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文檔簡(jiǎn)介
1、第一章 緒 論 一、人體生理學(xué)的任務(wù)人體生理學(xué)是研究人體機(jī)能活動(dòng)規(guī)律的科學(xué),具體地講是闡述人體各種機(jī)能活動(dòng)發(fā)生的原理,發(fā)生的條件以及人體的機(jī)能整體性及其與環(huán)境變化的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系,從而認(rèn)識(shí)人體整體及其各部分機(jī)能活動(dòng)的規(guī)律。 二、人體解剖學(xué)的任務(wù)人體解剖學(xué)的任務(wù)是研究人體各部正常形態(tài)結(jié)構(gòu)的科學(xué)。主要包括:大體解剖(肉眼)、組織學(xué)(顯微鏡)和胚胎學(xué)(發(fā)育過程)。三 、人體解剖生理學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)人體解剖生理學(xué)是研究人體各部正常形態(tài)結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。 四、生理學(xué)研究的三個(gè)水平 1. 細(xì)胞分子生理學(xué):在細(xì)胞分子水平研究細(xì)胞內(nèi)各種微小結(jié)構(gòu)的功能及細(xì)胞內(nèi)各種物質(zhì)分子特殊化學(xué)變化過程稱為細(xì)
2、胞分子生理學(xué)。例如細(xì)胞膜分子結(jié)構(gòu)和生理功能,肌絲生理功能等。2. 器官生理學(xué):在器官系統(tǒng)水平研究各器官及系統(tǒng)生理活動(dòng)的規(guī)律及其影響因素稱為器官生理學(xué)。例:心臟功能的研究,化學(xué)物質(zhì)對(duì)離體心臟的影響。3. 整體生理學(xué):在整體水平研究完整機(jī)體各個(gè)器官及系統(tǒng)生理活動(dòng)的規(guī)律及其影響因素稱為整體生理學(xué)。例如:一般藥理實(shí)驗(yàn)就是在整體條件下進(jìn)行。五、生理學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法 生理學(xué)實(shí)驗(yàn)是在人工控制的條件下觀察某一生理過程產(chǎn)生的機(jī)制及其因果關(guān)系。 1. 急性實(shí)驗(yàn)法(1)離體器官或組織實(shí)驗(yàn)法:往往從活著的(麻醉或擊昏)的動(dòng)物身上取出要研究的器官或組織置于近乎生理狀態(tài)的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和觀察。例:蛙心灌流實(shí)驗(yàn)等。(2)活體解
3、剖實(shí)驗(yàn)法:一般在動(dòng)物失去知覺(麻醉或去大腦)而仍存活的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。例:動(dòng)物血壓實(shí)驗(yàn)等。2. 慢性實(shí)驗(yàn)法慢性實(shí)驗(yàn)則以完整健康而清醒的機(jī)體為對(duì)象,在外界環(huán)境盡量保持自然的條件下,對(duì)某種功能進(jìn)行研究。這種動(dòng)物可以進(jìn)行長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)觀察故稱為慢性實(shí)驗(yàn)。例如:動(dòng)物的長(zhǎng)期毒性試驗(yàn)。第二章 細(xì)胞的基本功能第一節(jié) 細(xì) 胞 細(xì)胞是人體形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能和生長(zhǎng)發(fā)育的基本單位。 一、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及其功能 根據(jù)光鏡觀察一直分為細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核三部分。自從應(yīng)用電鏡研究細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)以后對(duì)細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)又有了新的認(rèn)識(shí),提出了細(xì)胞包括“三相結(jié)構(gòu)”的概念。 膜性體系 微纖維體系 微球體體系 (一)細(xì)胞膜是生命物質(zhì)外
4、面出現(xiàn)一層膜性結(jié)構(gòu)即細(xì)胞膜又稱質(zhì)膜。細(xì)胞膜不但是細(xì)胞核環(huán)境之間的屏障也是細(xì)胞和環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)交換、信息傳遞的門戶。1. 細(xì)胞膜的化學(xué)組成及分子結(jié)構(gòu)(1)化學(xué)組成細(xì)胞膜是細(xì)胞表面的一層薄膜又稱質(zhì)膜,厚約7.510nm。真核細(xì)胞的細(xì)胞膜主要由脂類和蛋白質(zhì)組成,還包含少量的糖。糖與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白或糖脂。膜的共同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為基架,其中鑲嵌著具有不同生理功能的蛋白質(zhì),后者以-螺旋或球形蛋白質(zhì)的形式存在。(2)細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu) 在電鏡下細(xì)胞膜可以分為三層,即在膜的靠?jī)?nèi)外兩側(cè)各有一條2.5nm的電子致密帶,中間夾有一條厚約2.5nm的透明帶??偤穸葹?.5nm左右。這種結(jié)構(gòu)
5、不僅見于各種細(xì)胞的細(xì)胞膜,亦見于各種細(xì)胞器的膜性結(jié)構(gòu),如線粒體膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜等。因而它被認(rèn)為是一種細(xì)胞中普遍存在的基本結(jié)構(gòu)形式稱為單位膜式生物膜。1)脂質(zhì)雙分子層細(xì)胞膜是由脂質(zhì)雙分子層構(gòu)成的, 膜的脂質(zhì)分子都是長(zhǎng)桿形,它們的一端是親水性極性團(tuán),另一端是疏水性非極性基團(tuán)。由于水分子排斥作用,形成脂質(zhì)分子的親水基團(tuán)朝向膜內(nèi)外兩邊的水溶液,而它們的疏水集團(tuán)朝向膜內(nèi)部。脂質(zhì)的熔點(diǎn)較低這決定了膜中脂質(zhì)在一般體溫條件下是液體的,即膜具有某種程度的流動(dòng)性。2)膜的蛋白質(zhì)分子嵌入蛋白(結(jié)合蛋白) 表在蛋白(表面蛋白或周圍蛋白)鑲嵌蛋白質(zhì)貫穿整個(gè)脂質(zhì)雙分子層,稱為嵌入蛋白。有的蛋白質(zhì)只附著于脂質(zhì)雙分子層表面,稱為
6、周圍蛋白或表在蛋白。根據(jù)細(xì)胞膜蛋白質(zhì)的不同功能,大致可將其歸為幾類:與細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能有關(guān)的蛋白,如載體、通道和離子泵。與“辨認(rèn)”和“接受”細(xì)胞環(huán)境中特異的化學(xué)性刺激有關(guān)的蛋白通稱為受體。屬于酶類的膜蛋白與細(xì)胞的免疫功能有關(guān)的膜蛋白此外尚有目前還不確知其具體功能的膜蛋白A、嵌入蛋白具有許多重要功能(結(jié)合蛋白) a 轉(zhuǎn)運(yùn)膜內(nèi)外物質(zhì)的載體,通道和離子泵。 b 有的是接受激素遞質(zhì)和其他活性物質(zhì)的受體 c 有的是具有催化作用的酶B、表在蛋白質(zhì)的功能多和細(xì)胞的吞噬作用、吞飲作用、變形運(yùn)動(dòng)以及細(xì)胞分裂中的細(xì)胞膜分割有關(guān)。3)細(xì)胞膜的糖類主要是一些寡糖和多糖鏈,它們都以共價(jià)鍵的形式和膜內(nèi)脂質(zhì)或蛋白質(zhì)結(jié)合
7、,形成糖脂或糖蛋白,這些糖鏈絕大多數(shù)是裸露在膜的外表面一側(cè)的。由于組成這些糖鏈的單糖在排列順序上有差異,這就成為細(xì)胞特異性的“標(biāo)志”。這些細(xì)胞表面的糖鏈部分有的有抗原性質(zhì)。 “液態(tài)鑲嵌模型”可以概括為:生物膜是以有極性的液態(tài)脂質(zhì)雙分子層為基架,其中鑲嵌著具有不同分子結(jié)構(gòu),從而具有不同生理功能的蛋白質(zhì)。脂質(zhì)的親水性端分別朝向膜的內(nèi)外兩側(cè),疏水性端相互靠近位于膜的內(nèi)部。膜蛋白質(zhì)分子鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層上:有的附著在膜的內(nèi)或外表面;有的半鑲嵌在膜的內(nèi)或外表面;有的蛋白質(zhì)側(cè)貫穿整個(gè)脂質(zhì)雙分子層,兩端暴露在膜的內(nèi)外兩側(cè)。糖和膜上的脂質(zhì)或蛋白質(zhì)結(jié)合,形成糖脂和糖蛋白。糖脂和糖蛋白的糖鏈部分,幾乎都棵露于膜的
8、外表面。這些糖鏈可以成為細(xì)胞的特異性標(biāo)志。液態(tài)鑲嵌模型具有一定的缺陷:實(shí)際生物膜具有明顯的剛性,而這一點(diǎn)用液態(tài)鑲嵌模型不好解釋。故曾經(jīng)有人提出了細(xì)胞膜的液晶模型,可較好地解釋生物膜表現(xiàn)出的剛性,但至今未被普遍接受。2. 細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能 細(xì)胞膜的主要功能 物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)(簡(jiǎn)單擴(kuò)散、易化擴(kuò)散、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、出胞和入胞)調(diào)節(jié)作用 (1)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)(主要以下四種方式)1)單純擴(kuò)散:物質(zhì)分子總是以高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴(kuò)散。只有O2 、CO2 等氣體,以及脂溶性小分子物質(zhì)是通過該方式轉(zhuǎn)運(yùn)的。通過膜的擴(kuò)散量不僅決定于膜兩側(cè)該物質(zhì)的濃度梯度和電梯度的大小,還決定了膜對(duì)該物質(zhì)的通透性。 單純擴(kuò)散示意圖2)易化擴(kuò)散:不溶
9、于脂質(zhì)的或很難溶于脂質(zhì)的某些物質(zhì),如葡萄糖,氨基酸等分子和K+ Na+ Ca2+ 等離子,在一定情況下,也能順濃度梯度通過細(xì)胞膜,但它們是借助于細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)種的某些特殊蛋白質(zhì)的幫助而進(jìn)行的。因此稱為易化擴(kuò)散。近年來通過各種研究,一般認(rèn)為易化擴(kuò)散至少可分為兩種類型:載體型:一種是以所謂的載體為中介的易化擴(kuò)散,葡萄糖、氨基酸順濃度差通過細(xì)胞膜就屬于這種。載體是細(xì)胞膜上的鑲嵌蛋白質(zhì), 以載體為中介的易化擴(kuò)散有如下特征: 載體蛋白有較高的結(jié)構(gòu)特異性。載體蛋白可選擇性的與某物質(zhì)作特異結(jié)合。 飽和現(xiàn)象。數(shù)目有限&
10、#160; 競(jìng)爭(zhēng)性抑制。如載體對(duì)結(jié)構(gòu)類似的A、B兩物質(zhì)都有轉(zhuǎn)運(yùn)能力,當(dāng)A轉(zhuǎn)運(yùn)增加,B物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量降低。通道型:另一種是以所謂的“通道”為中介的易化擴(kuò)散。一些離子如K+ Na+ Ca2+ 等順著濃度梯度通過細(xì)胞膜,就屬于這種類型。“通道”也是鑲嵌在細(xì)胞膜上的一種蛋白質(zhì),稱通道蛋白,簡(jiǎn)稱“通道”。K+ 通道、 Na+ 通道、 Ca2+ 通道。通道的分類: 電壓依從性通道(電壓門控通道):通道的開關(guān)決定于膜所在的環(huán)境兩側(cè)的電位差。 化學(xué)依從性通道(化學(xué)門控通道):通道的開關(guān)決定于膜所在的環(huán)境中存在化學(xué)物質(zhì)(如遞質(zhì)、激素或藥物)的情況。 機(jī)械門控通道:通道的開放決定于
11、所在膜接受機(jī)械性刺激的情況。以通道為中介的易化擴(kuò)散的主要特征:它們的結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài)可以因細(xì)胞內(nèi)外各種理化因素的影響而迅速改變,失活或關(guān)閉、開放等。有一定特異性,但沒有載體嚴(yán)格;可以處于開放或關(guān)閉的不同功能狀態(tài),其通透性變化快。單純擴(kuò)散和易化擴(kuò)散的共同點(diǎn):物質(zhì)分子或離子都是順濃度差和順電位差移動(dòng);物質(zhì)移動(dòng)所需要的能量來自濃度差所包含的勢(shì)能,因而當(dāng)時(shí)不需要細(xì)胞另外供能。這樣的轉(zhuǎn)運(yùn)方式叫做“被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)”。3)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn):主動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)是指細(xì)胞膜將物質(zhì)分子或離子從濃度低的一側(cè)向濃度高的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。在這個(gè)過程中,需要細(xì)胞代謝供給能量(或通過細(xì)胞本身的某種耗能過程)。因此主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程與細(xì)胞代謝密切相關(guān)。通過細(xì)胞
12、膜主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)有Na+、K+、Ca2+、H+、I_、Cl_ 等離子和葡萄糖、氨基酸等分子。其中最重要而且研究較充分的是Na+、K+的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。我們知道哺乳動(dòng)物的神經(jīng)和骨骼肌細(xì)胞正常時(shí)細(xì)胞內(nèi)K+濃度大約為細(xì)胞外的30倍,細(xì)胞外Na+ 濃度為細(xì)胞內(nèi)12倍,這種明顯的濃度差是如何形成和維持的,很早就有人推測(cè),各種細(xì)胞的細(xì)胞膜上普遍存在這一種稱為Na+K+泵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)稱Na泵,它們的作用是:在細(xì)胞代謝供能情況下能夠逆濃度差將細(xì)胞內(nèi)的Na+ 移出細(xì)胞,同時(shí)將細(xì)胞外的 K+移入膜內(nèi),形成和維持Na+ K+ 在膜兩側(cè)的不均衡分布。 細(xì)胞外K+細(xì)胞內(nèi)Na+并受Mg2+濃度激活Na+泵(Na+-K+泵)具有AT
13、P酶的活性 分解ATP放能 -轉(zhuǎn)運(yùn)功能 供細(xì)胞其他耗能過程利用 3Na+ 2 K+(分解一個(gè)ATP分子) 移出膜外 進(jìn)入膜內(nèi) (出膜) (入膜) 相耦聯(lián)4)出胞與入胞作用上述三種形式的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn),主要涉及到小分子物質(zhì)或離子。細(xì)胞對(duì)于一些大分子物質(zhì)或物質(zhì)團(tuán)塊,還可以通過膜的更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和功能的改變使之進(jìn)出細(xì)胞,分別稱為出胞和入胞。出胞 是指內(nèi)分泌細(xì)胞內(nèi)的激素或神經(jīng)末梢內(nèi)的遞質(zhì)、外分泌腺細(xì)胞內(nèi)的分泌顆粒在分泌時(shí)向細(xì)胞膜靠近,然后分泌顆粒膜或囊泡膜與細(xì)胞膜相互融和,最后在融和處破裂,將其中物質(zhì)排出細(xì)胞。例如,神經(jīng)細(xì)胞的軸突末梢把神經(jīng)遞質(zhì)分泌到突觸間隙中等。入胞 是指細(xì)胞外物質(zhì)被細(xì)胞膜“識(shí)別”后與其粘附
14、,然后該處細(xì)胞膜內(nèi)陷形成吞飲泡進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。如物質(zhì)團(tuán)塊是固體叫吞噬,如物質(zhì)團(tuán)塊是液體叫吞飲(2)調(diào)節(jié)作用:(細(xì)胞膜受體)細(xì)胞膜中的一些嵌入蛋白質(zhì),能與某些化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行特異性結(jié)合,這些蛋白質(zhì)稱為膜受體。每一種細(xì)胞具有一定的特異性受體。如促甲狀腺素只作用于甲狀腺細(xì)胞就是因?yàn)榧谞钕偌?xì)胞膜上有促甲狀腺素受體。受體與某些化學(xué)物質(zhì)(如激素,神經(jīng)遞質(zhì)和某些藥物)結(jié)合后被激活從而引起細(xì)胞內(nèi)一系列酶的變化,以控制和調(diào)節(jié)細(xì)胞的代謝過程和生理活動(dòng)。 (二)細(xì)胞質(zhì)(了解) 細(xì)胞質(zhì)位于細(xì)胞膜和細(xì)胞核之間,包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和包埋在基質(zhì)中的各種特殊結(jié)構(gòu)細(xì)胞器。1. 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 2. 核蛋白體(核糖體) 3. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)
15、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的膜性管道系統(tǒng)。 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng):粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)的合成密切相關(guān),它既是核蛋白體附著的支架,又是運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)的通道?;鎯?nèi)質(zhì)網(wǎng); 4. 高爾基體(高爾基復(fù)合體),它是由數(shù)層重疊的扁平囊泡、若干小泡及大泡三部分組成的膜性結(jié)構(gòu)。主要功能:是與細(xì)胞內(nèi)一些物質(zhì)的積聚、加工和分泌顆粒的形成密切相關(guān)。 5. 線粒體 是由內(nèi)外兩層單位膜形成的圓形或橢圓形的囊狀結(jié)構(gòu)。 線粒體的主要功能是進(jìn)行細(xì)胞的氧化供能,故有細(xì)胞內(nèi)“動(dòng)力工廠”之稱。6. 溶酶體 是一種囊狀小體,主要功能:溶酶體是細(xì)胞內(nèi)重要的消化器官。 除上述細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器外,尚有微絲、微管、中心粒等細(xì)胞器是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的絲狀和管狀
16、結(jié)構(gòu)。它們與其它細(xì)胞器的位移、分泌顆粒的運(yùn)輸、微絨毛的收縮以及細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)等功能有密切關(guān)系。(三)細(xì)胞核(了解) 1. 核 膜 是位于細(xì)胞核表面的薄膜,由兩層單位膜組成。 2. 核 仁 核仁的化學(xué)成分主要是蛋白質(zhì)和核酸(主要是核糖核酸);3. 染色質(zhì)和染色體 間期細(xì)胞核中,能被堿性染料著色的物質(zhì)即染色質(zhì)(或稱染色質(zhì)纖維)。染色質(zhì)的基本化學(xué)成分是脫氧核糖核酸(簡(jiǎn)稱DNA)和組蛋白。二者結(jié)合形成染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本單位核小體。在細(xì)胞有絲分裂時(shí),若干核小體構(gòu)成的染色質(zhì)纖維反復(fù)螺旋,折疊,最后組裝成中期染色體。因此,染色質(zhì)和染色體實(shí)際上是同一物質(zhì)在間期和分裂期的不同形態(tài)表現(xiàn)。DNA分子的功能主要有兩方面:
17、貯藏、復(fù)制和傳遞遺傳信息。控制細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成(詳見生物化學(xué))。由上可知,細(xì)胞各組成部分(簡(jiǎn)稱組分)在結(jié)構(gòu)和功能方面都有各自的特點(diǎn)。但它們又是密切聯(lián)系,相互依存,相互配合成為統(tǒng)一的整體。從而保證細(xì)胞生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。 名詞 電壓依從性通道 化學(xué)依從性通道 機(jī)械門控通道: 出胞與入胞 液態(tài)鑲嵌模型 問答題 1、細(xì)胞膜蛋白質(zhì)有那些功能?2、以載體為中介的易化擴(kuò)散的特征:3、以通道為中介的易化擴(kuò)散的 特征:第四章 人體的基本生理功能第一節(jié) 生命活動(dòng)的基本特征生命現(xiàn)象至少包括三種基本活動(dòng),這就是:新陳代謝,興奮性,生殖。因?yàn)檫@些活動(dòng)是活的生物體所特有的,可以
18、認(rèn)為是生命的基本表現(xiàn)。1. 新陳代謝 (1)新陳代謝:(2)同化作用:(3)異化作用:2. 興奮性 (1)刺激:能引起機(jī)體或組織細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)的(內(nèi)、外)環(huán)境變化叫做刺激。 (2)興奮性:機(jī)體或組織細(xì)胞受到周圍環(huán)境發(fā)生改變的刺激時(shí)具有發(fā)生反應(yīng)的能力稱為興奮性。生物體對(duì)環(huán)境變化作出適宜反應(yīng),是一切生物體普遍具有的功能,也是生物能夠生存的必要條件。所以興奮性也是生命的基本表現(xiàn)。 (3)興奮:將受到刺激后產(chǎn)生生物電反應(yīng)的過程及其表現(xiàn)稱為興奮(或由相對(duì)靜止變?yōu)榛顒?dòng)狀態(tài)或者活動(dòng)由弱變強(qiáng)稱為興奮
19、)。 (4)反應(yīng):刺激引起機(jī)體或組織細(xì)胞的代謝改變及活動(dòng)變化稱為反應(yīng)。 (5)可興奮組織:在受到刺激后能迅速產(chǎn)生某種特殊生物電反應(yīng)的組織統(tǒng)稱為可興奮組織(神經(jīng)、肌肉、腺體)。 (6)刺激引起興奮的條件: a 一定的強(qiáng)度,b一定的持續(xù)時(shí)間,c 一定的時(shí)間強(qiáng)度變化率。(7)細(xì)胞的基本反應(yīng)特征:興奮和抑制興奮:由相對(duì)靜止到活動(dòng),弱活動(dòng)到強(qiáng)活動(dòng)的過程;抑制:由活動(dòng)到相對(duì)靜止,強(qiáng)活動(dòng)到弱活動(dòng)的過程。(8)閾強(qiáng)度(閾值)能引起細(xì)胞或組織發(fā)生反應(yīng)的最小刺激強(qiáng)度,稱為閾強(qiáng)度或閾值或強(qiáng)度閾值。閾值的大小能夠反映組織興奮性的高低,組織興奮性高則閾值
20、低,興奮性低則閾值高。故閾值是衡量組織興奮性高低的一項(xiàng)指標(biāo)。(9)基強(qiáng)度 用矩形脈沖刺激,當(dāng)刺激強(qiáng)度減弱到某一強(qiáng)度,無論刺激時(shí)間怎樣延長(zhǎng)也不能引起組織興奮,因而把這個(gè)刺激強(qiáng)度叫做基強(qiáng)度。(10)閾下刺激:低于閾值的刺激為閾下刺激。(11)閾上刺激:高于閾值的刺激稱為閾上刺激。(12)閾刺激:刺激強(qiáng)度等于閾值的刺激稱為閾刺激。是引起細(xì)胞動(dòng)作電位的最小刺激強(qiáng)度。(13)興奮性和閾值關(guān)系:成反比關(guān)系。刺激作用于一種特定的組織細(xì)胞,可分為適宜刺激和非適宜刺激。采用適宜刺激時(shí)閾值低,采用非適宜刺激的時(shí)候閾值高。機(jī)體對(duì)環(huán)境變化作出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng),是機(jī)體生存的必要條件。所以興奮性也是基本
21、生理特征。3. 生殖 生物體生長(zhǎng)發(fā)育到一定階段后,能夠產(chǎn)生與自己相似的子代個(gè)體,這種功能稱為生殖或自我復(fù)制(self-replication)。 第二節(jié) 細(xì)胞的跨膜信號(hào)傳導(dǎo)功能各種刺激信號(hào),如機(jī)械、電、一定波長(zhǎng)的電磁波和化學(xué)刺激 等作用于相應(yīng)的靶細(xì)胞時(shí),首先被細(xì)胞膜上的特異性的感受結(jié)構(gòu)所感受或與特異性受體結(jié)構(gòu)結(jié)合,再通過跨膜信號(hào)傳遞過程,繼而引起靶細(xì)胞膜的電位變化或其他細(xì)胞內(nèi)功能的改變。目前已知不同細(xì)胞的跨膜信號(hào)傳遞方式有三大類:一、 由具有感受結(jié)構(gòu)的通道蛋白完成的跨膜信號(hào)傳導(dǎo)(一)化學(xué)門控通道 細(xì)胞膜上的一種特異蛋白質(zhì),這種蛋白質(zhì)同時(shí)
22、具有受體和離子通道的功能,可以和一種特異的化學(xué)物質(zhì)結(jié)合,從而引起其中的通道開放,這是由化學(xué)物質(zhì)而引起的通道開放,稱為化學(xué)門控通道或化學(xué)依從性通道。這些通道接受的化學(xué)信號(hào)絕大多數(shù)是神經(jīng)遞質(zhì),故也稱遞質(zhì)門控通道或配體門控通道。(二)電壓門控通道 當(dāng)膜電位改變時(shí),可引起通道分子變構(gòu)而使通道開放。這種由膜電位控制通道的開放叫電壓門控通道。電壓門控通道廣泛存在于很多細(xì)胞(如神經(jīng)細(xì)胞和肌細(xì)胞,鈉通道、鉀通道等(應(yīng)改成:如神經(jīng)細(xì)胞和肌細(xì)胞上的鈉通道、鉀通道等)。它們?cè)诩?xì)胞的動(dòng)作電位的產(chǎn)生和傳導(dǎo)中起重要作用。(三)機(jī)械門控通道
23、 存在于對(duì)機(jī)械刺激敏感的細(xì)胞。可能是機(jī)械刺激引起膜的局部變形或牽引(如內(nèi)耳毛細(xì)胞受外力作用發(fā)生彎曲)直接激活膜上的機(jī)械門控通道。這種由于機(jī)械刺激引起的膜電位變化叫機(jī)械門控通道。二、由膜的特異受體蛋白、G蛋白和膜的效應(yīng)器酶組成的跨膜信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng) 外來化學(xué)信息(如激素、遞質(zhì),又稱第一信使)首先與膜上的受體蛋白質(zhì)結(jié)合,進(jìn)而作用于膜中另一類蛋白質(zhì)G蛋白。G蛋白是鳥苷酸結(jié)合蛋白的簡(jiǎn)稱, 當(dāng)外來化學(xué)信號(hào)使受體激動(dòng),則激活了受體與G蛋白結(jié)合,同時(shí)GTP取代GDP, 激活了的GTP對(duì)膜中第三類蛋白質(zhì)效應(yīng)器酶起作用,
24、后者則直接導(dǎo)致胞漿中第二信使物質(zhì)的生成增加或減少。最早知道的效應(yīng)器酶是腺苷酸環(huán)化酶(AC),它可以催化起第二信使作用的環(huán)磷酸腺苷(cAMP)的合成。G蛋白有 二種 ,有的G蛋白可以激活A(yù)C,稱為興奮性G蛋白(Gs);有的可以抑制AC,稱抑制性G蛋白(Gi),AC的激活或抑制則直接影響cAMP含量的多少。綜上所述,在這種跨膜信號(hào)傳遞形式中,外來刺激信號(hào)即第一信使,經(jīng)過復(fù)雜的膜內(nèi)過程導(dǎo)致第二信使物質(zhì)的增加或減少,而第二信使物質(zhì)即可直接作用于離子通道及影響細(xì)胞代謝過程,最終完成信號(hào)跨膜傳導(dǎo)。三、酶耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(一) 洛氨酸激酶受體 受體分子的胞質(zhì)側(cè)自身具有
25、酶的活性。不需要G蛋白參與。(二) 鳥苷酸環(huán)化酶受體G蛋白結(jié)構(gòu)示意圖 第三節(jié) 神經(jīng)與肌肉的一般生理 一、細(xì)胞的生物電現(xiàn)象及其產(chǎn)生機(jī)制組織細(xì)胞不論在安靜或活動(dòng)時(shí),都具有電變化,稱為生物電現(xiàn)象,醫(yī)學(xué)上記錄到的心電圖,腦電圖,肌電圖等就是心臟,大腦皮層,骨骼肌等活動(dòng)時(shí)的生物電變化的記錄。(一)細(xì)胞的靜息電位(resting potential,RP )1. 靜息電位現(xiàn)象靜息電位是指細(xì)胞未受到刺激時(shí)存在于細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差。 2. 靜息電位產(chǎn)生的機(jī)制 靜息電位的產(chǎn)生與細(xì)胞內(nèi)外離子的分布和運(yùn)動(dòng)有關(guān)。正常時(shí)細(xì)胞內(nèi)K+濃度和有機(jī)負(fù)離子A-濃度比膜外高。而細(xì)胞外
26、的Na+濃度和Cl-濃度比膜內(nèi)高。在這種情況下,Na+ 和Cl- 有向膜外擴(kuò)散的趨勢(shì)。但在細(xì)胞膜安靜時(shí),對(duì)K的通透性較大,對(duì)Na+ 和Cl- 的通透性很小,而對(duì)A-幾乎不通透。因此,K順著濃度梯度經(jīng)膜擴(kuò)散到膜外,使膜外具有較多的正電荷。有機(jī)負(fù)離子A-由于不能透過膜而留在膜內(nèi)使膜內(nèi)具有較多的負(fù)電荷。這就造成了膜外變正,膜內(nèi)變負(fù)的極化狀態(tài)。由 K擴(kuò)散到膜外造成的外正內(nèi)負(fù)的電位差將成為阻止K外移的力量。而隨K外移的增加,阻止K外移的電位差也增大。當(dāng)促使K外移的濃度差和阻止K外移的電位差這兩種力量達(dá)到平衡時(shí),經(jīng)膜K凈量為零,即K外流和內(nèi)流的量相等。此時(shí)膜兩側(cè)的電位差就穩(wěn)定于某一數(shù)值不變。此電位差稱為K
27、的平衡電位 總之靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制可概括為:1.膜內(nèi)外的離子濃度差是前提2.膜對(duì)離子的通透性起決定作用3.靜息時(shí),膜對(duì)K的通透性較大,A-的不通透性,對(duì)Na+、Cl-等離子的通透性也很小是靜息電位產(chǎn)生的根本原因(二)細(xì)胞的動(dòng)作電位(acting potential,AP )1. 動(dòng)作電位現(xiàn)象 動(dòng)作電位就是指細(xì)胞在靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生的一次膜兩側(cè)電位快速而可逆的倒轉(zhuǎn)。動(dòng)作電位是細(xì)胞興奮的標(biāo)志。在神經(jīng)纖維,動(dòng)作電位一般只持續(xù)0.52.0ms,如將其描記成曲線則呈現(xiàn)出一次尖銳的脈沖稱為鋒電位,包括快速的上升支(即去極相)和快速下降支(即復(fù)極相)。在鋒電位完全恢復(fù)到靜息水平之前還有一
28、段緩慢而較小的電位波動(dòng)稱后電位(分別為負(fù)后電位和正后電位)。最初電位絕對(duì)值稍低于靜息電位稱為負(fù)后電位(去極化后電位),接著電位絕對(duì)值又稍高于靜息電位稱為正后電位(超極化后電位)最后恢復(fù)到靜息電位。2. 動(dòng)作電位產(chǎn)生的機(jī)制膜外Na高于膜內(nèi),使膜電位急劇上升(而此時(shí)K通道則趨向關(guān)閉)形成動(dòng)作電位的上升支。除了Na濃度之外膜內(nèi)負(fù)電荷的靜電吸引也促進(jìn)Na向膜內(nèi)流動(dòng)。兩種力量使Na以極快的速度內(nèi)流,膜迅速去極化,帶正電的Na在膜內(nèi)迅速增加,膜內(nèi)電位變正后,膜內(nèi)正電逐漸產(chǎn)生排斥Na繼續(xù)內(nèi)流的力量,與膜內(nèi)外Na濃度差和電位差這兩種相反的力量達(dá)到新的平衡時(shí)便達(dá)到了除極頂峰。當(dāng)膜內(nèi)正電荷增大到足以阻止由濃度差推
29、動(dòng)的Na內(nèi)流時(shí),經(jīng)膜的Na凈通量為“0”,這時(shí)膜兩側(cè)的電位差即為Na的平衡電位。 但膜內(nèi)電位并不停留在正電位狀態(tài)而很快出現(xiàn)復(fù)極。這是由于Na通道開放時(shí)間很短,因?yàn)槟る娢坏倪^度去極化能使Na通道由激活狀態(tài)轉(zhuǎn)化為失活狀態(tài),這時(shí)對(duì)Na的通透性又變小,而此時(shí)膜的K通道逐漸開放,膜對(duì)K的通透性增加,于是K順著濃度差和電位差迅速外流。使膜電位由正值向負(fù)值發(fā)展,直到恢復(fù)到靜息電位水平,形成動(dòng)作電位復(fù)極相。動(dòng)作電位后期細(xì)胞內(nèi)Na濃度和細(xì)胞外K濃度均有微量增加,這時(shí)Na泵活動(dòng)增強(qiáng),加速細(xì)胞內(nèi)外的NaK交換。將興奮時(shí)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的Na排出,同時(shí)把流出的K攝入細(xì)胞內(nèi)。以恢復(fù)細(xì)胞內(nèi)外的離子分布。Na泵所需能量由ATP提
30、供。一個(gè)分子ATP可供3Na到膜外,2K到膜內(nèi),3Na2K。動(dòng)作電位過后,膜對(duì)K的通透性恢復(fù)正常,Na通道的失活狀態(tài)解除并恢復(fù)到備用狀態(tài)(可激活狀態(tài)),于是細(xì)胞又能接受新的刺激。哺乳動(dòng)物的N和肌細(xì)胞的RP為70mV90mV,其閾電位約為50mV70mV。 神經(jīng)細(xì)胞動(dòng)作電位產(chǎn)生機(jī)制概括如下:刺激引起膜產(chǎn)生去極化必須達(dá)到閾電位水平是產(chǎn)生動(dòng)物電位的前提: 鈉通道開放,鈉離子大量?jī)?nèi)流是產(chǎn)生動(dòng)作電位的本質(zhì): 鉀通道開放,鉀離子外流是形成動(dòng)作電位復(fù)極相的根本原因: 鈉-鉀泵活動(dòng)引起Na+-K+交換是產(chǎn)生后電位及細(xì)胞恢復(fù)正常的基礎(chǔ): 3. 動(dòng)作電位的“全或無”性質(zhì)(動(dòng)作電位的特征)動(dòng)作電位具有“全
31、或無”的特征。所謂“全”就是指在閾刺激或閾上刺激的作用下產(chǎn)生的動(dòng)作電位的幅度都是相同的,即幅度不隨著刺激強(qiáng)度的增加而增大,而且動(dòng)作電位一旦引發(fā)就能向整個(gè)細(xì)胞膜傳播,如果各部分的極化狀態(tài)是一致的,則膜各處的動(dòng)作電位幅度也是相同的。即AP在傳導(dǎo)過程中其幅度是不衰減的。所謂“無”就是指刺激強(qiáng)度達(dá)不到閾值(閾下刺激)時(shí),動(dòng)作電位就不發(fā)生。4. 細(xì)胞產(chǎn)生動(dòng)作電位時(shí)的興奮性變化神經(jīng)和肌肉細(xì)胞在接受一次刺激產(chǎn)生興奮時(shí)(即產(chǎn)生動(dòng)作電位時(shí))其興奮性會(huì)發(fā)生一系列的變化。絕對(duì)不應(yīng)期:閾強(qiáng)度無限大,興奮性為0相對(duì)不應(yīng)期:閾強(qiáng)度由大于正常逐漸下降到正常,興奮性低正常超常期:閾強(qiáng)度略低于正常,興奮性稍高于正常低常期:閾強(qiáng)
32、度略高于正常,興奮性由稍低于正常到正常恢復(fù)正常:閾強(qiáng)度正常 興奮性正常(產(chǎn)生機(jī)理由離子通道的特性決定)5. 通透性改變的實(shí)質(zhì)和離子通道的特性 離子通過膜時(shí)各有其專用途徑。這些專用途徑后來發(fā)現(xiàn)就是膜上一些特殊的鑲嵌蛋白質(zhì),因而把它們稱為離子通道。實(shí)質(zhì):特殊的鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)型改變,允許離子通過。 (2)離子通道的特性(或通道蛋白)是它們可以在一定的情況下“激活”,又可以在一定的情況下“失活”或“關(guān)閉”。激活就是指通道蛋白結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了允許某種離子順濃度差移動(dòng)的孔道,相當(dāng)于通道開放;但通道的“失活”和“關(guān)閉”卻是指兩種不同
33、的機(jī)能狀態(tài)?!笆Щ睢辈粌H指通道處于關(guān)閉狀態(tài)而且這時(shí)即便有刺激也不能進(jìn)入開放狀態(tài)。如Na通道的失活。絕對(duì)不應(yīng)期即由此產(chǎn)生。備用狀態(tài)則相當(dāng)于細(xì)胞處于相對(duì)不應(yīng)期或一般安靜時(shí)Na通道所需的狀態(tài),這時(shí)如遇到適當(dāng)刺激就可以出現(xiàn)通道開放而產(chǎn)生興奮。決定Na通道和K通道功能狀態(tài)的條件因素是膜兩側(cè)的電位差。(三)細(xì)胞的局部興奮(后面:興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)講)二、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo) 1. 基本概念(1)閾電位: 能夠造成膜對(duì)Na通透性突然增大的臨界膜電位數(shù)值(或臨界點(diǎn)時(shí)的跨膜電位)稱為閾電位。(2)局部興奮和它向鋒電位的轉(zhuǎn)變
34、;局部反應(yīng)或局部興奮。 局部反應(yīng)可以疊加起來使膜電位降低達(dá)到閾電位水平,引起動(dòng)作電位或鋒電位。時(shí)間總和:前后兩個(gè)(或更多個(gè))閾下刺激引起的局部興奮有可能疊加起來,使膜的去極化達(dá)到閾電位水平,結(jié)果觸發(fā)的一次AP稱為時(shí)間總和??臻g總和:細(xì)胞在相鄰的兩處膜同時(shí)受到兩個(gè)刺激(閾下刺激)時(shí),可能引起興奮,稱為空間總和??偤同F(xiàn)象在接受多處信號(hào)輸入的神經(jīng)元細(xì)胞體和樹突膜處是普遍存在的。(3)傳導(dǎo):興奮在同一細(xì)胞上的傳播稱為傳導(dǎo)。(4)神經(jīng)沖動(dòng):沿著神經(jīng)纖維傳導(dǎo)的興奮(或動(dòng)作電位)稱為神經(jīng)沖動(dòng)2. 興奮傳導(dǎo)機(jī)制 (1)機(jī)制用局部電流來說明興奮在細(xì)胞上的傳導(dǎo)機(jī)制, 在有髓神經(jīng)
35、纖維上的傳導(dǎo)機(jī)制 ,是沿郎飛氏結(jié)跳躍式傳導(dǎo) 。興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)機(jī)制可總結(jié)如下:已興奮部位與未興奮部位之間存在電位差是興奮傳導(dǎo)的前提;已興奮部位與未興奮部位之間的電荷移動(dòng)從而形局部電流是興奮傳導(dǎo)的基礎(chǔ); 未興奮部位受到局部電流的刺激產(chǎn)生去極化達(dá)到閾電位水平,引起鈉通道開放,從而使未興奮部位產(chǎn)生興奮是傳導(dǎo)的關(guān)鍵;如此反復(fù)地在已興奮部位和未興奮部位之間進(jìn)行,使動(dòng)作電位不斷向前傳導(dǎo)。(2)興奮傳導(dǎo)的速度一般來說,神經(jīng)纖維直徑越粗,其傳導(dǎo)興奮速度就越快。粗的有髓神經(jīng)纖維傳導(dǎo)速度最快100m/s細(xì)的無髓神經(jīng)纖維傳導(dǎo)速度最慢0.5m/s(3)興奮傳導(dǎo)的特征a.完整性: b.雙向性: c.絕緣
36、性: d.相對(duì)不疲勞性: 三、神經(jīng)肌接頭的興奮傳遞(一)細(xì)胞間信息傳遞的主要形式: 1. 激素的傳遞靶細(xì)胞具有受體結(jié)構(gòu),是鑲嵌在細(xì)胞膜上的受體蛋白質(zhì),可以特異性地“識(shí)別”并結(jié)合某種特殊的激素分子或其他體液性物質(zhì)。因而也使激素等物質(zhì)作用具有某種特異性。 2. 遞質(zhì)的傳遞(興奮在細(xì)胞間傳遞)(二)神經(jīng)肌接頭處的興奮傳遞 1. 神經(jīng)肌接頭處的興奮傳遞的機(jī)制Ø 神經(jīng)肌接頭Ø 神經(jīng)肌
37、接頭的結(jié)構(gòu)Ø 傳遞機(jī)制(1)神經(jīng)肌接頭的概念神經(jīng)纖維末梢膜與肌膜的接觸部位稱為神經(jīng)肌接頭。(2)神經(jīng)肌接頭的結(jié)構(gòu)(圖)(3)傳遞機(jī)制接頭小泡中的乙酰膽堿是興奮傳遞的化學(xué)遞質(zhì)。乙酰膽堿是在軸漿中合成的,合成后由小泡攝取并儲(chǔ)存在小泡內(nèi)。在一定的情況下小泡內(nèi)的乙酰膽堿可以釋放入接頭間隙,釋放時(shí)小泡內(nèi)物質(zhì)全部進(jìn)入間隙稱為量子式釋放。在神經(jīng)纖維處于安靜狀態(tài)時(shí),僅有少數(shù)小泡隨機(jī)地與接頭前膜融合,通過出胞作用將小泡中的乙酰膽堿釋放入間隙,由于釋放量少,對(duì)接頭后膜只引起微弱的去極化作用,不會(huì)產(chǎn)生肌細(xì)胞的興
38、奮。但當(dāng)神經(jīng)纖維的有沖動(dòng)抵達(dá)末梢時(shí),在動(dòng)作電位去極化的影響下,末梢膜的Ca+通道開放,造成Ca+的內(nèi)流。Ca+可能有兩方面作用:a.一方面使軸漿的粘滯性減少b.另一方面可中和接頭前膜內(nèi)的負(fù)電荷從而使小泡易于向前膜移動(dòng)而融合。神經(jīng)肌接頭處的興奮傳遞過程可總結(jié)如下: 2. 神經(jīng)肌接頭興奮傳遞的特征a.化學(xué)性興奮傳遞 (依賴釋放化學(xué)物質(zhì)乙酰膽堿來實(shí)現(xiàn))。b.單向性傳遞 由于突觸結(jié)構(gòu)的特殊性,傳遞不可能倒逆。c.時(shí)間延擱 興奮通過突觸或神經(jīng)效應(yīng)器接頭一般至少需要0.5-1.6ms的時(shí)間。d.易受藥物或其他環(huán)境因素變化的影響 如pH溫度等。 四、骨骼肌的收縮機(jī)制及其控制(
39、一)肌絲的分子組成及其特性1. 粗肌絲的分子組成及橫橋特性主要成份:肌凝蛋白 2. 細(xì)肌絲的分子組成及其作用(1)肌纖蛋白:肌纖蛋白和肌凝蛋白與肌絲滑行均有直接關(guān)系,所以二者稱為收縮蛋白。(2)原肌凝蛋白:(3)肌鈣蛋白 由T、C、I三個(gè)亞單位組成, 原肌凝蛋白和肌鈣蛋白雖不直接參與肌絲滑行但可影響并控制收縮蛋白之間的相互作用,故稱為調(diào)節(jié)蛋白。3. 肌絲滑行的基本過程 (二)骨骼肌的興奮收縮耦聯(lián)從膜興奮到肌纖維開始收縮的這個(gè)過程叫肌興奮收縮耦聯(lián)。或興奮(AP)觸發(fā)收縮的中介過程稱為興奮收縮耦聯(lián)。目前認(rèn)為它至少包括三個(gè)步驟 a.電興奮通過橫管系統(tǒng)傳向肌細(xì)
40、胞深部:橫管膜是肌細(xì)胞膜的延續(xù)部分,因而也可以產(chǎn)生以Na內(nèi)流為基礎(chǔ)的動(dòng)作電位。當(dāng)出現(xiàn)動(dòng)作電位時(shí),這一電變化可以沿著膜一直傳布到細(xì)胞內(nèi)部,深入到三聯(lián)管和肌小節(jié)旁。b.三聯(lián)管的信息傳遞:橫管膜的電位變化可引起鄰近肌質(zhì)網(wǎng)的膜結(jié)構(gòu)中某些帶電基因移位(帶電基因什么意思?)。引起膜對(duì)Ca+離子通透性突然升高。c.肌質(zhì)網(wǎng)對(duì)Ca+的儲(chǔ)存,釋放和再儲(chǔ)存。安靜時(shí)Ca+儲(chǔ)存于肌漿網(wǎng)的終末池,當(dāng)膜對(duì)Ca+的通透性升高后,Ca+順濃度差向肌漿中擴(kuò)散,觸發(fā)肌絲滑行。在肌質(zhì)網(wǎng)膜上由于有Ca泵的存在,它分解ATP的獲得能量,將Ca+由肌漿逆著濃度轉(zhuǎn)運(yùn)到肌質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔中,肌漿中Ca+濃度下降,肌肉舒張。(三)肌肉收縮的外部表現(xiàn)
41、160;(1)前負(fù)荷在肌肉收縮前就加在肌肉上的負(fù)荷肌肉的初長(zhǎng)度。(2)后負(fù)荷是肌肉在開始收縮后才能遇到的負(fù)荷。2. 肌肉的等張收縮和等長(zhǎng)收縮: 肌肉收縮時(shí)可以發(fā)生長(zhǎng)度和張力的變化,其具體表現(xiàn)取決于肌肉是否能自由地縮短。(1)等張收縮又稱動(dòng)力性收縮,是指肌肉收縮時(shí)僅表現(xiàn)為肌肉長(zhǎng)度縮短,而肌肉的張力不變。(2)等長(zhǎng)收縮又稱為靜力性收縮、表現(xiàn)為肌肉長(zhǎng)度不變,而張力發(fā)生變化。 第四節(jié) 生理功能的調(diào)節(jié)與整合 從整體來看各系統(tǒng),器官之間在時(shí)間和空間上都要密切配合,形成一個(gè)統(tǒng)一的整體,才能完成完善的生命活
42、動(dòng)。生理學(xué)中,把機(jī)體這種功能上的協(xié)同作用稱為整合。 機(jī)體生活在外環(huán)境中,外環(huán)境有變化時(shí),機(jī)體各系統(tǒng)、器官的活動(dòng)也將發(fā)生相應(yīng)的變化: 1. 一方面對(duì)外環(huán)境作出一定的應(yīng)答性反應(yīng) 2. 另一方面要保持內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定內(nèi)環(huán)境:就是指細(xì)胞外液,是細(xì)胞直接生活的環(huán)境 所以內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定及應(yīng)答性反應(yīng)都是機(jī)體調(diào)節(jié)活動(dòng)的結(jié)果。機(jī)體有完整的調(diào)節(jié)機(jī)制,主要包括:神經(jīng)調(diào)節(jié)、體液調(diào)節(jié)和自身調(diào)節(jié)三個(gè)方面。一、神經(jīng)調(diào)節(jié)1. 神經(jīng)調(diào)節(jié) 就是通過反射活動(dòng)來調(diào)節(jié),神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本過程就
43、是反射。2. 反射 機(jī)體接受刺激時(shí),通過感受器傳入神經(jīng)神經(jīng)中樞傳出神經(jīng)效應(yīng)器,完成應(yīng)答性反應(yīng),這一活動(dòng)稱為反射。3. 反射弧 上述五個(gè)部分組成所謂的反射通路稱為反射弧。4. 神經(jīng)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)是 迅速、局限和短暫。二、體液調(diào)節(jié)1體液調(diào)節(jié):體液調(diào)節(jié)主要是指激素調(diào)節(jié)。機(jī)體的內(nèi)分泌腺和內(nèi)分泌組織分泌的激素,通過血液循環(huán)被運(yùn)送到全身各處,調(diào)節(jié)機(jī)體的新陳代謝、生長(zhǎng)、生殖等生理功能。這種調(diào)節(jié)方式稱為體液調(diào)節(jié)。2. 神經(jīng)體液性調(diào)節(jié):內(nèi)分泌系統(tǒng)可以看成是一個(gè)獨(dú)立的調(diào)節(jié)系統(tǒng),因?yàn)椴糠謨?nèi)分泌腺或內(nèi)分泌細(xì)胞可以感受內(nèi)環(huán)境中某種理化成分或性質(zhì)的變化,并直接作出相應(yīng)的反應(yīng)。但是,不少內(nèi)分泌腺本身還直接或
44、間接地受中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié);在這種情況下,內(nèi)分泌腺就成為了反射弧上傳出神經(jīng)的延伸部分,形成了所謂神經(jīng)體液性調(diào)節(jié)。3. 局部體液調(diào)節(jié):細(xì)胞,組織所產(chǎn)生的一些特殊化學(xué)物質(zhì),通過局部組織液的擴(kuò)散改變鄰近組織細(xì)胞的活動(dòng)。4. 體液調(diào)節(jié)的特點(diǎn):緩慢,廣泛和持久。三、自身調(diào)節(jié)1. 自身調(diào)節(jié) 器官、組織和細(xì)胞的自身調(diào)節(jié)是指不依賴于神經(jīng)或體液調(diào)節(jié)而產(chǎn)生的適應(yīng)性調(diào)節(jié)自身調(diào)節(jié)。2. 自身調(diào)節(jié)的特點(diǎn):自身調(diào)節(jié)的范圍較小,也不十分靈敏,但仍有一定的意義四、反饋的概念(神經(jīng)系統(tǒng)要講)1. 反饋 當(dāng)機(jī)體的內(nèi)外環(huán)境發(fā)生變化時(shí),機(jī)體能通過上述三種調(diào)節(jié)方式產(chǎn)生一定的反應(yīng)。然而這種調(diào)節(jié)是否能產(chǎn)生最恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。還需要由調(diào)
45、節(jié)的結(jié)果的信息反過來影響調(diào)節(jié)的原因,或調(diào)節(jié)的過程,使調(diào)節(jié)活動(dòng)能恰當(dāng)好處。這種反過來的信息返回,稱為反饋(正反饋和負(fù)反饋)。2. 負(fù)反饋 如果調(diào)節(jié)的結(jié)果反過來使調(diào)節(jié)的原因或過程減弱,稱為負(fù)反饋。3. 正反饋 如果調(diào)節(jié)的結(jié)果反過來使調(diào)節(jié)的原因或過程加強(qiáng),則稱為正反饋(再生性反饋)4、前饋 干擾信息在作用于受控部分引起輸出變量發(fā)生變化的同時(shí),還可以直接通過感受裝置作用于控制部分,在控制部分的輸出變量尚未發(fā)生偏差并未引起反饋調(diào)節(jié)之前,即可對(duì)受控部分發(fā)出糾正信息,以免機(jī)體的調(diào)節(jié)過程出現(xiàn)較大的波動(dòng)和反應(yīng)滯后現(xiàn)象。這種干擾信息對(duì)控制部分的直接調(diào)控作用,稱為前饋。機(jī)體大部分的調(diào)節(jié)系統(tǒng)以負(fù)反饋的方式
46、進(jìn)行,正反饋在正常的生理情況下較為少見(典型的正反饋如排尿反射),而在病理情況下則很常見,出現(xiàn)所謂惡性循環(huán)性變化,使病情更趨嚴(yán)重。名詞:閾值 閾電位 閾強(qiáng)度 閾電位 閾刺激 閾上刺激 閾下刺激 基強(qiáng)度 興奮性 化學(xué)門控通道 電壓門控通道 機(jī)械門控通道 靜息電位 動(dòng)作電位 終板電位 負(fù)后電位和正后電位 超射 全或無現(xiàn)象
47、160; 再生性Na+ 流 動(dòng)作電位的全或無現(xiàn)象 量子式釋放 收縮蛋白質(zhì) 調(diào)節(jié)蛋白質(zhì) 興奮-收縮耦聯(lián) 反饋 負(fù)反饋 正反饋 前饋 問答題:1、何謂反饋、負(fù)反饋、正反饋和前饋?2、何謂跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),其方式主要有哪幾種?(10分)3、什么是內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)?它有何生理意義?(6分)4、試述鈉泵的本質(zhì)、作用和生理意義。5、何謂生電性鈉泵。6、靜息電位、動(dòng)作電位的定義及產(chǎn)生機(jī)理。7
48、、試比較興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)與在神經(jīng)-肌接頭處的傳遞有何不同?8、興奮在神經(jīng)肌接頭處是如何傳遞的?(6分)答: 當(dāng)神經(jīng)末梢處傳來神經(jīng)沖動(dòng),在動(dòng)作電位去極化的影響下,神經(jīng)末梢的Ca2+通道開放,引起Ca2+內(nèi)流(1分)。在Ca2+作用下,大量囊泡移向前膜并融合,發(fā)生出泡作用,向間隙釋放足夠的Ach(1分)。足量的Ach擴(kuò)散到終板膜表面立即與該膜上的N型Ach受體結(jié)合(1分),結(jié)合后,離子通道開放,使終板膜對(duì)K+,Na+,Cl-通透性增加;主要是Na+通透性增加造成終板去極化,形成終極電位(1分)。終板電位是局部興奮,并以電緊張方式引發(fā)肌膜動(dòng)作電位。并隨機(jī)向整個(gè)肌細(xì)胞進(jìn)行“全或無“式傳
49、導(dǎo),從而完成N-肌接頭的興奮傳遞(1分)。Ach在完成傳遞后,即被終板膜上的膽堿酯酶水解而失活(1分),以便下一個(gè)N沖動(dòng)的到來。第五章 血液一、體液與內(nèi)環(huán)境(一)體液1.體液:指人體(含有)的液體總量,包括水分和溶解于其中的物質(zhì),總稱體液2.體液組成: 體液(占體重60): 細(xì)胞內(nèi)液40 &
50、#160; 細(xì)胞外液20 (1)細(xì)胞內(nèi)液40:(占體液2/3) 組織液:約4/5存在于組織間隙(2)細(xì)胞外液20:(占體液1/3) 血 漿:約1/5循環(huán)于心血管S內(nèi)
51、0; 淋巴液:約1(二)內(nèi)環(huán)境及其相對(duì)穩(wěn)定人體細(xì)胞和外界環(huán)境之間的物質(zhì)交換只能通過細(xì)胞外液間接地進(jìn)行,而細(xì)胞的代謝產(chǎn)物排出體外也只能通過細(xì)胞外液。因此生理學(xué)中把細(xì)胞外液叫做機(jī)體的內(nèi)環(huán)境。細(xì)胞外液(內(nèi)環(huán)境)的化學(xué)成分和理化特性(濕度,酸堿度等)都保持相對(duì)穩(wěn)定,這對(duì)細(xì)胞進(jìn)行正常生命活動(dòng)是完全
52、必要的,內(nèi)環(huán)境相對(duì)恒定是在神經(jīng)體液調(diào)節(jié)下進(jìn)行的。把機(jī)體內(nèi)環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定的功能狀態(tài),叫做內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。(三)血液在維持內(nèi)環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定中的作用血液是機(jī)體細(xì)胞外液中最活躍的部分,它在心血管系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng),與其他細(xì)胞外液都保持相通。血液中水分、鹽類、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量、滲透壓、溫度、以及血細(xì)胞的數(shù)量都相對(duì)恒定,所有這些因素是保持內(nèi)環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定的物質(zhì)基礎(chǔ)。同時(shí)也是保持組織興奮性和全身器官正常機(jī)能活動(dòng)的必要條件。組織細(xì)胞可將其在代謝過程中產(chǎn)生的熱量、水分、CO2和其它代謝產(chǎn)物,不斷地排到周圍的組織中,但組織液的流動(dòng)范圍非常局限,必須靠血液及時(shí)運(yùn)輸,才能避免由于這些物質(zhì)過量堆積而給組織細(xì)胞造成損害,從而保持機(jī)體活
53、動(dòng)的正常進(jìn)行。(四)血量人體內(nèi)血液的總量稱為血量,正常人的血量相當(dāng)于體重的78。一個(gè)體重60kg的人約有42004800ml的血量。 第一節(jié) 血液的組成及特性一、血液的組成及功能(一)血液組成 紅細(xì)胞 血細(xì)胞 (45) 白細(xì)胞
54、60; (有形成分) 血小板 水(91)血液
55、160; 蛋白質(zhì)(7):白蛋白,球蛋白,纖維蛋白等脂質(zhì)(1):卵磷脂,膽固醇等 血漿(55) 糖類(0.1):葡萄糖等,無機(jī)鹽(0.9):NaKCa2Cl等 ( 液體成分) 代謝產(chǎn)物:尿素,肌酐,尿酸等注:粒細(xì)胞包括嗜酸性粒細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞。 (二)血液的機(jī)能1
56、. 運(yùn)輸機(jī)能:機(jī)體所需要的氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、水分及電解質(zhì),通過血液運(yùn)輸送到組織細(xì)胞,細(xì)胞代謝產(chǎn)生的CO2及尿素、尿酸、肌酐等通過血液運(yùn)輸而排出體外。2. 保持酸堿度的相對(duì)恒定。血液對(duì)內(nèi)環(huán)境某些理化性質(zhì)的變化有一定的“緩沖”作用,主要是幾個(gè)緩沖對(duì)物質(zhì)的作用完成。3. 體溫調(diào)節(jié)作用:因?yàn)檠罕葻岽螅ㄟ^運(yùn)輸作用而調(diào)節(jié)體溫。4. 防御和保護(hù)作用:血漿中許多免疫球蛋白,粒細(xì)胞的吞噬作用,血小板的作用(三)血漿、血清及血細(xì)胞比積(或壓積)1. 血漿:從正常人體內(nèi)抽出的血液,放入抗凝劑的試管中混勻后,經(jīng)離心沉降,管內(nèi)血液分為兩層,上層淡黃色的透明液體是血漿,下層是血細(xì)胞。血細(xì)胞最上面一層為白細(xì)胞和血小板,其
57、下呈紅色是紅細(xì)胞(血漿與血清大部分近似但也有不少差異)。2. 血清:如果把從血管內(nèi)抽出的血液放入不加抗凝劑的試管中,幾分鐘后就會(huì)凝固成血凝塊,血凝塊收縮析出淡黃色澄明液體為血清。3.血清與血漿的區(qū)別:血清缺乏纖維蛋白原和少量參與血凝的其他血漿蛋白,但又增加了少量血凝時(shí)由血小板釋放出來的物質(zhì)。4. 血細(xì)胞比積(壓積):血細(xì)胞在血液中所占的容積百分比稱血細(xì)胞比積。二、血漿的化學(xué)成分及其生理功能(一)血漿蛋白1. 分類
58、160; 白蛋白:3.84.8 g/dl 含量最多分子量最小血漿蛋白可以分為三類 球蛋白:0.23.5 g/dl
59、0; 纖維原蛋白:0.20.4 g/dl2. 血漿蛋白的主要功能:(1)運(yùn)輸功能:血漿蛋白可以與多種物質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合物,如一些激素,維生素,Ca2和Fe2可以與球蛋白結(jié)合,許多藥物和脂肪則和白蛋白(質(zhì))結(jié)合而在血液中進(jìn)行運(yùn)輸。(2)形成血漿膠體滲透壓:在這幾種蛋白質(zhì)中,白蛋白分子量最小,含量最多,對(duì)于維持正常血漿膠體滲透壓起主要作用。(3)緩沖作用:白蛋白和它的鈉鹽組成緩沖對(duì),和其它無機(jī)鹽緩沖對(duì)(主要是碳酸和碳酸氫鈉)一起緩沖血漿中可能發(fā)生的酸堿變化。(4)參與機(jī)體的免疫功能:球蛋白包括123等幾種成分,其中球蛋白含有多種抗體,能與抗原(如細(xì)菌、
60、病毒或異種蛋白)相結(jié)合,從而殺滅致病因素。(5)參與生理止血功能:纖維蛋白和凝血酶等因子是引起血液凝固的主要因素。(6)營(yíng)養(yǎng)作用:正常人由3L左右血漿,約200g蛋白質(zhì)起營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)備作用。(二)非蛋白氮血中蛋白質(zhì)以外的含氮物質(zhì),總稱非蛋白氮。主要是尿素,此外還有尿酸,肌酐,氨基酸,多肽,氨和膽紅素。其中多肽和氨基酸是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),可參加各種組織蛋白質(zhì)的合成。其余的物質(zhì)多為機(jī)體代謝產(chǎn)物(廢物,)大部分經(jīng)血液帶到腎臟排出體外。(三)不含氮有機(jī)物血漿中所含的糖類主要是葡萄糖,簡(jiǎn)稱為血糖。其含量與糖代謝有密切關(guān)系。正常人血糖含量比較穩(wěn)定,約在80mg120mgdl。血糖過高稱為高血糖,過低稱為低血糖,都導(dǎo)致機(jī)
61、體功能障礙。(四)無機(jī)鹽血漿中的無機(jī)鹽,絕大部分以離子狀態(tài)存在,陽(yáng)離子中的Na濃度最高,還有K+、Ca2和Mg2等,陰離子中以Cl-最多,HCO3-次之,還有HPO42-和SO42-等。各種離子都有其特殊的生理功能。三、血液的理化特性 (一)滲透壓(是一切溶液的物理化學(xué)特性)血漿滲透壓 晶體滲透壓占主要 膠體滲透壓1.正常值
62、:313mos m/L,相當(dāng)于7個(gè)大氣壓,或5330mmHg(708.9kPa)2. 血漿晶體滲透壓(1)血漿晶體滲透壓 血漿中小分子的晶體物質(zhì)(主要是NaCl,其次為NaHCO3和葡萄糖)形成的滲透壓稱為血漿晶體滲透壓, (2)血漿晶體滲透壓的主要功能 血漿晶體滲透壓對(duì)于保持細(xì)胞內(nèi)外水平衡及血細(xì)胞的正常形態(tài)和功能十分重要。3.血漿膠體滲透壓(1)血漿膠體滲透壓 血漿中大分子物質(zhì)(主要是白蛋白,其次是球蛋白)形成的滲透壓稱為血漿膠體滲透壓。 (2)血漿膠體滲透壓的主要功能 血漿膠體滲透壓對(duì)于血管內(nèi)外的水平衡有重要作用。(保持血漿和組織液間的液體平衡有重要
63、作用)。4.等滲溶液在臨床或生理實(shí)驗(yàn)使用的各種溶液中,其滲透壓與血漿滲透壓相等的稱為等滲溶液。如0.9NaCl溶液,高于或低于血漿滲透壓的則相應(yīng)的稱為高滲或低滲溶液。5.等張溶液在臨床上,將能使懸浮于其中的細(xì)胞保持正常體積和形狀的(鹽)溶液稱為等張溶液。所謂張力實(shí)際上是指溶液中不能透過細(xì)胞膜的顆粒所造成的滲透壓。例如NaCl(和葡萄糖)不能自由透過細(xì)胞膜,所以0.9NaCl 既是等滲溶液又是等張溶液。但尿素因?yàn)樗茏杂赏ㄟ^細(xì)胞膜,1.9的尿素溶液雖然與血漿等滲,但紅細(xì)胞置于其中后立即溶血,所以不是等張溶液。6.水腫當(dāng)血漿膠體滲透壓顯著下降時(shí),進(jìn)入毛細(xì)血管的液體量減少而留在組織液中的量增多,導(dǎo)致
64、組織液量上升,稱為水腫。(二)血漿的pH值1.正常值:約7.357.45,較穩(wěn)定2.來源:血液中的緩沖對(duì): NaHCO3/H2CO3 為主 蛋白質(zhì)鈉鹽/蛋白質(zhì)
65、 Na2HPO4/NaH2PO4 pH相對(duì)穩(wěn)定,對(duì)機(jī)體生命活動(dòng)有重要意義:pH超過一定范圍會(huì)影響各種酶活性從而引起組織細(xì)胞代謝紊亂,其生理功能和興奮性都會(huì)異常。 血液的理化特性(P127)(一)紅細(xì)胞的懸浮穩(wěn)定性(二)
66、血液粘滯性(三)血漿滲透壓與紅細(xì)胞脆性(四)血漿的pH第二節(jié) 血細(xì)胞的形態(tài)和生理功能一、紅細(xì)胞1.紅細(xì)胞的形態(tài)和數(shù)量正常紅細(xì)胞無核,呈雙凹圓盤形,周邊較厚具有彈性和可塑性,仍具有代謝功能。紅細(xì)胞含血紅蛋白因而血液呈紅色。其主要成分是血紅蛋白,約占紅細(xì)胞重量的32。成年男性 450550萬(wàn)個(gè)/mm3成年女性 380460萬(wàn)個(gè)/mm3新生兒 600萬(wàn)個(gè)以上/mm32.紅細(xì)胞的生理功能紅細(xì)胞主要功能 是運(yùn)輸氧氣和二氧化碳,此外還在酸堿平衡中起一定的緩沖作用。 3.紅細(xì)胞生理特性(1)紅細(xì)胞滲透脆性紅細(xì)胞滲透脆性 紅細(xì)胞在低滲鹽溶液中發(fā)生膨脹破裂的特性稱為紅細(xì)胞滲透脆性(簡(jiǎn)稱脆性)紅細(xì)胞溶血 如將紅細(xì)胞置于低滲的NaCl溶液中,水進(jìn)入紅細(xì)胞,細(xì)胞膨脹為球形,甚至破裂血紅蛋白釋放入溶液中稱為溶血。(2)紅細(xì)胞懸浮穩(wěn)定性 紅細(xì)胞懸浮穩(wěn)定性 是指紅細(xì)胞在血漿中保持懸浮狀態(tài)而不易下沉的特性。將與抗凝劑混勻的血液置于血沉管中,垂直靜置,經(jīng)一定時(shí)間以后紅細(xì)胞由于比重大將逐漸下沉。血沉 單位時(shí)間內(nèi)紅細(xì)胞沉降的距離稱紅細(xì)胞沉降率,簡(jiǎn)稱血沉。血沉的快慢主要與血漿蛋白的種類及含量有關(guān)。 疊連 許多紅細(xì)胞能較快地相互以凹面相貼,形成一疊紅細(xì)胞,這種情況叫做疊連。紅細(xì)胞疊連起來,其外表面積與容積
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