动物生理学考研内部讲义,下载无需积分

1考研专业课之动物生理学动物生理学考研辅导讲义罗昊澍博士（中国农业大学教授）一、动物生理学概述（一）动物生理学的研究对象、研究任务和研究方法1.整体和环境水平的研究2.器官和系统水平的研究3.细胞和分子水平的研究（二）机体与内环境1．生命现象的基本特征新陈代谢、兴奋性、适应性2．机体的内环境、稳态及生理意义（1）内环境：指细胞生活的环境，即为细胞外液。能为细胞提供营养物质并接受来自细胞代谢的终产物，能保持其中各种成分和pH值、渗透压、各种离子浓度等理化特性的相对稳定。从而保证了细胞的各种代谢活动的正常进行。（2）稳态：指正常机体内环境的成分、各种理化特性以及体温和姿势的维持等能够保持相对稳定的特性。（三）动物机体生理功能的主要调节方式1．神经调节指机体通过神经系统的活动对生理功能进行调节的方式。（一）调节方式：反射(1)反射是指在中枢神经系统的参与下，机体对内、外环境刺激所发生的反应。(2)反射弧反射的结构基础：感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五部分。2(二)调节特点：迅速而精确、作用部位准确、持续时间短暂。2．体液调节指机体的某些细胞合成的某些化学物质，经血液循环或局部扩散，作用于相应细胞上的受体，进而改变其功能活动的调节方式。调节特点：起效缓慢、作用部位较广泛、持续时间较长。3．自身调节是指细胞、组织或器官在不依赖于外来的神经或体液的调节下，自身对刺激发生的适应性的反应过程。调节特点：调节能力较小，维持局部组织稳态起一定的作用。（四）机体生理功能的控制系统1．非自动控制系统2．反馈控制系统1.负反馈反馈信息可使控制中枢的初始控制信息减弱称为负反馈。如：排尿，分娩2.正反馈反馈信息可使控制中枢的原始信息加强称为正反馈。如：血压调节，体温调节3．前馈控制系统：某些条件反射的形成，如动物见到食物就引致唾液分泌。二、细胞的基本功能（一）细胞膜的结构特征和物质转运功能1．细胞膜的结构特征以脂质双分子层为基架镶嵌着各种蛋白分子2．细胞膜的跨膜物质转运功能1）单纯扩散：遵循单纯的物理学规律2）易化扩散：须由载体或通道介导3）主动转运：原发性+继发性4）入胞和出胞：大分子物质团块由该机制转运（二）细胞的跨膜信号转导1．细胞信号转导的概念和一般特性32．跨膜信号转导的主要途径1）环腺苷酸信号转导系统：cAMP2）肌醇信号转导系统：DG+IP33）与酪氨酸激酶直接相连的信号转导系统（三）细胞的兴奋性与生物电现象1．细胞的生物电现象及其产生机制*静息电位：静息电位是指安静状态下，细胞膜两侧存在着外正内负的电位差。基本为K+平衡电位。2．细胞的兴奋性及其周期性变化(1)可兴奋细胞是指受刺激后能产生动作电位的细胞。一般认为，神经细胞、肌细胞和腺细胞为可兴奋细胞。(2)兴奋性兴奋性是指机体具有的对刺激产生动作电位的能力。(3)刺激与反应的关系刺激把能够引起反应的内外环境变化的各种因素。阈刺激（阈强度）固定作用的时间，引起组织兴奋所需的最小刺激强度。阈上刺激为大于阈刺激的刺激强度；阈下刺激则是小于阈刺激的刺激强度；阈下刺激是不能引起组织兴奋。基强度在任意延长时间情况下，引起组织兴奋所需的最小刺激强度。(4)组织兴奋性的变化各个组织、细胞兴奋性高低是不同的；同一组织或细胞处于不同的机能状态，它的兴奋性高低也是不一样的。当可兴奋细胞（神经细胞、肌肉细胞或腺细胞）受到一次刺激后，再要产生兴奋时，它们的兴奋性将经历一系列有序的变化，相继出现绝对不应期、相对不应期、超常期和低长期。3．动作电位的引起和兴奋在同一细胞上的传导1）动作电位当细胞膜在静息的基础上，接受适当的刺激时，膜内的负电位消失，可触发其膜电位发生迅速的、一过性的波动，这种膜电位的波动称为动作电位。（四）兴奋在细胞间的传递1．化学突触（经典突触和接头突触）4（一）经典的突触传递1.突触的微细结构：包括突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分。2.经典突触的传递过程是一个电－化学－电的过程。（二）接头传递1.神经－骨骼肌接头处兴奋的传递1）结构特点2）神经－骨骼肌接头的兴奋传递过程2．电突触电突触的结构基础是细胞间的缝隙连接，连接处的细胞间隙仅有2～3nm，电突触兴奋传递的特点：除前述的与在神经轴突上传播的相似外，动作电位可由一侧向另一侧传递，也可向反方向传递，传递速度快、没有潜伏期，也不受外界因素的影响和改变，经电突触传递可使许多细胞产生同步化活动。如心肌细胞的闰盘结构。（五）骨骼肌的收缩1．骨骼肌细胞的超微结构（一）肌原纤维1）粗肌丝2）细肌丝：肌钙蛋白，原肌球蛋白，肌动蛋白（二）横小管（T管）：为肌膜向肌纤维内部凹陷而成的小管。（三）肌质网：内有大量的Ca2＋，肌质网膜上有大量的钙泵.2．骨骼肌的收缩机制和兴奋一收缩偶联（一）骨骼肌的收缩机制肌肉收缩过程的本质是在肌球蛋白与肌动蛋白相互作用下将分解ATP释出的化学能转变为机械功的过程。能量转换发生在肌球蛋白的横桥和肌动蛋白之间。主要过程为：1.肌球蛋白横桥储能与肌动蛋白的亲和力2.暴露肌动蛋白的结合位点3.肌动蛋白与肌球蛋白结合产生滑行4.在横桥与肌动蛋白摆动时，ADP和无机磷与之分离，在ADP解离的位点，横桥头部马上又与一个分子ATP结合，结果降低了横桥与肌动蛋白的亲和力，促使它与肌动蛋白的5解离。5.当胞浆内Ca2＋浓度仍较高，便又可出现横桥与细肌丝上新位点的再结合、再扭动。如此反复进行，称为横桥周期。6.肌肉舒张一旦肌浆中的Ca2＋浓度降低时，横桥与肌动蛋白解离，使肌小节恢复原状，肌肉舒张。（二）骨骼肌的兴奋收缩偶联骨骼肌的收缩是由动作电位引发的。骨骼肌的动作电位来自支配它的运动神经，二者的动作电位的形态相似，都呈尖锋状，形成的机制也相似。骨骼肌的动作电位引发机械收缩的中介机制称为兴奋－收缩偶联。其基本过程包括：1.肌膜上的动作电位沿肌膜向肌膜延续形成的T管膜传播，并激活了T管膜和肌膜上的L型钙通道。2.激活的L型钙通道又激活终末池上的钙释放通道，并使Ca2＋释放入胞质，Ca2＋浓度迅速升高。3.胞质内高浓度的Ca2＋与肌钙蛋白C亚单位结合，引发肌肉收缩。4.胞质内高浓度的Ca2＋同时也激活终末池上的钙泵，钙泵将胞质内的Ca2＋回收入肌质网，遂使胞质中的Ca2＋浓度降低，肌肉发生舒张。3．影响骨骼肌收缩的因素1.单收缩在对神经－肌肉标本的实验中，给神经或肌肉一次单个阈上刺激，会引起肌肉一次收缩称为单收缩。1）等长收缩2）等张收缩2.收缩总合1）不完全强直收缩给神经或肌肉两次或两次以上的阈上刺激，若后一次刺激落在了前一次刺激的舒张期时，出现一条锯齿状的曲线称为不完全强直收缩。2）完全强直收缩给神经或肌肉两次或两次以上的阈上刺激，若后一次刺激落在了前一次刺激的收缩期时，出现一条光滑的曲线称为完全强直收缩。（二）影响骨骼肌的收缩因素1.负荷1）前负荷：肌肉在收缩前所承受的负荷称为前负荷2）后负荷：肌肉在收缩过程中所承受的负荷称为后负荷2.肌肉收缩能力肌肉收缩能力是指与负荷无关的能决定肌肉收缩效能的内在特性。6（六）实验1．蛙坐骨神经一腓肠肌标本制备2．刺激强度、刺激频率与肌肉收缩的关系三、血液（一）血液的组成和理化特性1．血液组成和血量（一）血液的组成1.血细胞比容压紧的血细胞在全血中所占容积的百分比，称为血细胞比容。2.血浆血浆是血液的液体成分。3.血清血液流出血管后如不经抗凝处理，很快会凝成血块，随着血块逐渐缩紧还会析出淡黄色的清亮液体，称为血清。（二）血量机体内血液的总量，是血浆和血细胞量的总和，简称血量。1.循环血量血液总量中，在心血管系统中不断快速循环流动的这部分血量，称为循环血量。2.储备血量血液总量中，常滞留于肝、脾、肺、腹腔静脉和皮下静脉丛内且流动很慢的这部分血量，称为储备血量。2．血液的主要机能血液的生理功能是由血细胞和血浆共同完成的。1）维持内环境稳态2）运输功能3）免疫保护功能73．血液的理化特性（一）颜色（二）比重（三）粘滞性（四）血浆渗透压：1.血浆晶体渗透压2.血浆胶体渗透压（五）血浆的pH血液呈弱碱性，pH值为7.35~7.45。（二）血细胞及功能1．红细胞生理（一）红细胞的形态和数量（二）红细胞的生理特性红细胞具有可塑变形性、悬浮稳定性和渗透脆性等生理特性。1.红细胞的悬浮稳定性2.红细胞的渗透脆性（三）红细胞的功能红细胞的主要功能是运输O2和CO2，并对酸、碱物质具有缓冲作用，这些功能主要是由细胞内的血红蛋白实现。2．白细胞生理1、中性粒细胞：血液中主要的吞噬细胞。有很强的变形运动和吞噬能力，趋化性强。2、嗜酸性粒细胞3、嗜碱性粒细胞4、单核细胞5、淋巴细胞1）T淋巴细胞：主要参与细胞免疫反应，参与体液免疫反应。2）B淋巴细胞：参与体液免疫反应。3．血小板生理1、生理性止血2、参与凝血3、影响纤维蛋白的溶解4、维持血管内皮细胞的完整性8（三）血液凝固与纤维蛋白溶解1．血液凝固（一）血液凝固的概念血液由流动的液体状态转变为不能流动的凝胶状态的过程，称为血液凝固或血凝。血凝是机体的一种保护功能。（二）凝血因子凝血因子是血浆与组织中直接参与血液凝固的物质。已知的凝血因子主要有12种。（三）凝血的过程血凝的过程分为凝血酶原激活物的形成、凝血酶的形成和纤维蛋白的形成三个阶段。1）内源性凝血途径：2）外源性凝血途径：2．抗凝系统血液在心血管系统中循环不易发生凝固，与血管内皮的抗凝作用、生理性凝血只局限于血管受损的部位、血流的稀释作用、巨噬细胞的吞噬作用等生理机制有关。此外，更重要的是因为体内存在着抗凝物质和纤维蛋白溶解机制。血浆中有多种抗凝物质，下列物质在抗凝机制中起着重要作用。（一）抗凝血酶Ⅲ（二）肝素（三）蛋白质Ｃ（四）组织因子途径抑制物3．纤维蛋白溶解与抗纤溶系统纤维蛋白溶解的概念：血液凝固过程中形成的纤维蛋白被分解、液化的过程，称为纤维蛋白溶解，简称纤溶。作用：纤溶可以清除纤维蛋白凝块和血管内的血栓，保证血液在血管内的畅通，利于受损组织的再生和修复。（四）血型1．红细胞凝集与血型血型不相容个体的血滴混合时，其中的红细胞凝集成簇，这种现象称为红细胞凝集。红细胞凝集的本质是抗原-抗体反应。1）凝集原：红细胞膜上具有的特异性蛋白质、糖蛋白或糖脂等在凝集反应中起着抗9原的作用，称为凝集原，即血型抗原。2）凝集素：能与红细胞膜上的凝集原起反应的特异抗体，称为凝集素，即血型抗体。2．输血原则及交叉配血将供血者的红细胞与受血者的血清以及受血者的红细胞与供血者的血清进行混合，观察有无红细胞凝集反应的试验，称为交叉配血试验。（五）实验1．出血时间、凝血时间的测定2．红细胞沉降率测定3．血红蛋白测定4．红细胞脆性实验5．血细胞计数6．血液凝固四、血液循环（一）心脏生理1．心肌的生物电现象（一）心肌细胞的分类1.工作细胞：Ca2+内流的平台期2.自律细胞：快反应细胞和慢反应细胞4期自动去极化是自律细胞具备自动节律性的基础。2．心肌的生理特性（一）自律性1.起搏点2.潜在起搏点3.异位起搏点4.自律性的影响因素（二）兴奋性1.兴奋性变化的分期1）有效不应期：很长2）相对不应期103）超常期2.心肌兴奋性变化与收缩活动的关系1）有效不应期长2）期前收缩3）代偿间歇（三）传导性心肌细胞都具有传导兴奋的能力。1.心脏内兴奋传播顺序：窦房结-房室节-房室束-浦肯野氏纤维2.心脏内兴奋的传播特点和意义1）特点高速传导：心房内的优势传导通路以高速度将窦房结的节律兴奋迅速传播到两心房，使两心房被同步起搏。房室延搁：兴奋在房室交界区出现了延迟。2）意义：高速度传导性有利于整个心室同步收缩；房室延搁的意义在于心房收缩在前，心室有充分的时间充盈血液，有利于搏出量。3．心脏泵血功能（一）心动周期和心率1.心动周期：心房或心室每进行一次收缩和舒张为心跳的一个机械活动周期2.心率（二）心脏的泵血过程和机理通常一个心动周期分为3个时期（包括7个时相或时期）。1.心房收缩期2.心室收缩期1）等容收缩期2）快速射血期3）减慢射血期2.心室舒张期1）等容舒张期2）快速充盈期3）减慢充盈期（三）心音：第一心音发生在心缩期11第二心音发生在心舒期（