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安静:心率75次/min 心输出量5~6L/min 运动:心率160~180次/min 心输出量25~30L/min 三、剧烈运动时可通过动用心率储备和收缩期储备提高心输出量 交感-肾上腺系统 心输 出量- 舒张期 储备 静脉 回流- 肌肉泵 剧烈 运动 收缩期储备 心率储备 第一节 心肌细胞的收缩性 一、心肌细胞微细结构和功能特点 (一)心肌细胞细肌丝上存在连接蛋白,保证肌节不易被过度拉长并产生弹性回缩力 (二)心肌细胞特别发达的线粒体保证了心脏持续搏动 (三)心肌细胞内肌质网不很发达,心肌收缩需要依赖细胞外Ca2+内流 (四)心肌细胞内肌钙蛋白C的结构与功能与骨骼肌的不全相同 (五)心肌细胞不发生完全强直收缩,但仍存在正性阶梯现象 心肌细胞有效不应期时程特别长,心肌细胞不会发生强直收缩。 (六)心脏的收缩表现为“全或无”式 心肌细胞间存在缝隙连接(闰盘),兴奋可以在细胞间迅速传播,所有心肌细胞几乎同步收缩,可视为一个合体细胞 二、心肌细胞兴奋-收缩耦联(excitation-contraction coupling) (一)钙耦联位点(couplons ) 1. 雷诺丁受体(RyR)的结构特点 2. Ca2+结合位点 (二)正常心肌细胞Ca2+的转导过程 1. 心肌收缩期细胞内Ca2+的释放与终止 (1) Ca2+的释放: 钙内流 钙小星(calcium sparkler) 钙火花(calcium spark) 钙瞬变(calcium transient) 心肌细胞收缩 心肌收缩期细胞内Ca2+的释放与终止 A:静息状态下心肌细胞的钙火花的二维共聚焦图像(扫描速度1.0s / 桢) B:线扫描共聚焦图像 动作电位(AP)引起钙瞬变 (上)和自发性钙火花(下)扫描速度 2.0ms / 线 (2)Ca2+释放的终止 1)钙依赖性失活 2)RyR2的适应现象 3)随机同时关闭 4)局部SR Ca2+的损耗 2. 心肌舒张期细胞内Ca2+的向胞外转运 (1)细胞膜上的Ca2+转运系统 PMCA和Na+-Ca2+交换 (2)SERCA (3)线粒体的单转运体 (三)兴奋-收缩耦联的调节因素 1. 环二磷酸腺苷核糖(cADPR) 2. 受磷蛋白 (PLN) 3. β-肾上腺素能受体激动剂 * 第六讲 心脏的泵血功能 (Cardiac Pumping Physiology) 在生命活动过程中,心脏不停地跳动,推动血液在心血管系统内循环流动。 血液循环的主要功能是完成体内 的物质运输。 心脏的泵功能(pumping function) 是血液循环的动力。 ★心脏活动的周期性表现 心脏活动呈周期性表现 ① 心电周期:兴奋的产生及兴奋向整个心脏的扩布; ② 心动周期:兴奋触发的心肌舒缩,心房、心室压力与容积变化及瓣膜的启闭,实现泵血过程; ③ 心音周期:伴随瓣膜的启闭,出现心音。 ★ 心动周期(cardiac cycle) 心脏的一次收缩和舒张,构成的一个机械活动周期 1. 心房射血期:持续0.1S。 2 .心室收缩期:分为三个时相 1) 等容收缩期:持续0.05s 2) 快速射血期:持续0.1s 3) 减慢射血期:持续0.15s 3 .心室舒张期:分为四个时相 1) 等容舒张期:持续0.07s 2) 快速充盈期:持续0.1s 3) 减慢充盈期:持续0.22s ★ 心脏的泵血功能(左心室为例) 心动周期 1. 心房收缩期 2. 等容收缩期 3. 快速射血期 4. 减慢射血期 5. 等容舒张期 6. 快速充盈期 7. 减慢充盈期 1.心房收缩期 2.等容收缩期 3.快速射血期 4.减慢射血期 5.等容舒张期 6.快速充盈期 7.减慢充盈期 压力 mmHg 0 20 40 60 80 100 120 1 2 3 4 5 6 7 a c v 二尖瓣开 动脉瓣开 动脉瓣关 二尖瓣关 ★ 心房在心脏泵血活动中的作用 心室收缩期,临时接纳和储存回流血液 全心舒张期(心室舒张早、中期) —— 血液从静脉返回心室的一个通道 心房收缩期——初级泵 (心室舒张后期) 在一个心动周期中,左心房压力显示有三个正向波,a c v 心房 心室 ★ 心音(heart sound) (一)第一心音-first heart sound 标志心室收缩的开始 (二)第二心音-second heart sound 标志心室舒张的开始 (三)第三心音-third heart sound 是血液从心房流入心室引起 (四)第四心音-forth heart sound 由心房收缩引起 第
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