每一心动周期,心脏射血一次。射血时,心脏的收缩活动提供血液流动的动力,而心内瓣膜的活动控制着血流的方向。现以左心为例,分析心脏射血和充盈过程(图4-11)。
(一)心室收缩与射血
1.等容收缩期 心室开始收缩前,心房已收缩完毕并转入舒张。此时,室内压低于房内压和动脉压,房室瓣处于开放状态,动脉瓣处于关闭状态。心室开始收缩,室内压迅速升高,当室内压高于房内压时,房室瓣立即关闭。室内压继续上升,在低于主动脉压之前,主动脉瓣仍处于关闭状态。从心室肌开始收缩到主动脉瓣开放之前,心室内血液量不变,心室容积不发生变化,此期称为等容收缩期(isovolumic contraction peried),历时约0.05s。心室肌强烈的等长收缩使室内压急剧上升,故此期的特点是心室容积不变(等容)而压力急剧升高。
2.快速射血期 心室肌继续收缩,当室内压超过主动脉压,主动脉瓣即被血液冲开,血液被迅速射入主动脉,这一时期称为快速射血期(rapid ejection period),历时约0.1s。射血后心室容积迅速缩小,射出的血量占总射血量的80%~85%。
3.减慢射血期 快速射血期后,动脉内血液量增多,压力增大。同时心室内血液量减少,心室收缩力下降,射血速度减慢,称减慢射血期(reduced ejection period),历时约0.15s。此时,室内压已略低于主动脉压,血液依其惯性作用,逆着压力差继续流入主动脉。
图4-11 心脏泵血过程
■.房内压;□.室内压
.动脉压
(二)心室舒张与充盈
1.等容舒张期 心室肌开始舒张,室内压急剧下降,当室内压低于主动脉压,主动脉瓣在血液推动下关闭,以阻止主动脉血液反流入心室。从主动脉瓣关闭到房室瓣打开之前,心室内容积无变化,而心室肌在舒张,称为等容舒张期(isovolumic relaxation period),历时0.06~0.08s。由于心室肌舒张,室内压迅速下降。
2.快速充盈期 心肌继续舒张,心室内压力继续下降刚低于心房压力时,房室瓣即开放,心房和大静脉血液因心室舒张产生的抽吸作用迅速流入心室,称为快速充盈期(rapid filling period),历时约0.11s。此期进入心室的血液量占总充盈量的2/3,心室容积急剧增大。
3.减慢充盈期 随着心室的血液充盈,心室与心房及大静脉之间的压力差减小,血液流入心室速度减慢,称为减慢充盈期(reduced filling period),历时约0.22s。
4.心房收缩期 心室舒张末期,心房开始收缩,心房内压力迅速升高,房室瓣处于开放状态,心房将其内的血液进一步挤入心室,此期称为房缩期,历时约0.1s。心房收缩时挤入心室的血量约占每个心动周期中进入心室的总血量的1/3。所以心房收缩对心室充盈仅起辅助作用。
综上所述,推动血液在心房与心室之间以及心室与主动脉之间流动的主要动力是压力梯度。心室肌的收缩和舒张是造成室内压变化以及形成室内压与房内压、主动脉压之间的压力梯度的根本原因。心室肌的收缩造成室内压上升推动射血,而心室肌的舒张造成室内压急剧下降形成抽吸力是心室快速充盈的主要动力。房室瓣和动脉瓣的开启和关闭完全取决于瓣膜两侧的压力梯度,是一个被动过程。瓣膜的活动保证了血液的单方向流动和室内压的急剧变化,有利于心室射血和充盈。如果瓣膜关闭不全,血液将发生反流,影响心脏的泵血功能(图4-12)。
图4-12 心动周期中左心室内压力、容积和瓣膜的变化
1.房缩期;2.等容收缩期;3.快速射血期;4.减慢射血期;5.等容舒张期;6.快速充盈期;7.减慢充盈期
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