nèi)壓繼續(xù)上升，當室內(nèi)壓超過動脈內(nèi)壓時，動脈瓣被打開，血液迅速大量射入動脈。此期射血量約占總射血量的80%～85%。室內(nèi)壓可因心肌繼續(xù)收縮而升高，直至達最高值。此期占時約0.11s。

　　4.減慢射血期快速射血期后，因大量血液射入動脈，心室內(nèi)血液量減少，心室容積縮小，心肌收縮力隨之減弱，室內(nèi)壓開始下降，射血速度減慢，歷時約0.14s。此期內(nèi)，室內(nèi)壓已略低于動脈內(nèi)壓，但血液靠原先心肌強烈收縮的功能，在慣性作用下逆壓力梯度繼續(xù)流入動脈內(nèi)。

　　5.等容舒張期心室肌開始舒張后，室內(nèi)壓下降，主動脈內(nèi)血液向心室方向返流，推動半月瓣關閉;這時室內(nèi)壓仍明顯高于心房壓，房室瓣仍然處于關閉狀態(tài)，心室又成為封閉腔。此時，心室肌等容舒張，室心壓極快的速度大幅度下降，但容積并不改變，從半月瓣關閉直到室內(nèi)下降到低于心房壓，房室瓣開啟時為止，稱為等窬舒張期，持續(xù)約0.06～0.08s。

　　6.快速允盈期當室內(nèi)壓下降到低于心房壓時，房室瓣開放，血液順著房一室壓力梯度由心房向心室方向流動，心室容積增大(0.11s)，其間進入心窒的血液約為總充盈量的2/3。

　　7.減慢充盈期快速允盈期后，隨著心室內(nèi)血液不斷充盈，心房、心窀和大靜脈之間的壓力梯度逐步減少，此時血液便以較慢的速度流向心室，使心室的容積進一步增大，稱為減慢充盈期。歷時約0.22s，此后，心房再次收縮第二個心動周期開始。

　　(三)第一心音、第二心音的特點及意義

　　在一個心動周期中，由于心肌的舒縮，瓣膜的啟閉，血流的加速與減速對心血管壁的加壓和減壓作用以及形成的渦流等因素引起的機械振動，可通過心臟周圍組織傳到胸壁，用聽診器在胸壁的某些部位，可聽到該聲音。稱心音。若用換能器將該機械振動轉變成電信號，稱心音圖。

　　1.第一心音由于心室肌收縮和房室瓣關閉時振動造成，以房室瓣突然關閉引起的振動為聽診主要成分。第一心音音調(diào)低而持續(xù)時間較長，約為0.12～0.14秒。第一心音標志著心室收縮的開始。

　　2.第二心音由于心室舒張時，主動脈瓣和肺動脈瓣相繼關閉時振動造成。第二心音音調(diào)較高而歷時較短，約為0.O8―0.10秒。第二心音標志著心室舒張的開始。

　　三、心臟泵血功能的評價

　　(一)每搏輸出量與射血分數(shù)一側心窀每次收縮所射出的血量稱每搏輸出量，簡稱搏出量。成人安靜時約為60～80m1，平均約70ml。在靜息狀態(tài)下，左心室舒張末期容積為145ml。搏出量占心室舒張末期容積百分比，稱射血分數(shù)，約為55%～65%。

　　(二)每分輸出量

　　每分鐘一側心室的射血量稱為每分輸出量。簡稱心輸出量或心排出量。心輸出量=搏出量×心率。其值為4.5～6.01，平均約為5L。

　　生理情況下，左心與右心的搏出量和心輸出量基本相等。

　　(三)心指數(shù)

　　以每m2體面積計算的心輸出量(L/min?m2)稱為心指數(shù)。靜息心指數(shù)約為3.0～3.5L/min?m2。

　　(四)心力儲備

　　心輸出量隨機體代謝的需要而增長的能力，稱為心力儲備。包括搏出量儲備和心率儲備。

　　1.心率儲備健康成年人安靜狀態(tài)下，心率平均約為75次/min。在劇烈活動時，心率可達160～180次/min，心輸出量可增加2～2.5倍。但是，心率過快，反而使心舒期縮短而影響心室的充盈時間，從而使搏出量下降。

　　2.搏出量儲備健康成年人安靜狀態(tài)下的每搏輸出量約為70mL，在劇烈活動時搏出量可提高到150mL左右。搏出量的儲備包括收縮期儲備和舒張期儲備。收縮期儲備是指心臟作最大程度的收縮，使心室內(nèi)剩余血量減少(小于20mL)，搏出量增加。舒張期儲備是指心室舒張期有更多的血液回流，使心室舒張末期容積更大(可達160mL)，從而使搏出量增加。

　　健康人心臟泵血功能有一定的心力貯備，其最大心輸出量可達靜息時的5～6倍。素有鍛煉的運動員其最大心輸出量可達靜息時的8倍，達到35升以上。

　　四、影響心輸出量的因素

　　凡影響搏出最和心率的因素均可影響心輸出量。

　　(一)每搏輸出量的調(diào)節(jié)

　　1.前負荷(心窒舒張未期充盈量)心室舒張未期的充盈血量稱為心室肌的前負荷。在一定范圍內(nèi)，前負荷增大，使心肌收縮的初長度增大，心肌收縮力增強，搏出量增多。但前負犄過大，初長度超過一定限度時，則收縮力反而減弱。這種調(diào)節(jié)方式稱為搏出疑的異常自身調(diào)節(jié)。

　　2.后負荷(大動脈血壓)大動脈血壓為心室射血時所遇到的阻力，稱為心室肌的后負荷。在其他因素不變，后負荷增大時，將使心室的等容收縮期延長，射長血期縮短，搏出量減少。在生理情況下.搏出量減少造成心室射血木期剩余血譴增加，使心室舒張末期充盈量增大，通過前負荷的調(diào)節(jié)，可使搏出量恢復到原來的狀態(tài)。

　　3.心肌收縮能力是指決定心肌收縮力量和速度的心肌功能狀態(tài)。在同樣的前負荷條件下，心肌收縮能力越強，每搏輸出量越多。神經(jīng)、激素、局部代謝產(chǎn)物及藥物可影響心肌收縮能力。

　　(二)心率對心輸出量的影響

　　在一定范圍內(nèi)，心率增快可使心輸出量增加。但心率過快(越過160～180次/min)或過慢(低于40次/min)時都使心輸出量減少。

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