【生理学】心脏的泵血功能:影响心输出量的因素
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心输出量的名词解释生理学
心输出量是生理学中一个重要的概念,它指的是心脏每分钟将
血液泵送到体循环中的量。
心输出量通常用升每分钟(L/min)或毫
升每分钟(mL/min)来表示,是由心脏每搏输出量(每次心脏收缩
时泵送出的血液量)和心率(心脏每分钟的搏动次数)两个因素决
定的。
心输出量是维持身体正常功能所必需的,它受到多种因素的调节,包括交感神经系统和副交感神经系统的影响、体液平衡以及心
脏本身的收缩力和舒张功能等。
通过调节心输出量,人体可以适应
不同的生理和环境条件,确保组织和器官获得足够的血液和氧气供应。
心输出量的测量对于评估心血管功能和疾病状态具有重要意义。
在临床上,医生可以通过多种方法来测量心输出量,包括热稀释法、示踪剂法和超声心动图等。
通过了解心输出量的大小和变化,可以
帮助医生判断心脏功能是否正常,指导治疗方案的制定,并且评估
患者的预后。
总之,心输出量作为生理学中的重要概念,对于人体的健康和
生存至关重要。
通过深入了解心输出量的调节机制和测量方法,可以更好地理解心血管系统的功能,为相关疾病的诊断和治疗提供科学依据。
心输出量的影响因素【实验目的】1.观察改变前、后负荷、心肌收缩能力和心率对心输出量的影响。
2.学习离体蛙心恒压灌流的实验方法。
【实验原理】心输出量(cardiac output)是衡量心功能的直接指标。
通常指一侧心室每分钟射出的血量,其值等于每搏输出量乘以心率。
每搏量受前、后负荷和心肌收缩能力的影响,前负荷可影响心肌初长度,在一定范围内心肌初长度越长,心肌射血力量越大。
后负荷构成心脏射血的阻力,增加可致等容收缩期延长,射血速度下降,心输出量减少。
心肌收缩能力是决定泵血功能的内在因素,肾上腺素和乙酰胆碱可改变心肌收缩能力,从而影响心输出量。
在一定范围内,心率增加心输出量也增加,但心率过快,心舒张期缩短,心室充盈不足,心输出量反而减少。
【预习要求】1.预习心脏泵血的过程。
2.预习前负荷、后负荷、心率及心肌收缩能力对心输出量的影响机制【实验标本】蟾蜍离体心脏。
【实验器材与药品】XL-1型心输出量影响因素实验装置、蛙类手术器械、刺激器、刺激电极、支架、50ml 量筒、心房和动脉插管、任氏液、1:10000肾上腺素、1:100000乙酰胆碱。
【实验前准备】1.实验装置如图1所示,A为贮液瓶,容积500ml,内盛任氏液。
B为灌流瓶,刻度0~25cm,灌流瓶液面高低决定灌流压大小,反映前负荷。
灌流瓶通过橡皮管与贮液瓶可在支柱上上下移动以控制灌流压。
C为液压管,刻度0~45cm;有10根侧管,间距5cm,均朝下倾斜。
用于反映后负荷。
D1.2为血管插管接头,分别通过橡皮管之灌流瓶和液压管连通。
E1.2为血管插管接头支架,其关节处能上下、左右、前后移动,以调节血管插管接头与灌流器官之间的相对位置。
F为刺激电极支架,也可变动位置。
固定灌流瓶的液压管的背板可左右移动5cm,用以调节其与灌流器官之间的距离。
血管插管接头与灌流瓶之间用金属夹调控,可调节灌流液的流量;液压管侧面上10个橡皮管,通过金属夹以控制后负荷。
图1 恒压灌流装置2.标本制备(1)捣毁蟾蜍脑脊髓,仰卧固定于蛙板上,打开胸腔,剪开心包膜暴露心脏。
医学基础知识:⼼输出量影响因素青海事业单位e类考试中医学基础知识是好每个⼈都要必考的,然⽽医学基础知识中的⼼的结构是⼀个重要知识点。
⼼输出量等于搏出量与⼼率的乘积,因此凡能影响搏出量和⼼率的因素均可影响⼼输出量。
⽽搏出量的多少则取决于⼼室的前负荷、后负荷和⼼肌收缩能⼒等。
(⼀)⼼室收缩的前负荷⼼室舒张末期容积相当于⼼室的前负荷,凡是能影响⼼室舒张期充盈量的因素,都可通过异长⾃⾝调节使搏出量发⽣改变,包括静脉回⼼⾎量和射⾎后⼼室内剩余⾎量⼆者之和。
⼼肌的初长度对⼼肌的收缩⼒量具有重要意义,增加前负荷(初长度)时,⼼肌收缩⼒加强,搏出量增多,每搏功增⼤,这种通过改变⼼肌初长度⽽引起⼼肌收缩⼒改变的调节,称为异常⾃⾝调节。
异常⾃⾝调节的⽣理意义在于对搏出量的微⼩变化进⾏精细的调节,使⼼室射⾎量与静脉回⼼⾎量之间保持平衡,从⽽使⼼室舒张末期容积和压⼒保持在正常范围内。
例如,在体位改变或动脉⾎压突然升⾼时,⼼室的充盈量可发⽣微⼩的变化。
这种变化可⽴即通过异长⾃⾝调节来改变搏出量,使搏出量与回⼼⾎量之间重新达到平衡状态。
(⼆)⼼室收缩的后负荷⼤动脉⾎压是⼼室收缩所遇到的后负荷。
在⼼肌初长度、收缩能⼒和⼼率都不变的情况下,如果⼤动脉⾎压增⾼,等容收缩期室内压的峰值将增⾼,结果使等容收缩期延长⽽射⾎期缩短,射⾎期⼼室肌缩短的程度和速度都减⼩,射⾎速度减慢,搏出量减少;反之,⼤动脉⾎压降低,则有利于⼼室射⾎。
(三)⼼肌收缩能⼒⼼肌收缩⼒是影响⼼脏泵⾎的内在特性,⼼肌收缩⼒增强,在同样的前负荷条件下,⼼脏泵⾎功能增强,这种通过改变⼼肌收缩能⼒的⼼脏泵⾎调节,称为等长调节。
(四)⼼率在⼀定范围内,⼼率加快可使⼼输出量增加。
当⼼率增快但尚未超过⼀定限度时,尽管此时⼼室充盈时间有所缩短,但由于静脉回⼼⾎量⼤部分在快速充盈期内进⼊⼼室,因此⼼室充盈量和搏出量不会明显减少,因⽽⼼率的增加可使每分输出量明显增加。
但是,如果⼼率过快,当超过160~180次/分,将使⼼室舒张期明显缩短,⼼舒期充盈量明显减少,因此搏出量也明显减少,从⽽导致⼼输出量下降。
(每章重点的概括,不是很详细,可以快速阅读,查漏补缺~~~)(一)绪论1.生命活动的基本特征:新陈代谢,兴奋性,生殖。
2. 生命活动与环境的关系:对多细胞机体而言,整体所处的环境叫外环境,而构成机体的细胞所处的环境叫内环境。
当机体受到刺激时,机体内部代谢和外部活动,将会发生相应的改变,这种变化称为反应.反应有兴奋和抑制两种形式。
3. 自身调节:心肌细胞的异长自身调节,肾血流量在一定范围内保持恒定的自身调节,小动脉灌注压力增高时血流量并不增高的调节都是自身调节。
考生自己注意总结后面各章节学到自身调节。
4. 神经调节是机体功能调节的主要调节形式,特点是反应速度快、作用持续时间短、作用部位准确。
5. 体液调节的特点是作用缓慢、持续时间长、作用部位广泛。
6. 生理功能的反馈控制:负反馈调节的意义在于维持机体内环境的稳态。
正反馈的意义在于使生理过程不断加强,直至最终完成生理功能,是一种破坏原先的平衡状态的过程。
排便、排尿、射精、分娩、血液凝固、神经细胞产生动作电位时钠通道的开放和钠内流互相促进等生理活动都是正反馈。
考生自己注意总结后面各章节学到的正反馈和负反馈调节。
(二)细胞的基本功能1. 细胞膜的基本结构-液体镶嵌模型.基本内容①基架:液态脂质双分子层;②蛋白质:具有不同生理功能;③寡糖和多链糖.2. 细胞膜的物质转运⑴小分子脂溶性物质可以自由通过脂质双分子层,因此,可以在细胞两侧自由扩散,扩散的方向决定于两侧的浓度,它总是从浓度高一侧向浓度低一侧扩散,这种转运方式称单纯扩散。
正常体液因子中仅有O2、CO2、NH3以这种方式跨膜转运,另外,某些小分子药物可以通过单纯扩散转运。
⑵非脂溶性小分子物质从浓度高向浓度低处转运时不需消耗能量,属于被动转运,但转运依赖细胞膜上特殊结构的"帮助",因此,可以把易化扩散理解成"帮助扩散"。
什么结构发挥"帮助"作用呢?--细胞膜蛋白,它既可以作为载体将物质从浓度高处"背"向浓度低处,也可以作为通道,它开放时允许物质通过,它关闭时不允许物质通过。
第四章血液循环考查内容:1.心脏的泵血功能:心动周期,心脏泵血过程和机制,心音,心输出量和心脏做功,心泵功能的储备,影响心输出量的影响因素,心功能的评价。
2.各类心肌细胞的跨膜电位及其形成机制。
3.心肌的生理特性:兴奋性、自律性、传导性和收缩型。
4.动脉血压:形成、测量、正常值和影响因素。
5.静脉血压:中心静脉压,静脉回心血量及其影响因素。
6.微循环:组成、血流通路、血流阻力和血流量的调节。
7.组织液:生成和回流及其影响因素。
8.心血管活动的调节:神经调节、体液调节、自身调节和血压的长期调节。
9.冠状动脉循环的特点和调节。
知识点1 :心脏的泵血过程和机制、心脏泵血的机制:驱动血液的定向流动『动力(直接动力:压力差(血液自压力高的部位向压力低的部位流动)室内压〉动脉压:射血室内压<房内压:充盈I原动力:心室肌的收缩和舒张L定向流动:心脏瓣膜的单向开启A型题1.(1994)心动周期中,心室血液充盈主要是由于: 而使心室内压降低的原动力是心室肌舒张。
A血液依赖地心引力而回流C心房收缩的挤压作用E胸内负压促进静脉回流答案:D 层次:记忆B骨骼肌的挤压作用加速静脉回流D心室舒张的抽吸作用考点:心室充盈的动力解析:心室血液充盈是血液自心房流入心室, 直接动力是心室内压低于心房内压,2.(1994)下列哪项不属于左心功能不全的临床表现:A 心尖部舒张期奔马律B 交替脉C 呼吸困难D 颈静脉怒张E 端坐呼吸答案:D 层次:应用考点:血液的定向流动解析:颈静脉怒张是体循环淤血的表现,主要见于右心衰竭,是由于右心功能下降,回心血量减少,静脉压升高,体循环静脉系统过度充盈。
3.(1997)左心衰竭最早出现的临床症状是:A 疲乏无力B 劳力性呼吸困难C 阵发性夜间吸呼困难D 夜间卧床时咳嗽E 失眠、尿少、头晕答案:B 层次:应用考点:血液的定向流动解析:当左心衰竭时,左心泵血量减少,肺毛细血管压升高,肺循环淤血,甚至肺水肿,临床表现为呼吸困难。
循环问答1. 简述衡量心脏泵血功能的指标(1)每搏输出量和射血分数一次心搏由一侧心室射出的血量称为每搏输出量。
成年人在安静平卧时每搏输出量约为70 ml。
每搏输出量和心舒末期容量的百分比称为射血分数,在安静状态下,射血分数约为60 %。
(2)每分输出量与心指数每分钟由一侧心室输出的血量称为每分输出量。
一般所言心输出量即指每分输出量,它等于每搏输出量乘以心率。
成人每分输出量约为5 L~6 L。
人体安静时的心输出量也如基础代谢一样,与体表面积成正比。
为了比较,把在空腹和安静状态下,每平方米体表面积的每分心输出量,称为心指数或静息心指数。
成年人,心指数约为3.0 L/(min·m2)~3.5 L/(min·m2)。
(3)心脏作功量血液在心血管内流动过程中所消耗的能量,是由心脏作功所供给的。
心脏作功所释放的能量转化为压强能和血流的动能两部分。
心室一次收缩所作的功称为每搏功,每分钟所作的功为每分功。
右心室搏出量与左心室相等,但肺动脉压平均仅为主动脉平均压的1/6左右,故右心室作功量也只有左心室的1/6。
2. 影响心输出量的因素有哪些?怎样影响?影响心输出量的因素:(1)每搏出量:心肌前负荷(心室舒张末期容积增大),异长自身调节,Starling定律;二者正相关;心肌收缩力,等长自身调节,二者正相关;心肌后负荷增大(动脉血压增大),等容收缩期延长,射血期缩短,搏出量下降,心室残余血量增多,心肌前负荷增大,Starling定律使搏出量增大。
(4`)(2)心率:在一定范围内与心输出量成正比,心率过大则心输出量反而减少。
(3`)(3)心肌顺应性:心肌顺应性越大则心缩力越强,心输出量增大。
(3`)3. 试述工作心肌细胞动作电位的形成机制及意义。
机制:(1)静息电位基础;[2`](2)工作心肌细胞接受窦性刺激兴奋;[2`](3)0期去极化,Na+内流去极化至阈电位,正反馈Na+高内流至锋电位;[2`](4)1期:K+快速外流复极化;[2`](5)2期:K+快速外流,Ca++内流(I Ca-L),形成缓慢平台期复极化(典型特征期);[4`](6)3期:K+快速外流复极化;[2`](7)4期:Na+- K+泵作用、Ca++泵作用和Na+- Ca++交换体作用。
1.心率:心脏每分钟搏动的频率。
正常成年人安静时60~100次/min,平均75次/min。
2.心动过缓:心率<60次/min;心动过速:心率>100次/min。
3.心动周期:心脏每收缩和舒张一次,称为一个心动周期。
4.心动周期中心腔内四大状态的变化5.心音6.每搏输出量/搏出量:一侧心室每次收缩射出的血量。
7.射血分数:每搏输出量占心室舒张末期容积的百分比。
是评价心泵血功能的指标。
8.每分输出量/心输出量:一侧心室每分钟射出的血量。
9.(静息)心指数:(安静和空腹时)每m²体表面积的心输出量。
用于评定不同个体的心功能。
10.影响心输出量的因素:(1)搏出量:①心肌的前负荷:心室舒张末期容积;②心肌的后负荷:动脉血压;③心肌收缩能力;④:在一定范围内,心率越快,心输出量越多。
11.普通心肌细胞(工作细胞):有收缩性、兴奋性、传导性,无自律性。
12.特殊心肌细胞(自律细胞):有自律性、兴奋性、传导性,无收缩性。
13.普通心肌细胞的生物电现象:(1)静息电位:-90mV,K+外流形成。
(2)①0期去极化:-90mV→+30mV,由Na+快速内流所致;②1期复极化:+30mV→0mV,由K+快速外流所致;③2期复极化(平台期):0mV,由Ca2+内流,K+外流所致;④3期复极化:0mV→-90mV,由K+快速外流所致;⑤4期复极化(静息期):-90mV,通过Na+–K+泵,摄K+排Na+、Ca2+。
14.自律细胞与心肌工作细胞生物电的最大特点:4期自动去极化。
15.心肌细胞的电生理特性-自律性、兴奋性、传导性;机械收缩特性-收缩性。
16.心脏正常起搏点:窦房结(自律性最高)。
17.窦性心律:由窦房结为起搏点所控制的心跳节律。
18.房室延搁:兴奋由心房传入心室时,在房室交界处耗时较长的现象。
19.房室延搁意义:使心房与心室交替收缩(不发生同步收缩),并使心室收缩前得到足够的血液充盈,有利于心脏的射血。
生理学考试知识点整理:心脏的泵血功能
1.心脏的泵血过程和原理心脏收缩和舒张产生的压力梯度是血液在血管中流动的动力。
瓣膜的单向开放,阻止了血液的逆流,使血液朝一个方向流动。
左、右心室的搏出血量是相等的,血液不会在心血管系统中的某一部位聚集。
2.心脏泵血功能的评价每搏输出量、射血分数、每分输出量和心指数等从不同角度描述了心脏的泵血功能。
3.心输出量的调节
(1)前负荷的调节(Starling定律):心肌的初长越长,肌肉的收缩力越强。
在整体中,心肌的初长表现为心脏舒张的充盈压、长度和回心血量等。
(2)后负荷的调节:心脏的后负荷越大,心肌缩短的距离越小,心脏的每搏输出量越小。
在整体中,后负荷主要表现为大动脉血压的高低。
(3)心脏收缩能力的调节:心脏收缩能力越大,每搏输出量越多。
心脏收缩能力受神经和体液的调节。
4.心脏泵血功能的储备心输出量可以随机体代谢的需要而增长的能力,称为心脏泵血功能的储备(心力储备)。
心力储备包括心率储备和每搏输出量的储备。
5.心音心音的产生与瓣膜关闭、心肌收缩、血流撞击室壁和大动脉管壁等因素引起的机械振动有关。
其中,瓣膜关闭具有重要的
意义。
第一心音代表房室瓣的关闭和心室收缩的开始。
第二心音代表动脉瓣的关闭和心室开始舒张。
说明影响心输出量的因素,并简述其机制。
说明评定泵血功能的指标。
心输出量是指心脏每分钟由左心室输出的血液量,它是评价心脏泵血功能的重要指标。
影响心输出量的因素主要有五个:前负荷、后负荷、心肌收缩力、心率和动脉血管的顺应性。
1. 前负荷:指心脏在收缩前所承受的负荷。
当血容量增加时,前负荷增大,心输出量也会相应增加。
这是因为前负荷增加会使心肌细胞内血液量增多,心肌收缩力增强,从而提高心输出量。
2. 后负荷:指心脏在收缩后所承受的阻力。
当动脉血压升高时,后负荷增大,心输出量会相应减少。
这是因为后负荷增加会使心肌需克服的阻力增大,导致心肌收缩力减弱,从而降低心输出量。
3. 心肌收缩力:指心肌细胞在收缩时所产生的张力。
心肌收缩力增强时,心输出量也会增加。
这是因为心肌收缩力增强会使心肌细胞内的血液更加容易泵出,从而提高心输出量。
4. 心率:指心脏每分钟跳动的次数。
当心率加快时,心输出量也会相应增加。
这是因为心率加快会使心脏在单位时间内泵出的血液增多,从而提高心输出量。
5. 动脉血管的顺应性:指动脉血管的扩张程度。
当动脉血管的顺应性减小时,心输出量也会相应减少。
这是因为动脉血管的顺应性减小会使心脏泵出的血液更难以被输送至全身,从而导致心输出量下降。
评定泵血功能的指标主要包括:射血分数、每搏输出量和心指数等。
射血分数是指心脏收缩时所能泵出的血液量占心室舒张末期容积量的百分比,是评定心脏泵血功能的重要指标之一;每搏输出量是指心脏每次收缩所泵出的血液量,主要反映心肌收缩力;心指数则是指单位体表面积计算的心输出量,主要反映心率的快慢和心肌的效率。
心输出量的影响因素实验报告结论心输出量是指在一定时间内心脏通过左心室向体循环中泵血的数量,它是评价心脏功能的重要指标之一。
心输出量的大小取决于很多
因素,下面我们来分析一下影响心输出量的因素。
1.身体活动量:身体活动量越大,心输出量就越大。
这是因为身
体活动量增加时,肌肉需要更多的氧气和营养物质,心脏必须提高泵
血量以满足身体的需要。
2.颈动脉窦按压:颈动脉窦按压能够刺激颈动脉窦反射,在心血
管系统中引起一系列生理反应,通过调节心脏的节律和心脏的收缩力,从而影响心输出量。
3.肺通气量:肺通气量增加,氧气摄取增多,血液中的氧合血红
蛋白含量增加,增加了心输出量。
4.体位变换:体位变换还可以影响心输出量的大小,尤其是体位
改变时,重力对心脏的影响会改变,进而改变心输出量。
5.情绪的影响:情绪的变化对心输出量具有较强的影响,如心脏
负荷过重,血压升高时,可导致心输出量降低。
6.饮食因素:对于不同的饮食类型,心输出量也有一定的影响,
例如高脂肪、高胆固醇的饮食习惯对心脏健康不利,会降低心输出量。
因此,影响心输出量的因素有很多,我们需要在生活中注意保持适当的身体活动量、注意饮食健康、保持心情愉快等等,这些对心脏健康都非常重要。
1、影响心输出量的因素(1)博出量的影响:心脏每博量爱前负荷、后负荷和心肌收缩性能的共同影响a 前负荷:心室收缩前的负荷称为前负荷,相当于心室舒张末期的容积。
在一定限度内,前负荷增大,心肌的初长度增加,心室舒张末期容积增大和压力增高从而使博出量增多,但是,当心肌的初长度增加到超过最适初长度时,心肌收缩力将会降低。
b 后负荷:即大动脉血压,在其他条件不变的情况下,动脉压升高即后负荷增加时,可使心室等容收缩期延长,射血期收缩,射血速度减慢因而博血量减少。
c 心肌收缩能力和:心肌收缩性是在前、后负荷不变的情况下,心肌本身的特征。
收缩性增强,心脏工作效能将提高,表现在心肌收缩短的程度大,速度快,或产生的张力大,张力增长快。
(2) 心率对心输出量的影响:在一定范围内,心率加快何使心输出量增加,但是如果心率过快,超过170-180次/分钟时,由于心舒期明显缩短,心室充量不完全,导致博出量减少,从而心输出量也减少。
2、与骨骼肌相比,心肌收缩的特点及意义a 不发生强直收缩:节律性的收缩和舒张b 同步收缩:有利于心脏产生张大的射血力量c 对细胞外液ca2+m依赖性:使细胞质内ca2+浓度升高而引起收缩d “饺拧”作用:收缩能力使心尖侨顺时针方向旋转,以最大程度地减小心室的容积而将更多的血液射入动脉。
3、试述组织液生成及影响因素生成:组织液生成的动力是有效滤过压有效滤过压=(毛细血管血压+组织液肢体渗透压)-(血浆胶体渗透压+组织液静承压)影响因素:a 毛细血管血压:毛细血管血压升高,有效滤过压增大,组织液生成增多b 血浆胶体渗透压:当血浆蛋白减少时,血浆胶体渗透压降低,可导致有效滤过压增大,组织增多。
c 淋巴回流受阻:当淋巴回流受阻时,会使组织液回流湖海而引起水肿d 毛细血管通透性:与毛细血管通透性增大可导致部分血浆蛋白涌出,一方面可使血浆胶体渗透压降低,另一方面可使组织液胶体渗透压升高,组织液生成增多。
4、试述减压反射在动脉血压调节中的作用减压反射就是领动脉窦和主动脉弓压力感受性,属于负反馈压力感受性反射性是指机体动脉血压升高时,通过对压力感受器的刺激,反射性地引起心输出量减少和外圈阻力减小,使血压迅速回到正常范围的过程。
血液循环与运动第七章影响心输出量的因素在心率恒定的情况下,影响心肌纤维缩短程度和速度的因素前负荷后负荷肌肉收缩能力01前负荷前负荷心室收缩前遇到的负荷,相当于回心血量。
这种由于初长度改变而导致搏出量改变的调节机制,称为心肌的异长自身调节。
静脉回流↑心肌收缩力↑心室舒张末充盈量↑心容积↑心肌纤维长度↑射出的血液↑静脉回流与输出量平衡肌肉收缩前承受的负荷前负荷在一定范围内,心室舒张末期容积(压力)越大,初长度越长,心肌的收缩力量越强,搏出量和搏功越大。
02后负荷影响心输出量的因素:后负荷心室收缩后遇到的负荷,相当于动脉血压。
动脉血压升高(血压大于160mmHg ),搏出量减小。
动脉血压降低,有利于心脏的射血。
后负荷变化(主动脉压力)和心输出量的关系心输出量(L /m i n )13450502100150200250主动脉压力(mmHg)正常范围 当大动脉压在一定范围内改变时,心脏的搏出量能适应后负荷的改变,并维持在接近正常的水平上。
03心肌收缩能力心肌收缩能力肌肉内部的功能状态,是决定肌肉收缩的内在因素。
兴奋收缩偶联过程多个环节影响:Array兴奋时胞质内钙离子的浓度、活化横桥数目等。
心肌收缩力↑射血分数↑由于交感神经和肾上腺分泌的儿茶酚胺导致以上改变。
心肌收缩力增强引起的心输出量的改变称为等长自身调节。
04心率影响心输出量的因素:心率在一定范围内,心率增快,心输出量增加。
1心率(次/min)48121650100150200250搏出量(m l )心输出量(L /m i n )122 但如果心率过快,心室充盈时间过短,心室充盈不足,导致搏出量显著下降。
则心输出量减少。
影响心输出量的因素:心率运动员心率↑>180/min每搏输出量↓↓每分输出量↓心动周期↓心肌肥厚心室充盈×↓每分输出量↑心室在极短时间排空常人1心率(次/min)48121650100150200250搏出量(m l )心输出量(L /m i n )122心舒期↓↓心室充盈↓↓心博峰理论运动生理学将每搏输出量达到峰值时的心率水平称为心博峰。
【生理学】心脏的泵血功能:影响心输出量的因素
一、心室肌的前负荷与心肌异常在身调节
1. 心室肌的前负荷前负荷可使骨骼肌在收缩前处于一定的初长度。
对中空、近似球形的心脏来说,心室肌的初长度取决于心室舒张末期的血液充盈量,换言之,心室舒张末期容积相当于心室的前负荷。
心室舒张末期的心房内的压力反映心室的前负荷。
2. 心肌异长自身调节
(1)心功能曲线与心律:在实验室中逐步改变心室舒张末期压力值,并测量相对应的心室搏出量或每搏功,将每个给定的压力值所获得的相对应的搏出量或每搏功的数据测绘曲线,称为心室功能曲线。
心室功能曲线可分为三阶段:①左心室舒张末期压力在5-15mmHg的范围内为曲线的上升支,随着心室舒张末期压的增大,心室的每搏功也增大。
通常状态下。
左心室舒张末期压仅5-6mmHg,而左心室舒张末期压为12-15Hg是心室最适合前负荷,说明心室有较大的初长度储备。
与骨骼肌相比,体内骨骼肌的自然长度已经接近最适初长度,故初长度储备很小,即通过改变初长度调节骨骼肌收缩功能的范围很小。
②左心室舒张末期压在15-20mmHg的范围内,曲线趋于平坦,说明前负荷在其上限范围变动时对每搏功和心室泵血功能影响不大。
③左心室舒张末期压高于20mmHg,曲线平坦或甚至轻度下倾,但并不出现明显的降支,说明心室前负荷即使超过20mmHg,每搏功仍不变或仅轻度减少。
只有在发生严重病理变化的心室,心功能曲线才出现降支。
从心室功能曲线看,在增加前负荷时,心肌收缩能力加强,搏出量增多,每搏功能增大。
这种通过改变心肌初长度而引起心肌收缩力改变的调节,称为异长自身自信调节。
斯塔林将心室舒张末期容积在一定范围内增大可增强心室收缩力的现象称为心定律。
(2)正常心室肌的抗过度延伸性:初长度对心肌收缩能力影响机制与骨骼肌相似,即不同的初长度可改变心肌细胞肌节中粗、细肌丝的有效重叠程度。
当肌节的初长度为2.00-2.20μm时,粗、细肌丝处
于最佳重叠状态,横桥活化可与形成连接的数目最多,肌节收缩产生张力最大。
此时的初长度即为最适初长度。
在肌节长度达到最适初长度之前,随着前负荷和肌节初长度的增加,粗、细肌丝的有效重叠程度增加,活化时形成的横桥连接的数目增多,因而肌节乃至整个心室的收缩能力增强,搏出量增大。
可见,心室功能曲线是心肌初长度与主动张力间的关系在整个心室功能上的反映。
与骨骼肌不同的是,正常心室肌具有较强抗过度延伸特性,肌节一般不会超过2.25-2.30μm,如果强行将肌节拉伸至2.60μm以上,心肌会断裂。
心脏的可伸展性较小,主要是由于肌节内连接蛋白的存在。
(3)异长自身调节的生理学意义:异长自身调节的主要生理学意义是对搏出量的微小变化进行精细的调节,使心室射血量与静脉回心血量之间保持平衡,从而使心室舒张末期容积和压力保持正常范围内。
3. 影响前负荷的因素
(1)静脉回心血量:多数情况下,静脉回心血量的多少是决定心室前负荷大小的主要因素。
静脉回心血量又受到:
①充盈时间:当心律增快时,心动周期缩短,因而心室充盈时间缩短,心室充盈不完全,静脉回心血量减少;反之,心室充盈时间延长,心室充盈完全,则静脉回心血量增多。
但如果在心室完全充盈后继续延长心室充盈时间,则不能进一步增加静脉回心血量。
②静脉回流速度:在心室充盈时间不变的情况下,静脉回流速度越快,静脉回心血量就越多,反之,则静脉回心血量越少。
在全心室舒张期,静脉回流速度取决于外周静脉压与心房、心室内压之差。
当外周静脉压增高和心房、心室内压降低时,静脉回流速度加快。
③心室舒张功能:心室舒张是一个耗能过程,与收缩期末的心肌细胞内升高的钙离子回降速率有关。
④心室顺应性:心室顺应性是指单位压力变化能够引起的心室容积改变。
当发生心肌纤维或心肌肥厚时,心室顺应性降低,使舒张期特别减慢充盈期和心房收缩期的心室充盈量降低。
这种心室充盈量的降低可通过提高心房压而代偿。
⑤心包腔内压力:当发生心包积液时,心包腔内压力增高,可使心室充盈受到限制,导致静脉回心血量。
(2)射血后心室内的剩余血量:假如静脉回心血量不变,当动脉血压突然升高使搏出量暂时减少,射血后心室内剩余血量增加,也可使心室充盈量增加。
但实际上,射血后心室内剩余血量增加时,舒张末期心室内压也增高,静脉回心血量将会减少,因而心室充盈量并不一定增加。
二、心室收缩的后负荷
大动脉血压是心室收缩时所遇到的后负荷。
在心肌初长度、收缩能力和心率都不变的情况下,如果大动脉血压增高,等容收缩期室内芽的峰值将增高,结果使等容收缩期延长而射血期缩短,射血期心室肌收缩短的程度和速度都减少,射血速度减慢,播出量减少;反之,大动脉血压降低,则有利于心室射血。
在整体条件下,正常人主动脉压在80-170mmHg范围内变动时,心输出量一般并不发生明显的改变。
这是因为除通过上述异长自身调节机制增加心肌初长度外,机体还可通过神经和体液机制以等长的调节的方式改变心肌收缩的能力,使搏出量能适应于后负荷的改变。
这种调节的生理意义在于当大动脉血压在一定范围内改变时心搏出量可维持在接近正常的水平。
当当大动脉血压升高超过一定的范围并长期持续时,心室肌因长期加强收缩活动,心脏做功量增加而心脏效率降低,久之心肌逐渐发生肥厚,最终可能导致泵血功能的减退、如在高血压病引起心脏病时,可先后出现左心室肥厚,扩张以至左心衰竭。
三、心肌收缩能力
前负荷和后负荷是影响心脏泵血的外在因素,而肌肉本身的功能状态也是决定肌肉收缩效果的因素。
心肌不依赖于前负荷和后负荷而能改变其力学活动的内在特性,称为心肌收缩能力。
在完整的心室,心肌收缩能力增强可使心室功能曲线向左上方移位,称为等长调节。
四、心率
正常成年人在安静状态下,心率为60-100次/分,平均为75次/分。
心率受神经和体液因素的调节。
交感神经活动增强时心率增快;
迷走神经活动增强时心率减慢。
循环血液中肾上腺素水平增高时心率加快。
此外,心率还受体温的影响,体温每升高1℃,心率每分钟可增加12-18次。