生理学——心动周期

学术   2024-11-17 07:03   上海  
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心动周期是指每次心跳时发生的一系列机械和电活动。心脏呈一个倒着的锥形,包含两个上腔,称为心房,以及两个下腔,称为心室。

左心房通过肺静脉从肺部接收富含氧的动脉血血,而右心房通过上腔静脉和下腔静脉从全身器官和组织接收缺氧的静脉血。

血液从左心房流入心脏下部的腔室:左心室,它通过主动脉将氧合后的动脉血液泵到我们所有的器官和组织,右心室通过肺动脉将缺氧的静脉血液送至肺部接受氧合作用。

每次心跳包含两个阶段:收缩期,即心脏收缩,将血液从心室泵出,以及舒张期,即心脏舒张放松,心室充满血液。

心动周期图用于表示一个心动周期中的各个阶段的表现。
在图表的纵轴上,有主动脉压、左心房压、左心室压、心音、心室容积和右心房压的曲线和心电图(ECG),而横轴则表示时间。
在我们继续之前,需要记住一点:由于右心房与上腔静脉和颈静脉之间没有瓣膜,颈静脉脉搏将会跟随右心房内产生的相同压力变化。
也就是说,心房压力的增加会导致颈静脉脉搏的增加,反之亦然。因此,在右心房压力曲线下方,可能会标注“JVP”,代表颈静脉脉搏。

在图表的正上方,我们会写下心动周期的七个阶段。第一个阶段是心房收缩期,持续大约0.1秒。
接下来是等容收缩期、快速射血期和减慢射血期,这些阶段属于心室收缩期,总共持续大约0.3秒。
最后三个阶段,等容舒张期、快速充盈期和减慢充盈期(也称为舒张期静止),属于心室舒张期,这三个阶段的持续时间大约为0.4秒。之后会出现下一个心动周期。

现在,心动周期的第一个阶段——心房收缩,始于窦房结(SA结)的放电。窦房结发出电信号,这些信号通过心脏壁向外传播,并使心房去极化。
在心电图中,这对应于P波。现在,心房去极化后,右心房和左心房开始收缩,随着心房的收缩,左心房内的压力增加。
现在,当心房将血液泵入心室时,心室容积增加,因此心室压力略微上升。

同时,当右心房收缩时,右心房压力的增加将在右心房压力曲线上显示为a波。

在某些情况下,如心室肥大,在这个阶段可以听到第四心音(S4)。
这个声音是由于血液从心房被推入心室时,刚刚变硬的心室壁产生的振动。

接下来的心动周期阶段是等容心室收缩。
在心电图中,这个阶段始于QRS波群的出现,代表心室去极化。心室去极化之后,紧接着是心室收缩。

但是,在心室收缩开始时,当心室内的压力超过心房压力时,房室瓣(二尖瓣和三尖瓣)关闭,产生第一心音(S1)。

此时,房室瓣以及主动脉瓣和肺动脉瓣都关闭,因此心室内的血液容积保持不变——因此称为“等容”。

但是,心室开始收缩,因此心室压力迅速增加。然而,在左心室中,压力并未超过主动脉压,因此主动脉瓣仍然关闭。

与此同时,左心房和右心房的压力略有增加,因为心室压力的上升使得房室瓣膨胀进入心房。
心房压力的增加在左心房和右心房压力曲线上都表现为C波。

在等容心室收缩结束时,心室内的压力高于主动脉和肺动脉的压力,因此主动脉瓣和肺动脉瓣打开。

这一事件标志着下一个阶段的开始——快速心室射血。这个阶段之所以被称为快速心室射血,是因为大量血液突然从心室射出。
现在,当左心室将血液射出时,左心室的压力同样传递到主动脉。换句话说,心室压力和主动脉压力都达到了最大值。

同时,左心室内的血液容积急剧减少。

在心电图中,这个阶段与ST段相匹配——ST段是心电图中QRS波群结束与T波开始之间的平坦部分,表示心室去极化与心室复极化之间的时间段。

现在,随着心室射血,左心室压力下降,房室瓣恢复到其中立位置。

这使得左心房和右心房的压力下降,这一点在左心房和右心房压力曲线上表现为“X下降”。

此时,心房开始从肺部和全身循环中积累血液,这些血液将在下一次心室收缩时被射出。

接下来是心动周期的第四阶段——减慢心室射血。在心电图中,这个阶段标志着T波的开始,代表心室复极化。

在这个阶段,血液的流出并不是由于心室收缩引起的,相反,它是由于血液的惯性能量。因此,在图表上可以看到,心室压力开始下降。

此外,心室内的容积逐渐继续下降,因为血液仍在流出心室,但速度变慢。
与此同时,主动脉压力也开始下降,因为离开心室的血液减少。

另一方面,心房内的压力开始上升,因为它们继续收集将用于下一个心动周期的血液。

此时,心室舒张期开始。在心电图中,这个阶段的开始标志着T波的结束。

在这个阶段,心室压力继续下降,因为心室处于放松状态。

此外,由于主动脉压力现在高于左心室压力,血液开始向心脏回流。血液的回流导致主动脉压力图上出现一个小的凹陷,这就是重搏切迹(dicrotic notch)。

一旦左心室压力降至足够低,主动脉瓣关闭,以防止血液回流,这就是第二心音(S2)的来源。

需要注意的是,主动脉瓣在肺动脉瓣之前关闭。此时,房室瓣、主动脉瓣和肺动脉瓣都处于关闭状态。

换句话说,血液既没有进入心室,也没有离开心室,因此心室内的血容量保持不变——这就是“等容舒张”期名字的由来。

此时,代表心房压的V波仍然在上升,也就是心房压在上升,因为心房仍在填充血液。从这一点开始直到下一个心动周期,心电图上不会再有变化。

在心室内的血液量保持不变,直到心室压力低于心房压力。

一旦这种情况发生,第六阶段,即快速心室充盈期,就开始了。当心房压力超过心室压力时,两个房室瓣打开,血液迅速从心房流入心室。

房室瓣的打开导致心房压力迅速下降,这在心房压力曲线上表现为y波下降("y descent")。

一旦房室瓣打开,快速充盈心室会产生第三心音,这在儿童中通常可以听到,而在成人中,如果出现第三心音,这通常是容量超负荷或心室扩张的信号,表明心脏可能正在承受额外的负荷。

心脏周期的最后阶段也是最长的阶段,是减慢充盈期。

在这一阶段和前一个阶段,心室会接收到大约90%的血液,而剩下的10%则是在下一个心动周期的第一阶段,即心房收缩时进入心室。

换个角度,我们可以说在心房收缩之前,90%的心室充盈已经完成,因此这被称为被动心室充盈。在这个阶段,主动脉压继续下降。

以上图片内容来源:Osmosis.org
原文链接🔗:

https://www.osmosis.org/learn/Nitrogen_and_urea_cycle?from=/md/foundational-sciences/biochemistry-and-nutrition/biochemistry/biochemistry-and-metabolism/carbohydrate-metabolism

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