生理學(xué)/心動周期的概念

跳轉(zhuǎn)到: 導(dǎo)航, 搜索

醫(yī)學(xué)電子書 >> 《生理學(xué)》 >> 血液循環(huán) >> 心臟的泵血功能 >> 心動周期的概念
生理學(xué)

生理學(xué)目錄

心臟一次收縮和舒張,構(gòu)成一個機(jī)械活動周期,稱為心動周期心房心室的心動周期均包括收縮期和舒張期。由于心室在心臟泵血活動中起主要作用。故通常心動周期是指心室的活動周期而言。正常心臟的活動由一連串的的心動周期組合而成,因此,心動周期可以作為分析心臟機(jī)械活動的基本單元。

心動周期持續(xù)的時間與心跳頻率有關(guān)。成年人心率平均每分鐘75次,每個心動周期持續(xù)0.8s。一個心動周期中,兩心房首先收縮,持續(xù)0.1s,繼而心房舒張,持續(xù)0.1s,繼而心房舒張,持續(xù)0.7s。當(dāng)心房收縮時,心室處于舒張期,心房進(jìn)入舒張期后不久,心室開始收縮,持續(xù)0.3s,隨后進(jìn)入舒張期,占時0.5s。心室舒張的前0.4s期間,心房也處于舒張期,這一時期稱為全心舒張期(圖4~1)??梢?,一次心動周期中,心房和心室各自按一定的時程進(jìn)行舒張與收縮相交替的活動,而心房和心室兩者的活動又依一定的次序先后進(jìn)行,左右兩側(cè)心房或兩側(cè)心室的活動則幾乎是同步的。另一方面,無論心房或心室,收縮期均短于舒張期。如果心率增快,心動周期持續(xù)時間縮短,收縮期和舒張期均相應(yīng)縮短,但舒張期縮短的比例較大;因此,心率增快時,心肌工作的時間相對延長,休息時間相對縮短,這對心臟的持久活動是不利的。

心動周期中心房和心室活動的順序和時間關(guān)系


圖4~1 心動周期中心房和心室活動的順序和時間關(guān)系

了解心臟的泵血功能,需要弄清以下三個問題:①血液在心臟內(nèi)的單方向流動是怎樣實現(xiàn)的?②動脈內(nèi)壓力比較高,心臟怎樣將血液射入動脈的?③壓力很低的靜脈血液是怎樣返回心臟的?

現(xiàn)以左心室為例,說明心室射血和充盈的過程,以便了解心臟泵血的機(jī)制。

(一)左心室的射血和充盈過程

左心室的一個心動周期,包括收縮和舒張兩個時期,每個時期又可分為若干時相(圖4~2)。通常以心房開始收縮作為描述一個心動周期的起點。

1.心房收縮期心房開始收縮之前,心臟正處于全心舒張期,這時,心房和心室內(nèi)壓力都比較低,接近于大氣壓,即約oPa(以大氣壓為零);然而,由于靜脈血不斷流入心房,心房壓相對高于心室壓,房室瓣處于開啟狀態(tài),心房腔與心室腔相通,血液由心房順房~室壓力梯度進(jìn)入心室,使心室充盈。而此時,心室內(nèi)壓遠(yuǎn)比主動脈壓(約80mmHg即10.6kPa)為低,故半月瓣是關(guān)閉著的,心室腔與動脈腔不相連通。

心房開始收縮,心房容積縮小,內(nèi)壓升高,心房內(nèi)血液被擠入已經(jīng)充盈了血液但仍然處于舒張期狀態(tài)的心室,使心室的血液充盈量進(jìn)一步增加。心房收縮持續(xù)約0.1s,隨后進(jìn)入舒張期。

2.心室收縮期包括等容收縮相以及快速和減慢射血相。

(1)等容收縮相:心房進(jìn)入舒張期后不久,心室開始收縮,心室內(nèi)壓力開始升高;當(dāng)超過房內(nèi)壓時,心室內(nèi)血液出現(xiàn)由心室向心房返流的傾向,但這種返流正好推動房室瓣,使之關(guān)閉,血液因而不致于倒流。這時,室內(nèi)壓尚低于主動脈壓,半月瓣仍然處于關(guān)閉狀態(tài),心室成為一個封閉腔,因血液是不可壓縮的液體,這時心室肌的強(qiáng)烈收縮導(dǎo)致室內(nèi)壓急劇升高,以致主動脈瓣開啟的這段時期,稱為等容收縮相。其特點是室內(nèi)壓大幅度升高,且升高速率很快。這一時相持續(xù)0.05s左右。

(2)射血相:等容收縮相期間室內(nèi)壓升高超過主動脈壓時,半月瓣被打開,等容收縮相結(jié)束,進(jìn)入射血相。射血相的最初1/3左右時間內(nèi),心室肌仍在作強(qiáng)烈收縮,由心室射入主動脈的血液量很大(約占總射血量的2/3左右),流速也很快,此時,心室容積明顯縮小,室內(nèi)壓繼續(xù)上升達(dá)峰值,這段時期稱快速射血相(0.10s);由于大量血液進(jìn)入主動脈,主動脈壓相應(yīng)增高.隨后,由于心室內(nèi)血液減少以及心室肌收縮強(qiáng)度減弱,心室容積的縮小也相應(yīng)變得緩慢,射血速度逐漸減弱,這段時期稱為減慢射血相(0.15s),這一時期內(nèi),心室內(nèi)壓和主動脈壓都相應(yīng)由峰值逐步下降。

早期的實驗表明,整個射血相內(nèi),心室壓始終高于主動脈壓,這種心室~動脈壓力梯度是血液由心室進(jìn)入動脈的推動力;然而,近代應(yīng)用精確的壓力測量方法觀察到,在快速射血的中期或稍后,心室內(nèi)壓已經(jīng)低于主動脈壓(圖4~2),不過此時,心室內(nèi)血液因為受以心室肌收縮的作用而具有較高的動能,依其慣性作用可以逆著壓力梯度繼續(xù)射入主動脈。

3.心室舒張期包括等容舒張相和心室充盈相,后者又再細(xì)分為快速充盈、減慢充盈和心房收縮充盈三個時相。

(1)等容舒張相:心室肌開始舒張后,室內(nèi)壓下降,主動脈內(nèi)血液向心室方向返流,推動半月瓣關(guān)閉;這時室內(nèi)壓仍明顯高于心房壓,房室瓣仍然處于關(guān)閉狀態(tài),心室又成為封閉腔。此時,心室肌舒張,心室壓以極快的速度大幅度下降,但容積并不改變,從半月瓣關(guān)閉直到室內(nèi)壓下降到低于心房壓,房室瓣開啟時為止,稱為等容舒張相,持續(xù)約0.06~0.08s。

(2)心室充盈相:當(dāng)室內(nèi)壓下降到低于心房壓時,血液順著房~室壓力梯度由心房向心室方向流動,沖開房室瓣并快速進(jìn)入心室,心室容積增大,稱快速充盈相,占時0.11s左右;其間進(jìn)入心室的血液約為總充盈量的2/3。隨后,血液以較慢的速度繼續(xù)流入心室,心室容積進(jìn)一步增大,稱減慢充盈相(0.22s)。此后,進(jìn)入下一個心動周期,心房開始收縮并向心室射血,心室充盈又快速增加。亦有人將這一時期稱為心室的主動快速充盈相(占時0.1s)。

從以上對心室充盈和射血過程的描述中,不難理解左心室泵血的機(jī)制。室壁心肌收縮和舒張,是造成室內(nèi)壓力變化,從而導(dǎo)致心房和心室之間以及心室和主動脈之間產(chǎn)生壓力梯度的根本原因;而壓力梯度是推動血液在相應(yīng)腔室內(nèi)之間流動的主要動力,血液的單方向流動則是在瓣膜活動的配合下實現(xiàn)的。還應(yīng)注意瓣膜的作用對于室內(nèi)壓力的變化起著重要作用,沒有瓣膜的配合,等容收縮相和等容舒張相的室內(nèi)壓大幅度升降,是不能完滿實現(xiàn)的。

(二)心動周期中心房壓力的變化

每一心動周期中,左心房壓力曲線依次出現(xiàn)三個小的正向波:a波、c波和v波,以及兩個下降波:x降波和y降波。首先,心房收縮,房內(nèi)壓升高,形成a波,隨后心房舒張,壓力又回降。以后心室開始收縮,室內(nèi)壓升高,室內(nèi)血液推頂并關(guān)閉了房室瓣,使瓣膜葉片向心房腔一側(cè)凸出,造成房內(nèi)壓輕度上升,形成c波。隨著心室射血時體積的縮小,心底部向下移動,房室瓣從而也被向下牽,以致心房的容積趨于擴(kuò)大,房內(nèi)壓下降,形成x降波。以后,靜脈血不斷流入心房,而房室瓣尚關(guān)閉著,血液不能入心室,心房內(nèi)血液量不斷增加,房內(nèi)壓緩慢而持續(xù)升高,直到心室等容舒張相結(jié)束,心房血得以進(jìn)入心室為止,由此形成的上升波稱v波。隨后房室瓣開放,血液由心房迅速進(jìn)入心室,房內(nèi)壓下降,形成y降波。

一個心動周期中,心房壓力波動的幅度較小。成年人于安靜臥位,左房壓變化幅度為0.3~1.6kPa(2~12mmHg);右房壓為0~0.7kPa(0~5mmHg)。

(三)心房和心室在心臟泵血活動中的作用

心室~動脈壓力梯度是引起半月瓣開放、推動血液由心室開始射入動脈的直接動力,這種壓力梯度是由心室的強(qiáng)烈收縮致室內(nèi)壓由原來近于心房壓水平升高到超過動脈壓而形成的。同樣,房~室壓力梯度是血液由心房流入心室的動力,但它的形成主要并不是來自心房收縮,而是依靠心室的舒張;即在心室等容舒張相,室內(nèi)壓大幅度下降,由開始時近于動脈壓一直下降到低于心房壓,房室瓣開放,血液由心房迅速進(jìn)入心室。整個心室舒張充盈期內(nèi),房~室壓力梯度始終存在;然而,這一時期的前一段時間內(nèi)(即充盈期的前4/5時間內(nèi)),心房也處于舒張狀態(tài),這時心房只 不過是靜脈血液返回心室的一條通道,只有后1/5期間心房才收縮。由此可以看出,心房收縮對于心室充盈不起主要作用。故當(dāng)發(fā)生心房纖維性顫動時,雖然心房已不能正常收縮,心室充盈量因此有所減少,但一般不致于嚴(yán)重影響心室的充盈和射血功能;如果發(fā)生心室纖維性顫動,心臟泵血活動立即停止,后果十分嚴(yán)重。

雖然心室的充盈絕大部分是在快速充公盈期內(nèi)完成的,但心房收縮時又?jǐn)D出部分血液以增加心室充盈(約占總充盈量的30%左右),使心室舒張末期容積和壓力都有一定程度增加,這對于心室射血功能是有利的。另一方面,如果心房收縮缺失,將會導(dǎo)致房內(nèi)壓增加,不利于靜脈血液回流,從而間接影響心室射血??梢哉J(rèn)為,心房收縮起著初級泵的作用,對于心臟射血和血液的回流都是不利的。房泵作用的缺失,對靜息狀態(tài)下心臟泵血功能影響不大;但機(jī)體在運(yùn)動和應(yīng)急狀態(tài)下,就可能出現(xiàn)心輸出量不足等泵功能的嚴(yán)重?fù)p害。

32 心臟的泵血功能 | 心臟泵功能的評定 32
關(guān)于“生理學(xué)/心動周期的概念”的留言: Feed-icon.png 訂閱討論RSS

目前暫無留言

添加留言

更多醫(yī)學(xué)百科條目

個人工具
名字空間
動作
導(dǎo)航
推薦工具
功能菜單
工具箱