(一)心脏的基本结构
心脏位于胸腔纵隔内,是主要由心肌所组成的中空器官。呈圆锥形,似拳头大小。心 脏分心尖部与心底部。近心底处,有一环形的冠状沟,冠状沟将心房与心室分开。
心脏共有四个腔,即右心房与右心室、左心房与左心室。每侧心房和心室借房室口相 通。右心房与上下腔静脉相连,左心房与肺静脉相连,右心室与肺动脉相连,左心室与主动 脉相连。在心房与心室交界处的房室口有房室瓣。右房室瓣共有3个瓣叶称三尖瓣。左房 室瓣有2■个瓣叶,称二尖瓣。房室瓣开向心室。
月形的瓣膜,分别称为肺动脉 瓣和主动脉瓣,瓣膜开向动脉方向,血液自心室流向动脉时半月瓣开放。
心腔内的瓣膜是保证血液定向流动,防止血液逆流、保证血液循环正常进行的重要装 置。因此,任何一个瓣膜发生病变(瓣膜口狭窄或闭锁不全)都能给血液循环带来极大的障 碍。临床上正在研究和使用生物瓣或机械瓣来替换病变的瓣膜,并取得了成功。
心脏收缩射血,推动血液沿一定方向流动(循环)》心脏的这种功能是由于心肌进行节 律性的收缩与舒张及瓣膜的活动而实现的。心肌的节律性活动取决于心肌的生理特性。
(二)心肌的生理特性
心肌组织具有兴奋性、自律性、传导性和收缩性4种生理特性。兴奋性、自律性和传导 性是以心肌膜的生物电活动为基础的,故又称为电生理特性。
1. 心肌的兴奋性心肌和其他组织一样也具有对刺激发生反应的能力,即兴奋性。
可兴奋细胞在发生一次兴奋过程中,兴奋性发生周期性变化,但心肌细胞与神经肌肉
组织不同的是绝对不应期特别长。心肌细胞的不应期相当于整个心肌的收缩期及舒张早 期。这一特点使心肌不会像骨骼肌那样产生长时间持续的收缩即强直收缩,收缩以后必然 要舒张,然后才能再一次收缩,保证了收缩和舒张交替进行,这对心脏的节律性活动和泵血 功能具有重要意义。
2. 自动节律性在脱离神经支配的条件下,心肌细胞能够自动地发生节律性兴奋的特 性称为自动节律性,简称自律性。心肌的自动节律性来自特殊传导系统内的自律细胞。传 导系统各部分的自动节律性髙低不同,其中以窦房结细胞自律性最髙(约1〇〇次/min),其 次为房室交界(40〜60次/min),心室末梢浦肯野纤维自律性最低(20〜40次/min)。在正 常情况下,由于窦房结的自动节律性最髙,窦房结首先发生的兴奋经其他传导组织向外扩 布,依次兴奋心房肌和心室肌,引起整个心脏兴奋和收缩。可见窦房结是主导整个心脏正 常活动的部位,故称之为正常起搏点。由窦房结所控制的心脏活动节律称为窦性心律。正 常情况下,其他传导组织的自律细胞都受窦房结控制,表现不出自己的自动节律性,仅发挥 传导兴奋作用,称之为潜在起搏点。在异常情况下,如窦房结以外传导组织的自律性升髙, 或窦房结自律性降低,或窦房结的兴奋传导阻滞而不能控制其他自律组织,窦房结以外的 自律组织就可能控制心脏的活动,称之为异位起搏点;由异位起搏点引起的心脏活动节律 称为异位节律。
3. 传导性所有心肌细胞都具有传导兴奋的能力。心肌是一种功能合胞体,故心肌细 胞的任何部位产生的兴奋不但可以传至整个细胞膜,且可以传布到其他心肌细胞,从而引 起整块心肌的兴奋和收缩。由于各种心肌细胞的传导性高低不同,故心肌各部的传导速度 不同,如浦肯野纤维的传导速度可达4m/
S,房室交界的传导速度很低,其中结区的传导速度 最慢,仅为〇.〇2m/
S。由于房室交界的传导速度最慢,故兴奋由心房通过房室交界产生延 搁,称房室延搁。房室延搁具有重要意义,它可以保证心房收缩完毕后心室才收缩,有利于 心房、心室各自完成它们的功能。
4. 收缩性心肌细胞在动作电位的触发下发生收缩反应的特性称为收缩性。心肌收 缩与骨骼肌收缩的不同点是,由于心肌细胞内储存的钙少,收缩对细胞外液钙离子的依赖 性较大。因此,如细胞外液钙浓度升髙,兴奋时钙内流增多,心肌收缩力增强;反之,细胞外 液钙浓度下降则心肌收缩力减弱。
窦房结的兴奋由心室内传导组织几乎在同一时间传至所有心室肌细胞,左右心室的收 缩也是同步的,因此也称心肌为功能合胞体。心肌纤维同步收缩对心脏完成泵血功能矣非 常重要的,如果心肌纤维不能产生同步收缩而各自收缩与舒张则形成纤维性颤动(纤颤), 按其发生部位不同,可分为心房纤颤和心室纤颤,后者使心室立即丧失泵血功能。
1. 离子对心肌生理特性的影响多种理化因素都可以影响心肌的生理特性,如温度升 髙心率加快、温度下降心率减慢。pH降低心肌收缩力减弱,甚或停跳;但是,以K+、Ca
2+、 Na+对心肌的影响最重要。
当血液中浓度过髙时(高于Z■〜,心肌的兴奋性、自律性、传导性、收缩性 都下降,表现为收缩力减弱,心动过缓和传导阻滞‘,,严重时心搏可停止〈停止于舒张期)》,心 肌细胞这些生理特性的异常是K1异致心律失常的原因。所以,病人需要补钾时要特别注 意速度和童。
血钙浓度升高时,心肌收缩力加强,离体试验证明,灌流液中Ca
2+浓度过高,心搏停止 于收缩状态.血中C
a2+浓度下降则心肌收缩力减弱。
研究证实,心脏长QT间期综合征就是由于上述离子通道异常所致;抗心律失常药物的 作用原理,是通过影响上述一定离子的跨膜转运实现的。
(三)心脏的泵血功能
1. 心动周期与心率心脏收缩和舒张一次,称为一个心动周期。它包括心房收缩,心 房舒张,心室收缩和心室舒张
4个过程。正常心脏的活动就是一个个心动周期的完成。成 年人心率每分钟为75次时,心动周期历时大约为〇• 8s„在心动周期中,心房和心室各自按 一定的时程和顺序先后进行收缩与舒张的交替活动。左右心房的活动几乎是同步的,两侧 心室的活动也几乎是同步的。在一个心动周期中,心房、心室共同舒张的时间约为〇•
4~此 时心室内压力最低,有利于静脉回流。
每分钟心跳次数(频率)叫心率。在安静状态下,正常成人的心率
6〇〜
100次/
min,平 均约75次/min。在病理情况下,心率可加快或减慢。发热时心率加快,一般体温增加 心率每分钟增加12〜20次。
2, 心脏的射(泵)血过程静脉回流的血液经心房流向心室,由心室射人动脉,在心脏 中始终按单方向流动。在心脏的射血过程中,心室舒缩活动所引起的心室内压力的变化是 促进血液流动的动力,而瓣膜的开放和关闭则决定着血流的方向。现以左心室为例说明心 脏在射血过程中,心脏内压力、容积和瓣膜等变化。
(1) 心房收缩期:心房收缩之前,整个心脏处于舒张状态,心房、心室内压力均都比较低 (OmmHg);这时,半月瓣(动脉瓣)关闭,房室瓣是处于开放的,血液由心房流人心室,使心 室充盈。当心房收缩时,心房容积减小,内压升髙,再将其中的血液挤人心室,使心室充盈 血量进一步增加。
(2) 心室收缩期:在心房舒张期的同时,心室立即开始收缩,心室内压迅速上升,当心室 内压超过心房内压时,心室内血液即推动房室瓣使之关闭,血液不致倒流入心房;继之,心 室肌继续收缩,心室容积缩小,心室内压继续升高,当心室内压超过主动脉压时,则血液推 开半月瓣而射入主动脉,此期称为射血期。
心室舒张期:心室收缩后开始舒张,心室内压下降,主动脉内血液向心室方向反流,(1) 推动半月瓣关闭;这时,心室内压仍髙于心房内压,房室瓣依然处于关闭状态;心室继续舒