绪论-修改.ppt

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1、n第一节 人体解剖生理学的研究对象n第二节 生理学的几个基本概念n第三节 细胞的结构n第四节 细胞的功能第一节 人体解剖生理学的研究对象n人体解剖学人体解剖学是研究正常人体形态和构造的一门科学n人体生理学人体生理学是研究正常人体各个组成部分功能活动规律的一门科学，其任务是揭示这些功能活动对维持人的生命的作用和意义，以及这些功能活动之间的相互联系。n人体解剖生理学 以人体解剖学为基础，研究人体的生命活动规律及其功能的一门学科。研究对象与任务n细胞细胞是人体形态结构和生理功能的基本单位。n由许多形态和功能近似的细胞与细胞间质共同组成组织组织。n由几种不同的组织结合在一起，构成具有一定形态和功能的结

2、构，称器官器官。n许多在结构和功能上密切联系的器官结合在一起，共同执行某种特定的生理活动，即构成系统系统。人体的四大基本组织n上皮组织n结缔组织n肌肉组织n神经组织上皮组织n被覆上皮覆盖在人体外表及体内管、腔、囊的腔面，主要具有保护功能。n腺上皮以分泌功能为主的上皮结缔组织n疏松结缔组织n致密结缔组织n脂肪组织n网状组织n软骨与骨n血液肌肉组织n骨骼肌n心肌n平滑肌神经组织八大系统n运动系统n消化系统n呼吸系统n循环系统n泌尿系统n生殖系统n神经系统n内分泌系统生理学研究方法n一、急性实验n1、离体实验n2、在体实验n二、慢性实验生理学研究的三个水平n1、细胞、分子水平：研究细胞的生理特性及构

3、成细胞的物质的理化特性。n2、器官、系统水平：研究各器官、系统生理活动的规律及其影响因子。n3、整体水平：研究各器官、系统的相互关系以及机体与环境之间的相互联系。第二节 生理学的几个基本概念n机体内环境n生理功能的调节n人体的解剖面机体的内环境n内环境：内环境：细胞外液是机体细胞生存的体内细胞外液是机体细胞生存的体内环境，称为机体的内环境环境，称为机体的内环境细胞内液细胞内液40%40%内内环境环境细胞外液细胞外液20%20%外外环境环境血液血液组织液组织液淋巴液淋巴液脑脊液脑脊液n内环境的稳态内环境的稳态 内环境的各项物理、化学因素保持相对稳内环境的各项物理、化学因素保持相对稳定的状态定的状

4、态生理功能的调节n神经调节n体液调节n自身调节n神经调节神经调节（nervous regulation）n基本方式：基本方式：反射反射(reflex)n反射活动的结构基础：反射活动的结构基础：反射弧反射弧(reflex arc）n反射的类型：反射的类型：非条件反射、条件反射非条件反射、条件反射n神经调节的特点：神经调节的特点：迅速、精确、持续时间迅速、精确、持续时间较短较短n体液调节（体液调节（humoral regulation）n含义：含义：机体某些细胞能合成并分泌某些特机体某些细胞能合成并分泌某些特殊的化学物质，经体液运输到达全身各处，殊的化学物质，经体液运输到达全身各处，通过作用于细胞

5、上相应的受体，对这些细通过作用于细胞上相应的受体，对这些细胞的活动进行调胞的活动进行调n全身体液调节和局部体液调节全身体液调节和局部体液调节n神经神经-体液调节：体液调节：感受器感受器中枢中枢内分泌细胞内分泌细胞激素激素靶靶细胞细胞体液调节的特点：体液调节的特点：缓慢、持久、广泛缓慢、持久、广泛n自身调节自身调节（autoregulation）n含义：含义：在体内外环境发生变化时，器官、在体内外环境发生变化时，器官、组织、细胞可不依赖于神经和体液调节而组织、细胞可不依赖于神经和体液调节而产生的适应性反应产生的适应性反应n特点：特点：调节的范围较小，局部调控调节的范围较小，局部调控人体的解剖面第

6、三节 细胞的结构n细胞是人体和其它生物体形态和功能的基本单位。n在光学显微镜下，细胞由细胞膜、细胞质和细胞核三部分组成。细胞的化学组成细胞的化学组成无机物无机物有机物有机物化学成分化学成分水水无机盐无机盐蛋白质蛋白质糖糖脂类脂类核酸核酸维生素维生素细胞膜n细胞膜又称质膜,是细胞表面的膜。主要特性之一是具有选择性透性，可有选择地允许物质通过扩散、渗透和主动运输等方式出入细胞；此外，许多质膜上还存在激素的受体、抗原结合点以及其它有关细胞识别有位点，质膜在激素作用、免疫反应和细胞通讯等方面起重要作用。n细胞膜的化学组成n脂质：磷脂70%，胆固醇30%和少量鞘脂类物质。疏水基团朝向膜内部两两相对。n蛋

7、白质：n糖类：以共价键形式和膜内的脂质或蛋白质结合，形成糖脂和糖蛋白。n1972年Singer和Nicholson提出液态镶嵌模液态镶嵌模型假说型假说单位膜是由双层的脂质分子和镶嵌在其中的蛋白质分子所组成。细胞质n填充于细胞膜和细胞核之间的半透明胶状物质。n基质、细胞内含物。n细胞器：内质网、高尔基复合体、溶酶体、核糖体、中心体、微丝、微管、线粒体。细胞核n核膜n核仁n染色质第四节 细胞的基本功能n细胞膜的物质转运功能n细胞的生物电活动n一、细胞膜的物质转运功能n被动转运（单纯扩散、易化扩散）n主动转运n入胞与出胞n单纯扩散单纯扩散 （Simple diffusion）n定义：定义：在生物体系

8、中，脂溶性的物质分子顺浓度在生物体系中，脂溶性的物质分子顺浓度差所进行的跨细胞膜的转运。差所进行的跨细胞膜的转运。n n某些某些脂溶性小分子物质，如脂溶性小分子物质，如脂溶性小分子物质，如脂溶性小分子物质，如O2O2、CO2CO2等气体分等气体分等气体分等气体分子子子子，通过细胞膜由高浓度一侧向低浓度一侧作跨，通过细胞膜由高浓度一侧向低浓度一侧作跨膜运动或转运的过程。体内一些类固醇激素虽系膜运动或转运的过程。体内一些类固醇激素虽系脂溶性小分子物质，理论上也能够靠单纯扩散由脂溶性小分子物质，理论上也能够靠单纯扩散由细胞外液进入胞浆内，但同时它们也可以在某些细胞外液进入胞浆内，但同时它们也可以在某

9、些膜蛋白质的膜蛋白质的“帮助帮助”下较快地进入细胞。下较快地进入细胞。n影响因素：影响因素：n膜两侧的浓度差、物质的脂溶性。膜两侧的浓度差、物质的脂溶性。OutsideInsideMoleculesSimple diffusionO2CO2EthanolSteroid hormone易化扩散易化扩散n定义：定义：在生物体系中，不溶于脂质或难溶于脂质在生物体系中，不溶于脂质或难溶于脂质的物质分子或离子借助于细胞膜上特殊蛋白质的的物质分子或离子借助于细胞膜上特殊蛋白质的帮助进行顺电帮助进行顺电-化学梯度的转运。化学梯度的转运。n n一种是以蛋白质载体为中介（一种是以蛋白质载体为中介（Carrier

10、 medialedCarrier medialed）的易化扩散（具有特异性结合、饱和现象及竟争的易化扩散（具有特异性结合、饱和现象及竟争性抑制三个特性）。性抑制三个特性）。n n另一种是以离子通道（另一种是以离子通道（ion channelion channel）为中介的易）为中介的易化扩散化扩散（分电压、化学、机械三种门控通道）n影响因素：影响因素：膜两侧被转运物质的浓度差膜两侧被转运物质的浓度差 细胞膜对该物质的通透性细胞膜对该物质的通透性 带电荷离子受到的电场力的大小带电荷离子受到的电场力的大小经通道的易化扩散的特点1.1.被转运的物质主要是一些离子被转运的物质主要是一些离子2.2.通道

11、蛋白质结构中具有类似闸门（通道蛋白质结构中具有类似闸门（gate）的基）的基团，它们控制着通道的开闭。团，它们控制着通道的开闭。3.3.细胞膜通透性的大小取决于通道的开放数目细胞膜通透性的大小取决于通道的开放数目4.4.细胞膜上的蛋白质通道并非总是处于开放状态，细胞膜上的蛋白质通道并非总是处于开放状态，根据通道开放条件的不同，可分为根据通道开放条件的不同，可分为电压门控通电压门控通道和化学门控通道道和化学门控通道两种类型：两种类型：5.5.电压门控通道电压门控通道的开放或关闭决定于膜两侧的开放或关闭决定于膜两侧的电位差，这类通道通常分布在神经纤维的电位差，这类通道通常分布在神经纤维或肌细胞膜上

12、。或肌细胞膜上。化学门控通道化学门控通道的开闭决定于膜两侧是否存的开闭决定于膜两侧是否存在特定的化学物质分子，这类通道通常分在特定的化学物质分子，这类通道通常分布在突触后膜、肌细胞终板膜和某些腺细布在突触后膜、肌细胞终板膜和某些腺细胞膜上。胞膜上。6.6.离子通道可被某些毒物或药物选择性地阻离子通道可被某些毒物或药物选择性地阻断断河豚毒素河豚毒素(TTX)可阻断可阻断Na+电压门控通道电压门控通道四乙胺（四乙胺（TEA）可阻断）可阻断K+电压门控通道电压门控通道箭毒（箭毒（Curare）可阻断乙酰胆碱（）可阻断乙酰胆碱（ACh）化）化学门控通道学门控通道High concentrationLo

13、w concentrationCell membraneFacilitated diffusion mediated by channel主动转运主动转运n n需要细胞代谢供给能量。需要细胞代谢供给能量。需要细胞代谢供给能量。需要细胞代谢供给能量。n n指细胞通过本身的某种耗能过程将某种物质的分指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子或离子由膜的低浓度一侧移向高浓度一侧的过程。程。n n在细胞膜的主动转运中研究得最充分的是对在细胞膜的主动转运中研究得最充分的是对Na+Na+和和K+K+的主动转运过程。的主动转运过程。钠钠钠钠-钾泵钾泵钾泵钾泵（so

14、dium-sodium-potassium pumppotassium pump）：是镶嵌在膜的脂质双分子层）：是镶嵌在膜的脂质双分子层中的、具有中的、具有ATPATP酶活性的特殊蛋白质。它可被酶活性的特殊蛋白质。它可被Na+Na+、K+K+和和Mg2+Mg2+等离子所激活，通过分解等离子所激活，通过分解ATPATP为物质主动转运提供能量为物质主动转运提供能量。Low concentrationHigh concentrationActive transportATPADP+Pi原发性主动转运原发性主动转运 （Primary active transport）能量直接来自能量直接来自ATP的分

15、解的分解 维持细胞内外离子的不均衡分布维持细胞内外离子的不均衡分布细胞外细胞外Na+是细胞内的是细胞内的10101515倍，细胞内倍，细胞内K+是细胞外的是细胞外的40405050倍倍 钠钠-钾泵钾泵(sodium-potassium pump)的主动转的主动转运机制运机制继发性主动转运继发性主动转运 secondary active transport 定义：不直接利用定义：不直接利用ATP分解释放的能量，分解释放的能量，而是利用膜内外其它离子的势能差所进行而是利用膜内外其它离子的势能差所进行的主动转运。的主动转运。入胞和出胞式物质转运入胞和出胞式物质转运入胞入胞l细胞外某些大分子物质或物质

16、团块（如侵细胞外某些大分子物质或物质团块（如侵入体内的细菌、病毒、异物或血浆中脂蛋入体内的细菌、病毒、异物或血浆中脂蛋白颗粒、大分子营养物质等）通过细胞膜白颗粒、大分子营养物质等）通过细胞膜形成的囊泡进入细胞的过程。形成的囊泡进入细胞的过程。入胞的入胞的基本过程：基本过程：转运物质被转运物质被细胞膜识别细胞膜识别与与转运物质相接触的膜发转运物质相接触的膜发生内陷，并逐渐将其包绕生内陷，并逐渐将其包绕转运物质和包绕它转运物质和包绕它的膜进入胞浆内形的膜进入胞浆内形成吞食泡成吞食泡吞食泡与溶酶吞食泡与溶酶体融合，其内体融合，其内容被酶消化容被酶消化出胞：一些大分子物质或固态、液态的物质团块由细胞排

17、出的过程。主要见于细胞的分泌活动，如内分泌腺把激素分泌到细胞外液中，外分泌腺把酶原颗粒和黏液分泌到腺管的管腔中，以及神经细胞的轴突末梢把神经递质分泌到突触间隙中。出胞的基本过程：EndoplasmicreticulumGolgi bodySecretivevesicleNucleusMitochondrian二、细胞的生物电活动n细胞生物电产生的基本原理n静息电位n动作电位n动作电位的传导n一次兴奋的过程n细胞兴奋的条件细胞生物电产生的基本原理n生物电活动的基础生物电活动的基础:钠泵活动造成膜内外离子不均钠泵活动造成膜内外离子不均衡分布衡分布:胞外胞外NaNa+胞内胞内NaNa+,胞内胞内KK

18、+胞外胞外KK+n钠钾泵（也称钠钾转运体），为蛋白质分子，进行钠离子和钾离子之间的交换。每当三个钠离子被转运出细胞，就有两个钾离子被转运到细胞内部。保持膜内高钾膜外高钠的不均匀离子分布。n视频n静息电位n静息电位指安静时存在于细胞两侧的外正内负的电位差。其形成原因是膜两侧离子分布不平衡及膜对K+有较高的通透能力。细胞内K+浓度和带负电的蛋白质浓度都大于细胞外（而细胞外Na+和Cl-浓度大于细胞内），但因为细胞膜只对K+有相对较高的通透性，K+顺浓度差由细胞内移到细胞外，而膜内带负电的蛋白质离子不能透出细胞，于是K+离子外移造成膜内变负而膜外变正。外正内负的状态一方面可随K+的外移而增加，另一方

19、面，K+外移形成的外正内负将阻碍K+的外移（正负电荷互相吸引，而相同方向电荷则互相排斥）。最后达到一种K+外移（因浓度差）和阻碍K+外移（因电位差）相平衡的状态，这时的膜电位称为K+平衡电位，实际上，就是（或接近于）安静时细胞膜外的电位差。n动作电位超射n动作电位（动作电位（action potential)：细胞受到一定强度的刺激后跨膜电位由静息电位（内负外正）的状态向内正外负的方向转变，继之又恢复到静息电位水平的过程，形状如锋，故称锋电位锋电位(spike potential)。n极化（极化（polarization)：膜两侧电位所保持的内负外正的状态。n超极化（超极化（hyperpola

20、rization)：膜内电位负值增大。n去极化（去极化（depolarization)：膜内电位负值减小。n复极化（复极化（repolarization)：膜内电位向静息电位方向变化。n反极化反极化：外正内负外负内正。小结小结APAP的形成的离子基础：的形成的离子基础：升支升支:Na:Na+内流；内流；降支降支:K:K+外流；外流；静息水平静息水平:Na:Na+-K-K+泵活动泵活动,离子恢复静离子恢复静息时的分布状态；息时的分布状态；动作电位的引起动作电位的引起n(1)局部电位Local response n 阈下刺激因强度较弱而不能使膜的去极化达到阈电位，不能触发AP，但可引起局部反应。n

21、局部反应的特征：n非“全或无”：反应幅度随刺激强度的增大而 n 增大n幅度随传播距离增加而变小，直至消失n可以总和:空间总和，时间总和(2)局部兴奋及其向锋电位的转变 阈下弱刺激电紧张电位刺激稍加强去极化电紧张电位少量Na+通道开放,少量Na+内流被K+外流抵消不能发展成AP只能与电紧张电位叠加局部反应(local response)。因此，局部反应是阈下刺激在受刺激的膜的局部引起的一个较小的去极化反应。又称局部兴奋或局部电位(local excitation or potential)刺激强度增加较多Na+通道开放,较多Na+内流当刺激强度使膜去极化程度达某一临界膜电位(阈电位)时Na+内流K+外流膜发生更强的去极化从而使更多Na+通道开放和Na+内流(形成Na+通道激活对膜去极化的正反馈)直至接近ENa APn(3)阈电位阈电位 threshold potential，TPn 能引起大量能引起大量Na+通道开放和通道开放和Na+内流并内流并形成形成Na+通道激活对膜去极化的正反馈过程通道激活对膜去极化的正反馈过程进而诱发动作电位的临界膜电位值。进而诱发动作电位的临界膜电位值。动作电位的传导一次兴奋的过程n细胞产生兴奋的条件n 细胞本身的兴奋性n 刺激的性质