內(nèi)環(huán)境及穩(wěn)態(tài)

1、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及神經(jīng)調節(jié)一、內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)（一）內(nèi)環(huán)境的提出1、從體液學說到三元氣學說2、哈維與心血運動論3、笛卡爾的”機械論“和李比希的”活力論“4、貝爾納與內(nèi)環(huán)境的提出5、內(nèi)環(huán)境的意義和貝爾納的貢獻（二）關于穩(wěn)態(tài)1、坎農(nóng)與穩(wěn)態(tài)2、對穩(wěn)態(tài)的理解和認識從體液學說到三元氣學說 西方醫(yī)學之父希波克拉底（Hippocrates，約公元前460-前360）及其追隨者認為人體是由水、火、土和空氣四種元素組成，其特性分別為濕與干，熱與冷（體液學說）。熱能是生命的基本條件，熱能消失人就死亡。人必須通過呼吸和血液維持熱量的穩(wěn)定。疾病的發(fā)生是因為體液（主要為血液）的失衡。因此恢復體液平衡就成為治療的主要手段，通常采用

2、嘔吐、發(fā)汗、瀉下和放血（柳葉刀放血）的方法。體液學說希波克拉底(Hippocrates)公元前460或450-前360從體液學說到三元氣學說蓋倫（Galen）130-203維薩里（Vesalius）1514-1564古代偉大的醫(yī)學著作家人體的構造公元2世紀，蓋倫在大量動物解剖的基礎上提出了三元氣學說，并堅持認為靜脈和動脈截然分開。 動物靈氣（精神元氣）存在于大腦，是感知和運動的中心。 生命靈氣（基本元氣）以心臟為中心，調節(jié)血液流動和體溫。 自然靈氣（生理元氣）存在于肝，是營養(yǎng)和新陳代謝的中心。 哈維與心血運動論1628年英國醫(yī)生威廉.哈維發(fā)表的心血運動論標志著近代實驗生理學的誕生。Willia

3、m Harvey(1578-1657)Malpighi M.(1628-1694)馬爾比基用顯微鏡觀察毛細血管笛卡爾的“機械論”和李比希的“活力論”Descartes R.(1596-1650) Justusvon Liebig.(1803-1873)只見樹木不見森林夸大生命的特殊性超越自然所有的生命現(xiàn)象完全能用那些控制著非生命世界的物理、化學規(guī)律來解釋。機體是為了靈魂和靠了靈魂而存在的，而“靈魂”則不是用嚴格的科學術語所能理解。貝爾納與內(nèi)環(huán)境的提出Claude Bernard(1813-1878)14卷的實驗生理學在醫(yī)學中的應用教程和實驗醫(yī)學研究導論。內(nèi)環(huán)境的意義和貝爾納的貢獻什么是內(nèi)環(huán)境？

4、內(nèi)環(huán)境是如何形成的？內(nèi)環(huán)境對于生物有機體的意義是什么？“內(nèi)環(huán)境的恒定是自由和獨立的生命賴以維持的條件?！必悹柤{內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定是生理學的關鍵。 Henderson, L. J.內(nèi)環(huán)境是如何形成的？ 1920年，加拿大生物化學家 麥卡拉姆提出：“一切動 物的體液都來源于海水”。Archibald Byron Macallum（1858-1934）坎農(nóng)與穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)（homeostasis，1926）內(nèi)環(huán)境的動態(tài)平衡Walter Bradford Cannon(1871-1945)身體的智慧19321935.4-6在北平協(xié)和醫(yī)學院對穩(wěn)態(tài)的理解和認識1、生命現(xiàn)象與穩(wěn)態(tài)的維持2、調定點3、薛定諤的“負熵”4、

5、穩(wěn)態(tài)概念的擴充和延伸Erwin Schrodinger18871961The Nobel Prize in Physics 1933 一個系統(tǒng)中的各種自發(fā)過程總是朝著熵增大的方一個系統(tǒng)中的各種自發(fā)過程總是朝著熵增大的方向進行的。一個系統(tǒng)隨著自發(fā)過程的進行，總是朝向進行的。一個系統(tǒng)隨著自發(fā)過程的進行，總是朝著無序性增大和有序性減少的方向發(fā)展。活細胞和著無序性增大和有序性減少的方向發(fā)展?；罴毎蜕矬w是通過使環(huán)境中的熵增加，或者說從環(huán)境中生物體是通過使環(huán)境中的熵增加，或者說從環(huán)境中吸收負熵，來抵消體內(nèi)熵的增長。這種依靠不斷供吸收負熵，來抵消體內(nèi)熵的增長。這種依靠不斷供應自由能來維持其有序性的結構稱

6、為耗散結構。應自由能來維持其有序性的結構稱為耗散結構。穩(wěn)態(tài) 2010年上海3以下最能反映健康人餐后6小時內(nèi)血糖濃度變化趨勢的曲線是（B）二、生理機能的神經(jīng)調節(jié) （一）興奮與動作電位 1、生物電現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)與證明涼臺實驗 2、動作電位的記錄與機制的研究生物電現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)“涼臺實驗”Galvani L.(1737-1798) Lucia Galvani1791年伽伐尼發(fā)表肌肉運動的電效應“涼臺實驗”1780年意大利著名生物學家伽伐尼在解剖青蛙時，已死去的青蛙竟然發(fā)生了抽搐。伽伐尼做了如下實驗：實驗1: 用一枝銅鉤插入死青蛙的脊髓中，再掛在鐵欄桿上，當青蛙腿碰到鐵欄桿時，就發(fā)生抽搐。實驗2:將青蛙放到銅

7、制的解剖盤里，當解剖刀接觸蛙腿時，蛙腿發(fā)生抽搐。他根據(jù)實驗得出：青蛙自身肌肉和神經(jīng)里的“生物電”是導致抽搐的原因。1791年，伽伐尼發(fā)表了論肌肉中的生物電論文，引起廣泛關注。伏特與原電池善于質疑的意大利物理學家伏特，提出了疑問：為什么只有青蛙腿和銅器和鐵器接觸時才發(fā)生抽搐？為此，他做了如下實驗：實驗1:將青蛙腿放在銅盤里，用解剖刀去接觸，蛙腿抽搐。實驗2:將青蛙腿放在木盤里，用解剖刀去接觸，蛙腿不動。經(jīng)過一番研究，伏打用實驗推翻了伽伐尼的結論，他發(fā)現(xiàn)兩種活潑性不同的金屬同時接觸蛙腿，蛙腿就會抽搐，蛙腿只是起了顯示電流通過的作用，所謂特殊的“動物電”是不存在的。原電池之父原電池之父伏特伏特生物電

8、的證明無金屬收縮 用一神經(jīng)肌肉標本置于另一標本的損傷處，也引起了肌肉收縮，從而證明了生物電的存在。生物電的記錄全或無定律The Nobel Prize inPhysiology or Medicine1932Edgar Douglas Adrian18891977艾德里安因發(fā)現(xiàn)神經(jīng)細胞活動的機制獲獎動作電位的記錄Joseph Erlanger18741965Herbert SpencerGasser18881963The Nobel Prize in Physiologyor Medicine 19441937年Electric Sings ofthe Nervous Activity厄蘭格和

9、加賽因有關神經(jīng)纖維機制的研究成果獲獎厄蘭格1922年運用陰極射線示波器詳細地研究了人類神經(jīng)電脈沖，拍攝了第一張神經(jīng)電脈沖照片。從膜學說到離子學說Bernstein(18391917)1902年膜學說 Hodgkin &Huxley 1952年離子學說The Nobel Prize in Physiologyor Medicine 1963Alan Lloyd HodgkinAndrew FieldingHuxley霍奇金和赫克斯利因神經(jīng)興奮和傳導機制方面的研究獲獎膜片鉗與離子通道Erwin Neher1944Bert Sakmann1942The Nobel Prize in Phys

10、iologyor Medicine 1991內(nèi)爾和薩克曼因發(fā)明了膜片鉗技術，并利用此項技術發(fā)現(xiàn)了細胞膜上單離子通道的功能獲獎膜片鉗與離子通道在一小片膜上可能存在一個或幾個離子通道，有可能記錄到單一離子通道的電流。靜息電位的離子基礎 細胞在靜息狀態(tài)下，膜對不同離子的通透性是不同的。細胞膜有相當數(shù)量的K+通道處于開放狀態(tài)，對K+有較大的通透性，對Cl-有中等的通透性，對Na+的通透性很小。因此，在靜息狀態(tài)下，膜的通透性主要表現(xiàn)在的K+外流，總的效應是膜的外側聚集較多的正離子，膜內(nèi)側為較多的負離子，造成膜兩側的電位差，膜外為正，膜內(nèi)為負。由于離子濃度差，膜內(nèi)K+的向膜外透出但是由于電位差，膜外的K+

11、又傾向于向膜內(nèi)透入，這就阻止K+的進一步外流。即當K+擴散造成膜兩側的電位梯度足以對抗由于濃度梯度所引起的K+進一步擴散時，（濃度勢能差和電勢能差方向相反，且二者的大小相等時）離子的移動就達到平衡狀態(tài)，這時膜的K+凈通量為零，膜兩側的電位差也穩(wěn)定于某一水平，這個電位差稱為K+平衡電位。靜息電位主要決定于K+平衡電位，或者說膜內(nèi)K+向膜外擴散至維持膜內(nèi)外動態(tài)平衡的水平是形成靜息電位的主要離子基礎。26靜息狀態(tài)下神經(jīng)細胞膜內(nèi)外離子分布不均衡 細胞膜外 細胞膜內(nèi) Na+ 150 mmol/L 15 mmol/LK+ 5 mmol/L 100 mmol/LCl- 150 mmol/L 13 mmol/

12、L動作電位的離子基礎 當神經(jīng)纖維受到足夠強度的電刺激時，膜上的Na+通道被激活，其通透性可立即發(fā)生改變，對Na+的通透性可突然增加500倍，這時Na+將由于濃度差的推動和膜內(nèi)負電位的吸引，快速進入膜內(nèi)，使膜電位升高。開始時是膜內(nèi)負值減小，最后反轉為正，這就形成了動作電位的上升支，但是Na+通透性的增加只是暫時的（有的僅十萬分之一秒），緊接著Na+通道失活，通透性降低，而K +的通透性又升高，K +快速外流，直至恢復原先的靜息電位水平，這就形成了動作電位的下降支。全或無定律2009（山東）右圖表示槍烏賊離體神經(jīng)纖維在Na+濃度不同的兩種海水中受刺激后的膜電位變化情況。下列描述錯誤的是CA曲線a代

13、表正常海水中膜電位的變化B兩種海水中神經(jīng)纖維的靜息電位相同C低Na+海水中神經(jīng)纖維靜息時，膜內(nèi)Na+濃度高于膜外D正常海水中神經(jīng)纖維受刺激時，膜外Na+濃度高于膜內(nèi)不會，因為1次動作電位只有8萬分之一的Na+內(nèi)流動作電位能使膜內(nèi)外Na+濃度反轉嗎？全或無定律 如果刺激強度達不到閾值不能引起細胞產(chǎn)生動作電位，刺激一旦達到閾值以上，不論強度如何，均引起同樣大小的動作電位，即使再增加刺激強度也不能使動作電位的高度進一步加大，這個現(xiàn)象稱為“全或無”現(xiàn)象。產(chǎn)生這個現(xiàn)象的原因，在于動作電位只是閾電位所觸發(fā)，至于動作電位的大小，則決定于當時膜內(nèi)外Na+、K+濃度比和膜的其他特性，而不決定于刺激所提供的能量。

14、 神經(jīng)干雙向（相）動作電位時間延遲間隔神經(jīng)干雙向（相）動作電位如果興奮空間大，兩個電極距離近，兩個動作電位中間就沒有時間延遲間隔。雙向（相）動作電位 2010海南9.將記錄儀（R）的兩個電極置于某一條結構和功能完好的神經(jīng)表面，如右圖，給該神經(jīng)一個適宜的刺激使其產(chǎn)生興奮，可在R上記錄到電位的變化。能正確反映從刺激開始到興奮完成這段過程中電位變化的曲線是D雙向（相）動作電位2009年上海28神經(jīng)電位的測量裝置如右上圖所示，其中箭頭表示施加適宜刺激，陰影表示興奮區(qū)域。用記錄儀記錄A、B兩電極之間的電位差，結果如右側曲線圖。若將記錄儀的A、B兩電極均置于膜外，其它實驗條件不變，則測量結果是C“動作電位

15、”的要點 1、靜息電位或動作電位產(chǎn)生的前提和本質； 2、“全或無”定律的特點； 3、單向（相）動作電位和雙向（相）動作電位。 神經(jīng)干如果有損傷，只有一端能產(chǎn)生動作電位，所以只有一個動作電位。（即單向動作電位）。一般正常情況下都是雙向動作電位。反射概念的提出Descartes R.(1596-1650)思想的指導法則世界體系更好地指導推理和尋求科學真理的方法論笛卡爾：我思故我在神經(jīng)元學說Camillo Golgi（1843-1926）Santiago Ramny Cajal（1852-1934）The Nobel Prize inPhysiology or Medicine1906神經(jīng)系統(tǒng)的組織

16、學戈爾季和卡哈爾因過于神經(jīng)系統(tǒng)精細結構方面的研究成果獲獎非條件反射和條件反射Ivan P.Pavlov(1849-1936)The Nobel Prize inPhysiology or Medicine19041897年主要消化腺機能講義反射弧的模式Sherrington C.S.(1857-1952)The Nobel Prize inPhysiology or Medicine19321906年神經(jīng)系統(tǒng)的整合作用謝林頓因發(fā)現(xiàn)神經(jīng)細胞活動的機制獲獎興奮的傳導與傳遞 2007（全國理綜I）1下圖表示一段離體神經(jīng)纖維的S點受到刺激而興奮時，局部電流和神經(jīng)興奮的傳導方向（彎箭頭表示膜內(nèi)、外局部電

17、流的流動方向，直箭頭表示興奮傳導方向），其中正確的是（C）興奮的傳導與傳遞上圖表示三個通過突觸連接的神經(jīng)元?，F(xiàn)于箭頭處施加一強刺激，則能測到動作電位的位置（ C ）A. a和b處 B. a、b和c處C. b、c、d和e處 D. a、b、c、d和e處1.興奮的傳導是雙向的，人體中是單向的；2.化學突觸的傳遞是單向的，電突觸是雙向的。興奮的傳導與傳遞2009（寧夏）下列關于神經(jīng)興奮的敘述，錯誤的是CA興奮部位細胞膜兩側的電位表現(xiàn)為膜內(nèi)為正、膜外為負B神經(jīng)細胞興奮時細胞膜對Na+通透性增大C興奮在反射弧中以神經(jīng)沖動的方式雙向傳遞D細胞膜內(nèi)外K+、Na+分布不均勻是神經(jīng)纖維興奮傳導的基礎興奮的傳導與傳

18、遞2009（寧夏）（9分）右圖是神經(jīng)元網(wǎng)絡結構示意簡圖，圖中神經(jīng)元、都是興奮性神經(jīng)元，且這些神經(jīng)元興奮時都可以引起下一級神經(jīng)元或肌細胞的興奮。和神經(jīng)細胞一樣，肌肉細胞在受到適宜的刺激后，也能引起細胞膜電位的變化。圖中B處表示神經(jīng)肌肉接頭，其結構和功能與突觸類似。請回答：（1）給神經(jīng)元一個適宜刺激，在A處能記錄到膜電位的變化。這是因為刺激使神經(jīng)元興奮，引起其神經(jīng)末梢釋放的神經(jīng)遞質進入突觸間隙，隨后與突觸后膜上的特異性受體結合，導致神經(jīng)元產(chǎn)生興奮。（2）若給骨骼肌一個適宜刺激，在A處（能、不能）記錄到膜電位的變化，原因是興奮在神經(jīng)肌肉接頭處不能逆向傳遞（3）若在A處給予一個適宜刺激，在C處（能、不

19、能）記錄到膜電位的變化，原因是A到到到C支配肌肉收縮的神經(jīng)元一般為a運動神經(jīng)元，也稱最后公路，一般很少有側枝回返又和自身形成回路的。中間神經(jīng)元可以。 興奮的傳導與傳遞2008年理綜第題.肌肉受到刺激會產(chǎn)生收縮，肌肉受刺激前后肌細胞膜內(nèi)外的電位變化和神經(jīng)纖維的電位變化一樣?，F(xiàn)取兩個新鮮的神經(jīng)一肌肉標本，將左側標本的神經(jīng)搭在右側標本的肌肉上，此時神經(jīng)纖維與肌肉細胞相連接（實驗期間用生理鹽水濕潤標本），如圖所示。圖中、指的是神經(jīng)纖維與肌細胞之間的接頭，此接頭與突觸結構類似。刺激可引起右肌肉收縮，左肌肉也隨之收縮。請回答：（1）、中能進行興奮傳遞的是 、 ；能進行興奮傳導的是 、。（2）右肌肉興奮時，其細胞膜內(nèi)外形成的 局部 電流會對的 神經(jīng)纖維 產(chǎn)生刺激作用，從而引起的神經(jīng)纖維興奮。（3）直接刺激會引起收縮的肌肉是 左肌肉和右肌肉 ?！芭d奮的傳導與傳遞”的要點1、興奮的傳導是雙向的，動物和人體中是單向的；2、化學突觸的傳遞是單向的，電突觸是雙向的；3、神經(jīng)纖維結構的完整是功能的前提。反射與反射弧2010全國1卷32.（10分） 用去除腦但保留脊髓的蛙（稱脊蛙）為材料，進行反射活動實驗。請回答與此有關的問題：（1）用針刺激脊蛙左后肢的趾部，可觀察到該后肢出現(xiàn)收縮活動。該反射活動的感受其位于左后肢趾部的中，神經(jīng)中樞位于中。（2）反射活動總是從感受器接受刺激開始到效應器產(chǎn)生反