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(二)体液调节
体液调节就是机体内某些特定的细胞,能合成并分泌某些具有信息传递功能的化学物质,经体液途径运送到特殊的靶组织、细胞,作用于相应的受体,对靶组织细胞活动进行的调节,称为体液调节。
体液调节的特点:
缓慢、广泛和持久。
神经-体液调节:
参与体液调节的内分泌激素多数直接或间接受神经系统控制,所以体液调节实质上成了神经调节传出途径中的一个环节,这类调节称为神经-体液调节。
(三)自身调节
当内外环境发生变化时,机体器官、细胞的功能可自动发生适应性反应称为自身调节。
自身调节的特点:
较为简单,幅度小,但对功能稳态的维持仍然十分重要。
五、动物体内的控制系统
(一)非自动控制系统
开环系统,体内较少,应激反应时出现。
(二)反馈控制系统
反馈:
由效应器(受控部分)发出反馈信息调整控制部分活动的作用称为反馈。
根据反馈信息的作用效果,反馈可分为正反馈和负反馈。
负反馈:
反馈信息抑制或减弱控制部分活动的称为负反馈。
体内较常见,有利于机体的稳态。
正反馈:
反馈信息促进或加强控制部分活动的称为正反馈。
有利于活动的进行,打破稳态。
(三)前馈控制系统
条件反射
第二章细胞的基本功能
一、细胞膜的物质转运功能
(一)简单扩散:
指脂溶性物质由膜的高浓度侧向低浓度侧扩散的现象。
(二)易化扩散:
非脂溶性或脂溶性小的物质,在特殊膜蛋白质的帮助下,由高浓度一侧通过细胞膜向低浓度一侧扩散的现象。
以载体为中介的易化扩散(或载体运输)和以通道为中介的易化扩散(或通道运输)
根据通道门控机制的不同,分为电压门控性通道、化学门控通道和机械门控通道。
(三)主动转运:
是指细胞通过本身的耗能过程,将某些物质的分子或离子由膜的低浓度一侧向高浓度一侧转运的过程。
根据ATP来源的直接和间接方式,主动转运分为原发性主动转运和继发性主动转运。
简单扩散和易化扩散合称被动转运。
(四)入胞和出胞作用
入胞作用:
指细胞外的大分子物质或团块进入细胞内的过程。
吞噬:
固体;
胞饮:
液体
出胞作用:
指细胞把大分子或固块物质由细胞内向外排出的过程。
二、细胞的信号转导
主要的转导方式:
离子通道型受体介导的跨膜信号传导;
由G蛋白耦联受体介导的跨膜信号传导;
由酶联型受体介导的跨膜型号转导。
三、细胞的兴奋性和生物电现象
(一)兴奋性
1、概念:
细胞受到刺激后能产生动作电位的能力(特性)。
2、兴奋性的变化周期:
绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期。
3、刺激与反应的关系
阈刺激:
能引起细胞兴奋或产生动作电位的最小强度刺激。
阈下刺激与局部兴奋:
刺激强度小于阈值的刺激,不能引起细胞产生动作电位,但可产生局部兴奋。
阈上刺激:
刺激强度大于阈值的刺激。
引起反应的刺激三要素:
性质、强度和作用时间。
(二)细胞的生物电现象
细胞的生物电有两种表现形式:
1、静息电位(RP)或膜电位:
细胞未受到刺激时存在于细胞膜两侧的电位差,表现为外正内负。
极化:
静息状态下外正内负的状态称为极化。
2、动作电位(AP):
细胞受刺激兴奋时,细胞膜原来的极化状态立即消失,并在膜的内外两侧发生一系列电位变化,这种电位变化称为动作电位。
动作电位的构成:
包括锋电位和后电位,锋电位由上升支和下降支组成。
后电位包括负后电位和正后电位。
3、生物电产生的机制:
静息电位是钾离子的平衡电位,是由钾离子外流所致;
动作电位的上升支是钠离子的平衡电位,钠离子内流所致;
下降支是钾离子的平衡电位,钾离子外流所致;
后电位是依赖Na+-K+泵将钠、钾恢复到静息时膜两侧的离子分布水平。
(三)动作电位的传播
有髓纤维:
跳跃式传导;
无髓纤维:
局部电流学说。
四、骨骼肌的收缩功能
(一)骨骼肌的收缩形式
等长收缩和等张收缩。
当骨骼肌受到一次短促的刺激时,可发生一次动作电位,随后出现一次收缩和舒张,称为单收缩。
当骨骼肌受到频率较高的连续刺激时,可出现以这种总和过程为基础的强直收缩。
如果刺激频率相对较低,总和过程发生于舒张期,就会出现不完全强直收缩;
提高刺激频率,使总和过程发生于收缩期,就出现完全强直收缩。
在生理条件下,支配骨骼肌的传出神经总是发生连续的冲动,所以骨骼肌的收缩都是强直收缩。
(二)骨骼肌收缩机制
1、肌细胞的微细结构:
粗肌丝由肌球蛋白组成。
肌球蛋白的头部形成横桥,横桥的功能:
横桥可以和细肌丝上的肌动蛋白分子呈可逆性的结合;
横桥具有ATP酶的作用,可以分解ATP供能;
细肌丝由肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白组成;
肌动蛋白和肌球蛋白称收缩蛋白,原肌球蛋白和肌钙蛋白称调节蛋白。
2、肌细胞收缩机理:
肌丝滑行学说
(三)骨骼肌兴奋-收缩耦联
以肌膜的电变化为特征的兴奋过程和以肌丝滑行为基础的收缩过程之间的中介过程称为兴奋-收缩耦联;
Ca2+在耦联过程中起了关键性作用。
第三章血液
一、概述
(一)血液组成:
血浆和血细胞
(二)血细胞比容:
压紧的血细胞在全血中所占的容积百分比。
红细胞比容或红细胞压积(PCV):
100毫升血液中红细胞所占的容积百分比。
(三)血浆渗透压
渗透压:
促使纯水或低浓度溶液中的水透过半透膜向高浓度溶液中渗透的力量。
血浆渗透压包括晶体渗透压和胶体渗透压。
晶体渗透压:
晶体物质(80%来自Na+和Cl-,99.5%)
胶体渗透压:
胶体物质(主要是蛋白质,0.5%)
等渗溶液:
与细胞质和血浆渗透压相等的溶液。
如生理盐水(0.9%NaCl)、5%葡萄糖等。
高渗溶液:
大于细胞质和血浆渗透压的溶液。
低渗溶液:
小于细胞质和血浆渗透压的溶液。
等张溶液:
能使细胞形态和大小不发生改变的等渗溶液。
1.9%的尿素、生理盐水、5%葡萄糖、3.8%柠檬酸钠或枸橼酸钠
(四)血液的酸碱度
血浆pH7.35~7.45,血液pH能经常保持相对恒定,主要取决于:
1、血液缓冲物质:
血浆:
NaHCO3/H2CO3、Na2HPO4/NaH2PO4、蛋白质-钠/蛋白质,其中NaHCO3/H2CO3起着非常重要的作用。
生理学中将血浆中NaHCO3的含量称为血液的碱储。
2、其它器官酸碱调节:
排出CO2,调节血浆中H2CO3(呼吸),排出酸性物质,收回NaHCO3(肾脏)。
(五)血量
血量:
机体内的血液总量。
循环血量:
循环系统中不断流动的血量部分。
储备血量:
常滞留于肝、脾、肺和皮下血窦、毛细血管网和静脉内的血量。
循环血量和储备血量间保持着交换和平衡。
(六)血浆的化学成分及其功能
血浆组成:
水、低分子物质、蛋白质、O2、CO2
血浆包括90~92%的水和8~10%溶质,溶质有2~3%无机盐和小分子有机物、5~8%血浆蛋白(清蛋白、球蛋白、纤维蛋白原)。
功能:
维持血浆胶体渗透压;
构成组织蛋白的原料;
作为运输载体;
免疫性抗体;
参与凝血和纤溶过程。
二、血细胞生理
(一)红细胞(RBC)
1、生理特性
(1)膜的选择通透性
(2)渗透脆性
溶血:
当血浆渗透压低于RBC渗透压时,RBC吸水渐涨大,终将破裂释放出血红蛋白,这一现象称溶血。
渗透脆性:
RBC在低渗溶液中抵抗破裂溶血的特性。
对低渗溶液的抵抗力大,脆性小;
对低渗溶液的抵抗力小,脆性大。
(3)悬浮稳定性
悬浮稳定性:
RBC能较稳定地悬浮于血浆中不易下沉的特性。
常用红细胞沉降率来表示(血沉)
血沉:
一定时间(通常用在第一小时末)内RBC在血液中下沉的距离。
影响悬浮稳定性的因素:
血浆中球蛋白、纤维蛋白原和胆固醇含量增加,红细胞叠连增加,血沉加快;
当血浆中白蛋白和卵磷脂含量增多时,红细胞叠连、沉降减慢。
2、功能:
气体运输功能;
酸碱缓冲功能
3、红细胞的生成
生成部位:
骨髓;
原料:
蛋白质和铁,缺乏造成营养性贫血;
促进发育和成熟的因子:
维生素B12、叶酸、铜离子。
前两个缺乏造成巨幼红细胞贫血;
生成的调节:
促红细胞生成素、雄激素
(二)白细胞
分类:
粒细胞(嗜中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞)、单核细胞和淋巴细胞
1、特性:
变形、游走、趋化性(白细胞具有趋向某些化学物质游走的特性)、吞噬和分泌
参与免疫反应
(三)血小板
黏附与聚集、吸附与释放、收缩
生理性止血;
参与凝血;
参与纤维蛋白溶解;
维持血管内皮的完整性。
三、血液凝固
血液凝固:
血液由液体状态凝结成血块的过程,其本质是血浆中可溶性纤维蛋白原转变为不溶性丝状纤维蛋白,并网罗血细胞形成血块的过程。
凝血过程:
凝血酶原激活物的形成;
凝血酶的形成;
纤维蛋白的形成。
凝血时间:
从血液流出血管到出现丝状纤维蛋白所需的时间。
正常时血液能保持液态原因:
血管内壁光滑,凝血因子不被激活,血小板也不黏附聚集;
体内存在着抗凝和纤维蛋白溶解机制。
抗凝系统:
血浆中有多种抗凝物质,称为抗凝系统。
包括抗凝血酶Ⅲ、肝素、蛋白质C。
纤维蛋白溶解:
血液凝固过程中形成的纤维蛋白被分解、液化的过程。
参与纤溶的物质:
纤维蛋白溶解酶原(纤溶酶原)、纤维蛋白溶解酶(纤溶酶)、纤溶酶原激活物与抑制物,构成了纤维蛋白溶解系统。
纤溶酶原激活物:
包括血管内激活物、组织激活物、血浆激活物。
前两者主要指血管内皮细胞和各种组织合成的组织型激活物,如尿激酶。
血浆激活物指有关的凝血因子,如Ⅻa起到纤溶作用。
纤溶抑制物:
纤溶酶激活物抑制剂-1、补体C1抑制物、α2-抗纤溶酶、α2-巨球蛋白和抗凝血酶Ⅲ等。
所以,凝血、抗凝血、纤溶是三个密切相关的生理过程,以保让血流正常运行。
四、抗凝和促凝措施
(一)抗凝
去钙离子法(草酸钾和草酸铵、柠檬酸钠、乙二胺四乙酸钠(EDTA))、脱纤维法、肝素、双香豆素。
(二)缓凝
低温、光滑面
(三)促凝
粗糙面、适当提高创面温度、维生素K
第四章循环
一、心脏生理
(一)心脏泵血功能的评定
1、心输出量:
一次心跳一侧心室射出的血液量,称每搏输出量;
每分钟一侧心室射出的血量,称每分输出量,简称心输出量,等于心率与每搏输出量的乘积。
2、射血分数:
搏出量占心室舒张末期容积的百分比,称为射血分数。
3、心指数:
每平方米体表面积每分钟的心输出量。
4、心力贮备:
心输出量随机体需要而相应增大的能力。
形式:
输出量和心率贮备。
(二)心脏泵血功能的调节
心输出量取决于心率和每搏输出量,机体通过对心率和每搏输出量两方面的调节来调节心输出量。
包括前负荷(指肌肉收缩以前所遇到的阻力或负荷)、后负荷(指肌肉收缩以后所遇到的阻力或负荷)、心肌收缩力、心率的调节。
(三)心音
第一心音:
心缩期,持续时间长,音调较低;
第二心音:
心舒期,持续时间较短,音调较高。
(四)心肌细胞的类型及特征
心肌细胞按结构和功能,可分为普通心肌细胞和特殊分化的心肌细胞两类。
1、普通心肌细胞:
心房肌、心室肌细胞,属非自律细胞,又称工作细胞或收缩细胞;
有兴奋性、收缩性、传导性、无自律性。
2、特殊分化的心肌细胞:
P细胞和浦肯野细胞,属自律细胞;
有兴奋性、传导性、自律性、无收缩性。
(五)普通心肌细胞跨膜电位及其形成原理
1、静息电位:
钾离子的平衡电位。
2、动作电位的特征及形成原理
特征:
升降支不对称;
复极化过程复杂;
持续时间长。
形成原理:
0期(去极化期):
钠离子内流;
1期(快速复极化早期):
钾离子外流;
2期(平台期、缓慢复极化期):
钙离子内流和钾离子外流;
3期(快速复极化末期):
4期(恢复期):
主动转运各种离子(如钠、钙、钾等),恢复兴奋前细胞内外正常的离子浓度梯度,为再次兴奋准备条件。
复极1期与0期共同合称“锋电位”。
(六)心肌细胞的生理特性
1、心肌细胞的兴奋性:
有效不应期:
相当于动作电位0、1、2及3期的前段。
特点:
时间特别长;
生理意义:
持续至心肌舒张期开始后,以免心肌细胞发生强直收缩,使心肌收缩和舒张交替进行,保证心脏正常的充盈和射血功能。
相对不应期:
持续时间相当于3期后段,即-60~-80mv。
超常期:
时间相当于-80mv~-90mv之间。
以后心肌细胞兴奋性完全恢复正常。
无低常期
2、心肌细胞的自律性
自律性:
心肌自律细胞在没有外界刺激条件下,能自动发生节律性兴奋的特性与能力。
心脏内自律性的高低:
高→低,窦房结→房室交界及其束支→浦肯野氏纤维,所以正常时窦房结控制整个心脏活动。
正常起搏点:
窦房结是心脏内兴奋和搏动的正常起源部位,称为正常起搏点。
窦性节律:
起源于窦房结的心脏节律。
潜在起搏点:
心脏内除窦房结以外的自律组织在正常时不自动发生兴奋,但保持着自律的特性,称为潜在起搏点。
异位节律:
由窦房结以外的潜在起搏点而产生的节律。
自律细胞的自律性高低取决于:
舒张期最大电位与阈电位水平的距离;
4期自动去极化速度。
3、心肌细胞的传导性
机制—局部电流学说
心肌细胞之间的闰盘结构是低电阻的缝隙连接,局部电流可通过闰盘结构,在相邻细胞传递
心肌细胞的兴奋不仅在同一细胞间传导,还能传导至其它心肌细胞→整个心脏兴奋和收缩→功能合胞体;
兴奋在心脏不同部位的传导速度各不相同,具有快—慢—快的特点。
兴奋传至房室交界时,通过该部位速度较慢,称为房室延搁。
使兴奋到达心房和心室的时间前后分开,使心室收缩结束后才开始心室收缩,保证心室收缩之前充盈更多血液。
4、心肌细胞的收缩性
期前收缩和代偿间歇:
当心肌进行正常窦性节律性收缩时,如在舒张期(绝对不应期后)受到额外刺激,会引起一次比正常窦性节律提前发生的额外兴奋和产生额外收缩。
这种心肌发生在下次正常收缩之前的的额外收缩称为期前收缩;
期前收缩也有不应期,结果从窦房结传来的下一次节律性恰好落在期前收缩的绝对不应期内,需要等到窦房结再下一次兴奋传导心肌时→兴奋和发生收缩。
所以心肌在期前收缩之后常有一个较长时间的间歇,称为代偿间歇。
(八)心电图(ECG)
定义:
将电极放在体表的不同部位,通过心电描记器间接地将心脏每个心动周期的动作电位变化描记出来,用这样的方法得到的电位变化曲线,称为心电图。
心电图的波形及意义:
基本波形都含有P波、QRS波群和T波。
二、血管生理
(一)血液在血管系统内的流动
1、血流量:
单位时间内流经血管某一横截面的血量,叫血流量或容积速度。
血流量取决于血管系统两端的压力差和血管对血流的阻力,即Q=△P/R
2、血流速度:
血液中某一质点在血管内移动的速度称血流速度,即血液在血管内流动的直线速度。
3、血流阻力:
血液在血管内流动时所遇到的阻力称血流阻力。
R=8Lη/R4
外周阻力:
在小血管(小动脉和微动脉)内的血流阻力。
4、血压:
血管内的血液对于单位血管壁的侧压力称血压。
血压的形成:
血管内充盈血液是基础;
心脏射血是动力;
外周阻力是形成血压的重要因素。
(二)动脉血压
1、形式:
心缩期中动脉血压所达到的最高值称收缩压;
心舒期中动脉血压下降所达到的最低值称舒张压;
收缩压与舒张压的差值称脉压;
一个心动周期中动脉血压的平均值称平均动脉压,即舒张压加上三分之一的脉压。
2、影响动脉血压的因素:
每搏输出量主要影响收缩压;
心率和外周阻力主要影响舒张压;
大动脉管壁弹性主要影响脉压;
循环血量与血容量的比值。
(三)微循环
微动脉和微静脉之间的血液循环,基本功能是实现物质交换。
组成:
微动脉,微静脉,后微动脉,动静脉吻合支,真毛细血管网,前毛细血管,毛细血管前括约肌。
通路特点及功能:
直捷通路:
血流快,流径短,使血液迅速通过微循环,以免过多滞留;
骨骼肌常见。
营养通路:
路径迂回曲折,流速缓慢,正常时有20%真毛细血管处于开放状态,进行物质交换。
动静脉短路:
手掌足底耳廓,参与体温调节。
(四)组织液和淋巴液
1、参与组织液生成和回流的因素
促进因素:
毛细血管血压、组织液胶体渗透压;
阻止因素:
血浆胶体渗透压、静水压。
2、影响组织液生成和回流的因素
毛细血管血压;
血浆胶体渗透压;
毛细血管通透性。
在毛细血管的动脉端有组织液的生成,静脉端有组织液的回流。
3、淋巴回流的意义
回收蛋白质;
协助营养物质吸收;
调节体液平衡、清除异物。
三、心血管活动的调节
1、心脏的神经支配
心交感神经:
节前纤维末梢释放Ach,作用于节后纤维N受体,节后纤维末梢释放NE,作用于心肌细胞膜β1受体,起正性作用;
心迷走神经:
节前、节后纤维末梢释放Ach,作用于心肌细胞M受体,起负性作用。
2、血管的神经支配
缩血管纤维:
均为交感N,节后纤维末梢释放NE,作用于血管平滑肌细胞α型受体;
舒血管纤维:
交感N末梢释放Ach,作用于M型受体,一般不参与调节,只在激动、剧烈运动、恐慌时参与,属于防御性反应系统;
副交感N末梢释放Ach,作用于M型受体,调节局部血流量。
3、心血管中枢
脊髓(初级中枢);
延髓(基本中枢):
传入神经接替站,缩血管区(交感神经起源),舒血管区(引起交感紧张性降低),心抑制区(迷走神经包体所在地);
下丘脑(整合部位),大脑皮层(高级中枢)。
4、心血管反射
压力感受性反射:
颈动脉窦(窦神经)和主动脉弓(减压神经或缓冲神经或主动脉神经);
升压反射和降压反射
化学感受性反射:
颈动脉体、主动脉体
其它感受器反射:
心肺感受器(心房、心室、肺循环大血管壁)
(一)全身性体液调节
E和NE:
E为强心剂;
NE为升压药
血管紧张素(RAA系统)
ADH
(二)局部性体液调节
组织胺、激肽、前列腺素、心钠素
第五章呼吸
一、肺通气
(一)肺通气的结构基础
1、肺通气:
外界空气与肺泡间的气体交换。
2、呼吸单位:
呼吸性小支气管、肺泡管、肺泡囊、肺泡
3、呼吸膜的组成:
肺表面的活性物质(二棕榈酰卵磷脂,DPPC);
液体分子;
肺泡上皮细胞;
间隙;
毛细血管基膜;
毛细血管内皮细胞
4、肺表面的活性物质的作用:
降低表面张力。
生理作用:
保持肺泡容量;
阻止肺泡积液。
(二)肺通气的原理
1、肺通气的动力:
是呼吸运动。
(1)呼吸肌的收缩与舒张所引起的节律性胸廓扩大或缩小称为呼吸运动;
平静呼吸,吸气主动,呼气被动;
用力呼吸,吸气和呼气均是主动。
(2)呼吸型:
胸式呼吸;
腹式和胸腹式呼吸。
(3)呼吸型、呼吸频率和呼吸音可作为临床诊断的辅助指标。
(4)胸内压:
负压;
胸内压=–肺回缩力;
吸气时增大,呼气时减小;
胸内负压的生理意义:
牵拉肺,保持肺泡充盈、有利于肺换气;
促进静脉血和淋巴的回流;
有利于呕吐反射和逆呕。
2、肺通气的阻力:
弹性阻力和非弹性阻力
弹性阻力:
弹性组织对抗外力作用引起变形的力。
变形程度与弹性阻力大小成反比。
用顺应性来衡量。
顺应性:
弹性组织在外力作用下的可扩张性。
顺应性(C)=1/弹性阻力(R)。
非弹性阻力:
主要由惯性阻力、黏滞阻力和气道阻力组成。
气道阻力约占80-90%。
(三)肺通气功能的评价
1、肺总量:
肺(包括呼吸道)能够容纳气体的量。
肺总量=肺活量+余气量=潮气量+补吸气量+补呼气量+机能余气量;
机能余气量意义:
缓冲呼吸时肺泡气氧气和二氧化碳的剧烈改变
2、肺通气量:
单位时间内进出肺的气体量。
每分通气量=潮气量×
呼吸频率
3、无效腔包括解剖无效腔和肺泡无效腔
4、每分肺泡通气量=(潮气量-无效腔容量)×
二、肺换气
呼吸气体的交换发生在两个部位:
肺泡与其周围毛细血管之间;
血液与组织液之间。
1、气体交换的动力—气体分压差
2、溶解度:
单位分压下溶解于单位容积液体中气体的量。
根据气体扩散规律,气体分子扩散速度与溶解度成正比,与分子质量平方根成反比;
所以在分压差相等时,CO2的扩散速度约为O2的20倍,这也是临床常见缺O2而罕见CO2潴留的原因之一。
3、影响气体交换的因素(肺换气):
呼吸膜的厚度;
换气肺泡数量;
通气/血流比值
三、气体运输
血液运输气体方式:
物理溶解(少部分)↔化学结合(绝大部分)动态平衡
(一)氧的运输
血液运输氧主要是与Hb结合,以HbO2的形式存在于红细胞内。
1、氧容量:
每100ml血液中Hb结合氧的最大量。
2、氧含量:
在一定氧分压下,每100ml血液中实际结合氧气的量。
3、氧饱和度:
氧含量与氧容量的百分比。
4、氧离曲线:
表示Hb饱和度与PO2的关系曲线。
且为“S”形曲线。
5、氧离曲线的位移及其影响因素:
通常以血氧饱和度为50%时PO2作为Hb对氧的亲和力指标,正常时氧饱和度达50%时的PO2为3.5KPa,如需要更高的PO2才能达到50%的血氧饱和度,表示Hb对氧的亲和力降低,曲线右移,反之,曲线左移。
血液中影响氧离曲线移位的因素:
pH、PO2、PCO2、温度及2,3-二磷酸甘油酸等。
pH下降或PCO2升高,2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG)和温度升高,Hb对O2的结合力下降,曲线右移,有利于Hb释放氧;
反之,曲线左移,有利于氧的结合。
(二)CO2的运输
血液CO2的主要运输形式:
物理溶解5%、化学结合95%(碳酸氢盐88%、氨基甲酸Hb7%)
血浆中溶解的CO2绝大部分在红细胞内,红细胞内溶解的CO2量极微,可忽略不计,主要形成氨基甲酸Hb和碳酸氢盐。
(四)呼吸运动的调节
神经和体液两个系统能对呼吸的频率和幅度进行调节。
1、呼吸中枢:
它们分布于从脊髓到大脑皮层的中枢神经各级部位,各自起着不同的作