【心肺交互】心肺的解剖生理基础

学术   2024-09-18 00:00   广东  
肺和全身血管系统
循环系统的血管网络由两个主要的分支组成:体循环肺循环(下图)。肺循环始于肺动脉干,止于左心房。体循环始于主动脉,止于右心房。这两个系统都由动脉、小动脉、毛细血管、小静脉和静脉组成。
动脉是把血液从心脏带走的血管。动脉是强壮、有弹性的血管,非常适合在体循环的高压下输送血液。动脉从心脏开始逐渐细分为更小的血管,最终变成小动脉在血压的分布和调节中起着重要作用,被称为阻力血管)。

气体交换发生在毛细血管中。在肺循环的毛细血管中,气体交换称为外呼吸(血液和空气之间的气体交换);在体循环的毛细血管中,气体交换称为内部呼吸(血液和组织之间的气体交换)。

▲ 肺循环和体循环。粉红色箭头表示肺循环,蓝色箭头表示体循环。

血管系统的神经控制
肺小动脉和体循环中的大多数小动脉是由交感冲动控制的。交感神经纤维见于动脉、小动脉和少量静脉(下图)。位于延髓内的血管舒缩中枢控制着发送到血管系统的交感神经冲动的数量。正常情况下,血管收缩中枢向血管传递连续不断的交感神经冲动,使血管始终处于适度收缩状态。这种血管收缩的状态被称为血管舒缩张力。
血管舒缩中心通过控制离开髓质的交感神经冲动的数量来协调血管收缩和血管扩张。例如,当血管收缩中枢被激活以收缩特定的血管区域时(即比正常收缩状态更大),它是通过增加对该血管区域的交感神经冲动的数量来实现的。相反,血管舒缩中心通过减少发送到特定血管区域的交感神经冲动的数量来启动血管舒张。(体循环中不受这种机制控制的主要血管床是心脏、大脑和骨骼肌的小动脉。对这些血管的交感神经冲动会引起血管扩张。)除了交感神经控制外,通过大静脉的血流还会受到腹部和胸内压力变化的影响。

延髓中的血管舒缩中心和心脏中心共同工作,对来自全身特殊压力感受器的信号做出反应,调节动脉血压。这些压力感受器被称为动脉压力感受器。

▲ 血管系统的神经控制。连接小动脉的交感神经纤维尤其丰富。

压力感受器反射

被称为压力感受器的特殊牵拉感受器位于颈动脉和主动脉壁上。在颈动脉中,压力感受器位于颈总动脉分为颈外动脉和颈内动脉的颈部高处的颈动脉窦(图)。颈动脉窦壁很薄,含有大量分枝状的葡萄藤状神经末梢,对拉伸或扭曲很敏感。颈动脉窦的传入纤维与舌咽神经(第九颅神经)一起到达髓质。在主动脉中,压力感受器位于主动脉弓(图)。来自主动脉弓压力感受器的传入纤维与迷走神经(第十颅神经)一起运动。

▲ 动脉压力感受器的位置
压力感受器通过启动对血压变化的反射调节来调节动脉血压。例如,当动脉压力降低时,从压力感受器传递到髓质血管舒缩中心和心脏中心的神经冲动也会减少。这导致髓质增加交感神经活动,促进以下活动的增加:

●心率

●心肌收缩力

●动脉收缩

●静脉收缩
最终结果:(1)心排血量增加(因为心率和每搏量增加);(2)总外周阻力增加(主要由动脉收缩引起);(3)血压恢复正常。血管收缩主要发生在腹部区域(包括肝、脾、胰腺、胃、肠、肾、皮肤和骨骼肌)。
相反,当血压升高时,来自动脉压力感受器的神经冲动会增加。这导致髓质交感神经活性降低,进而降低心输出量和总外周阻力。

压力感受器作为动脉血压的短期调节器,会立即对血压的任何变化做出反应,将血压恢复到正常水平(在当时的情况下可能的程度)。然而,如果导致动脉压力偏离正常值的因素持续几天以上,动脉压力感受器最终会接受新的正常压力阈值。

肺动脉和全身血管系统的压力
三种不同类型的压力被用来研究血流动力:
血管内压(Intravascular pressure)是指任何血管内任何一点的实际血压,也称腔内压力。

跨壁(Transmural pressure)是指血管内压力与血管周围压力之间的差值。当血管内压力大于血管外压力时,跨壁压为正;当血管内压力小于血管周围压力时,跨壁压力为负。

驱动压(Driving pressure)是血管中某一点的压力与血管下游任何一点的之间的压力差。

▲ 血管和肺泡的示意图。在血管内,A点的血管内压为15mmHg,B点的血管内压为5mmHg肺泡内压(代表血管周围的压力)为零。根据这些数字,可以得出:(1)A点的跨壁压为115mmHg; (2) B点的跨壁压为15mmHg; (3) A点与B点之间的驱动压为10mmHg。
心脏周期及其对血压的影响

动脉血压的上升和下降的模式,对应于心脏周期的阶段。当心室收缩(心室收缩)时,血液被迫进入肺动脉和主动脉,这些动脉的压力急剧上升。心室收缩时产生的最大压力是收缩压。当心室放松(心室舒张)时,动脉压下降,下一次心室收缩前动脉中保持的最低压力是舒张压(图)。

▲ 心脏收缩顺序:(a)心室舒张和心房收缩;(B)心室收缩和心房舒张。

在体循环中,正常收缩压约为120mmHg,正常舒张压约为80mmHg。在肺循环中,正常的收缩压约为25mmHg,正常的舒张压约为8mmHg(图)。

▲ 对循环系统各部分的舒张压和收缩压的总结。红色血管:含氧血液;蓝色血管:脱氧血液。

平均动脉血压(MAP)可以通过测量收缩压(SBP)和舒张压(DBP)并使用以下公式来估计:

正常成年人的平均血压在80-100mmHg,当平均血压低于60mmHg时,流经大脑和肾脏的血液流量会显著减少。器官退化和衰竭可能在几分钟内发生。

肺循环是一个低压系统。肺动脉的平均压约为15mmHg,左心房的平均压约为5mmHg,因此,血液通过肺部所需的驱动压为10mmHg。而主动脉腔内平均压约为100mmHg,右心房平均压约为2mmHg,通过体循环的驱动压约为98mmHg,与肺循环相比,体循环的压力大10倍左右。

▲ 肺和全身血管系统各点的平均腔内血压(mmHg)
血容量及其对血压的影响
每次收缩时从心室喷出的血量称为每搏量,搏量在40-80mL。每分钟从心室排出的血液总量称为心排血量。心输出量(CO)的计算方法是将每博量(SV)乘以每分钟心率(HR)(CO=SV×HR)。
正常情况下,心排血量直接影响血压。换句话说,当每博量或心率增加时,血压就会升高。相反,当每搏量或心率降低时,血压降低。

虽然总血容量随年龄、体型和性别的不同而不同,但正常的成人血容量约为5L(大约75%在体循环,15%在心脏,10%在肺循环)。总的来说,大约60%的总血量在静脉中,大约10%在动脉中。肺毛细血管床含有约75mL的血液,尽管它的容量约为200mL。

博翼深蓝
重剑无锋大巧不工
 最新文章