心臟是血液循環(huán)的動力裝置，在整個生命過程中不停地進行收縮與舒張相交替的活動，舒張時吸引壓力較低的靜脈血返回心臟，收縮時為血液射入壓力較高的動脈提供能量，推動血液沿單一方向循環(huán)流動。心臟的舒縮活動形式與水泵相似，因此，心臟具有泵血功能。心臟由左、右兩個心泵組成，右心將血液泵入肺循環(huán)，左心則將血液泵入體循環(huán)各個器官。心臟的泵血活動是由心肌的生理特性決定的，在功能上左、右心房是一個合胞體，左、右心室是另一個合胞體。由于房室收縮不同步，保證了心房與心室泵血的順序性和有效性。

（一）心率與心動周期

1．心率　每分鐘心跳的次數(shù)，稱為心率。正常成年人安靜時的心率為60～100／min，平均約75／min。心率有明顯個體差異，并受年齡、性別及其他生理因素的影響。新生兒心率可高達130／min以上，隨年齡增長而逐漸減慢，至15～16歲時接近成年人水平；成年女性心率稍快于男性；在安靜或睡眠時心率較慢，情緒激動或勞動時心率加快。

2．心動周期　心臟每收縮和舒張一次所經(jīng)歷的時間，稱為一個心動周期，包括收縮期和舒張期。由于心臟是由兩個合胞體構成，每一個心動周期包括心房的收縮期和舒張期以及心室的收縮期和舒張期。如以成年人平均心率75／min計算，則一個心動周期為0．8s。其中心房收縮期為0．1s，舒張期為0．7s；心室收縮期為0．3s，舒張期為0．5s。從心室開始舒張到心房開始收縮之前這段時間，心房、心室都處于舒張狀態(tài)，稱為全心舒張期，約0．4s（圖4－1）。由于推動血液流動主要依靠心室的舒縮活動，故臨床常把心室的收縮期和舒張期作為心臟的收縮期和舒張期，簡稱心縮期和心舒期。

圖4－1　心動周期

心動周期的長短與心率的快慢有關，兩者呈反比關系。當心率增快，則心動周期縮短，心縮期和心舒期均縮短，但心舒期縮短更明顯。因此，心率過快，對心臟的血液充盈和持久工作不利。

（二）心臟泵血過程

心臟泵血過程，左心和右心的活動基本一致。根據(jù)心動周期中心室內(nèi)壓力、容積、瓣膜開閉及血流方向，可將心室的泵血過程分為心室收縮期和心室舒張期。現(xiàn)以左心為例來討論心臟泵血過程（圖4－2）。

1．心室收縮期

（1）等容收縮期：心房收縮完畢進入舒張期，此時心室開始收縮，室內(nèi)壓迅速升高，當室內(nèi)壓超過房內(nèi)壓時，心室內(nèi)的血液推動房室瓣關閉；此時，室內(nèi)壓尚低于主動脈壓，動脈瓣仍處于關閉狀態(tài)。這段時期內(nèi)，房室瓣和動脈瓣均處于關閉狀態(tài)，心室內(nèi)無血液流動，心室肌雖在持續(xù)收縮，作用于不可壓縮的血液，心室容積并不改變，故稱等容收縮期，約持續(xù)0．05s。

（2）快速射血期：等容收縮期末，心室肌繼續(xù)收縮，室內(nèi)壓力持續(xù)上升，當室內(nèi)壓超過主動脈壓時，血液推開動脈瓣，順心室與動脈之間的壓力梯度迅速射入主動脈，心室容積迅速縮小，稱為快速射血期，歷時約0．10s。此期射血量約為總射血量的70%。

（3）減慢射血期：快速射血期之后，因大量血液射入主動脈而壓力升高，心室肌收縮力量和室內(nèi)壓開始減小，射血速度減慢，稱減慢射血期。此期歷時約0．15s，射血量約為總射血量的30%。此時室內(nèi)壓已略低于主動脈壓，但心室射出血液形成較大的動能，心室血液仍可依其慣性繼續(xù)射入主動脈。

2．心室舒張期

（1）等容舒張期：心室開始舒張后室內(nèi)壓迅速降低，當室內(nèi)壓低于主動脈壓時，動脈內(nèi)血液反流，推動主動脈瓣關閉；但此時，室內(nèi)壓尚高于房內(nèi)壓，房室瓣仍處于關閉狀態(tài)。這段時期內(nèi)動脈瓣和房室瓣均處于關閉狀態(tài)，心室內(nèi)亦無血液流動，心室容積不變，稱為等容舒張期，持續(xù)0．06～0．08s。

圖4－2　心臟的射血與充盈

（2）快速充盈期：等容舒張期末，心室肌繼續(xù)舒張，室內(nèi)壓持續(xù)下降，當室內(nèi)壓低于房內(nèi)壓時，房室瓣開放，心房和大靜脈內(nèi)的血液因心室舒張產(chǎn)生的負壓“抽吸”入心室，心室容積迅速增大，稱為快速充盈期，歷時0．11s。此期流入心室的血液量約占總充盈量的70%，是心室充盈的主要階段。

（3）減慢充盈期：快速充盈期之后，隨著心室內(nèi)血液的充盈，心室與心房、大靜脈之間的壓力差逐漸減小，血液流入心室的速度減慢，心室容積繼續(xù)增大，稱為減慢充盈期。此期歷時0．22s，充盈量約為總充盈量的30%。

3．心房收縮期　在心室舒張的最后0．1s，下一個心動周期的心房開始收縮，使房內(nèi)壓升高，將心房內(nèi)血液擠入心室，心室容積進一步增大。心房收縮擠入心室的血量只占總充盈量的10%～30%，可見，心房對心臟的泵血功能影響不大。

重點提示

心房顫動與心室顫動

臨床上心房顫動的患者，雖心房不能正常工作，但對心臟泵血功能卻無明顯影響。如心室發(fā)生顫動，則心臟的泵血功能明顯減弱，后果十分嚴重，將危及患者生命。

在心臟泵血過程中，血液能按一定方向流動取決于心瓣膜的開閉，而心瓣膜開閉取決于心瓣膜兩側(cè)壓力差大小，心內(nèi)壓大小取決于心室肌的收縮與舒張?，F(xiàn)將心動周期中心腔內(nèi)壓力、容積、瓣膜開閉與血流方向的變化歸納如下（表4－1）。

表4－1　心動周期中心腔內(nèi)壓力、瓣膜、血流、容積變化

注：射血期和充盈期均包括快速和減慢兩個時段，心腔內(nèi)壓力、瓣膜、血流、容積變化是一致的，只是程度不同

（三）心音

心音是由于心臟瓣膜關閉和血液流動撞擊心室壁引起振動所產(chǎn)生的聲音。在胸壁的一定部位可用聽診器聽取。每一個心動周期可聽到兩個心音，分別稱為第一心音和第二心音。

1．第一心音　第一心音發(fā)生在心縮期，是心室收縮開始的標志。特點是音調(diào)較低，持續(xù)時間較長。第一心音是由于心室收縮時房室瓣關閉、血流沖擊房室瓣以及心室射出的血液撞擊動脈壁引起振動而產(chǎn)生的。它的強弱可反映心室收縮的力量和房室瓣的功能狀態(tài)。

2．第二心音　第二心音發(fā)生在心舒期，是心室舒張開始的標志。特點是音調(diào)較高，持續(xù)時間較短。第二心音是由于心室舒張時動脈瓣關閉、血流沖擊主動脈根部和心室引起振動而產(chǎn)生的。它的強弱可反映動脈血壓的高低和動脈瓣的功能狀態(tài)。

正常人偶爾可聽到第三心音。第三心音發(fā)生在快速充盈期末，是一種低頻低振幅的心音。

重點提示

心雜音

心音聽取可判斷心率和心律是否正常，對診查瓣膜功能有重要的臨床意義。在一個心動周期中，除正常心音以外聽到的附加音，稱為心雜音。瓣膜關閉不全或狹窄時，均可使血液產(chǎn)生渦流而出現(xiàn)雜音。雜音產(chǎn)生的時間、性質(zhì)及強度是分析瓣膜損傷的依據(jù)。心雜音多見于心瓣膜病變、先天性心臟病和心肌病等。

（四）心泵血功能的評價

心臟的重要功能是泵血。正確評價心臟的泵血功能，是心臟生理研究和醫(yī)療實踐中的重要問題，現(xiàn)就以下常用的心功能評價指標進行介紹。

1．每搏排血量和射血分數(shù)　一側(cè)心室每收縮一次射出的血量，稱為每搏排血量，簡稱搏出量。在安靜狀態(tài)下，正常成年人搏出量平均70ml（60～80ml）。心舒期末由于血液充盈，心室容量可達約145ml，稱為心室舒張末期容量。每搏排血量占心室舒張末期容積的百分比，稱為射血分數(shù)，健康成年人安靜時為55%～65%。射血分數(shù)的大小和每搏排血量以及心室舒張末期容量有關。心功能減退時，由于心室舒張末期容量增加，搏出量可不減少，但射血分數(shù)卻明顯下降。因此，射血分數(shù)是評定心泵血功能的重要指標。

2．每分心排血量和心指數(shù)　每分鐘由一側(cè)心室射出的血量，稱為每分心排血量，亦稱心排血量。心排血量等于每搏排血量乘以心率。心率若以75／min計算，心排血量為4．5～6．0L／min。心排血量與機體代謝、性別、年齡等因素有關，并受情緒激動、肌肉運動等生理因素的影響，相同條件下女性約低于男性。人體安靜時的心排血量與體表面積成正比。通常把空腹和安靜狀態(tài)下，每平方米體表面積的心排血量稱為心指數(shù)。一般身材成年人的體表面積為1．6～1．7m2，以安靜時心排血量5．0～6．0L／min計算，則心指數(shù)為3．0～3．5L／（min·m2）。它是分析比較不同個體心功能常用的評定指標。

（五）心泵血功能的調(diào)節(jié)

在人體內(nèi)，心臟的泵血功能是隨不同生理狀況的需要而改變的。心排血量的大小決定于搏出量和心率，凡能改變搏出量和心率的因素均可影響心排血量。

1．搏出量的調(diào)節(jié)　在心率不變的情況下，搏出量的多少取決于心肌前負荷、后負荷和心肌收縮的能力。

（1）心室舒張末期容量（心肌前負荷）：心室舒張末期容量相當于靜脈回心血量與心室射血后的剩余血量之和。在一定范圍內(nèi)，心室舒張末期容量越大，心肌前負荷增加，心肌纖維初長度增長，心肌收縮力增強，搏出量增多；相反，搏出量減少。臨床上，如機體大失血、嚴重脫水時，可因循環(huán)血量不足，心室舒張末期容量減少，心肌前負荷減小，收縮力減弱，搏出量減少。如靜脈輸液或輸血量過大，速度過快，可使靜脈回心血量增加，造成心肌前負荷過大，心肌纖維超過最適初長度時，心肌收縮力反而減弱，使搏出量減少。這種通過心肌纖維初長度改變來調(diào)節(jié)搏出量的方式，稱為異長自身調(diào)節(jié)。

（2）動脈血壓（心肌后負荷）：動脈血壓是心肌收縮時的阻力即后負荷。在其他因素不變的條件下，動脈血壓升高，心室收縮所遇阻力增大而導致動脈瓣開放推遲，等容收縮期延長，射血期縮短，射血速度減慢，使搏出量減少。搏出量減少勢必造成心室內(nèi)剩余血量增多，如果此時靜脈回流量不變，將使心室舒張末期容量增加，心肌初長度增加，又可通過異長自身調(diào)節(jié)來增強心肌收縮力，使搏出量恢復到正常水平。但動脈血壓如果長期升高，可因心肌肥厚失代償而導致心力衰竭。

（3）心肌收縮能力：心肌收縮能力是指心肌本身的一種內(nèi)在特性。這種心肌收縮能力的改變與心肌初長度無關。在心肌初長度不變的條件下，心肌本身收縮強度和速度改變而引起搏出量改變的調(diào)節(jié)方式，稱為搏出量的等長自身調(diào)節(jié)。如運動時心交感神經(jīng)興奮，血液中腎上腺素釋放增多或使用強心藥物（如洋地黃）時，收縮能力增強，搏出量增加；反之，如心迷走神經(jīng)興奮，血液中乙酰膽堿釋放增多時，心肌收縮能力減弱，搏出量減少。

重點提示

高血壓治療

對高血壓病或高血壓性心臟病所致心力衰竭者，原因在于心肌后負荷增大，臨床治療使用擴張血管的藥物降低動脈血壓，減輕心肌后負荷，增加搏出量，對改善心功能是有益的。

2．心率的調(diào)節(jié)　在一定范圍內(nèi)，心率增加可使心排血量相應增加。當心率增減至某一臨界水平，心排血量減少。如心率過快高于180／min，因心舒期明顯縮短，心室充盈量顯著減少，將引起心排血量減少；心率過慢低于40／min，心排血量亦明顯減少。

（六）心泵功能的貯備

心排血量隨機體代謝需要而增加的能力，稱為心力貯備。健康成年人安靜時心排血量為4．5～6L／min，劇烈運動或強體力勞動時，最大心排血量可增加到30L／min。說明健康成年人有相當大的心力貯備。心臟的貯備能力取決于心率與搏出量的貯備。

1．心率貯備　心率的最大變化約為靜息時的2倍以上，運動、情緒激動、強體力勞動等均可充分動用心率貯備，使心排血量增加2～2．5倍，但心率過快心排血量反而減少。

2．搏出量貯備　搏出量是心室舒張末期容量與收縮末期容量之差。搏出量貯備分為舒張期貯備和收縮期貯備。靜息狀態(tài)下心室舒張末期容量145ml，因心室不能過度擴大，一般只能擴大到160ml左右，因此，舒張期貯備僅約15ml。安靜時心室收縮末期容量約為75ml，心肌強力收縮時能射出更多的血，使心室剩余血量不足20ml，可見，通過動用收縮期貯備，可使搏出量增加55～60ml，收縮期貯備遠比舒張期貯備大。

重點提示

健身提高心力貯備

堅持體育鍛煉可增加心力貯備。經(jīng)常進行體育鍛煉可使心肌纖維增粗，心肌收縮力增強，收縮期貯備增加；同時，心率貯備也增加。訓練有素的運動員在安靜時心率較慢，但運動時心率明顯增加，說明經(jīng)常進行體育鍛煉可增進心臟健康，提高心力貯備。因此，全民健身，對提高全民族的身體素質(zhì)是十分有益的。