生理学

生理学

第四章 血液循环

李建国山西医科大学生理教研室

血液循环： 血液在心血管系统中按一定方向流动的过程。

心血管系统由心脏和血管组成

循环的生理功能

完成体内的物质运输，使新陈代谢不断进行。

运输内分泌的激素和体液因素，实现体液调节。

参与机体内环境的稳定，防卫功能。 有内分泌功能，分泌心房钠尿肽、内皮

素等。

心肌的生物电活动

心脏的泵血功能

血管生理

心血管活动的调节

器官循环

内容安排

第一节 心肌的生物电活动

快反应细胞

慢反应细胞

自律细胞：浦肯野细胞

非自律细胞：心房肌、心室肌细胞

自律细胞：窦房结细胞、房结区、结

希区细胞

非自律细胞：结区细胞按去极化速度

一、心肌的生物电现象

心脏各部分心肌细胞的跨膜电位

（一）心肌细胞膜的离子通道

钠通道：快钠通道， INa ： 去极化 -70mV 激活，

失活快

阻断剂河豚毒 TTX ，

参与快反应细胞去极化。

INa

钙通道：L 型钙通道， ICa-L :

慢通道，去极化 -40mV 激活，

阻断剂 Mn2 ＋、维拉帕米，

参与慢反应细胞去极化。

T 型钙通道， ICa-T:

去极化 - 50mV 激活，失活快，

阻断剂 Ni2 ＋，

ICa-L

钾通道：

一过性外向电流， Ito （ KA ）：

去极化达 -20mV 激活，激活失活快，

阻断剂 4-AP ，Ito

内向整流钾通道， IK1 ：

背景 K ＋电流，内向整流

阻断剂 Ba2 ＋、 Cs ＋，

窦房结 P 细胞无此通道，

[K+]o 影响通道的通透性。

IK1

延迟整流钾通道， IK ：

去极化明显时激活，内向整流 激活、失活慢， 阻断剂 Ba2 ＋ E － 4031 。

Ach 激活钾通道， IK （ Ach ）： Ach 通过 M 受体激活， K ＋外流。

ATP 敏感钾通道， IK （ ATP ） ： ATP 缺乏开放，阻断剂格列本脲。

IK

（二）工作细胞的跨膜电位及其形成机制

1 ．静息电位

表 4-1 心肌细胞中各种主要离子的浓度及平衡电位值

离 子 浓度（ mmo1/L ） 细胞内液 细胞外液 内 / 外比值

平衡电位（ mV ）

( 由 Nernst 公式计算 )

Na+ 10 140 1:9.7 +70

K+ 140 4 35:1 -94

Ca2+ 10-4 2 1:20,000 +132

CI- 9 104 1:11.5 -65

2. 动作电位

神经，骨骼肌细胞动作电位

心室肌动作电位

0 期，去极化期：

Na ＋通道激活，大量 Na ＋快速内流（ INa ）

1 期，快速复极初期：

INa 失活， K ＋一过性外流（Ｉ to ）

2 期，平台期：

K ＋缓慢外流及缓慢的 Ca2 ＋内流，

早期二者跨膜电荷基本平衡 , 随后Ｉ C a － L 失活， K ＋外流（Ｉ k1 ，Ｉ k ）增强，并逐渐延续为 3 期。

3 期，快速复极末期：

K ＋外流（Ｉ k1，Ｉ k ），且具正反馈性质，使膜电位越来越快地接近钾平衡电位。

动作电位时程：0 期－ 3 期200ms ～ 300ms

4期，静息期：

Na ＋-K ＋交换， Na ＋-Ca2＋交换 , Ca2＋泵

（三）自律细胞的跨膜电位及其形成机制

机制： 4 期出现净内向电流导致自动去极化

最大复极电位

（三）自律细胞的跨膜电位及其形成机制 机制： 4 期自动去极化

1. 浦肯野细胞：

0-3 期机制相同

4 期：

IfIK

增强的内向电流（ If ）

外向电流（ IK ）逐渐减弱

0.02V/s

2 ．窦房结细胞

窦房结细胞跨膜电位特点：

最大复极电位（ -70mV) 和阈电位（ -40mV ）的绝对值小；

0 期去极化速度慢，幅度小

无明显复极 1 、 2 期；

4 期自动去极化速度快。70mv 10V/s

110mv 400V/s

0.1V/s

窦房结细胞跨膜电位形成机制： 0 期： L 型钙通道开放，钙离子内流； 3 期：钙通道失活， K ＋外流， IK ； 4 期：自动去极化

• IK 进行性减弱：复极化到 -60mV ， IK 开始逐渐关闭，主要• If ：次要• T 型钙通道： 4 期去极化到 -50mV 时开放， Ca2+ 内流。

二、心肌的电生理特性

（一）兴奋性：

1 、影响兴奋性的因素： 静息电位水平： ACh 使之下移，兴奋性下降 阈电位水平：奎尼丁可使阈电位上移，兴奋性下降。

钠通道性状：

三种功能状态：备用、激活、失活。 钠通道处在正常备用状态是细胞具有兴奋性的前提，钠通道处于何种状态是电压依赖性和时间依赖性的。

2 ．兴奋过程中兴奋性的周期性变化 有效不应期

• 绝对不应期： 0 期～ 3 期 -55mV ，兴奋性为 0 ，心肌对任何刺激不发生任何反应， Na+ 通道失活；

• 局部反应期： 3 期 -55 ～ -60mV ，心肌可产生局部电位，但绝不会产生动作电位，

其原因是膜电位 太低， N a 通道 刚开始复活。

2 ．兴奋过程中兴奋性的周期性变化 有效不应期 相对不应期

3 期 -60mV ～ -80mV ，兴奋性低于正常并逐渐升高，阈上刺激可引起动作电位。原因是 Na ＋通道正在逐渐复活，此期产生的动作电位的速度与幅度低于正常。

2 ．兴奋过程中兴奋性的周期性变化 有效不应期 相对不应期 超常期

3 期 -80mV ～ -90mV ，兴奋性高于正常。动作电位的速度与幅度仍低于正常。

3 ．兴奋性周期性变化与收缩活动的关系

心肌的有效不应期特别长，一直持续到舒张早期之后，在此之前，不会第二个兴奋和收缩，这使得心肌不会象骨骼肌那样发生强直收缩，而始终作收缩和始终相交替的运动，心脏有舒张充盈的时间，有利于心脏的泵血功能。

期前收缩

代偿间歇

（二）自动节律性：

1. 心脏的起搏点：

正常起搏点：

潜在起搏点：

异位起搏点：

窦房结

窦房结以外的自律组织正常不表现其自律性，为潜在起搏点。

某些情况下，潜在起搏点自律性表现出来，控制部分心肌的兴奋跳动，称为异位起搏点。

窦房结对于潜在起搏点的控制方式：

① 抢先占领 ② 超速驱动压抑

Na ＋－ K ＋泵活动增强，膜超极化人工起搏器

2 ．影响自律性的因素：

（三）传导性 :

传导原理――局部电流

缝隙连接

1 ．心脏内兴奋传播的途径和特点：

2 ．影响传导性的因素 :

⑴结构因素 :

细胞直径 ,直径越大，纵向电阻越小，传导 速度越快；⑵生理因素： 0 期去极化的速度和幅度 邻近膜的兴奋性

四、体表心电图

肢体导联

容积导体

胸导联

PR 间期： 代表兴奋从心房传到心室所需要的时间

QT 间期：代表心室去极化和复极化的全过程

ST段： 两心室都处在去极化状态。异常升高或下降，代表心肌缺血或损伤。

正常典型心电图的波形及其生理意义

P波 QRS波 T波