心脏血液循环

冠脉循环是供给心脏自身组织的血液循环。心脏不停歇的连续性工作,需要有充分的血液供应,因此,冠脉循环的工作十分重要。

(一)冠脉循环的解剖特点

冠状动脉发自主动脉根部,主干行走于心表面。左冠状动脉主要供给左心室前部,右冠状动脉主要供给右心室和左心室后部。冠状动脉的小分支常以垂直方向穿入心肌,并在心肌细胞之间形成丰富的毛细血管网。毛细血管与肌纤维平行地走行,通常一根肌纤维只有一条毛细血管供给。冠状循环的静脉血大部分汇入冠状窦而流回右心房,小部分通过小的静脉直接进入左、右心房和心室腔。冠脉循环的解剖特点,虽然有利于冠脉和心肌之间物质交换的顺利进行,但也存在很大的弊端。如心肌肥厚时,肌纤维直径增大,但毛细血管数量并不同步增长,这意味着肥厚的心肌容易发生供血不足。当冠脉突然发生阻塞时,需要较长时间才能建立侧支循环,因此极易导致心肌梗死。另外,冠脉小分支穿入心肌的方式也使血管在心肌收缩时容易受到压迫。

(二)冠脉循环的血流特点

1.冠脉血流丰富、流速快,摄氧率高 冠脉血流量丰富,安静状态下,每100g心肌的血流量为60~80ml/min,中等体重的人,其总的冠脉血流量为225 ml/min,占心排血量的4%~5%,而心脏的重量仅占体重的0.5%。剧烈运动时,冠脉血流量可增大4倍以上。由于冠脉循环途径短、血压高,血液从主动脉根部起,经过全部冠脉血管到右心房只需几秒钟就可完成,血流速度很快。血液流经冠脉循环后,血液含氧量由每100ml血液含氧20ml降到8.6ml,动静脉氧差每100ml为11.4ml;而其他器官的动静脉氧差每100ml仅为5~6ml。说明心脏的耗氧量远多于其他器官。冠脉循环的摄氧率已很高,氧的储备较少。因此,心肌对缺血缺氧非常敏感。当心肌需要较多氧供应时,主要是通过冠状动脉扩张来增加血流量,以增加对心肌的氧的供应。

2.冠脉血流的周期性波动 心肌的血液供应主要在心舒张期,这是因为冠脉的大部分分支均埋藏在心肌内,心肌收缩挤压其中的血管,使血流受阻,心肌舒张时血流才能畅通。这使冠脉血流受心肌舒缩的明显影响。尤以对左冠状动脉的影响更为显著。在等容收缩期,左冠状动脉受心肌收缩的强烈压迫,血流阻力增加,血流量锐减,甚至倒流。到快速射血期,冠状动脉压随主动脉压升高而升高,冠脉血流开始增多。但因心肌收缩挤压血管,冠脉血流量只有少量增加。当心室舒张开始,血压虽然降低,但冠脉所受的心肌收缩压迫解除,血流阻力显著减小,血流量迅速增加。一般情况下,每个心动周期中,左冠状动脉的血流量在心收缩期只有心舒期的20%~30%。由此可知,主动脉舒张压的高低,以及心舒张期的长短是决定冠脉血流量的重要因素。如舒张压过低或心舒张期过短都会使冠脉血流量显著减少。右冠状动脉的血流量亦随右心室的舒缩活动而发生变化,但右心室肌肉比较薄弱,收缩时对冠脉血流的影响不如左心室显著。安静情况下,右冠状动脉的血流量在心收缩期和心舒张期相差不多,甚至略多于心舒张期(图4-26)。

图4-26　实验犬心动周期中冠脉血流的变化

(三)冠脉循环血流量的调节

1.心肌代谢水平 心肌代谢水平是调节冠脉血流量最重要的因素。正常情况下,心肌代谢水平的高低决定着冠脉血流量的多少。实验证明,冠脉血流量与心肌代谢水平成正比。当心肌代谢增强,耗氧量增多时,冠脉血流量可突然增多,最多可增加5倍以上。此时,冠脉血管扩张的原因不是低氧本身,而是心肌代谢产物的作用,其中最重要的是腺苷。腺苷是在心肌代谢增强和局部氧含量降低时,由三磷腺苷分解的产物,具有强烈的舒张小动脉的作用。腺苷生成后几秒钟内即被破坏,因此不会引起其他器官的舒血管效应。心肌的其他代谢产物(如H+、CO2、乳酸等)也有舒血管作用,但作用较弱。

2.神经调节 冠状动脉受迷走神经和交感神经的双重支配。迷走神经对冠脉的直接作用是使其舒张。但在动物实验中,刺激完整机体的迷走神经,对冠脉血流量的影响较小。因为迷走神经兴奋时,心脏活动减弱,心肌代谢产物减少,这些因素抵消了迷走神经对血管的直接舒张作用。刺激交感神经,可使冠脉先收缩后舒张。早期出现的冠脉收缩是交感神经对冠脉的直接作用,而后出现的冠脉舒张,则是由于心肌活动加强,代谢水平提高,代谢产物增加而造成的继发性反应。总之,神经因素对冠脉血流量的调节很快就被心肌代谢所引起的血流变化所替代。

3.激素调节 肾上腺素和去甲肾上腺素可通过增强心肌代谢水平,加大心肌耗氧量,增加冠脉血流量。也可直接作用于冠脉血管上的α和β肾上腺素受体,引起冠脉血管的收缩或舒张。甲状腺素增多时,心肌代谢增强,可使冠状动脉舒张,血流量增大。血管紧张素Ⅱ和大剂量的血管升压素则可使冠脉血管收缩,血流量减少。

链接　心脏性猝死

心脏性猝死是指由于各种心脏原因引起的自然死亡,发病突然、进展迅速,死亡发生在症状出现后1h内。各种心脏病均可导致猝死,但以冠心病为最主要的原因,在西方国家可能占心脏病猝死原因的70%~80%,20%~25%的冠心病会以猝死为首发表现。发生心脏性猝死患者中有心肌梗死病史的占75%。心脏性猝死的第二大病因是各种心肌病。心脏病导致猝死的直接过程是急骤发生的严重室性心律失常——室性心动过速和心室颤动。此时心脏停止收缩,失去排血功能,医学上称之为心脏骤停。这类心律失常自行转复可能性甚小,如能及时救治,部分患者可成功复苏。简单而有效的救治方法是心肺复苏术——即心脏按压和人工呼吸。预防心脏性猝死,应注意以下几个方面:①增强定期查体及治病意识,及时发现及治疗各种心脏病。②养成良好的生活习惯,不吸烟、不酗酒、劳逸结合、健康饮食,进行规律的有氧运动。③经常测量血压,积极治疗高血压、高血脂、高血糖。④控制体重等。