心脏泵血功能的调节介绍-120考试网
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心脏泵血活动受神经和体液因素的调节，它还受自身因素的调节。本节主要讨论其自身因素。心输出量=搏出量&×&心率（点击&心率指每分钟心跳的次数，正常成人安静时约为60-100次/分），搏出量主要与心脏前负荷（心脏前负荷指心室收缩前所承受的负荷，通常用心室舒张末期压力或容积来反映）、心肌收缩力和心脏后负荷（心脏后负荷指心室在收缩过程中所承受的负荷，通常用动脉血压来反映）有关。 脏泵血功能的评价 　心脏泵功能是正常或是不正常，是增强或减弱，这是医疗实践以及实验研究工作中经常遇到的问题。因此，用什么样的方法和指标来测量和评定心脏功能，在理论和实践上都是十分重要的。 （一）心脏的输出量 心脏在循环系统中所起的主要作用就是泵出血液以适应机体新陈代谢的需要，不言而喻，心脏输出的血液量是衡量心脏功能的基本指标。 1．和每搏输出量一次心跳一侧心室射出的血液量，称每捕输出量，简称搏出量。每分钟射出的血液量，称每分输出量，简称心输出量，等于心率与搏出量的乘积。左右两心室的输出量基本相等。 输出量与机体新陈代谢水平相适应，可因性别、年龄及其它生理情况而不同。如健康成年男性静息状态下，心纺平均每分钟75次，搏出量约为70ml(60～80ml)，心输出量为5L/min(4.5～6.0L/min)。女性比同体重男性的心输出量约低10%，青年时期心输出量高于老年时期。心输出量在剧烈运动时可高达25～35L/min，麻醉情况下则可降低到2.5L/min。 2．心指数心输出量是以个体为单位计算的。身体矮小的人和高大的人，总量不不相等，因此，用输出量的绝对值作为指标进行不同个体之间心功能的比较，是不全面的。群体调查资料表明，人体静息时的心输出时，也和基础代谢率一样，并不与体重成正比，而是与体表面积成正比的。以单位体表面积(m2)计算的心输出量，称为心指数；中等身体的成年人体表面积约为1.6～1.7m2,安静和空腹情况下心输出量约5～6L/min，故心指数约为3.0～3.5L/min·m2。安静和空腹情况下的心指数，称之为，是分析比较不同个体心功能时常用的评定指标。 心指数随不同重量条件而不同。年龄在10岁左右时，静息心指数最大，可达4L/min·m2以上，以后随年龄增长而逐渐下降，到80岁时，静息心指数接近于2L/min·m2.肌肉运动时，心指数随运动强度的增加大致成比例地增高。妊娠、情绪激动和进食时，心指数均增高。 （二）射血分数 心室舒张末期充盈量最大，此时心室的容积称为舒张末期容积。心室射血期末，容积最小，这时的心室容积称为收缩末期容积。舒张末期容积与收缩末期容积之差，即为搏出量。正常成年人，左心室舒张末期容积估计约为145ml,收缩末期容积约75ml，搏出量为70ml。可见，，心室内血液并没有全部射出。搏出量占心室舒张末期容积的百分比，称为射血分数。健康成年人搏出量较大时，射血分数为55%～65%。 在评定心泵血功能时，单纯用搏出量作指标，不考虑心室舒张末期容积，是不全面的。正常情况下，搏出量始终与心室舒张末期容积相适应，即当心室舒张末期容积增大时，搏出量也相应增加，射血分数基本不变。但是，在心室异常扩大、心室功能减退的情况下，搏出量可能与正常人没有明显判别，但它并不与已经增大的舒张末期容积相适应，射血分数明显下降。若单纯依据搏出量来评定心泵血功能，则可能作出错误判断。 （三）心脏作功量 血液在心血管内流动过程中所消耗的能量，是由心脏作功所供给的；换句话说，心脏作功所释放的能量转化为压强能和血流的动能，血液才能循环流动。 心室一次收缩所作的功，称为每搏功，可以用搏出的血液所增加的动能和压强能来表示。心脏射出的血液所具有的动能在整个搏功中所占比例很小，可以略而不计。搏出血液的压强能可用平均动脉压表示，约相当于；舒张压+（收缩压～舒张压）×1/3。由于心室充盈是由静脉和心房输送回心的血液充盈心室造成的，计算心室收缩释放的能量时不应将充盈压（可用左室舒张末期压或平均表示，约为0.8kPa[6mmHg]）计算在内.搏功单位为g～m。搏功乘以心率即为，单位为kg～m/min。计算左室搏功和每分功的简式如下： 搏功（g～m）=搏出量（cm3）×(1/1000)×(平均动脉压～平均左房压mmHg)×(13.6g/cm3) 每分功（kg～m/min）=搏功（g～m）×心率×（1/1000） 设搏出量为70ml,收缩压120mmHg，舒张压80mmHg，平均左房压6mmHg，心纺75次，代入上式，求得左心室搏功为83.1g～m；每分功为6.23kg～m/min。 右心室搏出量与左心室相等，但平均压仅为主动脉平均压的1/6左右，故右心室作功量也只有左心室的1/6。 用作功量来评定心泵血功能，其意义是显而易见的，因为心脏收缩不仅仅是排出一定量的血液，而且这部分血液具有适用高的压强能（以及很快的流速）。在动脉压增高的情况下，心脏要射出与原先同等量的血液就必须加强收缩；如果此时心肌收缩的强度不变，那么，搏出量将会减少。实验资料表明，心肌的耗氧量与心肌的作轼量是相平行的，其中，心输出量的变动不如心室射血期压力和动脉压的变动对心肌耗氧量的影响大。这就是说，心肌收缩释放的能量主要用于维持血压。由此可见，作为评定心泵血功能的指标，心脏作功量要比单纯的心输出量，更为全面。在需要对动脉压不相等的各个人，以及同一个人动脉压发生变动前后的心脏泵血功能进行分析比较时，情况更是如此。 心脏泵功能的调节机体在长期进化的过程中，&发生和发展了一套逐步完善的循环调节机构，使循环功能适应于不同生理情况下新陈代谢的需要。这种调节是在复杂的神经和体液机制参与下，通过对心脏和血管活动的综合调节而实现的（整体调节机制将后述）。本节主要从心脏本身来阐述控制心输出量的因素的作用机制。 心输出量取决于心率和搏出量，机体通过对心率和搏出量两方面的调节来调节心输出量。 （一）搏出量的调节 心室肌的收缩是面临着动脉压（后负荷）的阻挡进行的。等容收缩相内，心室肌收缩首先引起室内压升高，只有当室内压升高到超过动脉压时，心肌纤维才能缩短，心室容积才能缩小，血液才能射出。由此可见，在心率恒定情况下，心室每次收缩的射血量取决于心肌纤维缩短的程度和速度，这决定了心肌收缩产生张力（表现为心室内血液的压力）的程度和速度。凡是能影响心肌收缩强度和速度的因素都能影响搏出量，而搏出量的调节正是通过改变心肌收缩的强度和速度来实现的。 1．心肌收缩的“”现象&心肌细胞和骨骼肌细胞一样，收缩反应是由肌膜的兴奋通过兴奋～触发引起的；但是，从整块肌肉来看，在骨骼肌，一个细胞产生的兴奋不能扩布到另一个细胞，只有在支配一个肌细胞有神经纤维发放神经波动时，才会出现收缩效应；若发放冲动的神经纤维数目增加，可以引起更多的肌细胞兴奋和收缩，整块肌肉的收缩增强。因此，如果骨骼肌作，其收缩强度的改变可以来自两个方面，一是由于单个肌细胞收缩强度的改变，另一原因是参与收缩活动的肌细胞数目发生变化。心肌则不同，相邻的心肌细胞是由闰盘的特殊结构和特性，兴奋可以通过它由一个心肌细胞传播到另一个心肌细胞。因此，整个心室（或整个心房）可以看成是一个功能上互相联系的合胞体，产生于心室某一处的兴奋可以在心肌细胞之间迅速传递，引起组成心室的所有心肌细胞几乎同步收缩。从参与活动的肌细胞数目上看，心肌的收缩是“全或无”的。这就是说，心肌据要么不产生，一旦产生则全部都参与收缩。由此可见，心肌收缩的强度，不象骨骼肌那样可以因参加活动的细胞数目的不同而改变；各个心肌细胞收缩强度的变化是整块心肌收缩强度发生的唯一原因。所以搏出量的调节可以从单个心肌细胞收缩功能调控的角度来探讨。 2．搏出量的调节搏出量和搏功的调节，是心脏生理中最基本最重要地课题之一，从世纪末、本世纪初以来，众多学者对此进行了大量实验研究。50年代中期，Sarnoff对这些研究资料进行详细分析之后，将搏出量和搏功的调节归纳为：①由初长度改变引起的异长调节，以及②由改变引起的等长调节等方式。 （1）异长调节：前已述，控制骨骼股收缩强度和速度的一个重要因素就是肌肉本身的初长度，而初长度是被动地由该肌肉收缩前所随的负荷（前负荷）所决定的。前负荷和初长度对肌肉收缩强度和作功能力的影响是双相的，构成的长度～张力曲线类似抛物线，在前负荷和初长度达最适水平之前，肌肉收缩强度和作功能力随前负荷～初长度的增加而增加；超过最适水平，收缩效果将随前负荷～初长度的继续增加而降低。
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影响心脏泵血功能的因素
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　　心输出量为搏出量和心率的乘积。而搏出量的多少又受心肌收缩前的初长度（前负荷）、后负荷以及心肌本身的收缩能力等因素的影响。　　1.对搏出量的影响　　（1）心泵功能的自身调节：即使在没有神经和体液因素的参与下，心脏也能自动地调节并平衡搏出量和回心血量之间的关系，这种调节称为心泵功能的自身调节。自身调节机制在心泵功能中的作用，可用“心室功能曲线”加以说明。正常心功能曲线的特点是：①充盈压在12～15mmHg是人体心室最适前负荷，位于其左侧的一段为功能曲线的升支，表明在心室肌初长度达到最适前负荷之前，搏功随初长度的增加而增加。通常情况下，左室充盈压为5～6mmHg，可见正常心室是在功能曲线的升支段工作，初长度尚未达到其最适水平，这一特征表明心室具有较大程度的初长度储备；②充盈压在15～20mmHg范围内，曲线逐渐平坦，说明前负荷在上限范围内变动时对泵血功能的影响不大；③充盈压高于20mmHg以后，曲线呈平坦状或轻度下倾，并不出现明显的降支，这一点明显不同于骨骼肌，说明正常心室充盈压即使超过20mmHg，搏功基本不变或仅轻度减少，只有在发生严重病理变化的心室，功能曲线才出现降支。　　在搏出量的这种调节机制中，引起调节的因素是心肌细胞本身初长度的改变，其效应是心肌细胞收缩强度的变化，因此，将这种形式的调节又称为异长调节。　　心脏自身调节的生理意义在于对搏出量进行一定限度的精细调节，使搏出量与回心血量相适应，使左、右室的搏出量相一致。　　（2）心肌收缩能力的改变对搏出量的影响：人们在运动或强体力劳动时，搏出量和搏功可成倍增加，而此时心脏舒张末期容量或充盈压并不明显增大，甚至有所减少。此时心肌可通过改变其收缩能力来调节搏出量。心肌收缩能力是指心肌不依赖于前、后负荷而改变其力学活动的一种内在特性，即通过改变心肌细胞兴奋-收缩耦联各个环节而影响心肌的收缩强度和速度，使心脏搏出量和搏功发生相应改变。心肌收缩能力增强，搏出量增加。反之则减少。这种调节与心肌的初长度变化无关，故又称等长调节。　　（3）后负荷对搏出量的影响：对心室而言，动脉血压起着后负荷的作用，因此，动脉血压的变化将影响心室肌的收缩过程，影响搏出量。在心率、心肌初长度和收缩能力不变的情况下，如果动脉血压增高（等容收缩期延长而射血期缩短），搏出量则减少。结果造成心室内剩余血量增加，充盈量增加。通过自身调节机制使搏出量恢复正常水平。但是，如果后负荷持续增高，使心肌长期加强收缩，最终将会导致心脏泵血功能减退。　　综上所述，心室后负荷本身可直接影响搏出量，随后通过异长和等长调节机制，使前负荷和心肌收缩能力与后负荷相互配合，从而使机体得以在动脉血压增高的情况下能够维持适当的心输出量。　　2.心率对心泵功能的影响 正常成年人安静状态下，心率为60～100次/分，平均为75次/分。　　心输出量是搏出量与心率的乘积。在一定范围内，心率增快，心输出量增加，但是，如果心率增加过快，达到每分钟180次以上时，心室充盈时间明显缩短，充盈量减少，搏出量可减少到正常时的一半左右，心输出量亦开始下降。反之，如心率太慢，低于每分钟40次，心输出量亦减少。
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