緒論+細(xì)胞的基本生理功能-護(hù)理課件

1、第一章 緒論第一節(jié) 概 述什么是生理學(xué)？生理學(xué)（physiology）是研究機(jī)體功能的科學(xué)。人體生理學(xué)的基本內(nèi)容：正常狀態(tài)下人體及其各部分的功能。 生理學(xué)的發(fā)展史.1628年，William Harvey（英國） 近代生理學(xué)的奠基人 20世紀(jì)初，巴甫洛夫（俄國），創(chuàng)建了高級神經(jīng)活動學(xué)說1939年，W.B. Cannon（美國） 提出“穩(wěn)態(tài)”的概念.生理學(xué)研究水平整體水平 方法：活體解剖實驗法、慢性實驗法器官和系統(tǒng)水平 方法：離體組織、器官實驗法細(xì)胞和分子水平 方法：離體細(xì)胞、分子實驗法一、新陳代謝新陳代謝（metabolism）：生物體不斷進(jìn)行自我更新的過程。 同化作用 異化作用新陳代謝是生命

2、最基本的特征。二、興奮性（一）刺激與反應(yīng)刺激：能引起生物體發(fā)生反應(yīng)的環(huán)境變化。反應(yīng)：刺激引起的機(jī)體功能活動的改變，是刺激引起的結(jié)果 興奮 (excitation) 抑制 (inhibition)（二）興奮性興奮性 (excitability) ：一切活細(xì)胞、組織或機(jī)體都具有對刺激發(fā)生反應(yīng)的特性（或能力）。衡量興奮性的指標(biāo)閾值（threshold）閾值：剛能引起組織產(chǎn)生反應(yīng)的最小刺激強(qiáng)度稱為閾強(qiáng)度，簡稱閾值。閾值與興奮性的關(guān)系：閾值，興奮性三、生殖指生物體生長發(fā)育到一定階段后，能夠產(chǎn)生與自己相似的子代個體的功能。第三節(jié) 人體與環(huán)境內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)內(nèi)環(huán)境（internal environment）：體

3、內(nèi)細(xì)胞直接生存的環(huán)境，即細(xì)胞外液。作用：1.為細(xì)胞提供物質(zhì) 2.接受細(xì)胞排出物 3.為細(xì)胞活動提供條件 （穩(wěn)態(tài)）內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)（homeostasis）：內(nèi)環(huán)境各項理化性質(zhì)的相對動態(tài)平衡的狀態(tài)。 穩(wěn)態(tài)是一個動態(tài)平衡，機(jī)體通過神經(jīng)、體液、自身調(diào)節(jié)保持內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定。穩(wěn)態(tài)意義：維持機(jī)體生存的首要條件，也是維持正常生命活動的必要條件 。一、神經(jīng)調(diào)節(jié)（neuroregulation）神經(jīng)調(diào)節(jié)：由神經(jīng)系統(tǒng)的活動調(diào)節(jié)生理功能調(diào)節(jié)特點(diǎn)：快速、局限、準(zhǔn)確、精確、協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)基本方式：反射（reflex）調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：反射弧二、體液調(diào)節(jié)（humoral regulation）體液調(diào)節(jié)：某些特殊的化學(xué)物質(zhì)經(jīng)血液運(yùn)

4、輸調(diào)節(jié)機(jī)體的生理功能。調(diào)節(jié)特點(diǎn)：緩慢、廣泛、持久神經(jīng)體液調(diào)節(jié)：以神經(jīng)為主導(dǎo)、有體液參加的復(fù)合調(diào)節(jié)方式neuro-humoral regulation三、自身調(diào)節(jié)（autoregulation）自身調(diào)節(jié)： 當(dāng)體內(nèi)、外環(huán)境變化時，細(xì)胞、組織、器官本身不依賴神經(jīng)與體液調(diào)節(jié)而產(chǎn)生的適應(yīng)性反應(yīng)。 調(diào)節(jié)特點(diǎn)：范圍較小、不十分靈敏反饋反饋（feedback）：某一原因可導(dǎo)致一定的結(jié)果，而這一結(jié)果又反過來影響原始動因或過程。負(fù)反饋（negative feedback）：反饋作用與原效應(yīng)作用相反原效應(yīng)減弱 如：血壓的調(diào)節(jié)，體溫的調(diào)節(jié)，等 負(fù)反饋是維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)的最重要調(diào)節(jié)方式。正反饋（positive feedb

5、ack）：反饋作用與原效應(yīng)作用一致原效應(yīng)加強(qiáng) 如：血液凝固，排尿（便）反射，分娩過程，等Review.細(xì)胞是人體形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能和生長發(fā)育的基本單位。 細(xì)胞膜 光鏡 細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞核細(xì)胞膜（質(zhì)膜）：細(xì)胞最外面的一層薄膜。第一節(jié) 細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能細(xì)胞膜的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能單純擴(kuò)散易化擴(kuò)散主動轉(zhuǎn)運(yùn)出胞/入胞一、單純擴(kuò)散（simple diffusion）概念:脂溶性物質(zhì)由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)擴(kuò)散的過程。特點(diǎn)：順濃度差擴(kuò)散 不耗能影響擴(kuò)散的因素：膜兩側(cè)分子的濃度差 膜對物質(zhì)的通透性擴(kuò)散的物質(zhì)：O2, CO2, N2, 尿素等二、易化擴(kuò)散（facilitated diffusion）*概念：非

6、脂溶性物質(zhì)在膜蛋白的幫助下，順濃度差或電位差跨膜擴(kuò)散的過程。與單純擴(kuò)散相比：順濃度差擴(kuò)散 不耗能 需要借助膜蛋白分類：載體介導(dǎo)的易化擴(kuò)散（載體運(yùn)輸） 通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)散（通道運(yùn)輸）1. 載體運(yùn)輸（carrier transport）特點(diǎn)： 化學(xué)結(jié)構(gòu)特異性 飽和現(xiàn)象 競爭性抑制運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)：葡萄糖、 氨基酸等2. 通道運(yùn)輸（channel transport）特點(diǎn)：門控特性（電壓、化學(xué)、機(jī)械） 離子選擇性 運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)：Na+, K+, Ca2+, Cl-等帶電離子三、主動轉(zhuǎn)運(yùn)（active transport）概念：離子或小分子物質(zhì)在膜上“泵”的作用下，被逆濃度差或逆電位差的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過程。特征：逆

7、電化學(xué)梯度 耗能 原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn) 繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)離子泵鈉-鉀泵（鈉泵）本質(zhì)：Na+-K+-ATP酶激活： 胞外K+ ，胞內(nèi)Na+ Na+ 泵激活 ATP ADP+ Pi+ E鈉泵（sodium pump）作用： 泵入鉀泵出鈉，形成并保持膜內(nèi)高鉀膜外高鈉的分布轉(zhuǎn)運(yùn)量：*鈉泵的意義細(xì)胞內(nèi)高鉀是許多代謝反應(yīng)的必要條件維持正常細(xì)胞體積和滲透壓是細(xì)胞產(chǎn)生電活動的前提條件鈉泵活動是生電性的，可使膜內(nèi)電位的負(fù)值增大建立勢能貯備繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)逆電化學(xué)梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)所需的能量并不是直接來自ATP的分解，而是來自原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)所形成的離子濃度差，這種間接利用ATP能量的主動轉(zhuǎn)運(yùn)過程稱為繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)。繼發(fā)性主動

8、轉(zhuǎn)運(yùn)通常是由一種稱為轉(zhuǎn)運(yùn)體的膜蛋白利用細(xì)胞膜兩側(cè)的Na+濃度差完成的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，和載體具有相似的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制。 同向轉(zhuǎn)運(yùn) 反向轉(zhuǎn)運(yùn)（交換）同向轉(zhuǎn)運(yùn)主動轉(zhuǎn)運(yùn)與被動轉(zhuǎn)運(yùn)的區(qū)別主動轉(zhuǎn)運(yùn)被動轉(zhuǎn)運(yùn)需由細(xì)胞提供能量不需外部能量逆電-化學(xué)勢差順電-化學(xué)勢差使膜兩側(cè)濃度差更大使膜兩側(cè)濃度差更小四、入胞和出胞入胞(endocytosis)：大分子或團(tuán)塊物質(zhì)通過細(xì)胞膜的運(yùn)動從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的過程。 吞飲：液態(tài)物質(zhì) 吞噬：固體物質(zhì)（四）入胞作用和出胞作用出胞(exocytosis)：大分子或團(tuán)塊物質(zhì)通過細(xì)胞膜的運(yùn)動從細(xì)胞內(nèi)排出細(xì)胞外的過程。運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)：細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，腺細(xì)胞的分泌物等第二節(jié) 細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功能（自學(xué)）通

9、道蛋白跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)受體蛋白質(zhì)G蛋白膜的效應(yīng)器酶耦聯(lián)的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)酪氨酸激酶受體完成的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)第三節(jié) 細(xì)胞的生物電現(xiàn)象細(xì)胞生物電現(xiàn)象的觀察和記錄*（一）靜息電位及其產(chǎn)生機(jī)制*靜息電位（resting potentioal, RP）：指細(xì)胞處于安靜狀態(tài)下存在于膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差，又叫靜息膜電位，簡稱膜電位。 特點(diǎn)：內(nèi)負(fù)外正； 相對穩(wěn)定 *靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制1) 靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi)外Na+ 、K+分布不均衡 細(xì)胞膜外 細(xì)胞膜內(nèi)Na+ 142mEq/l 14mEq/l 10:1K+ 5 mEq/l 155 mEq/l 1:31Na+ 有從膜外向膜內(nèi)擴(kuò)散的趨勢 K + 有從膜內(nèi)向膜外擴(kuò)散的趨勢*靜息

10、電位的產(chǎn)生機(jī)制2) 靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜對K+的選擇性通透 K +的通 透性 大 Na+ 的通 透性 極 小大分子A-（蛋白質(zhì)離子）無通透性*靜息電位主要是由K+外流所形成的電化學(xué)平衡電位 (Nernst公式)內(nèi)外Nernst公式幾個重要的概念極 化 安靜時, 膜兩側(cè)電位外正內(nèi)負(fù)去極化 膜兩側(cè)電位差減小, 膜內(nèi)負(fù)值變小反極化 膜兩側(cè)電位發(fā)生倒轉(zhuǎn), 膜外為負(fù), 膜內(nèi)為正復(fù)極化 去極化后，膜內(nèi)電位逐漸恢復(fù)到靜息電位狀態(tài)超極化 膜兩側(cè)電位差加大,膜內(nèi)負(fù)值增大（二）動作電位及其形成機(jī)制*動作電位（action potential, AP）：細(xì)胞受刺激時，在靜息電位的基礎(chǔ)上發(fā)生一次短暫的擴(kuò)布性的電位變化。動

11、作電位的產(chǎn)生是細(xì)胞興奮的標(biāo)志。產(chǎn)生原理： 上升相：去極化相，Na+內(nèi)流至平衡電位。 下降相：復(fù)極化相， Na+ 通道關(guān)閉，K+外流 后電位：鈉泵活動以完成離子重新分布。（二）動作電位及其形成機(jī)制*動作電位傳導(dǎo)的特點(diǎn)： “全或無”現(xiàn)象 不衰減性傳導(dǎo) 雙向傳導(dǎo)動作電位的產(chǎn)生條件（二）動作電位及其形成機(jī)制閾電位（threshold potential, TP）：膜內(nèi)負(fù)電位去極化到能引起動作電位的臨界值。注意：引起細(xì)胞興奮或產(chǎn)生動作電位的關(guān)鍵在于能否使靜息電位減小到閾電位水平，而與導(dǎo)致這種膜電位減少的手段或方式無關(guān)。（二）動作電位及其形成機(jī)制局部反應(yīng) (local response)：細(xì)胞受閾下刺激時

12、膜電位的輕微去極化。特性： 1 不是“全或無”式，隨閾下刺激增大而增大 2 電緊張性擴(kuò)布，不能在膜上作遠(yuǎn)距離傳播 3 總和現(xiàn)象（時間性、空間性）局部反應(yīng) 閾下刺激引起鈉通道少量開放 反應(yīng)等級性有總和效應(yīng) 衰減性傳播動作電位 閾(上)刺激引起鈉通道大量開放 “全或無” 無非衰減性傳播局部反應(yīng)與AP的區(qū)別細(xì)胞興奮后興奮性的周期性變化細(xì)胞興奮后興奮性的周期性變化心肌細(xì)胞每次興奮，其膜通道存在備用狀態(tài)、激活、失活和復(fù)活過程（二）動作電位及其形成機(jī)制興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)（1）傳導(dǎo)機(jī)制：局部電流（2）傳導(dǎo)的特點(diǎn) 不衰減性第四節(jié) 肌細(xì)胞的收縮功能骨骼肌的微細(xì)結(jié)構(gòu) 肌原纖維 *肌小節(jié)：兩個相鄰Z線之間的一段

13、肌原纖維1/2明帶+ 暗帶+1/2明帶骨骼肌收縮的基本結(jié)構(gòu)單位 粗肌絲位于暗帶，呈豆芽形由肌球蛋白（肌凝蛋白）組成 頭部：橫橋（為ATP酶，還有與肌球蛋白 肌動蛋白結(jié)合的位點(diǎn)） 桿部細(xì)肌絲位于Z膜兩側(cè)，一端固定于Z膜，另一端伸入粗肌絲之間肌動蛋白：主體，有與橫橋結(jié)合的位點(diǎn)原肌凝蛋白：位于肌動蛋白和橫橋之間，掩蓋兩者的結(jié)合位點(diǎn)肌鈣蛋白：由3個亞單位構(gòu)成，與Ca2+親和力強(qiáng)肌管系統(tǒng)橫管縱管橫管（T管）走行方向與肌原纖維垂直由肌膜在明、暗帶交界處（骨骼肌）或Z線附近（心?。┫騼?nèi)凹陷包繞每條肌原纖維。作用： 將肌膜上的AP傳入細(xì)胞內(nèi)部，引起一條肌纖維各肌節(jié)的同步收縮。縱管（肌漿網(wǎng)）走行方向與肌原纖維平

14、行，其管道交織成網(wǎng)骨骼肌的肌漿網(wǎng)末端膨大，與T管膜相接觸，稱為終池?？少A存、釋放、聚積Ca2+T管與其兩側(cè)的終池形成三聯(lián)體，在興奮-收縮耦聯(lián)過程中起重要作用。一、神經(jīng)-骨骼肌接頭處的興奮傳遞N-M接頭結(jié)構(gòu)接頭前膜接頭間隙接頭后膜（終板膜）N-M接頭處的興奮傳遞過程當(dāng)神經(jīng)沖動傳到軸突末膜Ca2通道開放，膜外Ca2向膜內(nèi)流動接頭前膜內(nèi)囊泡移動、融合、破裂，囊泡中ACh釋放(量子釋放)ACh與終板膜上的N2受體結(jié)合，受體蛋白分子構(gòu)型改變終板膜對Na、K (尤其是Na)通透性終板膜去極化終板電位（EPP）EPP電緊張性擴(kuò)布至肌膜去極化達(dá)到閾電位爆發(fā)肌細(xì)胞膜動作電位N-M接頭處的興奮傳遞過程膜Ca2通道

15、開放，膜外Ca2向膜內(nèi)流動接頭前膜內(nèi)囊泡移動、融合、破裂，囊泡中的ACh釋放(量子釋放)ACh與終板膜上的N2受體結(jié)合，受體蛋白分子構(gòu)型改變終板膜對Na、K (尤其是Na)通透性影響N-M接頭處興奮傳遞的因素：（1）阻斷ACh受體：箭毒和銀環(huán)蛇毒，肌松劑（馳肌碘）。（2）抑制膽堿酯酶活性：有機(jī)磷農(nóng)藥，新斯的明。（3）自身免疫性疾?。褐匕Y肌無力（抗體破壞ACh受體），肌無力綜合征（抗體破壞N末梢Ca2+通道）。（4）接頭前膜Ach釋放：肉毒桿菌中毒。二、骨骼肌的興奮收縮耦聯(lián)概念：肌纖維動作電位引發(fā)機(jī)械收縮的中介過程。肌膜電興奮的傳導(dǎo)三聯(lián)管處的信息傳遞終池中Ca2+的釋放 *三聯(lián)體是興奮-收縮耦聯(lián)

16、的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) *Ca2+是興奮-收縮耦聯(lián)的關(guān)鍵物質(zhì)三、骨骼肌的收縮原理機(jī)制肌絲滑行學(xué)說主要內(nèi)容：橫紋肌的肌原纖維是由粗、細(xì)兩組與其走向平行的蛋白絲構(gòu)成，肌肉的縮短和伸長均通過粗、細(xì)肌絲在肌節(jié)內(nèi)的相互滑動而發(fā)生，肌絲本身的長度不變。過程按任意鍵飛入橫橋擺動動畫肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮牽拉細(xì)肌絲朝肌節(jié)中央滑行橫橋擺動橫橋與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，分解ATP釋放能量原肌球蛋白位移，暴露細(xì)肌絲上的結(jié)合位點(diǎn)Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合肌鈣蛋白的構(gòu)型改變終池膜上的鈣通道開放終池內(nèi)的Ca2+進(jìn)入肌漿骨骼肌舒張機(jī)制興奮-收縮耦聯(lián)后肌膜電位復(fù)極化終池膜對Ca2+通透性肌漿網(wǎng)膜Ca2+泵激活肌漿網(wǎng)膜Ca2+Ca2+與肌鈣蛋白解離原肌凝蛋白復(fù)蓋的橫橋結(jié)合位點(diǎn)骨骼肌舒張運(yùn)動神經(jīng)沖動傳至末梢N末梢對Ca2+通透性增加 Ca2+內(nèi)流入N末梢內(nèi)接頭前膜內(nèi)囊泡向前膜移動、融合、破裂ACh釋放入接頭間隙 ACh與終板膜受體結(jié)合受體構(gòu)型改變終板膜對Na+、K+(尤其Na+)的通透性增加產(chǎn)生終板電位(EPP)EPP引起肌膜AP肌膜AP沿橫管膜傳至三聯(lián)管終池膜上的鈣通道開放終池內(nèi)Ca2+進(jìn)入肌漿Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合 引起肌鈣蛋白的構(gòu)型改變原肌凝蛋白發(fā)生位移暴露出細(xì)肌絲上與橫橋結(jié)合位點(diǎn)橫橋與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合激活A(yù)TP酶作用,分解ATP橫橋擺動牽拉細(xì)肌絲朝肌節(jié)中央滑行肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞