导图社区 心脏的泵血功能
下图讲述了心脏的泵血功能，包括概念、过程和机制、心输出量、心脏的泵血功能储备、影响心输出量的因素、心音等。
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心脏的泵血功能
概念
心脏的泵功能(泵血功能)
心脏的节律性收缩和舒张对血液的驱动作用
正常成年人安静时，心脏泵血5-6L/min
心脏的泵血过程和机制
心动周期
心脏的一次收缩和舒张构成的一个机械活动周期
收缩期
舒张期
心室在泵血中起主要作用
心动周期通常指的是心室周期
长度与心率成反比
活动过程
心室
收缩约0.3s
舒张约0.5s
心房
收缩
心室舒张
0.1s
全心舒张期之后
收缩结束后不久
心室收缩
全心舒张期
心房与心室在心室舒张期前0.4s都舒张
回流入心室的血量占心室总充盈量的约75%
心房收缩只占心室总充盈量的约25%
心房壁较薄，收缩力不强
收缩期都短于舒张期
心脏的泵血过程
心房收缩期实际是心室周期前一周期的舒张末期
压力梯度是推动血液流动的主要动力
心脏射血的动力
心室肌收缩，室内压升高
血流惯性
心室充盈的主要动力
心室主动舒张
心室收缩期
等容收缩期
特点
心室收缩不能改变心室容积
0.05秒
心室继续收缩,室内压急剧升高
过程
心室收缩，室内压升高
室内压>房内压
房室瓣关闭
室内压<主动脉压
半月瓣关闭
心室暂时封闭
特殊
等容收缩期延长
主动脉压升高
心肌收缩力减弱
射血期
室内压＞主动脉压
半月瓣开放
快射的中期或稍后至射血结束
由于血液有较高的动能
逆压力梯度进入主动脉
快速射血期
早期
血流快
总量的2/3
心室表现
容积迅速缩小
室内压上升达到峰值
心室肌收缩强烈
减慢射血期
后期
约0.15s
血流慢
总量的1/3
双压下降
心室舒张期
等容舒张期
心室舒张不能改变心室容积
0.06-0.08s
心室继续舒张，室内压急剧下降
心室舒张，室内压下降
心室充盈期
室内压<房内压
房室瓣开放
快速充盈期
心室总充盈量的2/3
约0.11s
心室肌快速舒张
室内压降低，可至负压
压力梯度大
抽吸作用
减慢充盈期
心室总充盈量的1/3
约0.22s
最后0.1s，心房收缩期开始
心房的作用
心房的初级泵作用
心动周期的大部分时间里都处于舒张状态
作用
接纳、储存回流的血液
在心室收缩，射血期较重要
对心室充盈起辅助作用
心房壁薄，收缩力量弱，时间短
心室总充盈量的1/4
初级泵
有利于心脏射血和静脉回流
原因
心房收缩使心室舒张末期容积增大
心室肌初长度增加
促进心室泵血
心房收缩失常，房内压增高
不利于静脉回流
心房纤维性颤动时，初级泵作用丧失，心室充盈量减少
心动周期中心房内压的变化
压力曲线
左心房三个较小的正向波
a
心房收缩的标志
升支
心房收缩，房内压升高
降支
心房舒张，房内压下降
c
心室收缩，心房室瓣凸入心房
房内压略升
心室射血，容积减小，房室瓣下移
心房扩大，房内压降低
v
房室瓣关闭，房内血液量增加，房内压升高
房室瓣开放，血液入心室，房内压快速下降
心房压力波的变化幅度较小
腔静脉，右心房也有类似波动
心输出量与心脏泵血功能的储备
每搏输出量与每分输出量
每搏输出量和射血分数
每搏输出量/搏出量SV
一侧心室一次心脏搏动的射血量
正常成人安静
心室舒张末期容积EDV约125ml
收缩末期容积ESV约55ml
差值为SV
射血分数EF
搏出量占EDV的百分比
健康成人为55%-65%
更准确地反映心脏的泵血功能
泵血功能异常的早期发现
心室功能减退、心室异常扩大
SV可能正常，但EDV↑，EF↓
SV与EDV相适应
EF基本不变
每分输出量和心指数
每分输出量/心输出(排出)量CO
一侧心室每分钟射血量
左右CO基本相等
心率HRxSV
CO与新陈代谢水平相适应
可受性别、年龄及其他生理情况影响
健康成年男性
安静
4.5-6.0L/min
剧烈运动
25-35L/min
麻醉情况
2.5L/min左右
女性比同体重男性低10%左右
与体表面积成正比
心指数CI
以单位体表面积计算的心输出量
静息CI
安静和空腹
3.0~3.5L/min•m2
作为比较身材不同个体的心功能的评价指标
随年龄段，生理情况变化
随年龄增长而逐渐下降
10岁左右
最高，4L/min·m2以上
80岁
约2L/min·m2
CI与运动强度正比
妊娠、情绪激动和进食
CI↑
心脏作功量
每搏功=压力-容积功+血流动能
压力-容积功
SV× (射血期左室内压-舒张末期左室内压)
血流动能
½ ×mSV × v²
每分功
搏功XHR
心脏泵血功能的储备
心泵功能储备/心力储备
CO随机体代谢需要而增加的能力
用心脏的最大输出量表示
决定因素
SV
HR
搏出量储备
分类
收缩期储备
影响因素
增强心肌收缩能力
提高EF
约15ml
正常心室腔Vmax约140ml
EDV约125ml
舒张期储备
增加EDV
约35-40ml
ESV最大<20ml
ESV正常约55ml
心率储备
正常成人安静时为60-100次／min
160-180次／min
CO增加2-2.5倍
>180次／min
CO,SV↓
舒张期过短，心室充盈不足
心力衰竭患者
HR在120-140次／分时CO已下降
安静时己动用心率储备
运动员
HR可提高至200-220次／分
CO是正常的7倍或更多
影响心输出量的因素
心室肌的前负荷与心肌异长自身调节
前负荷
EDV
EDV与心室舒张末期压力EDP在一定范围内有良好的相关性
可用EDP来反映前负荷
正常人心室舒张末期的心房内压力与EDP几乎相等,且心房压力更容易测量
可用心房压力来反映前负荷
SV取决于收缩前心肌纤维的初长度
异长自身调节
心功能曲线与心定律
心室功能曲线(Frank-Starling曲线)
逐步改变EDP，测量对应的CO或SV，用所得数据绘制而成的曲线
表现
三段
上升支
EDP=5-15mmHg
EDP↑，SV↑
最适前负荷
EDP=12-15mmHg
正常EDP仅5-6mmHg，说明心室有较大的初长度储备
趋于平坦
EDP=15-20mmHg
该阶段前负荷对SV基本无影响
平坦或轻度下倾
EDP>20mmHg
SV不变或轻度减少
不出现明显降支
意义
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
通过改变心肌初长度而引起心肌收缩力改变的调节
心定律
一定范围内EDV↑，心室收缩力↑的现象
富兰克－斯塔林定律(Frank-Starling law)
心室肌的抗过度延伸特性
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
最适初长度
肌节的初长度为2.00-2.20µm
粗、细肌丝处最佳重叠状态
横桥与肌动蛋白形成连接的数目最多
抗过度延伸
肌节一般不超过2.25-2.30µm
>2.60µm心肌断裂
心脏的可伸展性小
肌节内连接蛋白
将肌球蛋白固定在Z盘
黏弹性强，限制肌节的被动拉长
其产生的弹性回缩力，心室舒张初期具有抽吸力的细胞学基础
间质内的大量胶原纤维
多层肌纤维交叉排列
生理意义
对SV的精细调节
使心室射血量与静脉回心血量保持平衡，使EDV和EDP维持正常
影响前负荷的因素
主要取决于心室舒张末期充盈的血液量
静脉回心血量和射血后心室剩余血量之和
静脉回心血量
主要决定因素
心室充盈时间
最大充盈量前，充盈程度与静脉回心血量成正比
与HR有关
HR↑→心动周期↓→t充盈↓
静脉回流速度
全心舒张期，与外周静脉压和心房、心室压有关
外周静脉压↑，v↑
心房/室内压↓，v↑
v↑，回心血量↑
心室舒张功能
耗能
与JSR对钙离子的回收率有关
回收率↑，v舒张↑
回收率↓
快速充盈期的静脉回心血量↓明显
心室顺应性Cv
被动过程,单位压力的变化能够引起的心室容积的改变程度
Cv=ΔV/ΔP
心室僵硬度Sv
Cv的倒数
取决于左心室的形状和质量,左心室的黏弹特性和心包
Cv↑，充盈量↑
心肌纤维化或心肌肥厚
Cv↓
减慢充盈期和心房收缩期的心室充盈量降低明显
解决
提高心房压而代偿
心包腔内压力
有助于防止心室的过度充盈
心包积液，心包腔内压力↑
静脉回心血量↓
射血后的剩余血量
动脉血压↑→SV↓→剩余血量↑→心室充盈量↑
剩余血量↑→EDV↑→回心血量↓
心室充盈量不一定增加
心室收缩的后负荷
后负荷是大动脉血压
P↓利于心室射血
P↑→等容收缩期P室峰值↑→t等容收缩期↑，t射血期↓→SV↓
P=80-170mmHg
CO无明显变化
神经和体液调节
若P超过一定范围并长期持续
心室肌收缩↑→心脏做功量↑，心脏效率↓→心肌肥厚，泵血功能减退
经典
高血压病
出现左心室肥厚、扩张→左心衰竭
P大动脉影响SV的同时，还能引起心脏内的一些调节活动
P↑，SV↓→EDV↑
舒张期静脉回心血量不变或无明显减少，EDV↑
异长自身调节，SV↑→EDV恢复
心肌收缩能力(心肌的变力状态)
定义
心肌不依赖于前，后负荷而能改变其力学活动的内在特性
等长调节
通过改变心肌收缩力的心脏泵血功能调节
所有能够影响心肌细胞兴奋－收缩耦联的因素
活化的横桥数目
先决条件
粗、细肌丝的重叠程度
胞质Ca2+浓度/肌钙蛋白Tn对钙的亲和力
横桥活化百分比的主要因素
儿茶酚胺(E,NE)
Ca2+内流↑
钙增敏剂(如茶碱)
亲和力↑
肌球蛋白的ATP酶活性
甲状腺激素
活性↑
横桥周期速率
心率
正常成人安静下
60-100次／分
平均约75次／分
随年龄、性别和生理状态，变动较大
新生儿较快
年龄↑，HR↓
青春期接近成人水平
成年女性比男性略快
经常锻炼或从事体力劳动的人，平时心率较慢
一定范围内,HR与CO正比
<40次／min
心室舒张期过长,CO↓
>160-180次／min
心室舒张期明显缩短，CO↓
受神经和体液因素的调节
交感N↑，HR↑
迷走N↑，HR↓
E,NE,T4↑，HR↑
体温↑1℃，HR↑12-18次/min
心音
心肌收缩、瓣膜启闭、血液流速改变形成的湍流和血流撞击心室壁和大动脉壁引起的振动都可通过周围组织传递到胸壁，用听诊器便可在胸部某些部位听到相应的声音
心音图
用传感器将机械振动转换成电信号记录下来绘制而成的图表
一般只能听到第一和第二心音
某些青年和健康儿童可听到第三心音
第一心音
心室开始收缩标志
心尖搏动处（左第五肋间锁骨中线）听诊最为清楚
音调较低，持续时间较长
房室瓣突然关闭引起心室内血液和室壁的振动
射血引起的大血管壁和血液湍流间的振动
第二心音
心室舒张期开始的标志
胸骨两旁第二肋间（主动脉瓣和肺动脉瓣听诊区）听诊最为清楚
频率较高，持续时间较短
主动脉瓣和肺动脉瓣关闭，血流冲击大动脉根部引起血液、管壁及心室壁的振动
第三心音
心室快速充盈期之末
低频、低幅
室壁和乳头肌突然伸展及充盈血流突然减速引起的振动
第四心音(心房音)
心室舒张的晚期，心室收缩期前
与心房收缩有关
正常心房收缩时一般不产生
异常强烈的心房收缩/左Cv↓
