自主神经系统对心脏的调节、心输出量以及心脏周期

Heart Regulation by Autonomic Nervous System, Cardiac Output and Cardiac Cycle

2020年4月16日Ankur Choudhary (noreply@blogger.com)AI 专业翻译
自主神经系统对心脏的调节
窦房结(SAN)是心脏肌肉的“脉冲发生器”,负责调节心率。在没有外界影响的情况下,窦房结的起搏频率可以假设为每分钟100次(bpm)。然而,实际的心率和心输出量会因个体差异而有所不同。神经冲动或激素可以通过影响窦房结中的细胞来改变其产生电脉冲的速度,从而影响心跳的频率和幅度,进而影响心脏的输出功能。

自主神经系统
自主神经系统(ANS)负责维持体内平衡和多种身体功能。在这个系统中,心脏会收缩,其跳动频率会增加。血管的外周阻力也受到这种激素的调控。一个正常运作的神经系统依赖于交感神经和副交感神经活动的协调。

副交感神经
通过迷走神经(CN X),副交感神经信号被传递到心脏。迷走神经与窦房结(SAN)和房室结(AVN)的节后细胞之间的突触连接发生在心房心室结内部。当乙酰胆碱被激活时,它会与M2受体结合,导致起搏电位下降。因此,心率会减慢(这是一种负性变时作用)。

同情的;表示理解的
从交感干中,节后纤维支配窦房结(SAN)和房室结(AVN),这些是向心脏传递交感信号的主要途径。由于节后纤维释放去甲肾上腺素,B1肾上腺素受体开始增强心脏起搏电位的斜率。因此,你的心率和收缩力会增加(正性变时作用)和正性肌力作用。在副交感神经通路中,静息时的心率约为60次/分钟,因为副交感神经通路主导窦房结的活动。当副交感神经的抑制作用减弱时,心率会升高,通常会超过100次/分钟。最初,心率的增加是由于交感神经活动的增强所致。

**压力感受器反射**
压力感受器(baroreceptors)位于主动脉弓和颈动脉窦中,属于机械感受器(mechanoreceptors)。它们的主要功能是检测动脉的伸展和张力变化。这些区域的另一个功能是感知动脉压力的变化,并将这些变化传递给延髓(medulla oblongata)。大脑中的延髓中枢负责控制自主神经系统的反应,并根据压力感受器提供的信息来协调相应的生理反应。

当动脉压力升高时,迷走神经通路被激活,从而导致心率下降。同时,这一过程还能降低动脉压力并增加血管的舒张程度。

当动脉血压下降时,交感神经系统被激活,导致心跳加快和心肌收缩力增强。结合血管的收缩作用,这些因素共同促进了动脉血压的回升。

**心脏周期**
心跳表现为肌肉的收缩和放松,这两个过程共同构成了一个心脏周期。肌肉收缩时称为“收缩期(systole)”,而放松时则称为“舒张期(diastole)”。

心脏周期的各个阶段
以74 bpm(每分钟74次心跳)为例,每个心跳周期持续0.8秒。心房收缩时称为心房收缩期(atrial systole),而心室和心房同时放松时称为心室舒张期(cardiac diastole)。无论描述从何时开始,都不影响它所描述的心动周期阶段。选择这个周期是为了说明心房的充盈过程。每次心跳都会使富含氧气的血液通过上腔静脉(superior vena cava)和下腔静脉(inferior vena cava)流入右心房,而缺氧的血液则通过肺静脉(pulmonary veins)流入左心房。血液通过房室瓣(atrioventricular valves)被动地流入心室。

心房收缩波由位于两个心房之间的窦房结(SA node)触发,这使得心房排空,同时完成心室的充盈过程(心房收缩持续0.1秒)。在心房与心室之间的电信号传递过程中,房室结(AV node)会减慢电信号的传播速度,从而产生延迟。由于这种延迟,心房收缩的机械活动会滞后于电信号活动大约一小段时间。当心房将血液完全排入心室后,心室才开始收缩。在短暂的延迟过后,房室结会向心室肌肉发送电信号,该信号通过房室束(AV bundle)、束支(bundle branches)和浦肯野细胞(Purkinje cells)传递到心室肌肉。在0.3秒内,一个向上的收缩波会同时作用于两个心室,将血液泵入肺动脉和主动脉。

在收缩的心肌中,血液从心室被泵出时会产生高压,这种高压会使得房室瓣关闭,从而防止血液回流到心房。心室收缩后,心房和心室会经历一段长时间的放松期:心脏的舒张期持续0.4秒。这段时间是心肌为下一次心跳做准备的时候,同时也是心房重新充盈、为下一个循环做准备的时刻。心脏瓣膜以及大血管的开启和关闭受到心脏腔室内压力的影响。心房的充盈和收缩过程表现为房室瓣保持开放状态,而心室肌肉则处于放松状态。

当心室收缩时,这些腔室内的压力会迅速增加,当压力超过心房压力时,心房瓣膜和心室瓣膜会关闭。随着心室压力的升高,血液会流入肺动脉瓣和主动脉瓣,从而使这些血管开始工作。在相反的过程中,当心室放松时,心室内的压力会下降。在肺动脉瓣和主动脉瓣关闭之后,房室瓣膜会打开,从而在心脏内部形成一个循环。血液只能通过一系列依次开闭的瓣膜单向流动。

心输出量
一个人的心输出量可以通过计算每分钟从心室中泵出的血液量来计算。每搏输出量(stroke volume)指的是每次心室收缩时泵出的血液量。一个健康的成年人在静息状态下的每搏输出量约为70毫升,其心输出量约为5升/分钟。将每搏输出量乘以心输出量(单位为升/分钟),运动员的心输出量可以增加到25升/分钟甚至35升/分钟,以满足体育锻炼的需求。当心脏进行运动时,心血管储备能力会增加。当组织需要更多的氧气和营养物质时,心率和每搏输出量也可能需要增加。



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