第三章动物稳态维持的生理基础.doc

第三章动物稳态维持的生理基础第一节神经冲动的产生和传导1生物电的发现在科学研究过程中，科学辩论常常会加速科学的发展，生物电的发现就是一个典型范例。英国剑桥大学的霍奇金和他的同事们，利用枪乌贼巨大神经纤维为材料，成功的测量了单个细胞膜内外的电位差及其变化情况。证明了生物电存在的事实。这种存在于细胞膜内外的电位差，称为膜电位。2膜电位的产生生物膜电位的产生是由于细胞膜内外的离子浓度不同，以及离子的跨膜运输造成的，通常情况下，细胞外液的钠离子，氯离子的浓度远高于细胞内液，而细胞内液中的钾离子和一些带负电的大分子物质的浓度远高于细胞外液，这种膜内外离子浓度的差别主要是由于膜上的钠-钾泵产生和维持的。除钠-钾泵以外，细胞膜上还有一些跨膜蛋白质，他们构成了专供离子进出的离子通道，由于离子通道上有闸门一样的结构，因而离子跨莫运动受到闸门的开房和关闭以及开放程度的控制。当神经细胞处于静息状态时，钾离子通道开房，这是钾离子会从浓度高的膜内想浓度低的膜外运动，使膜外带正电，膜内带负点，膜外正电的产生阻止了膜内钾离子继续外流， 使膜电位不再发生变化，此时的膜电位称为静息电位。神经细胞受到刺激后，钠离子通道会立即开放，这样，钠离子在很短的时间内会大量涌入细胞内，从而使细胞处于膜内带正电，而膜外相对带负电的兴奋状况。此时的膜电位称为动作点位，是细胞兴奋的主要表现。3动作电位的传导细胞的动作电位一旦产生，就会向该细胞的其他部位不衰减的传送或扩展，称为神经冲动的传导，当神经细胞的某一局部受到足够强度的刺激后，该处将产生动作电位，于是在兴奋区与相邻的静息区之间，膜内、外之间将产生电位差并伴随有局部电流，在膜内，兴奋区的正电荷向相邻近的静息区域流动，在膜外，电流流动方向相反，两者共同作用的结果，使静息区域的膜电位上升而产生动作电位，该动作电位产生后，又会按相同的方式影响它相邻的区域，于是，动作电位就以这样的方式传遍整个细胞。第二节反射活动的基本原理1反射弧的构成感受器-传入神经系统-神经中枢-传出神经系统-效应器2突触和突触传递神经冲动在神经纤维上的传导是一个直接和连续的过程，但是，神经元之间以及神经元与效应器之间只是相互接触，并没有细胞质的沟通或细胞膜的连接，那么，冲动在细胞间有事如何传递的呢？勒惟的实验在一定程度上解决了神经冲动在不同神经元或神经与效应器之间的传递机制。后来，科学家们在电子显微镜下观察到，神经冲动在细胞间的传递是通过一种被称为突触的结构来完成的。一个神经元的轴突末梢往往有很多的分支，每一分支的末端膨大成球状，称为突触小体，突触小体内含有较多的线粒体和大量的突触小泡。突触小泡内含有传递信息的化学物质神经递质。突触小体再同其他神经元的树突。细胞体或肌肉细胞等接触。共同构成突触，一个突触包含突触前膜，突触间隙和突触后膜，其中，突触前膜和突触后膜略为增厚，为特化的细胞膜，突触间隙宽约1050nm，其中充满了细胞外液。当神经冲动沿着轴突传导至轴突末梢时，突触前膜对钙离子的通透性会增加，大量的钙离子进入突触小体后，由于钙离子的作用，突触小泡想突触前膜靠近，并以出泡的方式将其中的神经递质释放到突触间隙中，神经递质再通过扩散的方式到达突触后膜，与突触后膜上的受体蛋白相结合，形成地址-受体复合物，从而改变了突触后膜对离子的通透性，使突触后膜发生兴奋或抑制。3反射中枢反射中枢担负着对传入神经冲动进行分析、归纳以及整理的功能，是整个反射弧的核心。最简单的反射中枢由传入与传出神经元的突触联系和传出神经元的胞体构成，具有这种反射中枢的反射弧称为二元反射弧。三元反射弧的反射中枢在传入神经元与传出神经元之间增加了一个中间神经元。大多数反射弧包含有多个中间神经元，具有多个突触联系，在神经反射过程中，中间神经元越是复杂精细，发射中枢对传入信号的分析综合能力就越强。在中枢神经系统中，由于神经元之间高度复杂的联系方式构成了一个极其庞大的网络系统。信息系统以及高度精细的回路，从而保证了机体对各种刺激做出了灵活而准确的反应。第三节人脑的高级功能1人脑高级功能的研究方法对于大脑皮层功能定位的研究，人们很难通过动物实验的方法获取相关知识，所以对大脑皮层中高级机能定位的研究非常困难，早期人们对大脑皮层高级既能的研究，是基于对患脑血栓，脑肿瘤和脑损伤的病人的一些表现，以及在开颅手术时，征得病人同意后在病人处于清醒状态下，用轻触或冷、热刺激病人大脑皮层的不同区域，通过病人表述的感觉或感受等所作出的判断得出的。随着电生理技术和正电子发射断层造影成像技术等的应用和发展，科学家们能更加容易地了解大脑皮层的功能定位。2大脑高级功能的皮层定位人脑的最高级别部位是大脑两个半球，其中大脑皮层的功能最为强大、身体各部分的运动和感觉功能部分分别由大脑皮层特定的部位来完成，这就是大脑皮层的功能定位。通过科学家们的努力，目前对人脑的一些高级既能的定位已有了初步的认识，一般认为，运动性语言中枢位于额下回后部，若该区域受损，病人虽能看懂文字和听懂别人的谈话，但却不会讲话，也就是不能用词语表达自己的思想，这叫运动性失语症，听觉语言中枢位于上回的后部,该中枢的主要功能是理解传入到听觉中枢的声音，该中枢受损的病人能听到声音，但不能理解其中的含义，这叫听觉性失语症，视觉语言中枢位于顶下宵夜的角回，该区具有理解所看到的符号、图形、蚊子的含义等功能，该区域受损后，病人失去阅读能力，书写中枢位于额中回后部，它的功能是控制和协调与书写有关的组织和器官，完成书写动作。该区域受损后，病人手臂能完成其他比较简单的动作，但却不能书写文字和绘画等。就大脑皮层的某一部位而言，它所具有的功能是定位的，但从执行功能的角度考虑，又是协调统一的。第四节体液调节在维持稳态中的作用1内分泌腺和激素激素是内分泌腺或分泌细胞分泌的具有特殊生物活性的化学物质。不同动物产生的同种激素具有相似的生理效应。因此，我们可以通过动物实验来研究激素的生理作用。具有化学信号性质的激素并不是作用于全身的细胞，而是作用于某些特定的细胞，称为靶细胞，人体内有甲状腺、肾上腺、性腺、下丘脑和垂体等多种内分泌腺。除了内分泌腺能分泌激素外，人体的胃内壁、小肠和心脏等多种器官和组织也可以分泌一些特殊的激素，以调节机体的消化。吸收。循环和排泄等活动。微量的胰岛素可以导致金鱼休克，说明胰岛素的作用具有高效性，其他激素亦如此。2激素分泌的调节在激素分泌的调节中，最普遍的是神经调节，神经系统可以直接作用于内分泌腺，调节继续的分泌。也可以通过下丘脑-垂体系统，间接的调节内分泌腺的活动。激素分泌后，往往通过反馈环路促进或抑制内分泌腺的分泌活动，分别被称为正反