心脏生理

本节导读

循环系统是生理学里最重要的一章，试卷上占的分量也大，分成两节：这一节学心脏本身（电活动、生理特性和泵血功能），下一节学血管和心血管活动的调节。

心脏生理的考点集中在：心室肌动作电位各期的离子基础、窦房结为什么是起搏点、心肌不发生强直收缩的原因、房室延搁的意义、心动周期里的等容收缩期与等容舒张期、搏出量和心输出量的计算、影响心输出量的因素、第一和第二心音的区别。学完这一节，你应该能把心脏的「电」和「泵」联系起来，讲清每个时期发生了什么。

心肌细胞的生物电现象

心肌细胞分两类：工作细胞（心房肌、心室肌），有兴奋性、传导性和收缩性，没有自律性；自律细胞（窦房结、房室交界、房室束及其分支、浦肯野纤维），能够自动产生节律性兴奋。

心室肌细胞的动作电位分五期，离子基础如下：

分期	名称	主要离子活动
0 期	去极化	快钠通道开放，Na⁺ 快速内流
1 期	快速复极初期	K⁺ 外流
2 期	平台期	Ca²⁺ 缓慢内流与 K⁺ 外流同时存在，处于平衡
3 期	快速复极末期	K⁺ 快速外流
4 期	静息期	钠泵等恢复细胞内外离子浓度，静息电位约 −90 毫伏

平台期是心室肌动作电位最主要的特征，也是它时程长的原因。

窦房结的起搏细胞和心室肌不同：它的 0 期去极化由 Ca²⁺ 内流产生，更重要的是，它的 4 期不稳定，膜电位会自动缓慢去极化，达到阈电位就引起下一次兴奋，这就是自律性的基础。各部位自律性高低不同：窦房结最高（约 100 次/分），房室交界较低（约 40 至 60 次/分），浦肯野纤维最低（约 15 至 40 次/分）。这几个频率不同教材写法略有出入（生理学教材多写房室交界约 50 次/分、浦肯野纤维约 25 次/分），记住高低顺序最要紧，具体数值以所用教材为准。窦房结的频率最高，其他部位被抑制，因此窦房结是心的正常起搏点，其他自律组织只是潜在起搏点。安静时迷走神经有紧张性作用，使实际的心率降到约每分钟 70 次，成人安静时心率的正常范围是 60 至 100 次/分。

心肌的生理特性

特性	含义	要点
自律性	无外来刺激时自动产生节律性兴奋	窦房结最高；取决于 4 期自动去极化的速度
兴奋性	对刺激产生动作电位的能力	有效不应期特别长，约占整个收缩期
传导性	兴奋在心肌细胞间传播的能力	房室交界处最慢，浦肯野纤维最快
收缩性	兴奋后产生收缩的能力	依赖细胞外 Ca²⁺ 内流；同步收缩；不产生强直收缩

有效不应期特别长是心肌最重要的特点之一：从 0 期开始到 3 期复极至约 −60 毫伏，这段时间无论多强的刺激都不能产生新的动作电位。因为心肌的有效不应期几乎覆盖整个收缩期，所以心肌不会像骨骼肌那样发生强直收缩，保证心脏能够收缩、舒张交替地泵血。

兴奋在房室交界处传导速度最慢，造成约 0.1 秒的延搁，叫房室延搁。它的意义是让心房收缩完毕、血液进入心室之后，心室再开始收缩，避免心房与心室同时收缩。浦肯野纤维传导速度最快，使两侧心室几乎同步收缩。

如果在心室的有效不应期之后、下一次窦房结兴奋到达之前，给心室一个额外刺激，会引起一次期前收缩。紧接着到来的窦房结兴奋正好落在期前收缩的有效不应期内，不能引起收缩，于是出现较长的代偿间歇。

心脏的泵血功能

心动周期

心脏一次收缩和舒张构成的周期叫心动周期。心率 75 次/分时，一个周期为 0.8 秒：心房收缩 0.1 秒、舒张 0.7 秒；心室收缩 0.3 秒、舒张 0.5 秒。心率越快，周期越短，舒张期缩短得更明显。

心室的一个周期分以下几个时期：

时期	主要变化
等容收缩期	房室瓣关闭，动脉瓣尚未开放，心室容积不变，室内压急剧升高，是室内压上升最快的时期
射血期	室内压超过动脉压，动脉瓣开放，血液射入动脉；快速射血期射出的血量约占总射血量的 2/3
等容舒张期	动脉瓣关闭，房室瓣尚未开放，容积不变，室内压急剧下降，是室内压下降最快的时期
充盈期	室内压低于房内压，房室瓣开放，血液快速流入心室，快速充盈期进入的血量约占总充盈量的 2/3
心房收缩期	心房收缩再把一部分血液挤入心室，进一步充盈