自考生理学讲义.docx

生理学第一节生理学的任务和研究方法第二节机体的内环境和稳态第三节生理功能的调节和反馈控制第一章绪论一、生理学的任务生理学是生物学的一个分支，是研究生物机体正常功能活动规律的一门科学。二、生理学的研究方法大部分实验只能在动物机体上进行，动物实验般分为急性动物实验和慢性动物实验。急性动物实验可再分为离体实验和在体实验两种方法。第一节生理学的任务和研究方法一、内环境的概念机体内的液体称为体液。正常成年人的体液量约占体重的60%,其中约2/3（体重的40%）分布于细胞内，称为细胞内液；体重的20%为细胞外液。体重的15%为组织液；体重的5%为血浆、淋巴液和脑脊液。细胞外液是细胞直接接触和赖以生存的环境。细胞外液视为机体的内环境。血浆是内环境中最为活跃的部分,是沟通各部分体液并与外环境进行物质交换的重要媒介。第二节机体的内环境和稳态二、稳态内环境理化性质保持相对稳定的状态称为稳态。稳态是维持机体正常生命活动的必要条件。稳态是一种动态平衡。一、人体生理功能的调节人体生理功能的调节主要有神经调节、体液调节和自身调节三种方式：神经调节是人体内最主要的调节方式，其特点是比较迅速而精确；体液调节特点是比较缓慢、持久而弥散；自身调节的幅度和范围都较小，也不十分灵敏，但仍有一定意义。第三节生理功能的调节和反馈控制（一）神经调节神经调节是通过反射的调节方式。反射是指机体在中枢神经系统的参与下，对内、外环境刺激所作的规律性应答。反射弧为反射的结构基础，由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器所组成。反射弧结构上任何一个环节被阻断，反射将不能完成。(一)体液调节体液调节是通过体液中某些化学物质的调节方式。体液调节主要是激素通过血液循环运输组织细胞所进行的调节作用。此外，由组织细胞产生的一些化学物质，以及某些代谢产物，可在局部组织液内扩散，改变邻近组织细胞的活动，这称为局部体液调节。有些内分泌腺或内分泌细胞直接或间接受神经系统的调节，在这种情况下，体液调节成为神经调节的一个传出环节，是反射传出通路的延伸，这种调节称为神经-体液调节。神经系统神经调节效应器神经一体液调节血管（三）自身调节自身调节是指组织及细胞不依赖于神经或体液因素，自身对环境刺激发生的种适应性反应。二、生理功能的反馈控制在控制系统中，由受控部分发出的信息反过来影响控制部分的活动，称为反馈控制。反馈控制有两种方式，受控部分发出的反馈信息调整控制部分的活动，使受控部分的活动朝着与它原先活动相反的方向改变，称为负反馈；在人体内，负反馈极为多见，其意义在于维持机体生理功能的相对稳定。而受控部分发出的反馈信息促进与加强控制部分的活动,使受控部分的活动朝着与它原先活动相同的方向改变，则称为正反馈。正反馈意义在于促使某生理活动过程很快达到高潮并发挥最大效应。第二章细胞的基本功能第一节跨细胞膜的物质转运第二节细胞的生物电现象第三节骨骼肌细胞的收缩一、细胞膜的分子结构液态镶嵌模型学说：细胞膜以液态脂质双层分子为基架，其中镶嵌有不同分子结构、不同生理功能的蛋白质。第一节跨细胞膜的物质转运二、物质的跨膜转运物质跨膜转运形式有以下几种。（一）单纯扩散脂溶性的物质从细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程称为单纯扩散。其扩散动力是该物质在细胞膜两侧的浓度差（又称化学驱动力）。以单纯扩散的方式进行的物质有Co2、02、N2等。水分子也单纯扩散的方式通过细胞膜。（一）易化扩散非脂溶性物质，在膜上特殊蛋白质的帮助下，顺着浓度差或电位差（或称电位梯度，又称电驱动力）进行的跨膜转运过程称为易化扩散。通过易化扩散的方式作跨膜移动的物质有前萄糖、氨基酸、离子（K+、Na+等）。易化扩散所借助的膜蛋白主要有载体和通道两种，因而易化扩散可分为以下两种形式：1 .经载体扩散转运葡萄糖、氨基酸。载体具有高度的特异性，通常一种载体只转运一种特定的物质。2 .经通道扩散通道也有特异性，但不如载体那么严格。通道有备用、激活和失活等不同的功能状态。如果通道处于激活状态，有关离子即可顺浓度差或电位差快速经通道进出细胞；如果通道处于备用或失活状态，则有关离子就不能通透。（三）主动转运需要细胞消耗能量（ArP）才能进行的物质跨膜转运称为主动转运。这种转运方式能将物质（通常是离子）进行逆浓度差或电位差的跨膜转运。而易化扩散和单纯扩散都是顺浓度差或电位差进行的跨膜转运，细胞并不消耗能量（ATP）,因而属于被动转运。主动转运可分为原发性主动转运和继发性主动转运。1 .原发性主动转运转运所消耗的能量直接来源于ATP的分解,这种主动转运方式称为原发性主动转运。在原发性主动转运中，最重要的是钠泵对Na+和K+的转运。细胞内高K+,而细胞外高Na+,这种浓度差的形成和维持依靠细胞膜上的钠-钾泵，简称钠泵（膜蛋白）。钠泵具有ArP酶活性，它依靠分解ATP而获得能量，般情况下，钠泵每分解个ArP分子，可将3个Na+泵出细胞，同时将2个K+泵入细胞。钠泵的活动具有重要的生理意义。钠泵活动造成的细胞内高K+是许多代谢过程的必需条件；钠泵活动还建立起一种势能储备，可用于细胞的其他耗能过程。主动转运还有钙泵、氢泵等。2 .继发性主动转运继发性主动转运是利用种物质的电化学驱动力作为能源来驱动另种物质的主动转运方式。（四）出胞和入胞些大分子物质或物质团块被细胞排出或摄入的过程，分别称为出胞或入胞。固体物质入胞称为吞噬，而液体物质入胞则称为吞饮。1 .出胞主要见于细胞的分泌活动，如内分泌细胞分泌激素。2 .入胞可见于白细胞的吞噬过程。各种信号一般首先作用于细胞膜,膜上某些特殊的蛋白质分子选择性地接受某种特定信号的刺激，引起细胞膜两侧电位变化或细胞内发生某些功能改变，细胞的这种功能称为跨膜信号转导。一、细胞生物电及其产生机制细胞的生物电现象有两种表现形式，即静息电位和动作电位。（一）静息电位1.静息电位的定义和特点细胞在安静状态下存在于细胞膜内外两侧的电位差,称为跨膜静息电位,简称静息电位。规定细胞膜外表面的电位为零，细胞内的电位则为负值。动物肌细胞和神经纤维的静息电位为9M70mV.3 .静息电位的产生机制：细胞内外离子的不均匀分布和膜时不同离子通透性的差异，为静息电位提供条件：细胞内高K+；安静状态下，细胞膜只对K+的通透性大。第二节细胞的生物电现象细胞内的K+将在细胞内外K+浓度差的推动下，由细胞内向细胞外流动。由于流出K+带正电荷，其作用是阻止后续K+外流。当促使K+外流的动力和阻挡K+外流的阻力达到平衡时，亦即电化学驱动力为零时，将不再有K+的跨膜净移动，由外流的K+所造成的膜两侧电位差也稳定于某一数值，这个电位差称为K+平衡电位。（二）动作电位1 .动作电位的定义细胞在受到刺激发生兴奋时，细胞膜在原来静息电位的基础上产生的一次迅速而短暂、并可沿细胞膜向远处传播的电位波动，称为动作电位。人体的神经细胞、肌细胞和部分腺细胞在受到刺激后能产生动作电位，这些细胞通常称为可兴奋细胞“2 .动作电位的电位变化过程当受刺激而兴奋时，膜内电位迅速从静息电位水平升到+35mV左右，构成动作电位的上升支（又称去极相），上升支在到达顶点后很快恢复到原来的静息电位水平，构成动作电位的下降支（又称复极相）。在生理学中，通常将静息时细胞膜两侧保持外正内负的状态称为极化。膜电位由原来静息时的负值向零电位变化的过程称为去极化或除极化。膜电位在到达零电位后继续上升为正值的变化过程称为反极化。在反极化达到顶点后，膜电位再恢复到原来静息时极化状态的过程称为复极化。膜电位高于零电位的部分称为超射。如果膜电位从原来静息电位水平下降到更低水平（即更负）的过程，则称为超极化。3 .动作电位的特点动作电位表现“全或无”式的特点。动作电位要么不产生，一旦产生就达到最大值，并在同细胞上进行不衰减性传导。这就是动作电位的“全或无”现象。动作电位的另个特点是不会发生融合叠加，总是表现为分离的脉冲式波动。4 .动作电位的产生机制刺激能使细胞膜上的Na+通道大量开放，使膜对Na+的通透性突然增大，Na+向细胞内扩散；膜内负电位迅速消除，进而出现正电位，从而形成动作电位的上升支。Na+通道很快失活，而细胞膜对K+的通透性则逐渐增大，细胞内的K+迅速向细胞外流动，使膜电位很快恢复到原来的静息电位水平。二、兴奋的引起（一）刺激与反应动作电位被看作是兴奋的同义词。只有在刺激足够大时，动作电位才能爆发。关于刺激的大小，一般考虑刺激的强度、刺激的持续时间和强度时间变化率三个方面的参数。刚能引起可兴奋细胞产生动作电位的最小刺激强度，称为阈强度。强度大于阚值的刺激，称为阈上刺激；强度小于阚值的刺激，称为阈下刺激；强度等于阈值的刺激则称为阈刺激。（一）兴奋性1.兴奋性的概念可兴奋细胞受刺激后产生动作电位的能力，称为兴奋性。组织细胞的兴奋性有高低之分，通常以阙值的大小来衡量。刺激产生兴奋所需的阈值愈小，表明其兴奋性愈高；相反，所需阈值愈大，则兴奋性愈低。换言之，兴奋性与阈值呈反变关系。5 .兴奋性的周期变化组织细胞在接受一次刺激发生兴奋后的一段时间内，其兴奋性将经历一系列有次序的变化，这就是兴奋性的周期性变化。（1）绝对不应期在组织细胞受到刺激发生兴奋后的一个较短的时间内，无论给予多大的刺激，都不能产生新的兴奋，即在这,时期内，组织细胞的兴奋性降低到零。这一时期称为绝对不应期。绝对不应期的存在使细胞在兴奋时，不可能接受新的刺激而产生新的兴奋。动作电位频率的最大理论值不会超过其绝对不应期的倒数。例如，动物有髓神经纤维的绝对不应期为2ms,它每秒产生的动作电位不会超过500次。（2）相对不应期在绝对不应期之后的一段时间内，如果用较强的刺激，组织细胞有可能产生新的兴奋。可见，这一时期组织细胞的兴奋性正在逐渐恢复，但仍小于正常。这个时期称为相对不应期。（3）超常期在相对不应期后，组织细胞的兴奋性稍高于正常水平，此时只要给予较小的刺激，即能产生新的兴奋，故称为超常期。（4）低常期最后，组织细胞又进入兴奋性低于正常的时期，即需较强的刺激才能引起兴奋，所以称为低常期。（三）阚电位的概念当刺激强度低于阚值时，在放置刺激电极的负极处，细胞膜将发生定程度的去极化，这称为局部反应。当刺激强度达到或超过阈值时，膜电位去极化到某一临界值水平而爆发动作电位,这个膜电位临界值，称为阈电位。此时Na+通道大量开放，造成Na+大量内流，形成动作电位上升支。阚电位的绝对值通常比正常静息电位的绝对值小1020mV.阈值与阙电位的概念不同。在置有正极的细胞膜局部，刺激则引起的超极化，超极化将使膜电位远离阈电位水平而不能爆发动作电位。（四）局部兴奋及其总和1.局部兴奋的概念由阈下刺激引起的局部细胞膜的微小去极化，达不到阈电位水平，因而不能引发动作电位。在神经和骨骼肌细胞，局部兴奋由受刺激局部细胞膜上Na+通道少量开放，Na+少量内流而产生。局部兴奋能提高细胞膜的兴奋性。2.局部兴奋的特点局部兴奋具有以下特点：等级性现象。局部兴奋不是“全或无”的，而是随刺激强度的增大而增大。衰减性传播。局部兴奋可向周围传播，但随传播距离的增加，其去极化幅度迅速减小，这种方式称为电紧张性传播，也称衰减性传播。总和现象。局部兴奋无不应期，且能持续段时间，所以两次以上的阈下刺激引起的局部兴奋可发生叠加，称为总和。总和有两种方式：种是时间性总和，即细胞膜的同部位先后接受两次或两次以上阈下刺激，在前个局部兴奋尚未消失以前