心脏泵血功能

心脏泵血功能 成 都 医 学 院 教 案 首 页 09级 临床本科 专业 5、6班 任课教师:张洁 讲授 3 学课程 生理学 题目 心脏的泵血功能 实验 时 练习 行课课2011年4月14日 第6节 至8节 第7次 时间 次 教 材 《生理学》，朱大年主编，人民卫生出版社，第7版，2008，北京 教 具 自制本次课程powerpoint，心脏模型 掌握:心动周期、心脏泵血过程中各期特点及影响心输出量的因素(cardiac cycle, ventricular diastole, rapid ejection period, cardiac sound, stroke volume output, cardiac output, atrial 教 学 systole, isovolumic systole, reduced filling period, phonocardiogram, ejection 目 的 raction, cardiac index, ventricular function curve) 要 求 熟悉:心动周期中心内压力、容积、瓣膜及血流方向的变化 了解:心音 重点:心脏泵血过程及影响心输出量的因素 重点:教学 重点 难点:影响心输出量的因素 难点解决:采用比较、举例、图示直观讲述，重点突出，对比骨骼肌并结合临床疾病帮助点及其 解决理解 方案 参 考 朱文玉主编《医学生理学》 资 料 叶任高主编《内科学》第五版 实 施 情 况 小 结 教研室主任签名: 200 年 月 日 1 成 都 医 学 院 教 案 续 页 教学过程、内容及时间分配 教学方法与手段 :心脏电生理(5分钟) 心脏的泵血功能 用比喻启发引出心脏的血液循环是靠循系统来完成的，循环系统由心和血管组成，心脏是血 液循环的动力器官，它的收缩把血液推送入动脉，舒张又能把静脉血液吸泵血功能 回心脏，使血液在心血管内始终样沿一个方向流动，保证全身各器官新陈 代谢的正常进行。血管是输送和分配血液的器官，按各器官对血液需求量 而输送血液，同时又把器官的代谢产物运送到排泄器官。循环系统活动保 持了机体内环境中各种成分和理化特性的相对稳定，是生命得以维持的重 要保证，一旦循环功能丧失，生命便不能维持。 心脏的活动呈周期性，每个周期中心脏表现为以下三个方面的活动: (1)兴奋的产生以及兴奋向整个心脏的扩布。 (2)由兴奋触发的节律性心肌收缩及舒张，并配与瓣膜的启闭，造成心房、 心室、动脉内的压力和心房、心室内容积的变化。 (3)伴随瓣膜的启闭，出现心音。(5分钟) 一、 心肌收缩的特点(5分钟) 与骨骼肌对比分析心肌2+2+1、对细胞外液Ga的依赖性:心肌收缩对细胞外液Ga的依赖较强，而收缩特点 2+骨骼肌收缩不依赖于细胞外液Ga。 2、“全或无”式收缩:心肌细胞之间有缝隙连接，兴奋可以迅速在细胞间 传播，使整个心室和心房同步兴奋和收缩，形成两个功能合胞体(心房和 心室)。 二、 心脏泵血的过程和机制 (一)心动周期(10分钟) 动画演示心动周期，并1、概念:心脏一次收缩和舒张，构成一个机械活动周期，称为心动周期。 配合示意图分析心动周 心房和心室的活动周期，可分为收缩期和舒张期，两心房同时进行，期中心房心室活动特点 两心室亦同时完成的活动周期。 每个周期中表现出三方面的活动 A. 兴奋的产生及向整个心脏的扩布(电活动):心肌电周期 B. 收缩和舒张交替进行(机械活动):心动周期 C. 心音 按心率75次/分计算心动周期为0.8S。一个心动周期中，心房先收缩，持续0.1秒，继而心房舒张，持续0.7秒。心房收缩时，心室舒张。心房开 始舒张期后，心室开始收缩，持续0.3秒，随后进入心室舒张期，持续0.5秒。心室舒张的前0.4秒期间，心房心室均处于舒张期，称为全心舒张期。 特点: A. 一个心动周期中舒张时间大于收缩时间，利于心脏休息，血液回心。 B. 心房收缩和心室收缩交替进行，先房后室，非同步。 2 C. 共同的舒张时间(全心舒张期):0.4s D. 心室收缩时间大于心房收缩时间 心室的收缩和舒张是推动血液流动的主要动力，因此，常以心室到为准， 心室的收缩时间作为心脏的收缩期，把心室的舒张时间作为心脏的舒张期。 (二)心脏泵血过程(30分钟) 心脏泵血是一个连续过程，人为地分为5个期，以便于讨论。 1、 心室收缩期与射血 (1)等容收缩期(period of isovolumic contraction) 心室收缩前，心室内压力低于心房内压力，房室瓣处于开放状态，心画示意图，结合心脏、室开始收缩?室内压??室内压,房内压，房室瓣关闭，但室内压仍,动瓣膜结构特点分析各期脉压，动脉瓣未开。这时，心室成封闭态，但室缩在继续，室内压在不断瓣膜启闭情况，心房、升高，在室内压升到等于A压之前，约为0.05s，由于长度不变，心腔容心室和动脉压力变化情积未变化，故叫等容收缩期。特点:室内压上升速率最快。 况，心室的射血和充盈，(2)射血期 血液的流动方向 快速射血期(period of rapid ejection): 由于心室继续收缩，室内压持续上升?室内压,动脉压，动脉瓣被冲 开，高压血流快速射入动脉，心室腔缩小。特点:室内压达最高，射出的 血量占整个收缩期总量的2/3。 减慢射血期(period of slow ejection): 快速射血之后，射入主动脉血液不可能在短时间内全部流入外周，故动脉 内压力?，给继续射血造成阻力，同时心腔内血液是有限的，心肌缩短也 有限(射血力量减弱)，事实上，此期室内压略低于动脉压，射血速度减慢， 此期的射血主要是心腔血液有上一期所具有的动能和惯性。持续0.15s。特 点:室内压略低于动脉压。 2、心容舒张期与充盈 (1)等容舒张期(period of isovolumic relaxation) 减慢射血期后，心室转为舒张。室内压急剧下降，无血液流入动脉， 室内压,动脉压时，动脉瓣关闭，此时，室内压,房内压，房室瓣未开， 心室腔又成封闭态，心室容积不变。特点:室内压下降速率最快。 (2)快速充盈期(period of rapid filling) 由于室内压降低，低于房内压时，房室瓣被拉开，房内血液被快速抽 吸入心室，心室充盈，室腔容积增大，此时心房也处于舒张期，房内压为 零，室内压更低，将静脉血吸回心脏，完成心室充盈2/3，0.1s。特点:室 内压下降到最低。 (3)减慢充盈期(period of slow filling) 血液不断充盈，心室内压力??静脉回流压差?，充盈速度?。约22s。 2、 心房收缩期(atrial systole) 通过对心脏泵血过程的心室舒张的最后0.1s是心房开始收缩，心房收缩引起房内压?，心房内剩分析总结心室射血和充余血液被挤入心室。心房收缩期充盈量占心室充盈总量的1/4。 盈的动力 心室射血原动力:心室收缩 心室射血直接动力:心室-动脉间的压力梯度 心室充盈原动力:主要来自心室舒张 3 列表小结结心脏泵血过 压力 房室瓣 动脉瓣 血流方向 心室容积 程 等容 房压<室压< 关闭 关闭 血存于心室 不变 收缩期 动脉压 房压<室 射血期 关闭 开放 心室?动脉 减小 压>动脉压 等容 房压<室压 关闭 关闭 血存于心房 不变 舒张期 <动脉压 房压>室压增大 充盈期 开放 关闭 心房?心室 <动脉压 心室充盈直接动力:大静脉、心房和心室间压力梯度 (四)心音的产生(10分钟) 动画演示心音声音特四个心音，在一般情况下，只能听到第一、第二心音。 点，并结合临床心音听1、第一心音:时间:心缩期，标志着心室收缩的开始。 诊的部位分析，结合心 特点:音调较低，响度大，持续时间长。 脏泵血过程各期特点分 原因:房室瓣关闭为主，心肌收缩血流冲击心壁而成。 析心音的形成原因 2、第二心音:时间:心舒期，标志着心室舒张开始。 特点:音调高，响度小，持续时间短。 原因:动脉瓣关闭，血流冲击动脉壁。 3、 第三心音:心室舒张早期，心室舒张早期血流从心房突然冲入心室使 心室壁和乳头肌震动有关。 4、 第四心音:心室舒张晚期，心房收缩产生。一般听不到，心房收缩增 强和左心室顺应性下降时可听闻。 列表小结重点对比第一 第I心音 第II心音 和第二心音特点 特 点 音调低，持续时间长 音调高，持续时间短 标 志 心室收缩期开始 心室舒张期开始 房室瓣突然关闭，心室收缩动脉瓣关闭，血流冲击大动脉 成 因 时血流冲击房室瓣和动脉壁根部及心室内壁引起振动。 引起的振动。 左锁骨中线第五肋间，心尖听诊部位 第二肋间胸骨右缘 搏动处 结合二尖瓣狭窄和关闭 不全分析心脏杂音产生心脏杂音:正常心音以外的附加音或心音在时间或响度上的改变。 的生理机制 二尖瓣狭窄:舒张期隆隆样杂音。二尖瓣狭窄时，舒张期血液流入产生湍 急的旋涡，冲击心室壁，产生杂音;二尖瓣关闭不全，收缩时，血液回到 心房，产生收缩期杂音。 4 动画演示每搏输出量，三、心脏泵血功能的评定(10分钟) 并引导学生观察心脏泵(一)心脏输出量 血特点。 1、每搏输出量及射血分数 ?每搏输出量:心脏搏动一次，由一侧心室射出的血量 每次收缩并非将心室内左右心室膊出量相等。 血液全部射入动脉，收正常值60—80ml，平均70ml(成人安静) 缩末心室内仍残留血 液，由此引出射血分数?射血分数:搏出量占心室舒张末期容积百分比。 的概念。 射血分数高，说明心缩力强，射血能力强。 2、每分输出量与心指数 结合充血性心力衰竭引?每分输出量:一侧心室每分钟射出的血量，即一般所说的心输出量。 导学生分析用射血分数每分输出量=每搏输出量×心率。 和心输出量判断心功能?心指数:每平方米体表面积的每分输出量。 的差异 主要用于比较不同个体心脏功能常用的评定指标。 (二)心脏作功量(自学) 四、 心泵功能的储备(5分钟) 心输出量能随机体代谢增强而增加的能力。心输出量能随机体功能状态而结合运动员和临床疾病增减，而不是保持不变。经常体育锻炼的人，心功能贮备高。 分析心泵功能的储备 安静时: 5L 贮备能力大 重体力劳动:30L (1)心率贮备 增加心率，便可提高输出量。 在搏出量不变时，提高心率贮备，输出量可增加2—2.5倍，但有限度，不 能超过180—200次/分，否则心率过快(收缩期和舒张期均缩短，舒张期 缩短更明显，影响血液充盈)，搏出量会减少，心输出量反而减少。 (2)搏出量贮备 正常搏出量70ml。 在舒末室容不变的情况下，增加心缩力，搏出量会增加，这增加部分即为 动用搏出量贮备，最大搏出量可达150ml，包括两方面。 ?收缩期贮备:心缩加强，缩末室容可大大减少，使搏出量增加55—60ml， 静态缩末室容与最大收缩时的缩末室之差即为收缩期贮备。 ?舒张期贮备:舒张末最大室容量只比静态时稍大(15ml)，意义不大。 (3)体育锻炼对心力贮备的作用 健康人在作重体力劳动时，输出量可达正常时5—6倍，经常锻炼者会更高， 达8倍，说明锻炼体能可提高心力贮备。 五、影响心排血量的因素(35分钟) 心脏射血功能的指标是心输出量=搏出量×心率 1、搏出量的调节:收缩力的大小 (1)前负荷: “20分钟” 心室收缩前的负荷:心室舒张末期充盈量。主要受回心血量影响。 前负荷??心肌初长度??心肌收缩力??搏出量?。 5 图示，引导学生观察心心脏和骨骼肌前负荷与收缩能力的特点(如图) 脏和骨骼肌前负荷与收骨骼肌 心肌 缩能力的特点 引导学生思考心室功能 曲线没有明显的下降支 的生理意义 结论:心室功能曲线没有明显的下降支。 Starling定律:心脏不依赖神经-体液因素自身调节并平衡心搏出量与 回心血量之间关系的现象。特点:调节范围小。意义:精细调节搏出量。 如调节体位变化或左右心室播出量不平衡的情况。但若循环功能发生变化 幅度较大，持续时间较长，仅靠异长自身调节不足以使心泵功能满足机体 需要，许调节心肌收缩能力。心泵功能的自身调节机制，可通过心室功能 结合心室功能曲线图示曲线进步说明: 分析前负荷对心泵血功 能的影响 左段:较陡。心功正常工作段:表明初长度在未达到最适前负荷时，结合临床讲解心血管病搏功随初长度?而?。 人为什么要严格控制输 中段:稍平。说明前负荷-初长度达上限，但对搏出量影响不大。 液的量和速 右段:平坦或略降。说明心肌有抵抗过度延伸特性，保持搏功基本不变。 心室舒张末容积使静脉回心血量和射血后心室内剩余血量之和。 1)影响静脉回心血量因素: A. 心室充盈持续时间:心率加快，心室充盈持续时间缩短，心室充盈不 完全，播出量减少。 B. 静脉回流速度:越快，心室充盈量越大，播出量增加。 C. 心包内压:如心包积液时，心包内压增高，妨碍心室充盈，前负荷减 小，播出量减少。 D. 心室顺应性:降低时(心肌纤维化，心肌肥厚)，心室舒张充盈量减少， 播出量减少。 2)射血后心室内剩余血量:若静脉回心血量不变，射血后心室内剩余血量 增加导致心室总充盈量增加，播出量增加;但另一方面，射血后心室内剩 余血量增加，心室内压增加，静脉回心血量减少，故心室总的充盈量不一 定增加。 6 (2)后负荷(等长自身调节): “5分钟” 后负荷:心肌开始收缩后所遇到阻力即动脉血压(BP)。 后负荷?(一定范围内:<160mmHg), BP升高对心输出量影响不大。 结合高血压分析后负荷 动脉血压升高?心室肌纤维缩短速度和幅度减小?搏出量减少。 对心脏功能的影响 心博出量减少?余血量增加?舒张末期容积增大?异长自身调节?博 出量恢复。 但BP长期升高如高血压?心输出量?。 (3)心肌收缩能力:心肌本身特性，收缩速度、程度、张力等，搏出量随 心肌收缩能力而变化。主要受神经体液因素影响。 “5分钟” 2、心率对心输出量的影响 “5分钟” 心率再一定范围内增加，心输出量增加;但心率太快(超过180次/分) 由于心舒张期明显缩短，心室充盈不足，播出量明显减少，心输出量减少。心率太慢(低于40次/分)心室充盈已达极限，再增加充盈时间，播出量 不能再增加，心率过慢，导致心输出量减少。 小结:(5分钟) 1. 心动周期概念; 2. 心脏泵血各期特点; 3. 影响心输出量的因素 预习思考题:动脉血压的形成和影响因素 7