机体的基本生理过程

•机体的基本生理过程•稳志写机悻机惚活钠的调节.翎陷*理的基4知钢＞生命的基本特征••新院代濾(metabolism)z•兴畚他(excitability)二•咳瑾(reproduction)切二metabolism—•—•定义：机体主动地与环境进行物质和能量交换的过程。J•.内容：J••a、物质运动方向2•-同化作用（合成代谢）吸能2

•异化作用（分解代谢）放能E二•b、运动形式■z•物质代谢■二•能量代谢Z

•刺激：引起反应的环境条件的变化。Z

•活组织接受刺激而反应时，表现形式有两种:•A、兴奋：静止一显著活动，弱一强二•B、抑制：显著活动一相对静止，强一弱Zexcitability二•兴奋性：可兴奋细胞接受刺激后产生动作电Z

位的能力。Z

-可兴奋细胞：动物组织中以NC、肌C、腺C具Z

较高的兴奋性。■•★抑制并不是无反应，是与兴奋相对立的一种主动过*程，必须以兴奋为前提。兴奋与抑制都是活组织具有二兴奋性的表现。二•适应性(adaptability):环境改变时，Z

机体或部分组织机能与结构将在某种限:度内随之改变，以求与所在环境保持动Z

态平衡，机体的这种能力称适应性。reproduction•普通定义：个体生长发育到一定阶段时,可产生相似的另一新个体的过程。•抽象定义：生命是一个能记载和表达信息、积累信息、保持和传递信息的信息系统。保持了种族的延续和进化成果的积累。•无性生殖一隆技术、孤雌生殖J三二二二二二二二二三-lX

二、内环境与稳态|♦(internalenvironmentandhomeostasis)I.•1、内环境■z•①定义：细胞外液构成的机体细胞的直接生Z

活环境。法国生理学家贝余纳提出。I二.②意义：提供营养接受代谢终产物，保持成分、二PH值、渗透压、离子浓度以及温度等性质的相对稳'1-•定，保证新陈代谢活动和生理功能的进行。包括血浆、[Z

淋巴液、组织液和脑脊液。Iw•2、稳态I:•①定义：内环境的成分和理化性质在一定范X围内波动，保持动态平衡。这种平衡状态称二之。美国坎农提出。二・解释：消化提供营养、呼吸循环供。2排C02、二肾脏清除代谢终产物、［二•②意义•新陈代谢的重要保证，PH、温度改变会影响Z酶活性，影响酶促反应，细胞正常兴奋性的X维持，依赖于膜内外离子浓度。内环境稳定Z

是机体具有适应能力的前提。［二•3、生物节律(biorhythm)5•按一定的时间重复岀现，周而复始的功Iz

能活动变化节律叫生物节律M•咼频：心律、呼吸•中频：血压、体温二•低频：生殖机能、机体机能活动的调节—，•1、神经调节(neuroregulation)j非条件反射：遗传延脑、脊髓■二」条件反射：条件刺激引起、后天大脑皮层二：■二-方式基础：反射孤。包括：感受器、传入神经、神经二•中枢、传出神经和效应器，二-特点：迅速、精确、持续时间短、高级动物的主要方平・式、有时会有神经支配内分泌腺，构成神经体液调节。■•22、体液调节X(humoralregulation)Z•方式：由血液中的某些化学物质，主要是内X分泌细胞所分泌的激素所实现的一种调节方■氐。X•特点：慢、作用部位广泛、持续时间长、岀z现早。z

-另外：某些组织细胞所产生的化学物质，可•在局部组织液内扩散，以改变附近组织细胞:的功能活动状态。又可叫局部体液调节。••胰岛素由胰岛P细胞分泌，可加速摄取、储存、■利用葡萄糖，结果使血糖水平降低，可反馈:抑制胰岛素分泌，使血糖恒定。3、自身调节•方式：指细胞、组织、器官在不依赖于外来的神经或体液调节情况下，自身对刺激发生的适应性反应过程。•心脏血量的维持；脑、肾血流量不随血压的升降而改变。特点：是作用精确的局部调节，维持细胞的自稳态。J三二二二二二二■二三-:细胞生理学的主要内容：B•细胞膜和组成其它细胞器的膜性结构的化学■组顧知分子结构；.不同物质或分子的跨膜物质转运机理；1二・以不同带电离子跨膜运动为基础的细胞生物电现象；[z

-作为细胞接受外界影响或细胞间相互影响基础的跨膜信号传递；P•肌细胞如何在膜电变化的触发下出现机械性T收缩活勤。发现原生质:•1839年，捷克生理学家浦金野把填满细胞的胶状液体定名为原生质，19世纪中叶后，法国植物学家默尔用原生质概括细胞中的所有内含物（质与核），德国解剖学家舒尔策强调，原生质是生命的物质基础，并证明在所有细胞里，不论是动物或植物，他们的原生质基本相似。一、细胞膜的基本结构和功能•细胞膜：是细胞表面一层连续而封闭的界膜，又叫质膜或浆膜。•生物膜：指细胞膜、核被膜及构成各种细胞器（线粒体、内质网、高尔基复合体、溶酶体）等膜的统称。J三二二二二二二二二三-(-)膜的化学组成和分子结构•主要物质：脂类、蛋白和糖类•以红细胞为例：蛋白占52%,脂类占40%，糖类占8%o•Singer和Nicholson(1972)液体镶嵌模型的基本内容：以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着不同分子结构和不同生理功能的蛋白质，或者主要以a一螺旋或球形蛋白的形式存在。液体镶嵌模型疏水性某团1.脂质双分子层二;.-脂质以磷脂为主，占脂类总量的70%,其次是胆固醇。,磷脂的基本结构：一分子甘油的两个羟基同两分子脂二!•肪酸结合，另一个与磷酸结合，再同一个碱基结合。ziZ据碱基不同，可分为四种磷脂：磷脂酰胆碱、磷脂酰.•乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇。目Z

-磷酸+碱基，亲水性极性基团，位于表面；二:-脂肪酸，疏水性非极性基团，位于内部。二：-特点：自由能最低，最稳定；熔点低，体温下呈液态，具流动性（同一分子层内横向运动）；可承受较大张T二力，不易破裂，可自动融合修复。2.膜蛋白•有两种存在形式与脂质结合：•以肽链中的带电基团与脂质极性基团吸弓I,附于膜表面，称表面蛋白；•疏水的a一螺旋与膜内输水性羟基吸引,旅链两端露左膜两側j,弟尔结合蛋白。•功能：与膜的物质转运机能有关；作为受体，能识别、接受环境中的刺激和信息；作为细胞的标志，参与抗体免疫。3.膜糖二・含量甚少，主要是寡糖和多糖，以共价键形X式与脂质和蛋白质结合，大多裸露在膜外侧。X-意义：单糖排列顺序的特异性，作为所在细♦

胞或他们所结合的蛋白质的特异性标志一一Z抗原决定簇；作为膜受体的可识别部分，特:异的与某种递质、激素或其他化学信号分子二相结合。二二二二二三-二三三ZForexample二•A.ABO血型系统••B.完整的淋巴细胞(lymphocyte)循环回二到脾脏或外淋巴结，而除去唾液酸或岩Z

藻酸的淋巴细胞很快进入肝脏，存在所二谓何巢现象(homing)o:•又如红细胞衰老时，其表面唾液酸减少,Z有更多的半乳糖露在表面，因而衰老红T细胞被脾脏破坏吸收。被动转运(-)细胞膜的功能71••1.物质转运Z•主要的转运形式:单纯扩散载体介导通道介导出胞和入胞易化扩散z

•被动转运，由高浓度到低浓度，消耗势能，*无需细胞提供能量。速度与浓度差、物质的二分子大小、电荷和在脂质层中的溶解度有关。Z•(I)单纯扩散：在生物体系中，只有。2、n2.*苯等疏水性小分子及co?、甘油、尿素孳小的■极性分子能迅速经扩散通过脂双层膜，是单z

纯的物理过程，此种转运方式为单纯扩散。■,(2)易化扩散(fecilitateddiffusion)非脂溶性或*水溶性高的物质(葡萄糖、氨基酸或小的带Z

电离子)在膜蛋白的帮助下，由膜的高浓度■一侧向低浓度一侧扩散的过程，扩散速率明Z

显增大。刀.•A.以载体介导，(carrier-mediated)依靠膜蛋白Z

的结合与释放。Z•特性：特异性，右旋葡萄糖比左旋葡萄糖跨Z

膜快；饱和现象，被转运物质浓度增大到一z定值后，不能再加快，即载体和结合位点均■已进入活动状态；存在竞争性抑制。■■•B.以通道介导，(channel-mediated)常与一些咼z

子K+、Na+、Ca2+等由膜的高浓度向低浓度一二侧移动有关。二•特点：通道蛋白随分子构象或构型的改变，可以处二于不同的功能状态，开放时，允许特定离子移动，关Z

闭时又对离子不通透。2

•据引起开放的不同条件，可分为：•-电压依从性通道：启闭决定于通道蛋白所在膜两侧的X电位差。•-化学依从性通道：决定于膜环境中存在的化学信息，Z

例如，膜外某种神经递质或膜内某些离子浓度的改变。■•主动转运X•a.特点：低浓度——高浓度，耗能；逆浓度X梯度或电一化学势的主动转运机制。・•B.钠泵：一种具有ATP酶活性的特殊蛋白质Z（Na+-K+依赖式ATP酶）与膜质结合形成的具二有特定结构的复合物，分子量在25万一40万-之间，由催化亚单位和一个糖蛋白以四聚体z

的形式存在于膜上。功能是排钠摄钾。神经•和肌肉细胞中，正常时膜内钾为膜外的30倍,Z

膜外钠为膜内的12倍，依赖于Na-K泵的维持。二•C.钠泵的转运机制Z-D.意义Z•一般细胞，约把它代谢所获得能量的20-30■%用于钠泵活动。二・①细胞内高钾是许多代谢反应进行的必备条Z件。2

-②建立势能储备，供细胞其他耗能过程用；・还可维持细胞的静息电位，使其称为可兴奋二细胞。细胞外细胞内3.磷酸化的酶不利于与Na*结合,利于与K♦结合.1.Na+与他结合t的活性，使Na+-K+ATP酶磷酸化6K♦被释放5.去璜酸化使他恢复到原始状态.利于和Na+结合.不利于与K+结合4.K♦与酶的结合使酶去磷酸化■•a.出胞z•细胞内物质先被囊泡裹入形成分泌泡，然后2与细胞膜接触，融合并向外释放被裹入的物■质。对象，腺细胞分泌酶和黏液；内分泌腺Z

分泌激素；神经末梢释放递质。z•过程，大部分在内质网形成一高尔基复合体•加工一形成分泌颗粒或囊泡一移向质膜内侧，X与其接触融合一出现裂孔一内容物排出。需•钙离子进入膜内，以及膜内微丝、微管等蛋Z

白结构改变对移动有作用。二。•入胞：细胞吸附大分子颗粒，被细胞膜的一当二部分包围、内陷，从细胞膜上脱落下来而形—■成含有射入物质的细胞内囊泡的过程。也叫zqZ内吞。ztZ•对象，细菌、病毒或血浆中的脂蛋白，大分子蛋白等。■二•过程，异物被受体识别一接触膜的功能结构W二改变一内陷或伸出伪足包绕异物一最后膜融二:合、断裂进入胞浆。二二•形式，吞噬（固形物）、胞饮（微滴）、受二二体介导式入胞，被内吞物（配体）与细胞表■x面专一性膜蛋白（受体）结合为起始的入胞称为。2、信息传递的功能.三种基本的信息传递方式：•电信号和化学信号在细胞间直接传递。•旁分泌、自分泌或神经调质进行的局部化学通讯•电信号和化学信号结合的长距离通讯J三二二二二二二二二三-•受体：细胞中某些能与激素、递质以及其它化学性物质发生相互作用，并能触发特定生物学效应的特殊结构部分。通常存在于细胞膜或细胞内的特殊蛋白质,主要是球状蛋白，也有糖蛋白或脂蛋白,具有一定的结构特异性。•如N型乙酰胆碱受体的通道由％、a2＞艮丫、8五个亚2单位组成梅花状通道样结构，其中％、a?与Ach具有较二高的特异性结合能力。:信号分子对靶细胞的作用机理:K由本身带有离子通道的受体蛋白质进Z行跨膜信号传递•1）由化学门控通道完成的跨膜信号传递：化学门控通*道直接受神经末梢释放的神经递质等化学物质的控制。■K■K:2）由电压门控通道完成的跨膜信号传递•电压门控通道受膜去极化水平的影响，当膜去极化达X到一定水平时，载体分子的构象发生变化，通道被打:开。目前发现的至少有3种Na+通道、5种K+通道、3种二Ca2+通道。如Na+通道由质量大的a亚单位、两个较小Z的01、02亚单位组成，其中a亚单位包括4个结构类似Z的结构域，在膜中以a螺旋形式存在，包绕成一个通道Z样结构。E：2、与G蛋白偶联进行信号传递♦--------------------------------二弋外界化学因子与受体结合一一激活与其耦联的G蛋白一■二一G蛋白的a•亚单位与其他两种亚单位分离一一作用于El2效应器酶：」ZA.腺昔酸环化酶导致cAMP为第二信使含量增加并发挥«■作用。二|*B.以三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DAG）为第二目二信使的信息传递系统■—31Z磷脂酰肌醇系激素：胰岛素、血管紧张素、生长激素。硝脂酰肌醇DNA尊初殒脂酰肌醉蚤白质受体RNA5-三硝酸刖齢DNA夏制生长因子第一信使）1.生长因子（第一信使）与受体结合c2.结合后使与之偶连的G蛍白构象发生变化，从而激活与G蛋白偶连的碘酸二酯酶。3.底物4,5-二璜酸磷脂酰肌醇断裂成两个第二信使-二酰基甘油和1,4.5-三磷酸mSSc4.二酰基甘油通过蛋白激酶C活化Na，/H,交换，使细胞内H+减少，pH升高。5.1,4.5-三硝酸肌55动员内质网中的Ca+释放到细胞质,细胞质中Ca+浓度升高《6.1,4.5-三磷酸肌8$还可以转化成1,3.4,5-四磷酸肌醇和1,3,4-三硝酸肌醇.7.Ca*浓度和PH的升高，以及1.3,4.5-四璘酸肌醇都能够启动基因转录和蛋白质的合成，8.最终导致DNA的合成。因子的作用。3、原癌基因作为第三信号参与跨膜信号传递•第二信使激活一类核蛋白（称之为第三信使,■Z即刻早期基因，属于原癌基因家族）——核二蛋白与靶基因的特异序列结合——发挥转录、细胞的兴奋性与生物电现象■•（一）细胞的生物电现象••（二）生物电现象产生机理2•（三）兴奋性和刺激引起兴奋的条件••（四）局部电流学说z

(―)细胞的生物电现象,•1、静息电位(restingpotential)和动作电位■(actionpotential)•-(1)静息电位：细胞未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的电■位差。膜外为正，膜内为负的极化状态。不同细胞此电位不同,■同种细胞，此电位稳定。若以膜外为生理零电位表示，大小指•绝对值。神经和肌细胞静息电位较大一65〜一lOOmv；红细胞较■小—lOmvoZ•(2)动作电位：可兴奋组织受到刺激而发生兴奋时，细胞膜原■来的极化状态消失，并继而发生倒转和复原等一系列电位变化,•称为动作电位。•动作电位的阶段：锋电位尤其是上升支表示细胞处于兴奋状态，神经冲动指一个个沿着神经纤维传导的动作电位。(二)生物电现象产生机理•(1)静息电位产生机制•当细胞处于安静状态时，细胞膜主要对钾离子有通透性，膜的钾离子通道开放，钾离子顺浓度差向细胞外扩散，而膜内带负电的蛋白质离子却不能透出膜外，于是因钾离子外移而形成膜外正电膜内负电的状态，这是细胞安静时处于极化状态的基础。•钾离子受到向外的扩散力和向内的电场力相等时，净移动为零，达到电化学平衡。相当于钾离子的跨膜平衡电位。:（2）动作电位产生的机制■•A,达到阈强度的刺激电流从微电极流入细胞内使细胞内正电荷•增加，部分的减少静息电位，出现缓慢的去极化。B,当膜电位达到阈电位，膜上的部分钠通道开放，允许钠离子X流入细胞，在阈值之下时，钾离子通过静息时开放的钾通道足■以抵消钠离子内流带入的电荷。钠离子内流开始超过钾离子外

流的电位是阈电位。••C,净内向电流引起膜的进一步去极化。去极化变成再生性的，•因为正电荷的增加引起正电位的增高，又引起新的钠通道开放,■进一步加速展I离子内流，因而造晟正电荷新的增加产星更高的•正电位（Hodgkin循环）。产生动作电位的上升相。■•D,钠通道失活，关闭。动作电位逐渐下降，钾通道开放，出现■复极化。逐渐回到静息水平。负后电位（钾离子在膜外蓄积，一阻碍了钾离子的外流），锋形变慢。®•E,正后电位，钠泵启动，排钠摄钾，泵出3个钠离子，泵入2个钾离子，呈现超极化状态。旳fill<ms)Iri：

几个概念H*-极化:在静息状态下，细胞膜两侧存在的内负外正的—*,电荷状态，为极化3z

-去极化:细胞受刺激而兴奋后，细胞膜两侧存在的内负外正的电荷状态转变为内正外负的电荷状态，为去,z极化■三・复极化:细胞兴奋后，细胞膜两侧的电荷由内正外负耳二向内负外正转化，为复极化Jz-超极化:细胞膜内负电荷向负值减小的方向转化，为玉二超极化Si（三）兴奋性和刺激引起兴奋的条件.----------------------------------三三•1、刺激引起兴奋的条件5:•刺激按性质分类：物理（声、光、电、机械、温度）；化学（酸、碱、化学物质）；生物二Z

（细菌、病毒）。目二•适宜刺激：感受器对该性质的变化最敏感二二（阈值最低）,或引起兴奋所需的能量最低。3z-在适宜刺激下，还与强度、持续时间、和强■z度对时间的变化率三方面有关。强度一时间曲线：固定强度一时间变化率，呈双曲线。把能引起兴X奋的不同刺激强度和相对应的作用时间，描绘在坐标纸上，得到近.似双曲线的曲线，