第一章 绪论
二、基本概念
生理学(physiology)是生物科学的一个分支,是以生物机体的生命活动现象和机体各个组成部分的功能为研究对象的一门科学。
内环境(internal environment)细胞在体内直接所处的环境。
稳态(homeostasis)内环境的各种物理、化学性质是保持相对稳定的。
神经调节(nervous regulation)基本方式是反射,指在中枢神经系统的参与下机体对内、外环境变化所作出的规律性反应。
体液调节(humoral regulation)指体内的一些细胞能生成并分泌某些特殊的化学物质。
自身调节(autoregulation)指不依赖神经与体液因素,在一定范围内组织、细胞能对周围环境变化发生适应性的反应。
激素(hormone)是一些能在细胞与细胞之间传递信息的化学物质,由血液或组织液携带,作用于具有相应受体的细胞,调节这些细胞的活动。
旁分泌(paracrine)是指内分泌细胞分泌的激素进入组织液,弥散至邻近的靶细胞,调节其机能
神经分泌(neurosecretion)具有神经细胞结构和机能的细胞分泌激素(不包括由神经末梢分泌的乙酰胆硷或去甲肾上腺等递质)的现象
负反馈(negative feedback)反馈信息与控制信息作用相反的反馈
正反馈(positive feedback)反馈信息与控制信息作用相同的反馈
前馈控制(feed-forward control)指控制部分在反馈信息未作用之前直接向受控部分发出信息,调控受控部分。
三、重点与难点提示
1.机体的内环境
体液占体重的60%,分为细胞内液(2/3)与细胞外液(1/3),后者包括血浆、组织液、房水、脑脊液及淋巴液等。细胞直接生活的液体环境即细胞外液称为内环境(internal environment)。为维持细胞正常的生理功能,机体通过复杂的调节机制保持内环境中的各项物理、化学因素的相对稳定,称为内环境稳态(homeostasis)。
2.生理功能的调节
机体生理功能的调节方式有神经调节、体液调节和自身调节三种形式。
2.1神经调节 基本方式是反射,指在中枢神经系统的参与下机体对内、外环境变化所作出的规律性反应。反射的结构基础是反射弧,由感受器、传入神经、中枢、传出神经与效应器五个部分组成。反射包括条件反射与非条件反射。非条件反射指先天的、遗传的、不需要学习即可出现的反射。其反射弧固定,不需要大脑皮层的参与,属低级神经活动。减压反射、觅食反射及性反应等均属非条件反射,与机体的生存与种族繁衍有关。而无关刺激与非条件刺激在时间上的多次结合所建立的反射称为条件反射,属高级神经活动。条件反射可以建立、也可以消退,其意义是使机体更好地适应环境。神经调节具有迅速、准确与短暂的特点,是最重要的调节方式。
2.2 体液调节 体液因子如激素对效应器官的调节,其调节特点与神经调节正好相反,为缓慢、广泛与短暂。
2.3 自身调节 指不依赖神经与体液因素,在一定范围内组织、细胞能对周围环境变化发生适应性的反应。如在一定的动脉血压范围内肾血流和脑血流保持相对稳定。
3.体内的控制系统
人体机能活动受反馈控制系统和前馈控制系统的调控。
3.1正反馈 在反馈控制系统中,反馈信息与控制信息作用相同的反馈,称为正反馈(positive feedback)。典型的正反馈有排尿反射、排便反射、血液凝固、分娩等,其作用特点是使某一功能活动不断加强,直至完成。
3.2负反馈 反馈信息与控制信息作用相反的反馈称为负反馈(negative feedback)。例如减压反射即为典型的负反馈。心血管中枢是控制部分,心血管是受控部分。当从心血管中枢发出的控制信息使血压升高,而一定程度的血压作为反馈信息可影响心血管中枢的活动。负反馈调节最重要的生理意义是维持机体某一活动的相对稳定,但其调节具有滞后和波动的缺点。
3.3 前馈 指控制部分在反馈信息未作用之前直接向受控部分发出信息,调控受控部分。条件反射即为前馈。
第二章 细胞的基本功能
二、基本概念
流体镶嵌模型(fluid mosaic model)以脂质双分子层为基本构架,其中镶嵌有不同结构与功能的蛋白质。
单纯扩散(simple diffusion)脂溶性的小分子物质或离子从膜的高浓度侧移向低浓度一侧的现象
通透性(permeability)
易化扩散(facilitated diffusion)指水溶性的小分子物质或离子在膜蛋白质的帮助下从膜的高浓度一侧移向低浓度一侧
离子通道(ion channel)是一类贯穿脂质双层的、中央带有亲水性孔道的膜蛋白。
化学门控通道(chemically-gated channel)由某些化学物质如神经递质或第二信使控制其开闭的离子通道
电压门控通道(voltage-gated channel)指膜通道的开、闭受膜电位控制的离子通道
机械性门控通道(mechanically-gated channel)摆动产生的力可引起离子通道开放
主动转运(active transport)通过细胞本身的耗能将物质从膜的低浓度一侧向高浓度的转运。
钠-钾泵(sodium-potassium pump)通过消耗代谢能ATP逆浓差泵出3个Na+,同时摄入2个K+,保证细胞外高Na+、细胞内K+,从而建立Na+、K+的势能储备。
继发性主动转运(secondary active transport)直接消耗某一物质的浓度势能、间接消耗ATP从而逆浓度转运某物质。
出胞(exocytosis)大分子物质从细胞内移向细胞外
入胞(endocytosis)大分子物质或物质的团块借助于与细胞膜形成吞噬泡或吞饮泡的方式进入细胞的过程。
兴奋性(excitability)可兴奋细胞受刺激后产生动作电位的能力。
兴奋(excitation)细胞对刺激发生反应的过程。
静息电位(resting potential)指细胞在未受刺激时存在于细胞膜内、外两侧的电位差。
极化(polarization)RP存在时膜两侧所保持的内负外正的状态
超极化(hyperpolarization)在RP的基础上膜内朝着正电荷减少(或负电荷增加)的方向发展
去极化或除极化(depolarization)在RP的基础上膜内朝着正电荷增加的方向变化
复极化(repolarization)细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复的过程。
动作电位(action potential)在RP的基础上可兴奋细胞受到有效刺激后引起的迅速的可传播的电位变化。
绝对不应期(absolute refractory period)相当于动作电位的上升支及复极化的前1/3。
相对不应期(relative refractory period)在绝对不应期之后,细胞的兴奋性逐渐恢复,在一定时间内,受刺激后可发生兴奋,但刺激强度必须大于原来的阈强度。
阈电位(threshold membrane potential)能使Na+ 通道大量开放的临界膜电位
active transport阈强度(threshold intensity)能引起动作电位产生的最小刺激强度
局部兴奋(local excitation)细胞受到阈下刺激所产生的小的电位变化
量子式释放(quantal release)
终板电位(endplate potential)去极化的电位变化。
兴奋-收缩藕联(excitation-contraction coupling)将电兴奋和机械收缩联系起来的中介机制。
三、重点与难点提示
第一节 细胞膜的基本结构和跨膜转运功能
1.1 膜的化学组成和分子结构
各种膜性结构主要由蛋白质和脂质以及少量糖构成。在功能活跃的膜性结构中占重量百分比最大的是蛋白质,但因蛋白质分子巨大,膜中脂质分子数是蛋白质分子数的100倍以上。关于细胞膜的结构目前公认的是液态镶嵌模型(fluid mosaic model),即以脂质双分子层为基本构架,其中镶嵌有不同结构与功能的蛋白质。
1.2细胞膜的物质转运功能
1.2.1单纯扩散 脂溶性的小分子物质或离子从膜的高浓度侧移向低浓度一侧的现象称为单纯扩散(simple diffusion)。与扩散速度有关的是膜两侧的浓度差以及由分子大小、脂溶性高低和带电状况决定的通透性。单纯扩散的特点是:不需膜蛋白质帮助,不消耗代谢能。转运的物质是脂溶性、小分子物质,如CO2、O2、N2、NO等。
1.2.2易化扩散 指水溶性的小分子物质或离子在膜蛋白质的帮助下从膜的高浓度一侧移向低浓度一侧称为易化扩散(facilitated diffusion)。根据膜蛋白质所起的作用不同,易化扩散可分为:
(1)载体中介的易化扩散(facilitated diffusion via carrier) 指借助载体蛋白的跨膜双向转运功
能实行顺浓度移动,具有特异性、饱和性和竞争性等特点。转运的物质有葡萄糖、氨基酸,如葡萄糖进入红细胞内。
(2) 通道中介的易化扩散(facilitated diffusion through ion channel) 一般来说,细胞外液中的Na+ 、Cl- 、Ca2+ 浓度高于细胞内液,而K+ 则相反。当膜蛋白质在某一特定状态下构成离子通道,即可允许相关离子顺浓度差跨膜流动。根据门控机制不同,通道可分为3 类:①电压门控通道 指膜通道的开、闭受膜电位控制的离子通道,如可兴奋细胞上的Na+通道。②化学门控通道 由某些化学物质如神经递质或第二信使控制其开闭的离子通道,如终板膜上的Na+通道。③机械门控通道 如听毛细胞上纤毛的摆动所产生的力可引起离子通道开放。
1.2.3主动转运 主动转运(active transport) 是最重要的物质转运形式,指通过细胞本身的耗能将物质从膜的低浓度一侧向高浓度的转运。通常也称为原发性主动转运(primary active transport),如钠-钾泵(简称钠泵),通过消耗代谢能ATP逆浓差泵出3个Na+,同时摄入2个K+,保证细胞外高Na+、细胞内K+,从而建立Na+、K+的势能储备。一般细胞将代谢所获得能量的20~30%用于钠泵的转运。此外还有钙泵(Ca2+-Mg2+依赖式ATP酶)、H+-K+泵(H+-K+依赖式ATP酶)等。

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