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生理重点

生理学

第一章绪论

第一节生理学的定义、研究水平和生命的基本表现

1、生理学的基本定义：

生理学（Physiology）：

研究生命活动规律的科学。

生理学也是一门实验性科学，即实验生理学（ExperimentalPhysiology）；

研究对象：

活着的机体、器官、组织或细胞。

2、研究水平：

（1）整体水平：

条件反射（神经网络活动中的条件反射）

心理生理（情绪和心理因素变化）

（2）器官、系统水平：

器官，系统（invivo,invitro）

（3）器官、系统水平：

单细胞功能（生物电），胞内蛋白质分子功能，人体生理功能基因调节。

3、生命的基本表现：

新陈代谢：

生物体不断地建造自身特殊结构，破坏衰老结构，以新合成的生物分子代替旧的过程。

同化作用：

（合成代谢）机体从环境中摄取营养物质，经过改造或转化提供建造自身结构所需要的原料、能量的过程。

异化作用：

（分解代谢）机体将自身衰老的组织结构破坏和分解，并排出体外的过程。

兴奋性（excitability）：

生物体对刺激发生反应的能力。

刺激（stimulation）：

能够引起生物体发生反应的各种环境变化。

如：

机械、化学、电刺激等。

可兴奋组织：

神经、肌肉和腺体受到刺激后能较迅速地产生特殊的生物电反应（动作电位）以及其它反应称之。

（环境变化）

‖

刺激兴奋

机体反应

抑制

兴奋（excitation）：

受刺激时，活的组织和细胞由静止状态变为活动状态或者由弱活动状态变为强活动状态的过程。

抑制（inhibition）：

受刺激时，活的组织或细胞由活动状态变为静止状态，由强活动状态变为弱活动状态的过程。

阈强度（thresholdintensity）或称阈值（threshold）:

能引起活组织细胞产生反应的最小刺激强度.

•阈下刺激

•阈上刺激

•最适刺激：

引起最大反应的最小刺激强度。

适应性（adaptability）：

机体按环境变化调整自身生理功能的过程成为适应（adaption），机体的适应变化能力称为..

生殖（reproduction）：

生物体发育成熟后，能够产生子体后代的功能。

第二节生理功能的调节

一、神经调节（nervousregulation）:

由神经系统的活动完成调节.特点：

过程迅速，作用局限，精确。

基本方式：

反射（reflex）——在中枢神经系统的参与下，机体对内外环境变化产生的规律性的应答反应。

结构基础：

反射弧（reflexarc）=（receptor,afferentnervefiber,reflexcenter,efferentnervefiber,effector）

反射类型：

非条件反射unconditionedreflex条件反射conditionedreflex

先天获得、比较固定后天获得、灵活多变

刺激性质与反射之间的关系建立在非条件反射基础上

由种族遗传因素决定需要条件刺激

非条件反射：

食物——口腔、食道——消化液的分泌

训练：

铃声+食物——口腔、食道——消化液的分泌

条件反射：

铃声——口腔、食道——消化液的分泌

条件刺激（conditioningstimuli）——无关刺激与条件刺激在时间上的吻合。

二、体液调节（humoralregulation）：

当内分泌腺（细胞）分泌的激素，经血液循环运送到靶细胞或靶器官发挥生理作用。

特点：

比较缓慢，作用比较弥散持久

神经-体液调节：

当内分泌腺直接或间接受中枢神经系统的调节，使体液调节成为神经调节反射弧传出纤维的延长部分。

旁分泌（paracrine）：

组织细胞产生的化学物质通过局部扩散的方式影响邻近组织细胞的功能活动。

三、自身调节（autoregulation）：

在不依赖于神经、体液调节的情况下，组织器官对内外环境变化所产生的适应性反应。

1.肾血流自身调节：

体循环血液变动在80~180mmHg,肾血流量变化不明显。

2.心脏异长自身调节：

由于初长度的改变引起心肌收缩力的变化。

第三节生理功能的调节控制

反馈控制系统（feedbackcontrolsystem）：

负反馈，正反馈。

负反馈（negativefeedback）——当反馈信息的作用与控制信息的作用方向相反，使控制部分的作用减弱。

如：

下丘脑-垂体-靶腺轴中的负反馈调节。

正反馈（positivefeedback）——当反馈信息的作用与控制信息的作用方向相同，加强控制部分的作用。

如：

分娩过程中，子宫收缩——胎儿头部下降——牵张子宫颈——加强子宫收缩。

前馈（feedforward）——由干扰信号通过感受装置对控制部分直接作用。

意义：

在输出变量未出现偏差之前而引起负反馈之前，对可能出现的偏差发出纠正信号。

纠正负反馈引起的波动和滞后的缺陷。

如：

冬泳时刚入水中，冰冷刺激皮肤通过反射使机体增加产热和控制散热，保持体温正常，而不是通过体温降低后再通过负反馈使体温回升

第二章细胞的基本功能

第一节细胞膜的基本结构和物质转运功能

一、膜的化学组成和分子结构：

脂质、蛋白质、糖类——细胞膜、线粒体膜、内质网膜

1、脂质双分子层：

脂质成分磷脂类（主要）——占脂质总量70%以上。

双嗜性　　　磷脂酶Ｃ

磷脂酰肌醇——————三磷肌醇、二酰甘油

胆固醇（次要）——占脂质总量30%以下

鞘脂类（少量）

细胞内外的脂质屏障，脂溶性、高脂溶性物质可以自由通过细胞膜；非脂溶性或低脂溶性物质不能自由通过细胞膜。

2、镶嵌蛋白质：

①镶嵌蛋白质的主要生理功能：

与物质跨膜转运功能有关的蛋白质：

载体（carrier）、通道（channel、离子泵（ionpump）、转运体（transport）。

受体（receptor）——与辨认和接受细胞环境中的特异的化学性刺激或信号有关的蛋白质。

抗原

膜内各种酶

②存在形式：

表面蛋白（peripheralprotein）——位于膜的内、外表面，通过肽链中带电的氨基酸与脂质的极性基团结合或与以离子键和膜中的整合蛋白结合。

整合蛋白（integralprotein）——肽链一次或多次穿越脂质双层。

3、糖类：

①含量：

少；②种类：

寡糖、多糖；③存在形式：

糖质、糖蛋白

二、细胞膜的物质转运功能

物质跨膜转运的五种形式：

扩散（diffusion）——溶液中的溶质从膜的高浓度一侧向低浓度一侧的扩散。

1、单纯扩散（simplediffusion）：

物质由膜的高浓度一侧向膜的低浓度一侧的扩散。

能够自由通过细胞膜的物质有：

O2、CO2N2、乙醇、尿素，水的单纯扩散和水通道

2、易化扩散（facilitateddiffusion）：

在细胞膜蛋白质的帮助物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧的跨膜扩散。

如：

葡萄糖、K+、Na+、Ca2+、Cl-等。

（1）以载体（carrier）为中介特点：

①顺浓度梯度②高度结构特异性（载体蛋白质）③饱和现象、

④竞争性抑制：

A、B两种物质都能转运时，加入A，B转运减少。

（2）以通道（channel）为中介

电压门控通道（voltage-gatedionchannel）——其开闭取决于通道蛋白质所在膜两侧的电位差。

化学门控通道（chemically-gatedionchannel）——其开闭取决于膜环境中是否存在特定的化学信号。

配体门控通道（ligand-gatedionchannel）——被神经递质或第二信使激活的化学门控通道。

机械门控通道（mechanically-gatedionchannel）

水通道（waterchannel）：

主要分布在红细胞、肾小管、集合管、晶状体等处。

3、主动转运（activetransport）：

在细胞膜特殊蛋白质的帮助下，物质逆着浓度差、电位差的跨膜转运，耗能。

钠-钾泵（Sodiumpump）又称钠-钾依赖式ATP酶：

①特殊的蛋白质②功能亚单位（、），阻断剂哇巴因（ouabain）

③具有ATP酶的活性，可以分解ATP④胞内被钠激活、胞外被钾激活

⑤逆浓度差、电位差转运Na+、K+⑥分解1分子ATP，排出3个Na+，转入2个K+，生电

⑦耗能。

生理学意义：

1、维持胞内高K+、胞外高Na+的状态;2、维持胞浆的渗透压和细胞容积的稳定

3、维持Na+-H+交换的动力;4、生电钠泵活动引起细胞膜超极化

5、引起继发性主动转运

钙泵（Ca2+-ATP酶）：

①细胞膜、肌浆网、内质网膜上的ATP酶；②1条肽链、10个跨膜α螺旋；

③ATP结合位点、磷酸化位点和Ca2+结合位点均位于胞浆侧；

④逆浓度差转运Ca2+到胞外（1in10000out）；

⑤胞浆Ca2+升高——Ca2+-钙调蛋白（CM）复合物——酶活性抑制作用解除——Ca2+外排加速

同向转运（symport）：

溶质和Na+向同一方向的转运

4、继发性主动转运（secondaryactivetransport）：

能量不直接来自于ATP的分解

肠道、肾小管：

钠-钾泵维持胞外Na+势能差，Na+顺浓度差进入细胞内，葡萄糖逆浓度差入细胞内。

5、出胞与入胞出胞（exocytosis）：

大分子物质或团块由细胞排出的过程。

自然出胞：

内分泌腺细胞分泌激素、外分泌腺分泌酶原颗粒与黏液。

调节出胞：

神经末梢释放递质等。

入胞（endocytosis）：

大分子物质或团块进入细胞的过程。

固体称为吞噬（phagocytosis），液体称为吞饮（pinocytosis）

受体介导式入胞（receptor-mediatedendocytosis）：

被转运的物质与膜表面的特殊受体蛋白质相互作用后进入细胞的过程称为受体介导式入胞。

第二节细胞的信号转导

跨膜信号转导（transmembranesignaltransduction）

跨膜信号传递（transmembranesignaling）：

不同形式的外界信号作用于靶细胞膜表面引起膜中蛋白质分子的变构，并以新的信号形式传递到膜内，引起靶细胞功能改变的过程

递质transmitter调质modulator激素hormone细胞因子cytokine

通过经典的突触联系通过非经典的突触细胞释放、扩散距离和作用

作用于效应细胞的信联系作用于效应细胞通过血液循环作用于靶细胞范围在激素与递质之间的化学

息传递物质的信息传递物质的高效能物质信号分子

改变离子通道第二信使第二信使基因表达

快、短暂较缓慢、持久作用慢、持久大约

如：

神经生长因子、上皮生长因子

一、受体——G蛋白——膜的效应器酶——第二信使——跨膜信号转导

第一信使：

激素；第二信使：

CAMP、CGMP、IP3、DG、Ca2+等；第三信使：

快速基因的表达产物

（被第二信使类物质激活、快速生成新的蛋白质）

几种主要的受体—G蛋白跨膜信号转导方式：

1、CAMP-PKA途径2、IP3-Ca2+途径（第二信使）3、DG-PKC途径（第二信使）4、G蛋白-离子通道途径

二、受体——通道——跨膜信号转导

化学门控通道（配体门控通道）电压门控通道机械门控通道

兴奋是如何通过神经肌接头处进行传递的？

（※）

兴奋传至运动神经末梢——Ca2+内流——末梢释放Ach——Ach作用于终板膜上的N2型受体——Na+通道（化学门控通道）开放——Na+、K+通透性增加——Na+内流>K+外流——终板膜去极化（终板电位）——阈电位（电压门控通道）——肌细胞膜动作电位。

三、酶耦联受体——跨膜信号转导

细胞因子（cytokines）：

扩散距离和作用范围大约在激素与递质之间的化学信号分子。

如：

神经生长因子、上皮生长因子等。

细胞因子+酪氨酸激酶受体（细胞膜蛋白质）→信号转导

1、具有酪氨酸激酶的受体也称受体酪氨酸（receptortyrosinekinase）

膜蛋白、一个跨膜α螺旋、外侧位点结合体、胞浆侧酪氨酸激酶结构

2、结合酪氨酸激酶的受体（receptor-associatedtyrosinekinase）

如：

促红细胞生成素受体、生长素受体、催乳素受体.

3、具有鸟苷酸环化酶的受体

一个跨膜α螺旋、外侧位点结合配体、胞浆侧鸟苷酸环化酶、无需G蛋白参与.

第三节细胞的兴奋性和生物电现象

生物电现象——细胞在安静或活动状态时的电现象。

静息电位（restingpotential）——安静时细胞膜内外的电位差（内负外正）。

动作电位（actionpotential）——细胞在活动状态下的一系列膜电位波动。

一、兴奋性和刺激引起兴奋的条件

1、兴奋性与兴奋兴奋性（excitability）——活的组织或细胞对刺激发生反应的能力.

兴奋的标志：

动作电位的产生.

2、刺激引起兴奋的条件和阈刺激

刺激引起兴奋的三个条件（※）：

①刺激强度②刺激持续时间③强度时间变化率（强度相对时间的微分）

阈强度（thresholdintensity）：

刺激持续时间以及强度时间变化率不变时，引起组织发生反映的最小刺激强度称之。

阈刺激（thresholdsimulus）：

具有阈强度的刺激称之。

1

阈上刺激——大于阈强度的刺激。

兴奋性∝---------

阈下刺激——小于阈强度的刺激，仅仅引起局部反应。

强度阈值

3、组织兴奋以及恢复过程中兴奋性的周期性变化

绝对不应期（absoluterefractoryperiod）：

组织兴奋后的一个较短时间内，无论再受到任何强大的刺激都不能产生兴奋。

Na+通道失活。

相对不应期（relativerefractoryperiod）：

绝对不应期之后的一段较短时间内，阈上刺激引起组织细胞产生动作电位，幅度小，不应期短。

Na+通道开放能力未恢复正常。

超常期（supranormalperiod）：

相对不应期之后的一段时间，兴奋性升高的时期。

低常期（subnornalperiod）：

超常期之后的一段时间，兴奋性低于正常水平（心肌无低常期）。

二、细胞生物电现象及其产生机制

（一）记录方法神经干表面记录；单个细胞内、外记录；电压钳（voltageclamp）

（二）神经干双相动作电位：

神经干双向动作电位特点：

①复合动作电位②不具有“全或无”现象③随刺激强度变化而变化

（三）细胞膜静息电位：

静息电位（restingpotential）：

安静时细胞膜内外的电位差（内负外正）。

极化状态（polarization）：

安静时细胞膜内为负、膜外为正的状态。

去极化（depolarization）——膜电位负值减小。

超极化（hyperpolarization）——膜电位负值增大。

复极化（repolarization）去极化后膜电位负值逐渐恢复的过程。

静息电位相当于K+的平衡电位

静息电位形成原理（※）：

1、膜内外K+浓度差2、安静时细胞膜对K+的选择性通透，对大的蛋白离子不通透

3、K+外流4、内负外正的电场阻止了K+的进一步外流

5、K+的净移动为零，K+的平衡电位。

影响因素：

通透性、浓度差.

（四）动作电位及其形成原理

1、动作电位形成原理：

去极相①细胞膜内外Na+的浓度差②受刺激时，膜对Na+的通透性③Na+内流

④Na+内流形成的内正外负的电场阻止了Na+的进一步内流⑤Na+的净移动为零，Na+的平衡电位。

复极相①K+通透性↑，K+外流（快速）②Na+-k+泵③膜电位恢复到静息电位水平之前的微小、缓慢的波动称为后电位

负后电位——去极化电位；正后电位——超极化电位.

影响因素：

浓度差、通透性.

全或无（allornone）：

在相同条件下，同一细胞动作电位的大小不随刺激强度和传导距离而改变的现象。

二、兴奋的引起和兴奋的传导机制：

1、阈电位和锋电位

阈电位（thresholdpotential）——引起快Na+通道开放、爆发锋电位的临界膜电位值。

2、局部兴奋（localexcitation）——阈下刺激引起受刺激膜局部出现一个较小的、局限性的、不能传布的去极化。

局部兴奋的特点：

① 随刺激强度增大而增大② 电紧张式扩布（electronicpropagation）

③ 无不应期（refractoryperiod）

④ 总和现象（summation）：

时间总和（spacialsummation）；空间总和（temporalsummation）.

⑤不具有“全或无”（allornonelow）现象

3、兴奋在同一细胞上的传递：

①、沿整个细胞膜呈非衰减式扩布；

②、有髓鞘纤维以朗飞氏结为单位呈跳跃式传导.

第四节肌细胞的收缩功能

一、兴奋通过神经肌接头处的传递：

兴奋传导到运动神经末梢→Ca2+内流→Ach释放→Ach与运动终板膜上的N2受体结合→Na+、k+通透性增加→Na+内流＞k+外流→终板膜去极化（终板电位）→总和→阈电位→肌细胞膜兴奋。

终板电位（endplatepotential,EPP）：

运动神经末梢兴奋，释放乙酰胆碱，作用于相应受体引起终板膜上的去极化电位称为终板电位。

特点：

1、不表现为全或无现象；2、其大小与乙酰胆碱的释放量呈正比；3、无不应期；4、有总和现象。

微终板电位（miniatureendplatepotential,MEPP）：

一个Ach量子引起的终板膜电位称为微终板电位。

兴奋在神经肌接头处的传递特点：

1、乙酰胆碱的量子性释放（quantumrelease）：

以囊泡为单位的出胞过程。

2、神经肌接头处兴奋传递的1：

1一次神经冲动到达末梢引起一次兴奋。

3、时间延搁

4、易受药物和其它因素的影响.阻断剂：

筒箭毒。

乙酰胆碱的清除：

靠胆碱酯酶的降解作用，主要分布在接头间隙和接头后膜上。

为什么有机磷农药中毒时，需要联合使用胆碱酯酶复活剂（解磷定）？

有机磷农药（新斯的明）→抑制胆碱酯酶→乙酰胆碱堆积→副交感神经系统的症状

（支气管痉挛、瞳孔缩小、流涎、大小便失禁，同时大汗淋漓）

M受体阻断剂（阿托品）+胆碱酯酶复活剂

二、骨骼肌细胞的微细结构

1、肌小节：

骨骼肌←肌纤维←肌原纤维←肌小节←肌丝

2、肌丝滑行（myofilamentsliding）：

肌肉收缩：

肌细胞膜→横管膜兴奋→肌膜、横管膜上的L型Ca2+通道开放→Ca2+内流→激活RYR（ryanodinereceptor）→肌浆中Ca2+与肌钙蛋白（troponin）结合→原肌凝蛋白（tropomyosin）构变→横桥（crossbridges）与肌动蛋白（actin）结合→肌丝滑行→肌小节缩短

肌肉舒张：

肌肉收缩的同时激活终池膜上的Ca2+泵→Ca2+被泵回终池内→肌浆中Ca2+浓度降低时→Ca2+与肌钙蛋白分离→肌丝滑行的相反方向→肌肉舒张

•终池膜上的RYR：

Ca2+释放通道；物碱ryanodine有较高的亲和力；

•4个亚单位构成的同源四聚体；肽链C端4次跨膜、N端形成足结构伸入肌浆；

•3种亚型，骨骼肌RYR1，心肌RYR2，脑RYR3。

钙触发钙释放（calcium-inducedCa2+release,CICR）

——肌细胞膜、横管膜兴奋→L型Ca2+通道开放→Ca2+内流→激活终池膜上的RYR→终池释放Ca2+。

钙瞬变（calciumtransient）

——胞浆内的Ca2+浓度升高发生单次收缩时，激活了终池膜上的Ca2+泵，使胞浆内的浓度迅速下降到静息水平。

3、兴奋-收缩耦联（excitation-contractioncoupling）：

肌肉动作电位发动肌肉收缩过程。

兴奋-收缩耦联过程中的关键离子：

Ca2+。

4、骨骼肌收缩的外部表现和力学分析

几个基本概念：

负荷（load）——肌肉收缩遇到的阻力。

前负荷（preload）——肌肉收缩之前遇到的阻力。

后负荷（afterload）——肌肉收缩时遇到的阻力。

被动张力（passiveforce）——外力牵拉时，肌肉收缩之前所产生的张力（回缩力）。

主动张力（activeforce）——肌肉收缩时所产生的张力。

肌肉长度缩短和张力增加呈反变关系。

初长度（initiallength）——肌肉在收缩之前的长度。

等长收缩（isometriccontraction）——肌肉张力增加，长度不变的收缩.

等张收缩（isotoniccontraction）——肌肉张力不变，长度缩短的收缩。

后负荷对肌肉收缩的影响

前负荷不变时后负荷越大张力大缩短程度小

后负荷最大P0（最大张力）最大缩短程度为零

（等长收缩）

后负荷越小张力小缩短程度大

后负荷为零张力为零最大缩短速度Vmax

（理论上）（等张收缩）

作功=肌肉缩短距离×负荷或张力，当P0或Vmax，作功为零。

前负荷或肌肉初长度对肌肉收缩的影响：

改变前负荷时，重复上述实验，观察后负荷对肌肉收缩影响试验。

结果：

不同的前负荷（初长度）P0和Vmax不同。

最适初长度（optimalinitiallength）：

产生最大P0和Vmax的初长度。

最适前负荷（optimalpreload）：

产生最适初长度的前负荷称之，作功最大。

骨骼肌的自然长度，接近最适初长度，肌小节静止长度是2.0~2.2μΜ粗细肌丝交错最理想，Tmax时静息张力较小，继续加大前负荷→肌细胞被拉长→肌小节>2.2μΜ→肌丝重叠小→肌肉收缩力↓。

心肌：

最适初长度时，静息张力较大，阻止心肌进一步被拉长。

因此，改变前负荷→心肌肌小节不超过2.25～2.3μΜ。

具有抗过度延伸性。

第三章血液

体液（bloodfluid）占体重的60%：

2/3细胞内液（intracellularfluid）、1/3细胞外液（extracellularfluid）

3/4组织液（interstitialfluid）、1/4血浆（plasma）

内环境（internalenvironment）——细胞外液（excellularfluid）。

内环境稳态（homeostasis）——细胞外液的理化环境保持相对稳定的现象。

第一节血液的组成以及理化特性

一、血液的组成成分（compositionsofblood）及血量（bloodvolume）

红细胞（redbloodcells）

血细胞白细胞（whitebloodcells）

（bloodcells）血小板（platelet）

血液

（blood）水

血浆血浆蛋白：

白蛋白、球蛋白、纤维蛋白原

（plasma）溶质无机盐：

非蛋白氮

不含氮的有机物

血细胞比容（hematiocrit）：

血细胞在血液中所占容积百分比称之。

成年男性：

40%～50%；成年女性：

37%～48%。

血量（bloodvolume），正常成年