第三节 血管生理 Physiology of vessel一、各类血管的功能特点一、各类血管的功能特点根据生理功能分类：1. 弹性贮器血管 Windkessel vessel

主、肺动脉主干及其发出的最大分支2. 分配血管 Distributive vessel

弹性贮器血管以后到小动脉前的分支

第三节 血管生理 Physiology of vessel一、各类血管的功能特点一、各类血管的功能特点根据生理功能分类：1. 弹性贮器血管 Windkessel vessel

主、肺动脉主干及其发出的最大分支2. 分配血管 Distributive vessel

弹性贮器血管以后到小动脉前的分支

3. 阻力血管 Resistance vessel 毛细血管前阻力血管 : 小动脉和微动脉 Precapillary resistance vessel 毛细血管后阻力血管 : 微静脉 Postcapillary resistance vessel4.4. 交换血管 交换血管 exchange vesselexchange vessel 指指真毛细血管真毛细血管 true capillarytrue capillary5.5. 容量血管 容量血管 Capacitance vesselCapacitance vessel 即即静脉血管 静脉血管 veinvein6. 6. 短路血管 短路血管 Shunt vesselShunt vessel

二、血流量、血流阻力和血压二、血流量、血流阻力和血压 (( 一一 )) 血流量和血流速度 血流量和血流速度 血流量 血流量 blood flowblood flow:: 单位时间内流过血管某一截面的血单位时间内流过血管某一截面的血 量，又称 量，又称容积速度容积速度。。 以 以 ml/min or L/minml/min or L/min 表示。。 血流速度 血流速度 velocity ofvelocity of blood flowblood flow:: 又称又称线速度线速度 ,, 血液中一个质点移 血液中一个质点移 动的速度，它与血流量成正比； 动的速度，它与血流量成正比； 与血管 与血管总总截面积成反比。 截面积成反比。

二、血流量、血流阻力和血压二、血流量、血流阻力和血压 (( 一一 )) 血流量和血流速度 血流量和血流速度 血流量 血流量 blood flowblood flow:: 单位时间内流过血管某一截面的血单位时间内流过血管某一截面的血 量，又称 量，又称容积速度容积速度。。 以 以 ml/min or L/minml/min or L/min 表示。。 血流速度 血流速度 velocity ofvelocity of blood flowblood flow:: 又称又称线速度线速度 ,, 血液中一个质点移 血液中一个质点移 动的速度，它与血流量成正比； 动的速度，它与血流量成正比； 与血管 与血管总总截面积成反比。 截面积成反比。

容积速度

线速度

主 A 中流速最快18-22 cm/s;Cap总截面积最大 , 流速最慢 0.03~0.07 cm/s

1.1. 泊肃叶定律 泊肃叶定律 Poiseuille’s lowPoiseuille’s low

单位时间内，液体流量单位时间内，液体流量 ((QQ)) 与管道两与管道两端压力差端压力差 ((PP11-P-P2)) 和半径和半径 ((rr44)) 成正比成正比 ,,与管长与管长 ((LL)) 成反比。成反比。 (( 该定律适用于该定律适用于层流情况层流情况 ))

K K 为常数为常数 ,, 与与液体粘滞度有关； ； η 为液体粘滞度；

1.1. 泊肃叶定律 泊肃叶定律 Poiseuille’s lowPoiseuille’s low

单位时间内，液体流量单位时间内，液体流量 ((QQ)) 与管道两与管道两端压力差端压力差 ((PP11-P-P2)) 和半径和半径 ((rr44)) 成正比成正比 ,,与管长与管长 ((LL)) 成反比。成反比。 (( 该定律适用于该定律适用于层流情况层流情况 ))

K K 为常数为常数 ,, 与与液体粘滞度有关； ； η 为液体粘滞度；

r 4(p1-p2) πr4(p1-p2) Q= K = L 8ηL r 4(p1-p2) πr4(p1-p2) Q= K = L 8ηL

2. 血流方式 ①层流 laminar flow ：液体中各质点流动方向均与血管长轴平行一致。

2. 血流方式 ①层流 laminar flow ：液体中各质点流动方向均与血管长轴平行一致。

层流情况下各层血液的流速

② 湍流 turbulent flow 血流速度加快到一定程度 , 液体中各质

点流动方向不一致。此时 , Q 与血管两端压力差平方根成正比。

产生涡流条件 :Reynolds 经验公式

VDρ (V 血液平均流速 ,cm/s) Ｒ e= (D 管腔直径 ,cm) η (ρ 血液密度 ,g/cm3) (η 血液粘滞度 ,dyn•s/cm2,

泊 )

Re>2000 发生湍流

( 二 ) 血流阻力 blood flow resistance

PP11- P- P2 2

8ηL8ηL Q Q ＝ ＝ R =R =

R πr R πr44

( 二 ) 血流阻力 blood flow resistance

PP11- P- P2 2

8ηL8ηL Q Q ＝ ＝ R =R =

R πr R πr44

η 为血液粘滞度 blood viscosity

与血液粘滞度相关的因素： ① 红细胞比容 ②血流切率 ③ 血管口径 ④温度

η 为血液粘滞度 blood viscosity

与血液粘滞度相关的因素： ① 红细胞比容 ②血流切率 ③ 血管口径 ④温度

相邻两层血液流速差与液层厚度的比值 ( 下图抛物线斜率 b/a)

与 ηL 成正比与 r4 成反比

层流

情况

下各

层血

液的

流速

ab

轴流Axial flow

1. 匀质液体粘滞度不随切率变化而改变 , 称牛顿液2. 非匀质液体粘滞度随切率减小而增大 , 称非牛顿液3. b/a 高 , 轴流明显 , 粘滞度低4.b/a 低 , RBC 向中轴集中趋势被碰撞抵消 , 粘滞度高

RBC向中轴集中

（三）血压 （三）血压 blood pressureblood pressure((BPBP))

1. 1. 定义：定义： 流动的血液对单位面积血管壁的侧压流动的血液对单位面积血管壁的侧压 力 力 (( 压强压强 ) )

单位单位 ::Pa(Pa( 牛顿牛顿 // 米米 22,N/m,N/m22)); ; mmHgmmHg

1mmHg =133Pa =0.133kPa1mmHg =133Pa =0.133kPa

（三）血压 （三）血压 blood pressureblood pressure((BPBP))

1. 1. 定义：定义： 流动的血液对单位面积血管壁的侧压流动的血液对单位面积血管壁的侧压 力 力 (( 压强压强 ) )

单位单位 ::Pa(Pa( 牛顿牛顿 // 米米 22,N/m,N/m22)); ; mmHgmmHg

1mmHg =133Pa =0.133kPa1mmHg =133Pa =0.133kPa

2.BP 的形成：(1)(1) 前提 : 血管内血液充盈—循环系统 平均充盈压 mean circulatory filling pressure

血液停止流动时，测得的循环系统 内的平均压力。高低取决于血量与 循环系统容量间的相对关系。 正常约为 7mmHg , 0.93kPa

(2)(2) 动力动力 :: 心室射血—心室射血— 射血能量 射血能量 (3)(3) 外周阻力外周阻力 ::

阻力大阻力大

(2)(2) 动力动力 :: 心室射血—心室射血— 射血能量 射血能量 (3)(3) 外周阻力外周阻力 ::

阻力大阻力大

动能 : 推动血液流动势能 : 对管壁侧压力 ( 压强能 )

动能 : 推动血液流动势能 : 对管壁侧压力 ( 压强能 )

阻力前 BP↑阻力后 BP↓阻力前 BP↑阻力后 BP↓

三、动脉血压和动脉脉搏三、动脉血压和动脉脉搏Arterial blood pressure aArterial blood pressure a

nd Arterial pulsend Arterial pulse

(( 一一 )) 动脉血压动脉血压

血液对动脉管壁的压强。血液对动脉管壁的压强。

三、动脉血压和动脉脉搏三、动脉血压和动脉脉搏Arterial blood pressure aArterial blood pressure a

nd Arterial pulsend Arterial pulse

(( 一一 )) 动脉血压动脉血压

血液对动脉管壁的压强。血液对动脉管壁的压强。

11 ．动脉血压的形成．动脉血压的形成 ①①血管内足够的血液充盈—前提血管内足够的血液充盈—前提

②②血流的动力血流的动力

③③血流的阻力—阻力血管尤其小动脉血流的阻力—阻力血管尤其小动脉 和微动脉的口径 和微动脉的口径 动脉壁顺应性 动脉壁顺应性 ((compliancecompliance))CC=△=△VV//△△PP

11 ．动脉血压的形成．动脉血压的形成 ①①血管内足够的血液充盈—前提血管内足够的血液充盈—前提

②②血流的动力血流的动力

③③血流的阻力—阻力血管尤其小动脉血流的阻力—阻力血管尤其小动脉 和微动脉的口径 和微动脉的口径 动脉壁顺应性 动脉壁顺应性 ((compliancecompliance))CC=△=△VV//△△PP

收缩期 －心室肌的收缩力舒张期 －大动脉弹性回缩力

（使血流连续不断并缓冲血压）

2. 2. 动脉血压的正常值动脉血压的正常值 1)1) 收缩压 收缩压 systolic pressuresystolic pressure

收缩期动脉血压的最高值收缩期动脉血压的最高值 100~120mmHg 13.3~16.0kPa100~120mmHg 13.3~16.0kPa

2)2) 舒张压 舒张压 diastolic pressurediastolic pressure

舒张末期动脉血压的最低值舒张末期动脉血压的最低值 60~80mmHg 8~10.6kPa

2. 2. 动脉血压的正常值动脉血压的正常值 1)1) 收缩压 收缩压 systolic pressuresystolic pressure

收缩期动脉血压的最高值收缩期动脉血压的最高值 100~120mmHg 13.3~16.0kPa100~120mmHg 13.3~16.0kPa

2)2) 舒张压 舒张压 diastolic pressurediastolic pressure

舒张末期动脉血压的最低值舒张末期动脉血压的最低值 60~80mmHg 8~10.6kPa

3) 脉压 = 收缩压－舒张压 30~40mmHg 4.0~5.3kPa 4) 平均动脉压＝舒张压＋ 1/3 脉压 约 100mmHg 5) 表示法： 110/70mmHg 6) 体循环各部分血压 : 克服阻力 , 消 耗能量有落差： 如主动脉平均压 100mmHg 直径 3mm 的动脉 95mmHg 微动脉 始端 85mmHg 毛细血管始端 30mmHg

3) 脉压 = 收缩压－舒张压 30~40mmHg 4.0~5.3kPa 4) 平均动脉压＝舒张压＋ 1/3 脉压 约 100mmHg 5) 表示法： 110/70mmHg 6) 体循环各部分血压 : 克服阻力 , 消 耗能量有落差： 如主动脉平均压 100mmHg 直径 3mm 的动脉 95mmHg 微动脉 始端 85mmHg 毛细血管始端 30mmHg

落差最大

3.3. 影响影响 Arterial pressureArterial pressure 的因素的因素 ①① 每搏输出量 每搏输出量 stroke volumestroke volume

每搏输出量↑每搏输出量↑→→ 收缩压↑ 收缩压↑ ,, 血流速快血流速快 →→舒张压升高不多舒张压升高不多→→脉压↑脉压↑ 收缩压高低主要反映搏出量的多少。收缩压高低主要反映搏出量的多少。 ②②心率 心率 heart rateheart rate 心率快心率快 ,, 舒张期短舒张期短→→流出少流出少 ,, 心舒末期 心舒末期 大 大 AA 内存血内存血↑↑→→舒张压↑舒张压↑ (( 收缩压虽收缩压虽也也 ↑↑ ,, 但不如舒张压升高明显但不如舒张压升高明显 ))→→ 脉压↓脉压↓

3.3. 影响影响 Arterial pressureArterial pressure 的因素的因素 ①① 每搏输出量 每搏输出量 stroke volumestroke volume

每搏输出量↑每搏输出量↑→→ 收缩压↑ 收缩压↑ ,, 血流速快血流速快 →→舒张压升高不多舒张压升高不多→→脉压↑脉压↑ 收缩压高低主要反映搏出量的多少。收缩压高低主要反映搏出量的多少。 ②②心率 心率 heart rateheart rate 心率快心率快 ,, 舒张期短舒张期短→→流出少流出少 ,, 心舒末期 心舒末期 大 大 AA 内存血内存血↑↑→→舒张压↑舒张压↑ (( 收缩压虽收缩压虽也也 ↑↑ ,, 但不如舒张压升高明显但不如舒张压升高明显 ))→→ 脉压↓脉压↓

③ 外周阻力 peripheral resistance 外周阻力↑→向外周流速变慢→舒张末 期动脉内存血多→舒张压↑→脉压↓ 舒张压高低主要反映外周阻力的大小④ 主动脉和大动脉的顺应性 ( 弹性贮器 作用 ):A 硬化 , 顺应性小→脉压↑ 使收缩压不致过高 , 舒张压不致过低， 维持一定的脉压⑤ 循环血量和血管容量的比例 二者相适应，产生体循环平均充盈压 , 维持正常血压

③ 外周阻力 peripheral resistance 外周阻力↑→向外周流速变慢→舒张末 期动脉内存血多→舒张压↑→脉压↓ 舒张压高低主要反映外周阻力的大小④ 主动脉和大动脉的顺应性 ( 弹性贮器 作用 ):A 硬化 , 顺应性小→脉压↑ 使收缩压不致过高 , 舒张压不致过低， 维持一定的脉压⑤ 循环血量和血管容量的比例 二者相适应，产生体循环平均充盈压 , 维持正常血压

（二）（二）动脉脉搏 动脉脉搏 Arterial pulseArterial pulse

每一心动周期中，动脉内压力每一心动周期中，动脉内压力 发生周期性变化，引起动脉管壁产 发生周期性变化，引起动脉管壁产 生的波动。在体表可扪及，如桡动 生的波动。在体表可扪及，如桡动 脉脉搏。 脉脉搏。 脉搏图脉搏图波形呈现有上升支和下降支。波形呈现有上升支和下降支。 切迹为降中峡 切迹为降中峡 ((dicrotic notchdicrotic notch),), 发发 生在主动脉瓣关闭的瞬间。 生在主动脉瓣关闭的瞬间。

（二）（二）动脉脉搏 动脉脉搏 Arterial pulseArterial pulse

每一心动周期中，动脉内压力每一心动周期中，动脉内压力 发生周期性变化，引起动脉管壁产 发生周期性变化，引起动脉管壁产 生的波动。在体表可扪及，如桡动 生的波动。在体表可扪及，如桡动 脉脉搏。 脉脉搏。 脉搏图脉搏图波形呈现有上升支和下降支。波形呈现有上升支和下降支。 切迹为降中峡 切迹为降中峡 ((dicrotic notchdicrotic notch),), 发发 生在主动脉瓣关闭的瞬间。 生在主动脉瓣关闭的瞬间。

动脉脉搏传播速度比血流速度快。管壁顺应性越大 , 脉搏传播速度越慢 :主 A=3~5m/s; 较大 A=7~10m/s; 小 A=15~35m/s

降中峡降中波

心室快速射血

异常波形异常波形 异常波形异常波形

四、静脉血压和静脉回流四、静脉血压和静脉回流Venous pressure and Venous returnVenous pressure and Venous return ( ( 一一 )) 静脉血压 静脉血压 中心静脉压中心静脉压 Central venous pressureCentral venous pressure 右心房或胸腔内大静脉的血压右心房或胸腔内大静脉的血压 正常值 正常值 4-12 cmH4-12 cmH

22OO ( (0.40.4 ～～ 1.2kPa1.2kPa)) 高低取决于心脏射血能力和回心血量高低取决于心脏射血能力和回心血量 之间的关系。是观察心血管功能状态 之间的关系。是观察心血管功能状态 , , 控制输液量和速度的重要指标控制输液量和速度的重要指标 外周静脉压外周静脉压 Petripheral venous pressurePetripheral venous pressure 各器官静脉的血压各器官静脉的血压

四、静脉血压和静脉回流四、静脉血压和静脉回流Venous pressure and Venous returnVenous pressure and Venous return ( ( 一一 )) 静脉血压 静脉血压 中心静脉压中心静脉压 Central venous pressureCentral venous pressure 右心房或胸腔内大静脉的血压右心房或胸腔内大静脉的血压 正常值 正常值 4-12 cmH4-12 cmH

22OO ( (0.40.4 ～～ 1.2kPa1.2kPa)) 高低取决于心脏射血能力和回心血量高低取决于心脏射血能力和回心血量 之间的关系。是观察心血管功能状态 之间的关系。是观察心血管功能状态 , , 控制输液量和速度的重要指标控制输液量和速度的重要指标 外周静脉压外周静脉压 Petripheral venous pressurePetripheral venous pressure 各器官静脉的血压各器官静脉的血压

（（二）重力对静脉 血压的影响 1. 血液受重力影响产生一定的静水压 ; 2. 各部分血管静水压的高低 , 取决于血管所处的位置与右心房水平之间的垂直距离 ; 3. 右房水平以下血管每下降 1cm, 静水压增高 0.77mmHg ；以上血管则重力作用使血压相应降低

（（二）重力对静脉 血压的影响 1. 血液受重力影响产生一定的静水压 ; 2. 各部分血管静水压的高低 , 取决于血管所处的位置与右心房水平之间的垂直距离 ; 3. 右房水平以下血管每下降 1cm, 静水压增高 0.77mmHg ；以上血管则重力作用使血压相应降低

（三）静脉血流 Venous blood flow

1. 静脉对血流的阻力：小，仅占体循 环总阻力 15% ，为毛细血管后阻力。 机体可通过对微静脉收缩状态的调 节来控制血液和组织液之间的液体 交换 , 间接影响循环血量。

（三）静脉血流 Venous blood flow

1. 静脉对血流的阻力：小，仅占体循 环总阻力 15% ，为毛细血管后阻力。 机体可通过对微静脉收缩状态的调 节来控制血液和组织液之间的液体 交换 , 间接影响循环血量。

2.2. 静脉回流及其影响因素静脉回流及其影响因素 ①① 体循环平均充盈压 体循环平均充盈压 ②② 心肌收缩力 心肌收缩力 ③③ 体位 体位 ④④ 骨骼肌的挤压作用 骨骼肌的挤压作用 ⑤⑤ 呼吸运动 呼吸运动

2.2. 静脉回流及其影响因素静脉回流及其影响因素 ①① 体循环平均充盈压 体循环平均充盈压 ②② 心肌收缩力 心肌收缩力 ③③ 体位 体位 ④④ 骨骼肌的挤压作用 骨骼肌的挤压作用 ⑤⑤ 呼吸运动 呼吸运动

五、微循环 五、微循环 MicrocirculationMicrocirculation

(( 一一 )) 微循环的组成及功能微循环的组成及功能 微动脉和微静脉之间微血管中 微动脉和微静脉之间微血管中 的血液循环。 的血液循环。

五、微循环 五、微循环 MicrocirculationMicrocirculation

(( 一一 )) 微循环的组成及功能微循环的组成及功能 微动脉和微静脉之间微血管中 微动脉和微静脉之间微血管中 的血液循环。 的血液循环。

1. 微循环的组成 : ① 微动脉 arteriole ② 后微动脉 metarteriole ③ 毛细血管前括约肌 precapillary sphincter ④ 真毛细血管 true capillary 　 ⑤通血毛细血管或直捷通路 thoroughfare channel ⑥ 动 - 静脉吻合支 arteriovenous anastomosis ⑦ 微静脉 venule

1. 微循环的组成 : ① 微动脉 arteriole ② 后微动脉 metarteriole ③ 毛细血管前括约肌 precapillary sphincter ④ 真毛细血管 true capillary 　 ⑤通血毛细血管或直捷通路 thoroughfare channel ⑥ 动 - 静脉吻合支 arteriovenous anastomosis ⑦ 微静脉 venule

捷 通血毛细血管

.

.

.

2.2. 血流通路及其功能：血流通路及其功能： (1)(1) 迂回通路迂回通路 (( 营养通路营养通路 ) ) 功能：物质交换功能：物质交换 特点：轮流开放　 特点：轮流开放　 (2)(2) 直捷通路直捷通路 thoroughfare channelthoroughfare channel

功能：部分血迅速回心，维持循 功能：部分血迅速回心，维持循 环血量 环血量 特点：常开放，交换少，回流快。 特点：常开放，交换少，回流快。

2.2. 血流通路及其功能：血流通路及其功能： (1)(1) 迂回通路迂回通路 (( 营养通路营养通路 ) ) 功能：物质交换功能：物质交换 特点：轮流开放　 特点：轮流开放　 (2)(2) 直捷通路直捷通路 thoroughfare channelthoroughfare channel

功能：部分血迅速回心，维持循 功能：部分血迅速回心，维持循 环血量 环血量 特点：常开放，交换少，回流快。 特点：常开放，交换少，回流快。

(3)(3) 动－静脉短路动－静脉短路 功能：调节体温 功能：调节体温 特点：常关闭，不交换，血流速度快， 特点：常关闭，不交换，血流速度快， 感染或中毒性休克 感染或中毒性休克 ((shockshock)) 时，时， 大量开放，可缩短循环途径， 大量开放，可缩短循环途径， 降低外周阻力，使血液迅速回 降低外周阻力，使血液迅速回 心。但可加重组织乏氧。 心。但可加重组织乏氧。

(3)(3) 动－静脉短路动－静脉短路 功能：调节体温 功能：调节体温 特点：常关闭，不交换，血流速度快， 特点：常关闭，不交换，血流速度快， 感染或中毒性休克 感染或中毒性休克 ((shockshock)) 时，时， 大量开放，可缩短循环途径， 大量开放，可缩短循环途径， 降低外周阻力，使血液迅速回 降低外周阻力，使血液迅速回 心。但可加重组织乏氧。 心。但可加重组织乏氧。

( 二 ) 微循环的血流动力学 ( 微循环的调节 ) Hemodynamics

真毛细血管关闭→ 代谢产物堆积、 Po2↓→ 后微 A 、毛细血 管前括约肌舒张

后微 A 、毛细血 管前括约肌收缩 ← 代谢产物被清除 ← 真毛细血管开放

( 二 ) 微循环的血流动力学 ( 微循环的调节 ) Hemodynamics

真毛细血管关闭→ 代谢产物堆积、 Po2↓→ 后微 A 、毛细血 管前括约肌舒张

后微 A 、毛细血 管前括约肌收缩 ← 代谢产物被清除 ← 真毛细血管开放局部代谢产物调节使组织总血流量与其代谢

水平相适应。 局部代谢产物调节使组织总血流量与其代谢水平相适应。

（三）血液与组织液之间的物质交换 1. 扩散 diffusion

2. 滤过和重吸收 filtration and reabsorption 3. 吞饮 pinocytosis

六、组织液的生成 formation of interstitial fluid ( 一 ) 组织液生成的动力 有效滤过压 effective filtration pressure

=Kf[ 毛细血管血压 (PC) ＋组织液胶体渗透压 (πif )]

-[ 血浆胶体渗透压 (πP) ＋组织液静水压 (Pif)]

其中 Kf 为滤过系数，大小取决于毛细血管壁对液体 的通透性和滤过面积。

六、组织液的生成 formation of interstitial fluid ( 一 ) 组织液生成的动力 有效滤过压 effective filtration pressure

=Kf[ 毛细血管血压 (PC) ＋组织液胶体渗透压 (πif )]

-[ 血浆胶体渗透压 (πP) ＋组织液静水压 (Pif)]

其中 Kf 为滤过系数，大小取决于毛细血管壁对液体 的通透性和滤过面积。

A 端 EFP=(30+15)-(25+10)=10mmHg( 滤过 )V 端 EFP=(12+15)-(25+10)=-8mmHg( 重吸收 )

( 二 ) 影响组织液生成的因素 1. 毛细血管血压 Cap 压↑ ( 如静脉回流受阻 )→组织液↑→水肿 2. 血浆胶体渗透压 胶渗压↓ ( 如肝功受损低蛋白 )→组织液↑→水肿 3. 淋巴回流 淋巴回流受阻 ( 如淋巴管炎 )→组织液积聚→水肿 4. 毛细血管通透性 毛细血管通透性↑ ( 如过敏 )→组织液↑→水肿