动物生理学重点整理

第一章绪论1、生理学1）研究内容：生理学是研究活的有机体生命过程和功能的科学。2）生理学研究的三个水平：A.细胞与分子水平:研究细胞内各超微结构的功能,以及细胞内各种物质分子的特殊物理化学变化过程----细胞与分子生理学。B.器官与系统水平:研究各器官及系统的功能------器官生理学。C.整体水平:研究完整人体各个系统之间的相互关系,完整人体与环境之间的相互作用,以及社会条件对人体生理功能的影响等。3）动物生理学的研究方法：生理学是一门实验学科，其实验方法主要可分为急性实验和慢性实验。急性实验：离体组织器官实验+活体解剖实验。4）生理学的产生和发展：盖伦——三元气学说；维萨里——创立解剖生理学派；哈维——《心血运动论》2、内环境和稳态1）内环境：细胞直接生活的环境——细胞外液（组织液、淋巴、血浆）构成了机体的内环境。2）稳态：指在正常的生理情况下，内环境中各种物质在不断变化中达到相对平衡状态，其理化性质只在很小的范围内发生变动，这种动态平衡状态就叫做稳态。3、生命活动的调节（神经调节和体液调节——外源性调节）1）神经调节：通过神经系统的活动对机体各组织、器官和系统的生理功能所发挥的调节作用。主要是通过反射来实现。其结构基础为反射弧——感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器。反射：在中枢神经系统的参与下，机体对内外环境刺激发生规律性的应答。条件反射：后天获得、数量无限、较高级，可以新建、消退、分化、改造，具有极大的易变性和灵活性，能适应复杂变化的生存环境。非条件反射：先天遗传、数量有限、较低级，比较恒定，不能适应复杂的环境变化。特点：迅速而精确，作用部位比较局限，持续时间较短。2）体液调节：机体的各种内分泌腺或内分泌细胞可产生某些特殊的化学物质（如激素），它们可通过血液循环到达全身各器官组织或某一器官组织，从而引起特殊的反应，以调节机体的生理机能。特点：效应出现缓慢，作用部位比较广泛，持续时间较长。局部性体液调节（旁分泌）：组织细胞所产生的一些化学物质或代谢产物，可以在局部组织液内扩散，从而改变附近的组织细胞活动。3）自身调节：自身调节指组织、细胞在不依赖于外来神经或体液调节情况下，自身对刺激发生的适应性反应过程。特点：调节范围较小，且不十分灵敏。神经-体液调节：机体中大多数内分泌腺都直接受中枢神经系统的控制，使体液调节成为神经调节的一环，相当于反射弧传出通路中的效应器。4、机体稳态的反馈调节（1）反馈控制系统：输出变量的部分信息经监测装置检测后转变为反馈信息，回输到比较器，构成一个闭合回路（闭环系统）。环路中的每一个成分都控制下一个成分，系统内外的各种干扰能引起输出量的变化。负反馈：反馈信息作用与控制信息的作用相反，使输出变量向与原来相反的方向变化。（体温调节）——维持稳态正反馈：生理过程中的终产物或结果使某一生理功能活动不断增强，发挥最大效应，使生理活动尽快完成。（排尿反射，血凝过程）（2）前馈控制系统：可预先对机体产生的变化做出反应。一方面发出指令到控制系统中，同时又向效应器发出前馈信号，调整受控部分的活动。（3）非自动控制系统：开环系统。控制部分不受受控部分的影响，即受控部分不能反馈改变控制部分的活动。5、生命现象的基本生理特征新陈代谢：指生物体与环境之间进行物质交换和能量交换，实现自我更新的最基本的生命活动过程。兴奋性:指可兴奋组织或细胞具有发生兴奋即产生动作电位的能力。适应性：指机体的功能与环境协调一致地变化并能保持自身生存的能力或特性。④生长与生殖应激性：非兴奋细胞接受刺激发生反应的能力或特性。第二章跨膜信号传递1、离子通道受体介导的跨膜信号传递（1）化学门控通道：直接受化学分子的控制，当细胞外物质与膜上的特异膜蛋白结合时，导致通道蛋白构象的变化，使通道开放。（2）电压门控通道：电压门控通道的分子结构中，存在若干对跨膜电位变化敏感的基团，当膜去极化达到一定水平时，通道蛋白质的分子构象发生改变，通道的闸门即被打开，离子通过开放的通道实现跨膜转运。2、G蛋白偶联受体介导的信号传导G蛋白偶联受体系统由受体、G蛋白（鸟核苷酸结合蛋白）、膜效应蛋白组成。当受体与外来化学信号结合产生构型变化被激活后，又激活了与其偶联的G蛋白（由α、β、γ三个亚单位组成），导致α亚单位与GTP结合并与β、γ两个亚单位分离，这种变化激活了膜内侧面的效应器——膜效应蛋白，其可以是离子通道，也可能是某种酶，通过它们的调节最终引起细胞反应的一系列事件。一种受体可能涉及多种G蛋白的偶联作用，一个G蛋白可与一个或多个膜效应蛋白偶联。G蛋白就如一个分子开关，将受体和离子通道或酶偶联起来。G蛋白可直接作用于通道或通过第二信使来间接调节离子通道的开放。细胞内最重要的第二信使包括cAMP（环腺苷磷酸）、cGMP、Ca2+等。由于第二信使物质的生成经多级酶催化，因此少量的膜外化学信号分子与受体结合，就可能在胞内生成数量较多的第二信使分子，使膜外化学分子携带的信号得到了极大的放大。第三章神经元的兴奋和传导（兴奋的产生和兴奋的传导——在同一细胞上）1、生物电现象：静息电位+动作电位（1）静息电位（RP)：细胞在安静时，存在于细胞膜内外两侧的电位差。通常以膜外电位为0，则静息电位常用负值来表示。现已证明，几乎所有的细胞都存在静息电位，一般在-10--100mV。极化：细胞在静息时膜外侧带正电，膜内侧带负电的状态。1）静息电位形成机理：细胞内外K+的不均衡分布和安静时细胞膜主要对K+有通透性，可能是细胞保持内负外正的极化状态的基础。细胞静息期主要的离子流为K+外流。在膜内外K+浓度差的作用下，K+外流导致正电荷向外转移，使细胞内的正电荷减少而细胞外正电荷增多，从而形成膜内外的电位差。随着K+外流，它所形成的内负外正的电场力会阻止K+继续外流。当膜两侧的电势梯度和K+的浓度梯度相等时，K+的净移动为零，在膜两侧建立K+的平衡电位。【由于存在一定的Na+向细胞内的被动渗透，因而静息电位（-70mV）的值比K+的平衡电位（-90mV）的值稍小些。】（2）动作电位（神经冲动）(AP)：可兴奋细胞在受到刺激发生兴奋时，细胞膜在原静息电位的基础上发生一次迅速而短暂的电位波动，这种电位波动可向周围扩布，称为动作电位。刺激：能引起机体细胞、组织、器官或整体的活动状态发生变化的任何环境变化因子。反应：由刺激而引起的机体活动状态改变。兴奋：机体的组织或细胞受刺激后，由相对静止状态转变为活动状态或由活动较弱状态转变为活动较强状态。其标志是产生动作电位。可兴奋组织（可兴奋细胞）：凡是能产生动作电位或产生兴奋的细胞或组织。（神经细胞、肌细胞、腺细胞）抑制：机体的组织或细胞受刺激后，由活动状态转变为静止状态，或由显著活动状态转变为相对静止状态。1）刺激引起兴奋的条件：刺激强度、持续时间、强度变频阈刺激：能引起组织发生兴奋反应的最小刺激量(强度,时间)。阈强度:产生兴奋的最低刺激强度。时间阈值:产生兴奋的最低刺激时间。基强度:阈刺激里的最小值（不考虑时间）。时值:2倍基强度时的时间阈值。阈上刺激：高于阈强度的刺激。阈下刺激：低于阈强度的刺激，不能引起兴奋。强度-时间曲线：以不同强度的电流刺激组织，取引起阈反应所必需的最短时间，将对应的强度和时间标记在直角坐标纸上，并将个点连成曲线。去极化（除极化）：膜极化状态变小的变化过程。反极化（超射）：膜电位的极性发生反转，变为膜内正电位膜外负电位的过程。复极化：膜电位发生反极化后又迅速恢复到原先的静息电位水平的过程。超极化：膜极化状态变大的变化过程。阈电位：当膜电位去极化到某一临界值时，出现膜上的Na+通道大量开放，Na+大量内流产生动作电位，膜电位的这个临界值称为阈电位。2）分级电位：给予细胞膜一个较小的刺激，膜将产生一个较小的电位变化，不断增加刺激强度，则电位的幅值也逐渐增大。这种具有不同幅值的电位称为分级电位。分级电位产生的是一个除极化的局部电位，其振幅将随扩散距离的增大而减小，只能在很小的范围内作短距离扩散。而动作电位则从产生的起点沿整个细胞膜传导，且幅度不衰减。3）局部兴奋（局部反应）：阈下刺激虽不能触发动作电位，但是它能导致少量的Na+内流，从而产生较小的去极化变化，但幅度达不到阈电位，而且只限于受刺激的局部。这种产生于膜局部，较小的激化反应称为局部兴奋。特点：①不是“全或无”，可随剌激的增加而增大；②电紧张性扩布，不能远传；③无不应期，持续时间短，可以总和。总和：几个阈下刺激所引起的局部反应的叠加。（意义：使局部兴奋有可能转化为可远距离传导的动作电位。）时间性总和：当前面刺激引起的局部兴奋尚未消失时，与后面刺激引起的局部兴奋发生叠加。空间性总和：当一处产生的局部兴奋由于电紧张性扩布致使邻近处的膜也出现程度较小的去极化，而该处又因另一刺激也产生了局部兴奋，两者叠加起来达到阈电位，引发一次动作电位，称为空间性总和。4）动作电位形成机理：当细胞受到刺激产生兴奋时，少量兴奋性较高的Na+通道开放，很少量的Na+顺浓度差内流，致使膜两侧的电位差减小，产生一定程度的去极化。当膜电位减小到一定数值（阈电位）时，引起膜上大量的Na+通道同时开放，在膜两侧Na+浓度差和电位差（内负外正）的作用下，细胞外的Na+快速、大量地内流，使细胞内正电荷迅速增加，电位急剧上升，形成了动作电位的上升支，即去极化。膜电位接近峰值（+30mV)时，膜内正外负电势差阻止了Na+的进一步内流,并最终达到了新的平衡。这时膜两侧的电位差接近Na+的平衡电位（+60mV），Na+停止内流，并且Na+通道失活关闭。几乎在Na+通道开放的同时，K+通道也被激活开放，但K+通道开放的速率慢，膜对K+的通透性的增加也较缓慢，K+的外流对抗了Na+的内流。随着Na+通道的逐渐失活，Na+内流的速度减慢并最终停止，K+的外流超过Na+的内流，膜电位开始复极化并逐渐恢复到静息状态。5）再生性循环：在膜的除极化初期，仅有少数Na+通道开放，Na+内流，使膜进一步去极化，达到阈电位，导致更多的Na+通道开放，更多的Na+内流，直至动作电位发生。这个正反馈过程，不需要外加的刺激参与，因而说动作电位具有不衰减的自我再生的性质，称为再生性循环。6）电压门控Na+通道和K+通道Na+通道：激活态+失活态激活态门关闭，失活态门开放：通道关闭，但有开放能力两个门都处于开放状态：通道开放激活态门开放，失活态门关闭：通道关闭，且没有开放能力K+通道：或是处于开放状态，或是处于关闭状态7）组织兴奋及其兴奋恢复过程中兴奋性的变化绝对不应期：在可兴奋组织或细胞接受刺激产生兴奋后的一段时期，无论给予第二次刺激的强度有多大，细胞都不会产生第二个动作电位，这种无反应状态称为绝对不应期。原因：电压门控Na+通道处于开放或失活任一状态时，无论再给予多强的刺激，这些门控通道都不能重新开放，只有恢复到静息状态，通道门构型重新恢复到初期状态，才能引发新的动作电位的产生。绝对不应期持续的时间约为整个峰电位时期。（动作电位必然是分离的，一个动作电位不能叠加到另一个动作电位之上）相对不应期：在绝对不应期之后，细胞的兴奋性逐渐恢复，但仍低于原水平，受刺激后可发生兴奋，但刺激必须大于原来的阈强度，这段时期称为相对不应期。（负后电位的前半期）原因：一些Na+通道仍处于失活状态，而部分Na+通道重新恢复到静息状态，这部分Na+通道能够在新的刺激下开放，但刺激必须大于原来的阈强度。超常期：Na+通道基本复活完成，且此时的膜电位绝对值比静息电位绝对值小，故此时膜电位更加接近阈电位，阈下刺激即可引起动作电位。（负后电位的后半期，部分去极化）④低常期：膜超极化，此时膜电位绝对值比静息电位绝对值大，即膜电位更加远离阈电位，需要阈上刺激才能引起动作电位。（正后电位）绝对不应期相对不应期超常期低常期阈强度无限大超过原值阈下刺激也可阈上刺激兴奋性为0正在恢复高于正常水平低于正常水平8）动作电位的“全或无”特性：可兴奋细胞膜在受到刺激时，或是产生一个可向外扩布的、具有完全相同幅值的，且幅值不随传导距离而衰减的动作电位，或是完全无动作电