生理学课件)

生理学欢迎大家来一起学习、讨论“生理学”！一、生命活动的基本特征（一）、新陈代谢（metabolism）物质代谢能量代谢（二）、兴奋性（excitability）机体对内、外环境变化产生反应的能力。“刺激”与“反应”刺激（stimulus）：可被机体感受并引起反应的体内、外环境的变化。分类：机械性、化学性、生物性、社会心理性刺激等；伤害性、非伤害性；……反应（response)：机体应答刺激所产生的变化兴奋（excitation)抑制(inhibition)前言（三）、适应性（adaptability）机体根据内外环境的变化而调整体内各部分活动和关系的功能。行为适应：本能性行为适应生理适应：身体内部的协调性反应（四）、生殖（reproduction）前言（一）、细胞和分子水平：各个器官的功能都是由构成该器官的各个细胞的特性决定的，在细胞和分子水平上对生物体进行的研究，其研究对象是细胞和构成细胞的分子。在这个水平上进行研究和获取知识的学科称为细胞生理学(cellphysiology)或分子生理学(molecularphysiology)。二、生理学研究的三个水平前言（二）器官和系统水平要了解一个器官或系统的功能，它在机体中所起的作用，它的功能活动的内在机制，以及各种因素对它活动的影响，都需要从器官和系统的水平上进行观察和研究。这个水平上的研究所获得的知识，就是器官生理学(organphysiology)。前言（三）整体水平：整合生理学（integrativephysiology）在生理情况下，各个器官和系统的功能互相协调，从而使机体能够成为一个完整的整体，并在不断变化着的环境中维持正常的生命活动。从整体水平上的研究，就是要以完整的机体为研究对象，观察和分析在各种环境条件和生理情况下不同的器官、系统之间互相联系、互相协调，以及完整机体对环境变化发生各种反应的规律。所以整体水平上的研究比细胞水平和器官、系统水平上的研究更加复杂。前言三、机体生理功能的调（一）、神经调节（nervousregulation）基本方式是反射（reflex），反射的结构基础是反射弧（reflexarc）。非条件反射（Unconditioningreflex）:setupbeforebirth条件反射（Conditioningreflex）:setupafterbirth反射弧的组成：神经调节的特点：快速、准确、精巧、协调神经调节的多级调控：脑、脊髓前言前言前言（二）、体液调节（humoralregulation）全身性体液调节：循环激素（hormone）；其他化学因子；神经激素局部性体液调节：旁分泌（paracrine）局部性代谢物质自分泌（autocrine）体液调节的特点：反应相对较慢、作用部位广泛、持久前言（三）、自身调节（Autoregulation）是组织、细胞本身的特性，不依赖神经、体液调节调节能力相对较小举例：心脏的异长自身调节血管受牵拉后会收缩脑、肾血流量的自身调节前言四、体内的控制系统•人体功能调节过程和工程控制有许多共同的规律。•从控制论的角度来看，人体内存在数以千计的各种控制系统(controlsystem)；甚至在一个细胞内也存在着许多极其精细复杂的控制系统，对细胞的各种功能进行调节。•从控制论的观念来分析，任何控制系统都由控制部分和受控部分组成。•控制系统可分为三大类：非自动控制系统、反馈控制系统、前馈控制系统前言（一）、非自动控制系统非自动控制系统是一种“开环”系统。控制部分发出指令到达受控部分，而受控部分的活动不会反过来影响控制部分的活动。控制方式：单向性•控制特点：对受控部分的活动不起自动调节作用；仅在反馈机制受到抑制时，机体的反应表现为非自动控制。例如：应激时，因压力感受器受抑制，应激刺激引起交感神经系统高度兴奋，使心率加快、血压升高，而这些信息不能引起明显的神经调节活动，故心率、血压维持在高水平。控制部分受控部分机能活动指令前言（二）、反馈控制系统(feedbackcontrolsystem)反馈控制系统是一种“闭环”系统，控制部分发出信号，指示受控部分活动，而受控部分的活动可被一定的感受装置感受，感受装置再将受控部分的活动情况作为反馈信号送回到控制部分，控制部分可以根据反馈信号来改变自己的活动，调整对受控部分的指令，因而能对受控部分的活动进行调节。控制方式：双向性控制部分受控部分机能活动控制信息反馈信息前言1、正反馈控制系统正反馈(positivefeedback)：反馈信息的作用性质与控制信息的作用性质相同的反馈。正反馈控制系统的意义：有助于一个完整生理过程的完成。血液凝固排尿分娩……控制部分受控部分机能活动控制信息反馈信息(+)前言排尿反射的正反馈控制前言分娩的正反馈控制子宫收缩胎头下降宫颈牵张胎儿娩出(+)前言2、负反馈控制系统负反馈(negativefeedback)：反馈信息的作用性质与控制信息的作用性质相反的反馈。负反馈控制系统的作用：维持内环境稳态。血压调节体温调节……控制部分受控部分机能活动控制信息反馈信息(-)前言前言颈动脉窦和主动脉弓压力感受性反射（负反馈调节）（三）、前馈控制系统(feed-forwardcontrolsystem)前馈控制：控制部分向受控部分发出指令的同时，又通过另一快捷通路向受控部分发出前馈信息，及时地调控受控部分的活动。控制方式：双通路控制特点：前馈控制可更快的对活动进行控制，使活动更加准确，可使机体对环境变化做预见性和超前性活动，减少负反馈的波动性和滞后性。控制部分受控部分指令快捷通路前馈信息前言在进食过程中，导致迷走神经兴奋，促使胰岛B细胞分泌胰岛素来调节血糖水平，这样可及早准备以防止食物消化吸收后造成血糖水平出现过分波动。前言反馈与前馈的比较方式作用生理意义负反馈反馈信号传递给控制部分，控制系统经分析后，发出指令使受控部分的活动减弱。维持原来的平衡状态。正反馈反馈信号能加强控制部分的活动，使受控部分的活动再加强，如此循环，促使整个系统处于再生状态。从而使某个生理活动不断加强，并迅速完成。前馈控制部分在输出变量未发生偏差引起反馈信息之前，就对受控部分发出纠正信息。避免负反馈调节的波动性和反应的滞后性，更好地保持稳态。前言结论机体生存在两个环境中，一个是不断变化的外环境，另一个是相对稳定的内环境。体内所有生命活动的机制，尽管种类不同，功能各异，但只有一个目的：保持内环境的稳态，稳态是正常生命活动的必要条件。稳态是一个动态平衡，机体通过神经、体液、自身调节保持内环境的相对稳定。各种功能活动通过反馈机制达到自动而精确的调节。前言第二章细胞生理学细胞生理学一、细胞膜的结构和物质转运功能（一）、细胞膜的结构概述细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还有极少量的糖类物质。液态镶嵌模型（fluidmosaicmodel）的基本内容是：膜以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构和生理功能的蛋白质。细胞生理学细胞生理学1、脂质双分子层细胞膜是由两层类脂分子构成，膜的脂质中以磷脂和胆固醇为主，还有少量鞘脂类物质。每一脂质分子的头端为亲水性的极性基团——磷脂和碱基，尾端是疏水性的非极性基团——脂肪酸链部分，因而形成脂质双分子层结构。细胞生理学2、细胞膜蛋白质1.表面蛋白表面蛋白又称周围蛋白。2.内在蛋白内在蛋白又称镶嵌蛋白或结合蛋白。①物质转运②受体③传递信息④催化作用⑤标志作用细胞膜上的蛋白质有多种功能：细胞生理学3、细胞膜糖类细胞膜含糖类很少，多与膜脂质或蛋白质结合，形成糖脂和糖蛋白。其糖链绝大部分裸露在膜的外表面一侧。功能：1.作为细胞或蛋白质的“标记”2.可作为膜受体的可识别部分，能特异地与某种递质、激素或其他化学信息分子相结合。细胞生理学（二）、细胞膜的物质转运功能1、单纯扩散概念：是一种简单的物理扩散，没有生物学的转运机制参与。扩散的方向和速度：取决于物质在膜两侧的浓度差和膜对该物质的通透性。影响扩散量的因素：①浓度差：是物质扩散的动力；②通透性：通透性愈大，扩散量也愈大。细胞生理学2、易化扩散1.载体介导的易化扩散①载体蛋白质有较高的结构特异性。②饱和现象。③竞争性抑制。细胞生理学载体介导的易化扩散细胞生理学2.通道介导的易化扩散门控离子通道分为三类：1.电压门控通道：在膜去极化到一定电位时开放，如神经元上的Na+通道；2.化学门控通道：受膜环境中某些化学物质的影响而开放,这类化学物质（配基）主要来自细胞外液，如激素、递质等；3.机械门控通道：当膜的局部受牵拉变形时被激活，如触觉的神经末梢、听觉的毛细胞等都存在这类通道。细胞生理学通道介导的易化扩散示意图细胞生理学3、主动转动•概念：细胞通过本身的某种耗能过程，将某种物质的分子或离子由膜的低浓度一侧移向高浓度一侧的过程。•分类：•原发性主动转运：直接利用ATP能量•继发性主动转运：间接利用ATP能量细胞生理学原发性主动转运示意图细胞生理学钠－钾泵简称钠泵，也称Na+-K+依赖式ＡＴＰ。作用：在消耗代谢能的情况下逆浓浓度差将细胞内的3个Na+移出膜外，同时把细胞外的2个K+移入膜内，因而保持了膜内高K+和膜外高Na+的不均衡离子分布。意义：①钠泵活动造成的细胞内高K+是许多代谢过程的必需条件；②钠泵将Na+排出细胞将减少水分子进人细胞内，对维持细胞的正常体积有一定意义；③钠泵活动最重要的在于它能逆浓度差和电位差进行转运，因而建立起一种势能贮备。这种势能是细胞内外Na+和K+等顺着浓度差和电位差移动的能量来源。细胞生理学继发性主动转运示意图细胞生理学4、入胞和出胞细胞生理学三、细胞的跨膜信号转导功能跨膜信号转导方式分为三类：①G蛋白耦联受体介导的信号转导；②酶耦联受体介导的信号转导；③离子通道介导的信号转导。每类都通过各自不同的细胞信号分子完成信号转导。细胞生理学由膜受体-G-蛋白-膜效应器酶组成的跨膜信号传递系统和第二信使类物质的生成细胞生理学四、细胞的生物电现象•生物电（bioc-lectricity）：是指一切活细胞无论处于静息状态还是活动状态都存在的电现象。•两种表现形式：安静时具有的静息电位和受刺激时产生的动作电位(APactionpotential)。细胞生理学（一）、细胞的兴奋性兴奋和兴奋性的概念兴奋性是指可兴奋组织或细胞（神经细胞、肌肉细胞、腺细胞）对外界刺激发生反应(AP)的能力。细胞生理学1.刺激stimulation：外环境及内外环境的变化。①刺激的形式：物理化学机械等②刺激的三要素：强度；持续时间；强度-时间变化率③阈强度(阈值)thresholdintensity(value):刺激的持续时间固定,引起细胞或组织发生反应(产生AP)的最小刺激强度。④阈刺激thresholdstimulus:具有阈强度的刺激⑤阈上刺激；阈下刺激2.反应response:可兴奋组织或细胞对刺激所发生的应答。①兴奋excitation②抑制inhibition细胞生理学（二）静息电位与动作电位•静息电位（restingpotential，RP）是指细胞处于静息状态时，细胞膜两侧存在的电位差。•意义：是动作电位产生的基础。细胞生理学1.在微电极尖刚插入膜内的瞬间,记录仪器显现一个突然的电位跃变；2.静息电位是一个稳定的直流电位；3.范围:-10mV~-100mV(随细胞种类而不同);极化(polarization):外正内负去极化(depolarization):|RP|值减小超极化(hyperpolarization):|RP|值增大反极化(reversepolarization):去极到正值复极化(repolarization):去极后向RP恢复超射(overshoot):膜电位高于0电位部分细胞生理学1.生物电活动的基础:钠钾泵活动造成膜内外离子不均衡分布:胞外[Na+]胞内[Na+],胞内[K+]胞外[K+]2.离子扩散与离子平衡电位：①扩散驱动力：浓度差和电位差②膜通透性：安静状态下,膜主要对K+通透③扩散平衡：电位差=浓度差,驱动力=0④根据Nernst公式可计算出离子