天
血液的流動方式
血液在血管內(nèi)的流動方式可以分為層流(laminar flow)和湍流(turbulence)。
層流是流體規(guī)則的流動,有清晰的流線。在層流的情況下,液體每個質(zhì)點(diǎn)的流動方向一致,與管道的長軸平行,但各質(zhì)點(diǎn)的流速不同,在血管軸心處流速最快,越靠近管壁越慢。血細(xì)胞濃度越靠近軸心越高。
正常情況下,血液在血管內(nèi)的流動是層流形式。
但當(dāng)血流速度加快到一定程度時,正常層流情況即被破壞,血液中各質(zhì)點(diǎn)的流動方向不再一致,可出現(xiàn)漩渦,產(chǎn)生湍流。
湍流是一種不規(guī)則的流動狀態(tài)。此時管壁對液體流動的阻力增大,血流為克服阻力所消耗的能量也明顯增加,因此在相同壓力差下血流量將減少。此狀態(tài)下泊肅葉定律已不再適用。
心房和心室的收縮和舒張
心房收縮前,心臟處于全心舒長期,此時半月瓣半閉,房室瓣開始,血液從靜脈經(jīng)心房流入心室,使心臟不斷充盈。在全心舒張期內(nèi)回流入心室的血液量約占心室總充盈量的75%。全心舒張期之后是心房收縮期,歷時0.1S。心房壁較薄,收縮力不強(qiáng),由心房收縮推動進(jìn)入心室的血液量通常只占心室總充盈總量的25%(注:心房向心室注血不會引起心室容積的變化,心室自身的舒張使心室容積增大)。心房收縮引起房內(nèi)壓和室內(nèi)壓都輕度升高。
對心室而言,心室收縮后開始舒張,室內(nèi)壓下降,主動脈內(nèi)血液向心室返流,推動半月瓣迅速關(guān)閉。半月瓣關(guān)閉后,由于室內(nèi)壓仍高于房內(nèi)壓,房室瓣也處于關(guān)閉狀態(tài),心室成為一個封閉的腔。此時心室容積不變而室內(nèi)壓急劇下降。室內(nèi)壓進(jìn)一步下降,房室瓣會開始,心房內(nèi)血液會流入心室(此時的注血量如前提到的占75%,此動力并不是來自于心房的收縮,而是來自于心室自身的舒張)。(由心房推動的注血量只占25%,而且沒有引起室內(nèi)壓的明顯升高,故不會引起心室容積的明顯變化。)
在快速射血期,左室壓力最高。
在等容收縮期時,左室壓力進(jìn)一步升高,當(dāng)超過主動脈壓時,主動脈瓣開放。在等容收縮期,心室成為一個封閉的腔,由于血液的不可壓縮性,盡管心室肌在強(qiáng)烈收縮,室內(nèi)壓急劇升高,但心室容積不變。(注:此期的壓力是急劇升高)
快速射血期:在射血期的前期,由于心室肌的強(qiáng)烈收縮,心室內(nèi)壓繼續(xù)上升而達(dá)到峰值,(注:但上升的幅度不大。)心室內(nèi)的血液由心室流入主動脈,心室容積迅速縮小。歷時0.1S。
減慢射血期:在快速射血期后,心室內(nèi)血液量減少,心室肌收縮也減弱,室內(nèi)壓自峰值逐漸下降,射血速度減慢,主動脈壓也隨之逐漸下降。歷時0.15S。
在心室舒張期中,心房收縮期是其最后一個期,使心室充盈量進(jìn)一步增加。
心室舒張期分為等容舒張期(歷時0.06S-0.08S)和心室充盈期。
心室充盈期是指隨著心室肌的舒張,室內(nèi)壓進(jìn)一步下降,當(dāng)室內(nèi)壓低于房內(nèi)壓時,積聚在心房內(nèi)的血液即沖開房室瓣進(jìn)入心室,使心室充盈。分為3期。
1、快速充盈期:房室瓣開啟的初期,由于心房內(nèi)積聚的血液量多,心房和心室之間的壓力梯度較大,同時又有與心室舒張時室內(nèi)壓下降伴隨的抽吸作用,血液由靜脈經(jīng)心房快速流入心室,心室容積快速上升。歷時約0.11S。在此期間流入心室的血液量占心室總充盈量的約2/3,是心室充盈的主要階段。
2、減慢充盈期:隨著心室血液充盈量的增加,房室間的壓力梯度減少,心室盈的速度減慢,心室容積則進(jìn)一步增大。歷時0.11S。
3、心房收縮期:在心室舒張期的最后0.1S,下一個心動周期的心房收縮期開始,使左室充盈量進(jìn)一步增大。
心臟每搏輸出量的變化主要影響收縮壓。心率的改變主要影響舒張壓。外周阻力的改變以影響舒張壓為主。
問題:心動周期中室內(nèi)壓最高時,相當(dāng)于
A.房縮期末
B.等容收縮期末
C.快速射血期末
D.等容舒張期末
E.緩慢射血期末
答案:本題選C。
問題:心動周期中左室容積最大的時期是:
A.快速射血期末
B.快速充盈期末
C.減慢射血期末
D.減慢充盈期末
E.房縮期末
答案:本題選E。
心率/心輸出量/心肌收縮力
在一定范圍內(nèi)心率加快可增加心輸出量,在心率超過170-180次/分后,由于舒張期的縮短遠(yuǎn)比收縮期的縮短明顯,故心室充盈顯著減少,搏出量明顯減少,使心輸出量減少。快速射血期泵入心室的血量占2/3。其縮短,對心室充盈影響最大。
心率的變化除了可影響心室充盈量外,也能影響心肌的收縮能力。在實(shí)驗條件下,心率在150-180次/分時,心肌收縮的張力峰值達(dá)到最大值。再進(jìn)一步增加刺激頻率時,心肌收縮能力肥而降低。反之,當(dāng)刺激頻率降低時,心肌收縮能力也降低。此現(xiàn)象說明是心肌本身內(nèi)在特性。
心率增快引起心肌收縮力增強(qiáng)的現(xiàn)象,稱為階梯現(xiàn)象,心率減慢時心肌收縮能力減弱,稱為負(fù)性階梯現(xiàn)象。所以階梯現(xiàn)象是心肌等長調(diào)節(jié)的一種表現(xiàn)。階梯現(xiàn)象在心力衰竭及心肌病患者的心肌是減弱的,甚至消失或逆轉(zhuǎn)。
問題:正常人心率超過180次/分時,心輸出量減少的原因主要是哪一時相縮短:
A.快速充盈期
B.減慢充盈期
C.等容收縮期
D.減慢射血期
E.房縮期
答案:本題選A。
心臟電生理基本概念/各期復(fù)極的離子基礎(chǔ)
在本文中將介紹心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)的各種自律細(xì)胞動作電位特征,我們將從自律細(xì)胞開始,逐一去了解竇房結(jié)、房室交界、希氏束和浦肯野細(xì)胞的電活動特征。
自律細(xì)胞
一些心肌細(xì)胞,在沒有外來刺激時,能夠自動地發(fā)生節(jié)律性興奮,這種特性稱為自動節(jié)律性,簡稱自律性。因此,這些具有自律性的心肌細(xì)胞,就稱為自律細(xì)胞。
這些心肌細(xì)胞存在于我們命名為竇房結(jié)、房室交界(結(jié)區(qū)除外)、希氏束、浦肯野纖維等解剖結(jié)構(gòu)中。
自律性和快反應(yīng)性是兩個無關(guān)聯(lián)的屬性。
根據(jù)動作電位去極化速率的快慢、電位變化幅值的大小、傳導(dǎo)速率的快慢,心肌細(xì)胞被分為快反應(yīng)細(xì)胞和慢反應(yīng)細(xì)胞。前者的動作電位為快反應(yīng)電位(fast response action potential;去極化快;變化幅值大;傳導(dǎo)快),后者為慢反應(yīng)電位。
心房肌、心室肌、房室束、束支和末梢浦肯野細(xì)胞的動作電位都表現(xiàn)為快反應(yīng)電位,所以被劃分為快反應(yīng)細(xì)胞(fast response cell)。心房和心室的工作細(xì)胞沒有自律性,是非自律性快反應(yīng)細(xì)胞。(對應(yīng)著就知道了自律性快反性細(xì)胞是指哪些了。)
竇房結(jié)和房室交界區(qū)的一些細(xì)胞興奮時產(chǎn)生慢反應(yīng)電位(slow response action potential),稱為慢反應(yīng)細(xì)胞(slow response cell)。和快反應(yīng)細(xì)胞不同的是在心臟結(jié)構(gòu)里,慢反應(yīng)細(xì)胞都有自律性。
自律細(xì)胞的動作電位在3期復(fù)極末,膜電位達(dá)到最大值(指絕對值),稱為最大舒張電位。4期膜電位不穩(wěn)定,在復(fù)極達(dá)到最大舒張電位之后,膜電位立即開始自動除極,當(dāng)除極達(dá)到閾電位后引起興奮,便產(chǎn)生下一個動作電位,如此周而復(fù)始,于是動作電位就不斷產(chǎn)生。
各種不同的自律細(xì)胞,其動作電位的特征和產(chǎn)生機(jī)制不完全相同。
竇房結(jié)
竇房結(jié)P細(xì)胞的動作電位明顯不同于心室肌細(xì)胞,具有以下特征:
?、匍撾娢唬?mdash;40mV)的絕對值較小;
②0期除極幅度?。s70mV),不出現(xiàn)明顯的反極化(除極峰值為0mV左右);
?、?期除極速度慢(斜率?。瑫r程長,約為7ms;
?、軣o明顯的1期和2期復(fù)極;
?、葑畲笫鎻堧娢唬?mdash;70mV)的絕對值較小;
⑥4期自動除極速度較快。
其動作電位形成機(jī)制是:
①0期除極由CA2+內(nèi)流引起;
②3期復(fù)極由K+外流所致;
③4期自動除極的機(jī)制較復(fù)雜,有多種機(jī)制參與,其中K+外流進(jìn)行性衰減可能為其主要原因。
房室交界
房室交界又稱房室結(jié)區(qū),是心房與心室之間的特殊傳導(dǎo)組織,是心房興奮傳人心室的唯一通道,主要包括房結(jié)區(qū)(位于心房與結(jié)區(qū)之間)、結(jié)區(qū)(相當(dāng)于光鏡下所見的房室結(jié))和結(jié)希區(qū)(位于結(jié)區(qū)和希氏束之間)。
房室交界區(qū)細(xì)胞的動作電位與竇房結(jié)P細(xì)胞相似,表現(xiàn)為0期除極速度慢、幅度?。黄渲蟹拷Y(jié)區(qū)和結(jié)希區(qū)細(xì)胞存在4期自動除極,因而屬于自律細(xì)胞;但結(jié)區(qū)細(xì)胞不存在4期自動除極,所以為非自律細(xì)胞。
希氏束和浦肯野細(xì)胞
希氏束又稱房室束,主要含浦肯野細(xì)胞。
浦肯野細(xì)胞的動作電位持續(xù)時間長,具有分明的0、1、2、3、4期。0期上升速率快,幅度高,形狀與心室肌細(xì)胞十分相似,形成機(jī)制也基本相同;但與心室肌細(xì)胞不同的是,其4期也產(chǎn)生自動除極,所以浦肯野細(xì)胞也是一種自律細(xì)胞。
關(guān)于浦肯野細(xì)胞4期自動除極的形成機(jī)制,目前認(rèn)為是由一種Na+內(nèi)流為主的起搏電流所引起,這種Na+內(nèi)流與其0期除極過程中的Na+內(nèi)流完全不同。
問題:以下哪種細(xì)胞不是自律細(xì)胞:
A.竇房結(jié)P細(xì)胞
B.心房、心室肌細(xì)腿
C.心室傳導(dǎo)束的浦肯野細(xì)胞
D.房結(jié)區(qū)細(xì)胞
E.結(jié)希區(qū)細(xì)胞
答案:本題選B。
問題:心室肌細(xì)胞動作電位的0期去極是由于何種通道開放:
A.Na+通道
B.Cl-通道
C.Ca 2+通道
D.K+通道
E.Mg 2+通道
答案:本題選A。
心室肌細(xì)胞屬于快反應(yīng)細(xì)胞,其動作電位的去極化時相(0期,phase0)發(fā)展迅速,膜內(nèi)電位由-90mV迅速上升到+30mV左右,形成動作電位的升支。其幅值達(dá)到120mV,占時約1ms.0期去極化的速度并不是均勻的,其最大去極化速率可以達(dá)到200V/s左右。
0期快速去極化的發(fā)生原理主要是細(xì)胞外的Na+快速流入細(xì)胞內(nèi)。心室肌細(xì)胞興奮激動時,先有少量的鈉通道(INa通道)開放,Na+循其細(xì)胞膜內(nèi)外的電化學(xué)梯度內(nèi)流造成膜電位輕度去極化。當(dāng)去極化達(dá)到鈉通道的閾電位水平時,鈉通道的激活門快速激活而開啟,開放的通道數(shù)目和每個通道的開放時間隨著去極化的進(jìn)行而激增,Na+由膜外迅速涌入膜內(nèi),稱為快鈉流。由此造成膜電位的迅速去極化而形成動作電位的0期。
0期去極化是一個再生性過程,即Na+內(nèi)流引起去極化,去極化又加速Na+內(nèi)流,不斷循環(huán)再生,使膜迅速去極化。但隨著膜的去極化,逐步趨近鈉平衡電位,推動Na+內(nèi)流的動力減小,INa幅值也逐步減小。
在心肌細(xì)胞的動作電位相期間,2期和1期之間有一個小的切跡。2期的膜電位水平略正于0mv,持續(xù)100-150ms,是心室肌細(xì)胞動作電位時程比較長的主要原因。
問題:心室肌細(xì)胞動作電位的2期復(fù)極的離子基礎(chǔ)是:
A.Na+內(nèi)流,K+外流
B.K+外流,Cl-內(nèi)流
C.K+外流,Ca2+內(nèi)流
D.Na+外流,K+內(nèi)流
E.K+內(nèi)流,Ca2+外流
答案:本題選C。
心室肌細(xì)胞動作電位的2期(平臺期)
IK1通道的內(nèi)向整流特性是形成平臺期的基礎(chǔ)。ICa-L是2期主要的內(nèi)向電流。細(xì)胞外的Ca2+通過L型鈣通道流入細(xì)胞內(nèi),使膜電位再次輕度去極化而形成的“鋒和圓頂”。
問題:竇房結(jié)P細(xì)胞動作電位0期去極的離子基礎(chǔ)是:
A.Ca2+內(nèi)流
B.Na+內(nèi)流
C.K+內(nèi)流
D.Ca2+外流
E.K+外流
答案及解析:本題選A。
竇房結(jié)P細(xì)胞的細(xì)胞膜上不僅IK1通道十分貧乏,快鈉通道(INa)也十分貧乏,而且這少量的INa通道又因最大舒張電位較正而處在失活狀態(tài),因此P細(xì)胞動作電位主要依賴Ca2+通過ICa-L通道內(nèi)流而發(fā)生去極化,其閾電位約為-40mv。
問題:心室肌細(xì)胞動作電位3期復(fù)極是由于:
A.K+外流
B.Cl-內(nèi)流
C.Na+內(nèi)流
D.Ca2+內(nèi)流
E.K+內(nèi)流
答案及解析:本題選A。
心肌細(xì)胞動作電位3期
3期又名快速復(fù)極化末期,3期快速復(fù)極化主要是由于Ca2+內(nèi)流停止和K+外流進(jìn)行性增加而引起。
收縮期和舒張期
心室收縮期(ventricular systole)分為等容收縮期和射血期。
射血期(ejection phase)是指當(dāng)心室繼續(xù)收縮使室內(nèi)壓超過主動脈壓時,血液循壓力梯度沖開半月瓣進(jìn)入主動脈。又分為快速射血期和減慢射期。
心室收縮期的射血期內(nèi)心室將血液射入動脈。
在心動周期中,收縮期和舒張期的周期長度是相同的。心動周期和心率成反正。
動脈血壓升高后,左室舒張未期壓力和動主脈壓之間的壓力差值增大,在收縮期為了達(dá)到及超過主動脈壓,等容收縮期會延長,而射血期則會縮短。
問題:動脈血壓升高可引起:
A.心室收縮期延長
B.等容收縮期延長
C.心室射血相延長
D.心室舒張期延長
E.心房收縮期延長
答案:本題選B。
每搏功和每分功
問題:用于分析比較動脈血壓值不相同的個體之間心臟泵功能的常用指標(biāo)是:
A.每分輸出量
B.心指數(shù)
C.射血分?jǐn)?shù)
D.心臟作功
E.心力貯備
答案:本題選D。
心輸出量固然可以作為反映心泵功能指標(biāo),但相同的心輸出量并不等同于相同的工作量或消耗相同的能量。例如:左、右心室盡管心輸出量相同,但它們的做醫(yī)學(xué)教-育網(wǎng)原 創(chuàng)功的量和能量消耗明顯不同。因此,測定心臟做功量比測定心輸出量能更全面地對心輸臟泵血功能進(jìn)行評價。
心室的每搏功(stroke work)
每搏功=搏出量×射血壓力+血流動能
心室的每分功(minute work)
每分功=每搏功×心率
心臟泵功能評價指數(shù)分析
心力儲備量的大小可以反映心臟的健康程度。
測定心臟做功量比測定心輸出量能更全面的對心臟泵血功能進(jìn)行評價。
在對比不同個體的心泵功能時,需要用體表面積對心輸出量的實(shí)測值進(jìn)行校正,得到單位體體表面積的心輸出量數(shù)值,稱為心指數(shù)。
射血分?jǐn)?shù):搏出量占心室舒張末期容積的百分比。
問題:用于分析比較不同身材個體心功能的常用指標(biāo)是:(答案B)
A.每分輸出量
B.心指數(shù)
C.射血分?jǐn)?shù)
D.心臟作功
E.心力貯備
問題:反映心臟健康程度最好的指標(biāo)是:(答案E)
A.每分輸出量
B.心指數(shù)
C.射血分?jǐn)?shù)
D.心臟作功
E.心力貯備
動脈壓力感受性反射
血壓突然升高時,可反射性引起心率減慢,心輸出量減少,血管舒張,外周阻力降低,結(jié)果使動脈血壓降低。在這個過程中是動脈壓力感受器起了重要作用,其竇神經(jīng)傳入沖增加,心迷走神經(jīng)和竇神經(jīng)表現(xiàn)類似(沖動增加),心交感神經(jīng)和交感縮血管神經(jīng)的傳出沖動則相反(沖動減少)。
問題:動脈血壓突然升高時,能引起:
A.竇神經(jīng)傳人沖動減少
B.心迷走中樞抑制
C.心迷走中樞興奮
D.交感縮血管中樞興奮
E.心交感中樞興奮
答案:本題選C。