内环境及稳态

1、内环境稳态及神经调节一、内环境与稳态（一）内环境的提出1、从体液学说到三元气学说2、哈维与心血运动论3、笛卡尔的”机械论“和李比希的”活力论“4、贝尔纳与内环境的提出5、内环境的意义和贝尔纳的贡献（二）关于稳态1、坎农与稳态2、对稳态的理解和认识从体液学说到三元气学说 西方医学之父希波克拉底（Hippocrates，约公元前460-前360）及其追随者认为人体是由水、火、土和空气四种元素组成，其特性分别为湿与干，热与冷（体液学说）。热能是生命的基本条件，热能消失人就死亡。人必须通过呼吸和血液维持热量的稳定。疾病的发生是因为体液（主要为血液）的失衡。因此恢复体液平衡就成为治疗的主要手段，通常采用

2、呕吐、发汗、泻下和放血（柳叶刀放血）的方法。体液学说希波克拉底(Hippocrates)公元前460或450-前360从体液学说到三元气学说盖伦（Galen）130-203维萨里（Vesalius）1514-1564古代伟大的医学著作家人体的构造公元2世纪，盖伦在大量动物解剖的基础上提出了三元气学说，并坚持认为静脉和动脉截然分开。 动物灵气（精神元气）存在于大脑，是感知和运动的中心。 生命灵气（基本元气）以心脏为中心，调节血液流动和体温。 自然灵气（生理元气）存在于肝，是营养和新陈代谢的中心。 哈维与心血运动论1628年英国医生威廉.哈维发表的心血运动论标志着近代实验生理学的诞生。Willia

3、m Harvey(1578-1657)Malpighi M.(1628-1694)马尔比基用显微镜观察毛细血管笛卡尔的“机械论”和李比希的“活力论”Descartes R.(1596-1650) Justusvon Liebig.(1803-1873)只见树木不见森林夸大生命的特殊性超越自然所有的生命现象完全能用那些控制着非生命世界的物理、化学规律来解释。机体是为了灵魂和靠了灵魂而存在的，而“灵魂”则不是用严格的科学术语所能理解。贝尔纳与内环境的提出Claude Bernard(1813-1878)14卷的实验生理学在医学中的应用教程和实验医学研究导论。内环境的意义和贝尔纳的贡献什么是内环境？

4、内环境是如何形成的？内环境对于生物有机体的意义是什么？“内环境的恒定是自由和独立的生命赖以维持的条件。”贝尔纳内环境的稳定是生理学的关键。 Henderson, L. J.内环境是如何形成的？ 1920年，加拿大生物化学家 麦卡拉姆提出：“一切动 物的体液都来源于海水”。Archibald Byron Macallum（1858-1934）坎农与稳态稳态（homeostasis，1926）内环境的动态平衡Walter Bradford Cannon(1871-1945)身体的智慧19321935.4-6在北平协和医学院对稳态的理解和认识1、生命现象与稳态的维持2、调定点3、薛定谔的“负熵”4、

5、稳态概念的扩充和延伸Erwin Schrodinger18871961The Nobel Prize in Physics 1933 一个系统中的各种自发过程总是朝着熵增大的方一个系统中的各种自发过程总是朝着熵增大的方向进行的。一个系统随着自发过程的进行，总是朝向进行的。一个系统随着自发过程的进行，总是朝着无序性增大和有序性减少的方向发展。活细胞和着无序性增大和有序性减少的方向发展。活细胞和生物体是通过使环境中的熵增加，或者说从环境中生物体是通过使环境中的熵增加，或者说从环境中吸收负熵，来抵消体内熵的增长。这种依靠不断供吸收负熵，来抵消体内熵的增长。这种依靠不断供应自由能来维持其有序性的结构称

6、为耗散结构。应自由能来维持其有序性的结构称为耗散结构。稳态 2010年上海3以下最能反映健康人餐后6小时内血糖浓度变化趋势的曲线是（B）二、生理机能的神经调节 （一）兴奋与动作电位 1、生物电现象的发现与证明凉台实验 2、动作电位的记录与机制的研究生物电现象的发现“凉台实验”Galvani L.(1737-1798) Lucia Galvani1791年伽伐尼发表肌肉运动的电效应“凉台实验”1780年意大利著名生物学家伽伐尼在解剖青蛙时，已死去的青蛙竟然发生了抽搐。伽伐尼做了如下实验：实验1: 用一枝铜钩插入死青蛙的脊髓中，再挂在铁栏杆上，当青蛙腿碰到铁栏杆时，就发生抽搐。实验2:将青蛙放到铜

7、制的解剖盘里，当解剖刀接触蛙腿时，蛙腿发生抽搐。他根据实验得出：青蛙自身肌肉和神经里的“生物电”是导致抽搐的原因。1791年，伽伐尼发表了论肌肉中的生物电论文，引起广泛关注。伏特与原电池善于质疑的意大利物理学家伏特，提出了疑问：为什么只有青蛙腿和铜器和铁器接触时才发生抽搐？为此，他做了如下实验：实验1:将青蛙腿放在铜盘里，用解剖刀去接触，蛙腿抽搐。实验2:将青蛙腿放在木盘里，用解剖刀去接触，蛙腿不动。经过一番研究，伏打用实验推翻了伽伐尼的结论，他发现两种活泼性不同的金属同时接触蛙腿，蛙腿就会抽搐，蛙腿只是起了显示电流通过的作用，所谓特殊的“动物电”是不存在的。原电池之父原电池之父伏特伏特生物电

8、的证明无金属收缩 用一神经肌肉标本置于另一标本的损伤处，也引起了肌肉收缩，从而证明了生物电的存在。生物电的记录全或无定律The Nobel Prize inPhysiology or Medicine1932Edgar Douglas Adrian18891977艾德里安因发现神经细胞活动的机制获奖动作电位的记录Joseph Erlanger18741965Herbert SpencerGasser18881963The Nobel Prize in Physiologyor Medicine 19441937年Electric Sings ofthe Nervous Activity厄兰格和

9、加赛因有关神经纤维机制的研究成果获奖厄兰格1922年运用阴极射线示波器详细地研究了人类神经电脉冲，拍摄了第一张神经电脉冲照片。从膜学说到离子学说Bernstein(18391917)1902年膜学说 Hodgkin &Huxley 1952年离子学说The Nobel Prize in Physiologyor Medicine 1963Alan Lloyd HodgkinAndrew FieldingHuxley霍奇金和赫克斯利因神经兴奋和传导机制方面的研究获奖膜片钳与离子通道Erwin Neher1944Bert Sakmann1942The Nobel Prize in Phys

10、iologyor Medicine 1991内尔和萨克曼因发明了膜片钳技术，并利用此项技术发现了细胞膜上单离子通道的功能获奖膜片钳与离子通道在一小片膜上可能存在一个或几个离子通道，有可能记录到单一离子通道的电流。静息电位的离子基础 细胞在静息状态下，膜对不同离子的通透性是不同的。细胞膜有相当数量的K+通道处于开放状态，对K+有较大的通透性，对Cl-有中等的通透性，对Na+的通透性很小。因此，在静息状态下，膜的通透性主要表现在的K+外流，总的效应是膜的外侧聚集较多的正离子，膜内侧为较多的负离子，造成膜两侧的电位差，膜外为正，膜内为负。由于离子浓度差，膜内K+的向膜外透出但是由于电位差，膜外的K+

11、又倾向于向膜内透入，这就阻止K+的进一步外流。即当K+扩散造成膜两侧的电位梯度足以对抗由于浓度梯度所引起的K+进一步扩散时，（浓度势能差和电势能差方向相反，且二者的大小相等时）离子的移动就达到平衡状态，这时膜的K+净通量为零，膜两侧的电位差也稳定于某一水平，这个电位差称为K+平衡电位。静息电位主要决定于K+平衡电位，或者说膜内K+向膜外扩散至维持膜内外动态平衡的水平是形成静息电位的主要离子基础。26静息状态下神经细胞膜内外离子分布不均衡 细胞膜外 细胞膜内 Na+ 150 mmol/L 15 mmol/LK+ 5 mmol/L 100 mmol/LCl- 150 mmol/L 13 mmol/

12、L动作电位的离子基础 当神经纤维受到足够强度的电刺激时，膜上的Na+通道被激活，其通透性可立即发生改变，对Na+的通透性可突然增加500倍，这时Na+将由于浓度差的推动和膜内负电位的吸引，快速进入膜内，使膜电位升高。开始时是膜内负值减小，最后反转为正，这就形成了动作电位的上升支，但是Na+通透性的增加只是暂时的（有的仅十万分之一秒），紧接着Na+通道失活，通透性降低，而K +的通透性又升高，K +快速外流，直至恢复原先的静息电位水平，这就形成了动作电位的下降支。全或无定律2009（山东）右图表示枪乌贼离体神经纤维在Na+浓度不同的两种海水中受刺激后的膜电位变化情况。下列描述错误的是CA曲线a代

13、表正常海水中膜电位的变化B两种海水中神经纤维的静息电位相同C低Na+海水中神经纤维静息时，膜内Na+浓度高于膜外D正常海水中神经纤维受刺激时，膜外Na+浓度高于膜内不会，因为1次动作电位只有8万分之一的Na+内流动作电位能使膜内外Na+浓度反转吗？全或无定律 如果刺激强度达不到阈值不能引起细胞产生动作电位，刺激一旦达到阈值以上，不论强度如何，均引起同样大小的动作电位，即使再增加刺激强度也不能使动作电位的高度进一步加大，这个现象称为“全或无”现象。产生这个现象的原因，在于动作电位只是阈电位所触发，至于动作电位的大小，则决定于当时膜内外Na+、K+浓度比和膜的其他特性，而不决定于刺激所提供的能量。

14、 神经干双向（相）动作电位时间延迟间隔神经干双向（相）动作电位如果兴奋空间大，两个电极距离近，两个动作电位中间就没有时间延迟间隔。双向（相）动作电位 2010海南9.将记录仪（R）的两个电极置于某一条结构和功能完好的神经表面，如右图，给该神经一个适宜的刺激使其产生兴奋，可在R上记录到电位的变化。能正确反映从刺激开始到兴奋完成这段过程中电位变化的曲线是D双向（相）动作电位2009年上海28神经电位的测量装置如右上图所示，其中箭头表示施加适宜刺激，阴影表示兴奋区域。用记录仪记录A、B两电极之间的电位差，结果如右侧曲线图。若将记录仪的A、B两电极均置于膜外，其它实验条件不变，则测量结果是C“动作电位

15、”的要点 1、静息电位或动作电位产生的前提和本质； 2、“全或无”定律的特点； 3、单向（相）动作电位和双向（相）动作电位。 神经干如果有损伤，只有一端能产生动作电位，所以只有一个动作电位。（即单向动作电位）。一般正常情况下都是双向动作电位。反射概念的提出Descartes R.(1596-1650)思想的指导法则世界体系更好地指导推理和寻求科学真理的方法论笛卡尔：我思故我在神经元学说Camillo Golgi（1843-1926）Santiago Ramny Cajal（1852-1934）The Nobel Prize inPhysiology or Medicine1906神经系统的组织

16、学戈尔季和卡哈尔因过于神经系统精细结构方面的研究成果获奖非条件反射和条件反射Ivan P.Pavlov(1849-1936)The Nobel Prize inPhysiology or Medicine19041897年主要消化腺机能讲义反射弧的模式Sherrington C.S.(1857-1952)The Nobel Prize inPhysiology or Medicine19321906年神经系统的整合作用谢林顿因发现神经细胞活动的机制获奖兴奋的传导与传递 2007（全国理综I）1下图表示一段离体神经纤维的S点受到刺激而兴奋时，局部电流和神经兴奋的传导方向（弯箭头表示膜内、外局部电

17、流的流动方向，直箭头表示兴奋传导方向），其中正确的是（C）兴奋的传导与传递上图表示三个通过突触连接的神经元。现于箭头处施加一强刺激，则能测到动作电位的位置（ C ）A. a和b处 B. a、b和c处C. b、c、d和e处 D. a、b、c、d和e处1.兴奋的传导是双向的，人体中是单向的；2.化学突触的传递是单向的，电突触是双向的。兴奋的传导与传递2009（宁夏）下列关于神经兴奋的叙述，错误的是CA兴奋部位细胞膜两侧的电位表现为膜内为正、膜外为负B神经细胞兴奋时细胞膜对Na+通透性增大C兴奋在反射弧中以神经冲动的方式双向传递D细胞膜内外K+、Na+分布不均匀是神经纤维兴奋传导的基础兴奋的传导与传

18、递2009（宁夏）（9分）右图是神经元网络结构示意简图，图中神经元、都是兴奋性神经元，且这些神经元兴奋时都可以引起下一级神经元或肌细胞的兴奋。和神经细胞一样，肌肉细胞在受到适宜的刺激后，也能引起细胞膜电位的变化。图中B处表示神经肌肉接头，其结构和功能与突触类似。请回答：（1）给神经元一个适宜刺激，在A处能记录到膜电位的变化。这是因为刺激使神经元兴奋，引起其神经末梢释放的神经递质进入突触间隙，随后与突触后膜上的特异性受体结合，导致神经元产生兴奋。（2）若给骨骼肌一个适宜刺激，在A处（能、不能）记录到膜电位的变化，原因是兴奋在神经肌肉接头处不能逆向传递（3）若在A处给予一个适宜刺激，在C处（能、不

19、能）记录到膜电位的变化，原因是A到到到C支配肌肉收缩的神经元一般为a运动神经元，也称最后公路，一般很少有侧枝回返又和自身形成回路的。中间神经元可以。 兴奋的传导与传递2008年理综第题.肌肉受到刺激会产生收缩，肌肉受刺激前后肌细胞膜内外的电位变化和神经纤维的电位变化一样。现取两个新鲜的神经一肌肉标本，将左侧标本的神经搭在右侧标本的肌肉上，此时神经纤维与肌肉细胞相连接（实验期间用生理盐水湿润标本），如图所示。图中、指的是神经纤维与肌细胞之间的接头，此接头与突触结构类似。刺激可引起右肌肉收缩，左肌肉也随之收缩。请回答：（1）、中能进行兴奋传递的是 、 ；能进行兴奋传导的是 、。（2）右肌肉兴奋时，其细胞膜内外形成的 局部 电流会对的 神经纤维 产生刺激作用，从而引起的神经纤维兴奋。（3）直接刺激会引起收缩的肌肉是 左肌肉和右肌肉 。“兴奋的传导与传递”的要点1、兴奋的传导是双向的，动物和人体中是单向的；2、化学突触的传递是单向的，电突触是双向的；3、神经纤维结构的完整是功能的前提。反射与反射弧2010全国1卷32.（10分） 用去除脑但保留脊髓的蛙（称脊蛙）为材料，进行反射活动实验。请回答与此有关的问题：（1）用针刺激脊蛙左后肢的趾部，可观察到该后肢出现收缩活动。该反射活动的感受其位于左后肢趾部的中，神经中枢位于中。（2）反射活动总是从感受器接受刺激开始到效应器产生反