第1章 心脏和血管的生物学特征

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　　心血管系统由哪些器官组成？其功能如何？

　　广义的心血管系统由心脏、动脉、毛细血管和静脉组成，血液在其中循环流动。心血管系统的主要功能是物质运输，即将消化系统吸收的营养物质和肺吸收的氧气运送到全身器官、组织及细胞；同时将组织和细胞的代谢产物及二氧化碳运送到肾、肺和皮肤排出体外，保证机体新陈代谢的不断进行；此外，还具有运送体内一些分泌激素、维持机体内环境内外理化特性的相对稳定以及机体防卫功能、内分泌功能等重要作用。

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　　血液在人体内是如何循环的？

　　血液在人体内的循环分大循环（体循环）和小循环（肺循环）。

　　体循环中血液由左心室搏出，流经主动脉及其派生的若干动脉分支，进入相应的器官。动脉再经多次分支，管径逐渐变细，血管数目逐渐增多，最终到达毛细血管，在此与周围的组织、细胞进行物质和气体交换，血液中的氧和营养物质被组织吸收，而组织中的二氧化碳和其他代谢产物进入血液中，动脉血变为静脉血。再通过各级静脉，最后经上、下腔静脉及心冠状静脉窦返回右心房。

　　肺循环中血液由右心室搏出，经肺动脉干及其各级分支到达肺泡毛细血管进行气体交换，在此排出二氧化碳，吸收新鲜氧气，变静脉血为动脉血，再经肺静脉进入左心房。

　　体循环的路程长，流经范围广，以动脉血滋养全身的脏器和组织，并将全身的代谢产物和二氧化碳运回心脏。肺循环路程较短，只通过肺，主要使静脉血转变成氧饱和的动脉血。

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　　血液在心脏内是如何流动的？

　　如前所述，流回到心脏的静脉血通过两条最大的静脉（上、下腔静脉）回流到右心房。当其充盈后，将血液推入右心室。然后，经过肺动脉瓣，右心室将血液泵入肺动脉进入肺脏。在肺脏内，血液流经广泛分布于肺泡周围的细小毛细血管床，并与肺泡内的气体进行气体交换，吸收氧气和释放二氧化碳（通过呼气排出）。随后，这些富氧血液通过肺静脉流入左心房。当左心房充盈后，将这些富氧血液推入左心室。然后，经过主动脉瓣将血液泵入全身最大的动脉——主动脉。

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　　心脏位于人体哪个部位？重量大约是多少？

　　心脏在人体胸腔的中部（中纵隔内），位于胸骨体和第2至第6肋软骨后方，第5至第8胸椎前方，膈肌的上方，二肺之间。如果沿人体正中画一条线，心脏的1\/3在线的右侧，2\/3在左侧，而且由于在发育过程中，心脏会沿纵轴向左轻度旋转，所以右半心在右前，左半心偏居左后。

　　心脏是人体内泵血的肌性动力器官，重约300g，约占人体重量的0.5%，其大小相当于本人的拳头。有趣的是，它的强弱也常和拳头的强弱成正比。一个粗手粗脚的人（多半是体力劳动者），除了拥有一副较大的拳头之外，同时也拥有一个强大的心脏。反之，一个细手细脚的人（多半是脑力劳动者），则多半具有较小的心脏。心脏重量及大小随年龄增长，一般男性大于女性。

　　心脏的有关数据：男性280~340g，大于350g为心脏肥厚；女性230~280g，大于300g为心脏肥厚。心底至心尖：约12（11~15.5）cm，心脏最大横径：8~9cm，心脏前后径：男性7.6~12.9cm、女性7~10cm。

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　　与心脏相邻的器官有哪些？

　　心脏前方隔着心包，大部分被肺及胸膜遮盖，小部分区域隔着心包，与胸骨体下部左半及左侧第4、5肋软骨相邻。青春期以前未退化的胸腺居于心包的前上方。心脏后方隔着心包邻近支气管、食管、迷走神经和胸主动脉等。心脏两侧隔着心包及纵隔胸膜与肺相邻。心脏下方为膈肌。

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　　心脏的外形如何？

　　心脏如倒置的、呈前后稍扁的圆锥体，近似一个桃子的形状，分心尖、心底。心尖钝圆，朝向左前下，与胸前壁邻近，其体表投影在左胸前壁第五肋间隙锁骨中线内侧1~2cm处，在此处可看到或摸到心尖搏动。心尖可以自身活动。心底是大血管出入的部位，有上腔静脉、肺动脉、主动脉和肺静脉，因而较为固定。

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　　心脏的结构是怎样的？

　　心内部被心肌（称作房间隔和室间隔）分隔为互不相通的左、右两半，每半又分为心房和心室，因而形成四个腔，即左心房、左心室、右心房和右心室。同侧心房和心室之间经房室口相通：右心房与右心室之间有三个近似三角形的帆状瓣膜，称三尖瓣，左心房与左心室之间有两个淡乳白色半透明帆状瓣膜，称二尖瓣。动脉口处均有瓣膜，在右心室与肺动脉之间的三个半月形瓣膜，称肺动脉瓣。在左心室与主动脉之间又有三个半月形瓣膜，称主动脉瓣。

　　同样由于心脏向左旋转，所以右心房、右心室偏于右前上方，而左心房、左心室偏于左后下方。

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　　右心房的内部解剖结构如何？

　　右心房有三个入口，一个出口。入口即位于腔静脉窦的上、下腔静脉口，位于下腔静脉口与右房室口之间的冠状窦口，接受来自上下腔静脉和冠状窦的静脉血。出口即右房室口，位于冠状窦口的前方沟通右心房和右心室。

　　心房的房间隔上有一个拇指大小的陷凹称为卵圆窝，是胎儿卵圆孔退化的遗迹，是胚胎时期左、右心房的交通孔-卵圆孔，出生后逐渐闭合。若出生半年以上卵圆孔不闭合，就形成一种叫卵圆孔未闭的先天性心脏病。

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　　右心室内有哪些结构？

　　右心室接受右心房输出的血液。

　　右室有出、入口各一。入口即右房室口，周缘附有3块叶片状瓣膜，即三尖瓣。瓣膜垂向室腔，并借许多线样的腱索与心室壁的3组乳头肌相连。出口称为肺动脉口，周缘有3个半月形袋状瓣膜，称肺动脉瓣。右心室壁较左心室壁薄，以称为肉柱（trabeculaecamae）的不规则肌脊为特征。

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　　左心房的内部结构如何？

　　左心房接受来自肺静脉的富氧血。心房内部除左心耳外是光滑的，左心耳排列着梳状肌。由于心耳内面有梳状肌而表面凸凹不平，易使血流产生旋涡和流速减慢，在某些病理情况下（如风湿性心脏病），左心耳内易形成血栓，脱落后可引起四肢或脑栓塞等严重后果。

　　左房有4个入口、1个出口。在左心房后壁的两侧，各有一对肺静脉口，为左、右肺静脉的入口。左心房的前下方有左房室口，通向左心室。

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　　左心室的内部结构是怎样的？

　　左心室接受来自左心房的血液并将血液经主动脉及其分支输送到身体各处。

　　左心室有出入口各一，入口即左房室口，周缘附有左房室瓣（即二尖瓣），因其形状很像僧侣的帽子，因此又称做僧帽瓣。二尖瓣也借腱索与室壁的2组乳头肌相连，左室的乳头肌较右室者强大。出口为主动脉口，周缘也附有3个半月形的袋状瓣膜，称主动脉瓣。

　　室间隔由上部的隔膜部分和下部的肌肉部分组成，隔膜部分通常是新生儿室间隔缺损的部位。

　　左心室壁最厚，约为右心室壁的3倍。

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　　心脏的主要功能是什么？

　　心脏是连接动、静脉的枢纽，其主要功能是泵功能，即推动血液流动，向器官、组织提供充足的血流量，从而起到以下作用。①供应氧和各种营养物质，并带走代谢的终产物（如二氧化碳、尿素和尿酸等），使细胞维持正常的代谢和功能。简言之，心脏是通过从躯体收集缺氧血液，并将其泵入肺，在经过充分气体交换后，心脏将富氧血液泵到全身组织器官。②运送各种内分泌的激素和一些其他体液物质。③血液防卫机能的实现，以及体温相对恒定的调节，也都要依赖血液在血管内不断循环流动。

　　其次，它还具有内分泌的功能。

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　　心脏是如何搏动的？

　　正常人的心脏每分钟搏动60~100次。每次心搏包括心脏各腔室松弛的舒张期（充盈血液）及心腔收缩的收缩期（泵出血液）。心脏实际上是由两个血液泵连接而成，即右心及左心两个泵系统，每个血液泵又由两部分组成：右心房和右心室，左心房和左心室。血液从心房进入心脏，然后流入下方的心室中。心室壁非常肥厚，有助于将血液泵出心脏。

　　两个心房一起收缩和舒张，两个心室也一起收缩和舒张，但心房与心室的动作是不同步的。

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　　心脏的血液供应是怎样的？

　　心脏不停地跳动，心脏本身还必须有充足的血液供应，才能提供充足的氧气和养分以昼夜不停地工作。这一艰巨任务由心脏自身的动静脉系统来完成，即心脏具有自身的血液供应系统。动脉系统—冠状动脉，它开口于主动脉的根部，然后在心肌中有大小分支，源源不断地供给心脏需要的氧和营养物质。在心脏的微循环进行氧气和养分的交换后，经各级静脉系统回流到冠状静脉窦返回右心房。由于收缩时心脏受到很大压力，因此大部分血液都在舒张期流经冠脉循环，即心脏的血液供应主要是在舒张期完成。

　　如冠状动脉有病损时（冠状动脉粥样硬化）即会引发冠心病、心肌梗死等危险。

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　　心脏的工作量有多大？

　　心脏从胚胎两三周开始跳动一直到寿终才停止工作。初生婴儿每分钟跳动约180次，6岁至成年人每分钟为60~90次不等。每分钟按75次计，一昼夜跳动10800次。它每跳1次即为1次脉搏。心脏每次跳动可输出50~70ml血液。以75次\/min计，每分钟输出5000ml，一昼夜输出7.2L。如此推算一个人的心脏一生泵血所做的功，大约相当于将30吨重的物体向上举到喜马拉雅山顶峰所做的功。这还是在安静时的数字，如在剧烈运动的情况下，心的输出量还要增加7~8倍才能供给身体各部的需要，可见心脏的工作量令人叹为观止。

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　　心脏为什么会跳动？

　　19世纪末科学家们在右心房上腔静脉入口处发现了窦房结，在心房心室间发现了房室结，在房室结与心室肌肉之间又发现了浦肯野纤维。就是由窦房结→房室结→浦肯野纤维组成了传送心脏跳动“指令”的特殊电流传导系统。心脏的各种自律细胞均具有自动兴奋的能力，因此都能对心脏跳动发挥起搏作用。但是，不同自律细胞的节律性高低各不一样。节律最高的是窦房结，约为100次\/min。

　　位于右心房外侧的窦房结是心脏的生理起搏点，窦房结有节律地发放冲动，通过心脏的传导系统将信号传递到心肌细胞，引起心房和心室肌有规律的、顺序发生的收缩和舒张。

　　当窦房结有病变时，只能靠房室结和浦肯野纤维维持心跳，每分钟只能跳50次以下，满足不了身体的需要，同时还可引发多种心律失常，甚者可引起心搏停止，这就需要安装心脏起搏器。

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　　血液在心脏内为什么能有序地流动？

　　我们已经初步了解了心脏的结构，有四个心腔、两个房室瓣、两个动脉瓣。左、右心房及左、右心室好似四间房子，每个通道口好似门，瓣膜好似“门扇”。从左心房通左心室的“门扇”即二尖瓣；从右心房通右心室的即三尖瓣；左心室通向主动脉（体循环）的即主动脉瓣；右心室通向肺动脉的即肺动脉瓣。它们的开闭管辖着血液的流向和流量。

　　当心室舒张时，房室瓣打开，血流从心房流向心室。当心室收缩时，血液冲开动脉瓣并分别进入主动脉和肺动脉，而当心室舒张时，这两组动脉瓣膜闭拢阻断了血液的通路，血液只好在主动脉、肺动脉内顺着管腔向远端流去。左右两侧心房与心室间的间隔，使体内血液只能遵循一定方向流动。心脏各瓣膜只能单向开放，保证了血液向一个方向循环。

　　所以，是瓣膜的单向开放功能，再加上心室、心房的收缩、舒张活动推动血液单向流动。当瓣膜发生病变时，如风湿性心脏瓣膜病，它就会变硬、缩短、狭窄或关闭不全，血液的方向和流量就会发生异常。

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　　为什么有的人是右位心？右位心的人是否易患心脏病？

　　正常人的心脏应在胸腔的左侧，但有极少数正常人的心脏在胸腔的右侧，好像正常人左侧心脏的镜中像。单纯的右位心不会引起病理变化和不适。往往在体检时才发现，这种人与心脏位置正常的人患心脏病的机会均等。但右位心有时与其他先天性畸形疾病同时存在。

　　右位心可分为下列几种：①单纯右位心，其心尖部指向右前方，心内各腔室的关系基本维持正常，其他内脏无转位。位心伴有其他内脏转位，心脏是其中转位器官之一，各心腔与大动脉的关系正常。③假性右位心，心腔与血管的位置关系仍正常，可因肺、胸或膈肌病变，使心脏向右移位。

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　　心脏在整个心动周期中是怎样活动的，心脏不停地跳动会不会感到疲劳？

　　心脏的活动是依靠心肌的收缩和舒张来完成的。心脏每收缩和舒张一个过程，称为一个心动周期。先是两个心房收缩，紧接着是两个心室收缩，心房舒张时心室收缩。这样心脏不停地收缩与舒张，推动血液循环。除非生命终止，否则心脏一直在周而复始地活动。但心肌并不会感到疲劳。这是因为在一个心动周期中，收缩期后心脏自然地松弛而进入舒张期。在这个舒张期中，心脏就得到了充分的休息。按心率（每分钟心脏跳动次数）75次\/min计算，则一个心动周期占0.8秒，心房收缩占0.1秒，心房舒张占0.7秒，心室收缩期占0.3秒，舒张期0.5秒。由此可见心房及心室肌肉在这段时间可得到充分休息，当然就不会感到疲劳了，从而能够保持心脏有节律地周而复始的活动。

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　　正常心脏活动情况如何？

　　正常心脏的活动不依赖于我们的自主活动或意识而停止或明显变化。它具有自动产生、发放及传导冲动的能力。正常心脏产生规律冲动的部位在窦房结，其体积约15×5×2mm3。每分钟可以产生60~100次\/min的冲动。这些冲动在充满电解质液体的心脏内迅速扩布，直到整个心脏的各个部位，即心脏的电活动期，电活动持续60~100毫秒。其后即开始心脏的机械收缩活动，并将充盈于心（室）腔内的血液射到大动脉内，并由此产生的压力推动血液向全身流动，供给身体的需求。一次电活动，必然伴随着一次机械活动。周而复始，直至一生。

　　心脏内除了窦房结外，还有一些部位可以产生自发的冲动，但在正常情况下其自动节律性较低，控制不了心脏的活动，只有当正常的窦房结功能减低或其他部位的活动异常增强时才能发放冲动并控制心脏的活动。

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　　心脏的主要静脉有哪些？心脏的静脉回流是怎样的？

　　冠状窦是一条位于心脏后表面的宽大静脉通路。它接受来自左侧末端的心大静脉和右侧末端中、小心脏静脉的静脉血。左心室后静脉和左边缘静脉也开口于冠状窦。心脏中冠状窦的血液含氧最少。

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　　什么是心包？

　　心包是包裹心脏和大血管的一个双层纤维浆膜囊，由称为纤维心包的无弹性的外层和称为浆膜心包的间皮内层构成。浆膜心包包绕心脏形成一个内部双层的密闭空间称为心包腔。

　　浆膜心包壁层位于纤维心包内面，自身折叠形成脏层或浆膜心包。浆膜心包脏层是心脏的心外膜。心包腔内大约有30ml淡黄色的漏出液，在心脏外表面与心包之间起润滑作用，可以减少摩擦和阻力，同时，心包膜又有保护心脏不致过度扩张的作用。

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　　心包在中纵隔内是束缚松散的吗？

　　不是。事实上纤维心包束缚在一定范围，由心包横膈韧带连接于横膈中心腱，前部由胸骨心包韧带固定在胸骨，后部由短连接纤维束固定在后纵隔，最后连接在血管外膜或心脏大血管外壁韧带。

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　　描述心脏搏动泵血功能的指标有哪些，它们有何意义？

　　描述心脏泵血功能的指标有每搏输出量、心输出量（CO）、心脏指数（CI）、射血分数（EF）。

　　每搏输出量是指心脏每次搏动心室射出的血量（ml）。

　　CO（l\/min）=每搏输出量（ml\/次）×心率（次\/min）。

　　CI=CO\/体表面积。正常的CI=（2.5~4.2）L\/（min·m2）。

　　射血分数是指每搏输出量和舒张末容积之比。正常范围50%~75%。它是标识心脏收缩功能的指标。

　　心输出量：静息状态下：心室每搏输出量60~80ml，每分钟心输出量4.5~6L（女稍小于男）；

　　剧烈运动时：每分钟心输出量可达25~35L；

　　麻醉时可低至2.5L\/min；

　　EF=0.50~0.67；

　　正常静息状态下为69%±10%。

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　　是不是心跳越快，心脏输出的血液越多？

　　并不是这样。在心率小于160次\/min时，心输出量由于稳定的静脉回流而不受影响。但当心率超过160次\/min时，由于心脏舒张期占心动周期时间比例缩小，舒张期血液灌注时间和静脉回流下降，导致心输出量降低。

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　　心瓣膜在体表的投影在哪里？心脏的四个重要听诊区位于胸壁何处？

　　心各瓣膜的体表投影：①肺动脉瓣（肺动脉口），在左侧第3胸肋关节的稍上方，部分位于胸骨之后；②主动脉瓣（主动脉口），在胸骨左缘第3肋间隙，部分位于胸骨之后；③二尖瓣（左房室口），在左侧第4胸肋关节处及胸骨左半的后方；④三尖瓣（右房室口），在胸骨正中线的后方，平对第4肋间隙。

　　听诊区是心脏的四个瓣膜在胸壁听起来声音最清楚的地方。一个正常大小的心脏，主动脉和肺动脉瓣听诊声音最强区分别是在第2肋间的胸骨左缘和右缘。三尖瓣听诊最佳部位在第5或第6肋间的胸骨体左侧，而二尖瓣则在左锁骨中线大约第5肋间听诊声音最清楚。

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　　心脏的传导系统由哪些组织构成？

　　心脏传导系统由特殊心肌细胞构成，它们集成相连的结和束，称为心脏传导系统，其主要功能为形成及传导冲动。包括：窦房结，房间束\/结间束，房室交界区，房室束，左、右束支和蒲肯野纤维网。

　　窦房结是心脏的正常起搏点。窦房结多呈长梭形（或半月形），位于上腔静脉与右心房交界处。窦房结内的细胞主要有起搏细胞（P细胞）和过渡细胞（T细胞），还有丰富的胶原纤维，形成网状支架，负责激发和调节心脏跳动。窦房结接受源于心丛的副交感神经（抑制心脏）和交感神经（促进心脏）系统支配。

　　窦房结是心脏的起搏器，窦房结发出的原始冲动经左右心房到达位于房间隔的房室结。

　　窦房结和房室结之间有结间束相连，左、右心房之间亦有房间束连接。

　　起搏点及其频率：窦房结，最高起搏点，60~100次\/min；

　　起搏点及其频率：房室结，二级起搏点，40~60次\/min；

　　起搏点及其频率：心室，三级起搏点，25~40次\/min；

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　　为什么说心脏又是一个内分泌器官？

　　20世纪80年代，科学家从哺乳动物心房中发现并分离提纯了被称为“心房利钠因子（ANF）”的多肽，研究证明，ANF主要存在于哺乳动物，包括人的心房肌细胞的胞浆中。动物试验证明，急性的血容量增加可使ANF释放入血，从而引起强大的利钠利尿作用。反之，限制钠、水摄入或减少静脉回心血量则能减少ANF的释放。并且已经证明，一些动物的动脉、肾、肾上腺皮质球状带等有ANF的特异性受体。为人们理解体液容量和血压的调节开辟了一个新时代，也是医学和生理学研究的一个重大进展。

　　根据ANF的释放和对远隔器官的作用以及随后在肝、肾、肺等器官中降解等特点，充分证明，ANF为一种新的激素，因而，心脏除了是泵血器官外，同时也是一个内分泌器官。

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　　心脏是受哪些神经调节的？

　　心脏的激动起源与激动传导系统具有产生和传导心脏兴奋激动节律的固有能力，而植物性神经系统对激动形成频率的调节有重要作用。如当人遇到紧张和恐惧时，心率就会突然加快。这就是因为植物性神经系统影响兴奋激动传导的速度及心房、心室两者的收缩所致。支配心脏的神经有两种：一种叫交感神经，另一种叫副交感神经又称迷走神经。迷走神经抑制或降低心脏细胞的兴奋性，减慢窦房结的冲动，使心率变慢，心脏收缩力减弱。交感神经则是提高心脏细胞的兴奋性，加速起搏点的冲动活动，从而增快心率，使心脏收缩力加强。这两组神经又受中枢神经调节，平时是互相制约的，从而使心脏处于适宜的活动状态，心率也保持在相对恒定的状态。

　　心脏的神经包括交感神经、副交感神经和感觉神经。还有降钙素基因相关肽、神经降压素和P物质等多种肽能神经纤维分布，它们可能参与对心脏的各种复杂功能的调节。

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　　自主神经系统如何影响心率？

　　窦房结受交感和副交感神经系统的影响。交感活性增加和副交感活性降低导致心率加快，与之相反则心率减慢。一个正常的、静息状态下的心脏，副交感神经处于心率控制的优势地位。

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　　交感神经系统如何增加心率和收缩力？

　　交感神经释放儿茶酚胺兴奋心肌细胞膜肾上腺素能受体，经腺苷环化酶作用增加细胞内环磷酸腺苷（cAMP）水平，结果导致蛋白激酶激活和肌膜蛋白磷酸化，激活钙离子通道。这个过程中导致钙离子从肌浆网释放，继而增加心肌收缩能力。

　　蛋白磷酸化后受磷蛋白促进肌浆网钙离子的重新摄取，加速心肌松弛。迷走神经释放乙酰胆碱兴奋毒蕈碱受体，抑制腺苷环化酶的活性，因此降低cAMP水平。这一过程经由前述的胞浆钙离子浓度逆向影响导致心肌收缩力和心率下降。

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　　构成心肌的细胞分几类？各有什么特点？

　　心肌细胞按形态和功能可分为普通心肌细胞和特殊心肌细胞。前者构成心房壁和心室壁的主要部分，主要功能是收缩；后者具有自律性和传导性，其主要功能是产生和传导冲动，控制心脏的节律性活动。

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　　心血管系统中的血管功能如何？

　　循环系统（心血管系统）的血管包括动脉、小动脉、毛细血管、小静脉及静脉。

　　动脉强而柔韧，它运载从心脏来的血液，并经受最高的血液压力（血压）。动脉血管的回弹性有助于维持两次心搏之间的血压。

　　较小的动脉和小动脉壁的肌层能调节其管径以增加或减少流向某一区域的血液。

　　毛细血管非常细小，其管壁极薄，它在动脉与静脉之间起桥梁作用。毛细血管管壁可允许血液中的氧气和营养物质进入组织，同时亦允许组织内的代谢产物进入血液。

　　静脉的管壁薄且通常管径比动脉大，因此，在运送相同体积的血液时，其流速较慢，压力亦较低。

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　　动脉管壁的组成是怎样的？

　　动脉管壁较厚，可分3层：内膜菲薄，腔面为一层内皮细胞，能减少血流阻力；中膜较厚，含平滑肌、弹性纤维和胶原纤维，大动脉以弹性纤维为主，中、小动脉以平滑肌为主；外膜由疏松结缔组织构成，含胶原纤维和弹性纤维，可防止血管过度扩张。

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　　各种动脉的功能是怎样的？

　　动脉壁的结构与其功能密切相关。大动脉中膜弹性纤维丰富，有较大的弹性，心室射血时，管壁被动扩张；心室舒张时，管壁弹性回缩，推动血液继续向前流动。中、小动脉，特别是小动脉中膜平滑肌可在神经体液调节下收缩或舒张以改变管腔大小，从而影响局部血流量和血流阻力。动脉在行程中不断分支，越分越细，最后移行为毛细血管。

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　　静脉的结构是怎样的？其功能特点如何？

　　静脉是引导血液回心的血管。小静脉由毛细血管汇合而成，在向心回流过程中不断接受属支，逐渐汇合成中静脉、大静脉，最后注入心房。静脉管壁也可以分内膜、中膜和外膜三层，但其界线常不明显。与相应的动脉比较，静脉管壁薄，管腔大，弹性小，容血量较大。