生理学全套课件

第一節生理學的任務和研究方法一、生理學及其任務

1.生理學:是研究生物體及其各組成部分

正常功能活動規律的一門科學。

2.任務:研究機體及各組成部分正常活動過程、規律、機制及內外環境變化的影響和機體的適應性調整。

第一章緒論

Introduction二、生理學和醫學的關係人體生理學(Humanphysiology

)是研究人體生命活動規律的科學，又是一門重要的基礎醫學科學。是學習其他基礎醫學和臨床醫學的基礎和橋樑。三、生理學的研究方法：

（一）動物實驗

1.急性實驗acuteexperiment在體

(invivo)離體(invitro

)2.慢性實驗chronicexperiment

（二）人體實驗

四、生理學研究的水準

1.器官和系統水準

2.細胞和分子水準3.整體水準第二節機體的內環境和穩態Internalenvironment&homeostasis一、機體的內環境

(一)體液及其組成：人體內的液體。體液量(占體重60％)

①2/3細胞內液(40％)

Intracellularfluid

血漿(1/4,5％)

②1/3細胞外液(20%)

組織(間)液(3/4,15%)

extracellularfluid淋巴液腦脊液

尿液？消化液？(二)體液的分隔和相互溝通各部分體液的成分有較大的差別血漿是各部分體液中最活躍的部分(三)機體的內環境

Internalenvironment細胞直接生存的體內環境，指細胞外液。二、內環境的穩態(一)穩態(homeostasis)：內環境的各項理化因素的相對恒定或動態平衡。例如：溫度、PH值、滲透壓、液體成分等(二)穩態的維持和生理意義(三)穩態概念的擴展

第三節生理功能的調節Regulationofphysiologicalfunction一、調節方式

（一）神經調節neuroregulation

1.基本方式—反射reflex

2.反射的結構基礎—反射弧reflexarc感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經、效應器。3.特點：迅速、精確、短暫。（二）體液調節humoralregulation

1.激素(hormone)

2.受體(receptor)

神經-體液調節

（neurohumoralregulation）

特點：緩慢、持久、彌散。

（三）自身調節

autoregulation

特點：幅度小、範圍小、作用局限。

回饋控制系統和前饋控制系統示意圖效應控制部分神經中樞、內分泌受控部分效應器監測裝置

感受器干擾資訊參考資訊監測裝置輸出變數回饋資訊

比較器調定點

偏差資訊控制指令前饋資訊

二、體內的控制系統（controlsystem）

控制系統:由控制部分和受控部分組成

1.負回饋negativefeedback受控部分發出的回饋資訊調整控制部分的活動，使受控部分的活動朝著與它原先活動相反的的方向改變，稱為負回饋。

意義：維持體內各種穩態例如：血壓、PH值、體溫

缺點：滯後性、波動性(一)回饋控制系統feedback

controlsystem

2.正回饋positivefeedback

受控部分發出的回饋資訊促進與加強控制部分的活動，使受控部分的活動朝著與它原先活動相同的方向改變，稱為正回饋。意義：加速體內某一生理過程完成例如：血液凝固、分娩、排尿、排便等。一、細胞膜(cellmembrane)的分子結構

液態鑲嵌模型(fluidmosaicmodel)

以液態脂質雙分子層為基架,其間鑲嵌有不同結構和功能的蛋白質.

(一）細胞膜的脂質1.磷脂（phospholipid）:70%磷脂醯膽鹼、磷脂醯絲氨酸磷脂醯乙醇胺、磷脂醯肌醇2.膽固醇（cholesterol):<30%3.糖脂（glycolipid):<10%雙嗜性分子（amphiphilicmolecule)脂質雙層lipidbilayer脂質在體溫條件下呈液態，具有流動性。意義：細胞的許多基本活動都有賴於質膜保持適當的流動性。影響流動性的因素：膽固醇含量越高、脂肪酸飽和度越高、鑲嵌的蛋白質越多，則膜的流動性越低。Lipidsareamphiphilic（二）細胞膜的蛋白

表面蛋白(骨架蛋白、受體)整合蛋白(載體、通道、離子泵、轉運體)

（三）細胞膜的糖類與脂質或蛋白結合生成糖蛋白或糖脂成為抗原決定簇、受體可識別部分。二、跨細胞膜的物質轉運

跨膜轉運transmembranetransport:體內各種物質經過細胞膜進出細胞的過程。轉運方式:單純擴散①被動轉運passivetransport易化擴散原發性主動轉運②主動轉運activetransport繼發性主動轉運③出胞和入胞作用膜蛋白介導(一)單純擴散Simplediffusion

脂溶性物質由高→低濃度側的淨移動。通量(flux):摩爾/cm2.秒擴散濃度差膜通透性(脂溶性,分子量,帶電狀況)

單純擴散物質：

O2、CO2、乙醇、尿素、少量激素、水(還可通過水通道waterchannel

即水孔蛋白aquaprin來跨膜轉運)

(二)易化擴散1.經通道易化擴散：帶電離子

（Facilitateddiffusionviachannel）

離子通道：是一類貫穿脂質雙層的、中央帶有親水性孔道的膜蛋白。通道的特徵：①離子選擇性：每種通道都對一種或幾種離子有較高的通透能力，而對其他離子的通透性很小或不通透。*鉀通道

（K+:Na+=100:1）、鈉通道

etc②門控性：在通道蛋白分子內有一些可移動的結構或化學基團，在通道內起“閘門”作用。許多因素可刺激閘門運動，導致通道的開放或關閉。通道的分類：

化學門控通道Chemically-gatedchannel

電壓門控通道Voltage-gatedchannel機械門控通道Mechanical-gatedchannel非門控通道：始終持續開放。鉀漏通道通道轉運的特點：①轉運速率比載體快106-108/s;102-105/s②無飽和現象，無競爭性抑制③通道有不同的功能狀態：通道蛋白狀態：靜息、啟動、失活2.經载体易化扩散facilitateddiffusionviacarrier

水溶性小分子物質經載體介導順濃度梯度和（或）電位梯度進行的被動跨膜轉運。轉運物質:小分子物質,如GS、AA、核苷酸特點：

①

結構特異性；

②飽和現象saturation;如對GS轉運,轉運右旋GS

③競爭抑制competitiveinhibition;（三）主動轉運1.原發性主動轉運

primaryactivetransport細胞直接利用代謝產生的能量將物質逆濃度梯度和（或）電位梯度轉運的過程。帶電離子的跨膜轉運的過程。（1）鈉-鉀泵/鈉泵：sodium-potassiumpump每分解1分子ATP，可將3個Na+移出胞外，同時將2個K+移入胞內。（生電效應）

PrimaryactivetransportNa+-K+

依賴式ATP酶（鈉泵）3Na+(由胞內向胞外):

2K+

(由胞外向胞內)

①Na+-K+依賴式ATP酶由α和β兩個亞單位構成,水解ATP及與陽離子結合部位均在α亞單位。當：

細胞內[Na+]↑ATP→鈉泵啟動→↓

細胞外[K+]↑ADP+Pi+E3Na+(移出胞外):2K+（移入胞內）同時逆向轉運。

②鈉泵抑制劑:哇巴因ouabain

鈉泵活動的生理意義：

①細胞內高K+—胞內代謝反應所必需；②膜內外K+、Na+濃度差—RP、AP產生前提；③維持胞內滲透壓和細胞容積的相對穩定；④生電效應可直接使膜內電位的負值增大；⑤胞外高Na+勢能儲備：

—GS、AA繼發性主動轉運；

—Na+-H+交換,維持胞內pH穩定；

—Na+-Ca2+交換,維持胞內Ca2+濃度穩定；（2）Ca2+泵(calciumpump)：主要分佈於骨骼肌與心肌細胞內部的肌質網上,與肌肉收縮有關

（3）H+泵(質子泵):分佈於胃粘膜壁細胞表面，與胃酸分泌有關

2.繼發性主動轉運secondaryactivetransport

細胞膜間接利用鈉泵分解的ATP所釋放的能量完成的主動轉運。即細胞膜利用鈉泵分解ATP释放的能量所建立起的細胞膜內外Na+濃度差的勢能儲備，再由轉運體蛋白完成的逆電化學梯度差的跨膜转运。

如：小腸粘膜上皮細胞和腎小管上皮細胞吸收GS、AA為繼發主動轉運。

腎小管上皮細胞對GS的轉運基側膜鈉泵活動↓Na+濃度勢能差↓管腔膜Na+、GS同向轉運體↓GS再易化擴散入血轉運體transporter：

轉運體和載體具有相似的轉運機制，也會出現飽和現象同向轉運體反向轉運體（交換體）(四)膜泡運輸1.出胞

exocytosis指胞質內的大分子物質以分泌囊泡的形式排出細胞的過程。分泌物的出胞過程粗面內質網上合成↓轉移到高爾基體↓修飾，由質膜包裹↓分泌囊泡↓移向細胞膜內側↓融合、破裂，分泌信號出胞的兩種形式：1）持續性出胞：細胞本身固有的活動。杯狀細胞分泌黏液，etc2）調節性出胞：需要受到某些信號的誘導。神经递质的释放，etc2.入胞Endocytosis：大分子物質或物質團塊（細菌、細胞碎片等）借助於細胞膜形成吞噬泡或吞飲泡的方式進入細胞的過程。吞噬（phagocytosis）：單核c、巨噬c、中性粒c吞飲（pinocytosis）：幾乎所有cell1）液相入胞：細胞外液及其所含的溶質以吞飲泡的形式連續不斷地進入細胞內，是細胞本身固有的活動。2）受體介導入胞：通過被轉運物質與膜受體的特異性結合，選擇性地促進被轉運物質進入細胞。閾強度thresholdintensity

將刺激的持續時間固定,測定能使細胞或組織發生興奮的最小刺激強度。閾刺激：thresholdstimulus刺激強度相當於閾強度的刺激。閾上刺激：大於閾強度的刺激。閾下刺激：小於閾強度的刺激。*閾刺激增大，表示細胞興奮性下降。2.反應response:可興奮組織或細胞對刺激所發生的應答。①興奮excitation、②抑制inhibition可興奮細胞或組織和興奮性1.可興奮細胞或組織:受刺激後能產生

動作電位的細胞或組織。

神經、肌肉、腺體。2.興奮性excitability:可興奮組織、細胞接受刺激後產生動作電位的能力。衡量興奮性高低的指標——閾值（閾強度）

Excitability∝————————

1thresholdintensity細胞膜的被動電學特性1.細胞膜電學特性:①膜電阻Rm:可變,與通道及轉運體數目有關；

Rm倒數即膜電導Gm=帶電離子通透性②細胞膜通道開放→帶電離子跨膜移動→相當於電容器充電或放電→可產生電位差即

跨膜電位一、靜息電位Restingpotential，RP(一)靜息電位的測定和概念：

細胞在未受刺激時(安靜狀態下),細胞膜兩側存在的外正內負的電位差。

1.範圍:-10mV~-100mV(隨細胞種類而不同);(以膜外電位為0，記錄到的胞內電位）膜內電位負值的減小稱為靜息電位減小；（-90mv）→（-70mv）膜內電位負值的增大稱為靜息電位增大。

極化(polarization):外正內負的狀態。去極化(depolarization):RP減小的過程/狀態。超極化(hyperpolarization):RP增大的過程/狀態反極化(reversepolarization):

去極化至零電位後膜電位進一步變為正值。超射(overshoot):膜電位高於0電位的部分。複極化(repolarization):質膜去極化後再向RP方向恢復的過程。(二)靜息電位的產生機制1.細胞膜兩側離子的濃度差與平衡電位:（P-28，表2-1）鈉泵活動造成。[Na+]o>[Na+]I、[K+]i>[K+]o2.安靜時，膜主要對K+有一定的通透性。3.鈉泵的生電作用

離子跨膜擴散的驅動力和平衡電位

①擴散驅動力：濃度差和電位差

當某種離子跨膜擴散時，它受到來自濃度差和電位差的雙重驅動力，兩個驅動力的代數和稱為電化學驅動力。

②膜通透性：安靜狀態下,膜主要對K+通透靜息狀態下，非門控鉀通道經常處於開放狀態。

③擴散平衡：電位差=濃度差,驅動力=0④根據Nernst公式可計算出离子平衡电位膜主要對K+通透↓細胞內外K+勢能差↓K+經通道易化擴散↓擴散出的K+形成阻礙K+繼續擴散的電場力↓K+的濃度差動力和電場力阻力平衡RestingPotential:Nernst公式(環境溫度為27℃時)

EK=59.5log—————(mV)

∴RP相當於EK，但實測值總是小於Nernst公式的計算值，原因是靜息時，細胞膜對Na+等離子也存在一定的通透性

[K+]o

[K+]i影響RP因素：

①胞內、外的[K+]:

∵[K+]o與

[K+]i的差值決定EK，

∴

[K+]o↑→

EK

↓→RP↓（去極化）②膜對K+、Na+通透性:

K+的通透性↑,則RP↑,更趨向於EK

Na+的通透性↑,則RP↓,更趨向於ENa③

Na+-K+泵的活動水準

鈉泵活動增強→超級化RestingPotential二、動作電位Actionpotential,AP(一)動作電位的概念和特點1.在RP基礎上，細胞受到一個有效刺激後，其膜電位所發生的一次可擴布、迅速的、短暫的波動。實質：是膜電位在RP基礎上發生的一次可擴布、快速的倒轉和復原；是細胞興奮的本質表現。2.動作電位的波形:①升支(去極化相)②降支(複極化相)③鋒電位

spikepotential④後電位

負後電位

negativeafter-potential

正後電位

positiveafter-potential(二)动作电位的产生机制1.離子跨膜流動的電化學驅動力及其變化*膜兩側離子濃度決定該離子的平衡電位；每次AP進入胞內的Na+和出去的K+均只占胞質內離子總量的幾萬分之一，不會顯著影響膜兩側的離子濃度差；*驅動力的改變主要由膜電位變化而引起；產生相應的驅動力。1.離子跨膜流動的電化學驅動力

電化學驅動力=Em-E離子=*動力為負值時：推動正電荷流入胞(內向電流

inwardcurrent,如Na+,Ca2+內流)*動力為正值時：推動正電荷出胞(外向電流outwardcurrent,如K+外流,Cl-內流)∴RP條件下，Na+受到很強的內向驅動力；峰電位期間，K+受到很強的外向驅動力。

Na+=-130mVK+=+20mV2.動作電位期間細胞膜通透性的變化

用電壓鉗(voltageclamp,固定膜電位,測量膜電流)技術的研究結果表明:動作電位期間,膜GNa首先增加,隨即又衰減,在其衰減的同時GK增大。3.Gm變化的機制是離子通道的活動

膜片鉗(patchclamp):鉗制一小片膜，記錄單個通道離子電流的技術。離子通道的功能狀態：靜息態、啟動態、失活態AP期間的離子通道ionchannels活動：膜片鉗的實驗研究表明，AP期間有两种离子通道活动：

①Na+通道：通道特異性阻斷劑河豚毒(tetrodotoxin,TTX)②K+通道：通道特異性阻斷劑四乙銨(tetraethylammonium,

TEA)刺激後,膜對Na+通透↓

膜內外Na+勢能貯備↓Na+經通道易化擴散↓擴散的Na+抵消膜內負電位,形成正電位↓直至正電位增加到足以對抗由濃度差所致的Na+內流ActionPotential：∴

AP的超射值等於Na+平衡電位(+50~+70mV)Na+通道去極化↓啟動↓失活↓恢復↓再啟動ActionPotential：Na+通道啟動開放,Na+內流形成AP上升支ActionPotential:K+通道啟動开放,K+外流形成AP下降支K+通道關閉↓啟動

小結—AP的形成的離子基礎：

①升支:Na+內流；

②降支:K+外流；

③靜息水準:Na+-K+泵活動,離子恢復靜息時的分佈狀態；

④負後電位(後去極化,afterdepolarization):複極時外流的K+蓄積在膜外,阻礙了K+外流；

⑤正後電位(後超極化,afterhyperpolarization):生電性鈉泵作用的結果AP的特點：

①“全或無”allornone：幅度不隨刺激強度增加而增大②不減衰傳導：時間、距離

③有不應期:因而鋒電位之間不發生融合或疊加（三）動作電位的觸發1.閾刺激2.閾電位thresholdpotential，TP能引起大量Na+通道開放和Na+內流並形成Na+通道啟動對膜去極化的正回饋過程進而誘發動作電位的臨界膜電位值。閾電位一般比RP小10~20mV。如神經細胞RP=-70mV，TP≈-55mV

1.動作電位在同一細胞上的傳播1）無髓鞘神經纖維：局部電流localcurrent2）有髓鞘神經纖維：局部電流、郎飛結間、

跳躍式傳導saltatoryconduction2.AP在不同細胞之間的傳播縫隙連接(四)動作電位的傳播ActionPotentialAP的發生部位與鄰接的靜息部位之間存在電位差，從而產生局部電流AP的傳導傳導速度：（1）軸突直徑：電阻、鈉通道密度（2）跳躍式傳導saltatoryconductionActionPotentialActionPotentialSaltatoryConduction：提速、節能（五）興奮性及其變化1.興奮性：excitability興奮2.細胞興奮後興奮性的變化2.細胞興奮後興奮性的週期性變化（1）绝对不应期absoluterefractoryperiod

興奮性=0Na+通道全部關閉（2)相對不應期relativerefractoryperiod

正常>兴奋性>0Na+通道渐恢復(3)超常期(相當於負後電位)supranormalperiod

興奮性>正常Na+通道恢復(4)低常期(相當於正後電位)subnormalperiod

興奮性<正常Na+通道渐静息

ActionPotential絕對不應期：興奮性=0相對不應期：正常>興奮性>0超常期：興奮性>正常低常期：興奮性<正常興奮性的週期性變化三、電緊張電位和局部電位（一）細胞膜和胞質的被動電學特性（二）電緊張電位electrotonicpotential1.概念：隨距刺激原點距離的增加而膜電位呈指數衰減的電位變化稱電緊張電位。2.特徵：電緊張電位是由質膜和胞質的固有電學特性決定的,其產生過程中沒有離子通道的啟動,也沒有膜電導的改變。1）等級性2）衰減性傳導3）電位可融合

（三）局部電位閾下弱刺激→電緊張電位→刺激稍加強→去極化電緊張電位→少量Na+通道開放,成AP→只能與電緊張電位疊加→局部反應(localresponse),又稱局部興奮，或局部電位(localexcitationorpotential)

刺激強度增加→較多Na+通道開放,較多Na+內流→當刺激強度使膜去極化程度達某一臨界膜電位時→Na+內流>K+外流→膜發生更強的去極化→從而使更多Na+通道開放和Na+內流(形成Na+通道啟動對膜去極化的正回饋)→直至接近ENa→AP局部電位及其向鋒電位的轉變局部電位的特徵：

①非“全或無”：局部電位的幅度随刺激强度的增大而增大；

②只在局部形成向周圍逐漸衰減的電緊張擴布；

③沒有不應期，可以發生總和:

空間總和spatialsummation

時間總和temporalsummation

AP在運動神經纖維上的傳導N-M接頭處興奮的傳遞AP在骨骼肌cell上的傳導（局部電流）骨骼肌的興奮收縮耦聯骨骼肌的肌絲滑行收縮一、骨骼肌細胞的收縮

(contractionofskeletalmuscle

)(一)骨骼肌神經—肌接頭處興奮的傳遞

neuromusculartransmission1.TheTransmissionofNeuromuscularJunction1.神經-肌接頭(neuromuscularjunction)的結構：

⑴接頭前膜prejunctionalmembrane:

①突觸囊泡synapticvesicle,內含ACh;②電壓門控Ca2+通道；

⑵接頭間隙junctionalcleft:50nm寬，與細胞外液相通;

⑶接頭後膜postjunctionalmembrane:又稱終板膜endplate

membrane，是肌膜特化部分,上有①N2型ACh受體;②AChE;

2、興奮傳遞過程

與R結合,K+、Na+通道

↓(化學門控)Endplatepotential↓（電緊張擴布）電壓門控Na+通道啟動

↓肌膜上AP↓(前膜去極化)前膜Ca2+通道

↓(Ca2+入前膜)ACh釋放

↓(量子性釋放)ACh擴散至endplate↓AP★注意：

1、量子釋放quantalrelease：

以小泡為單位的傾囊釋放。

2、終板電位endplatepotential,EPP

1）定義:終板膜上產生的局部去極化電位。可隨ACh釋放增加而產生等級性變化。

2）不表現“全或無”傳導，只能在局部進行緊張性電擴布。

3）一次神經衝動釋放ACh所引起的EPP大小超過引起肌細胞AP所需閾值3~4倍,可刺激周圍具有電壓門控Na+通道的肌膜產生AP，使神經衝動與肌細胞收縮保持1對1。

3、ACh的分解：

ACh在刺激終板膜產生終板電位的同時，可以被終板膜表面的膽鹼酯酶分解（迅速）

ACh─→膽鹼＋乙酸

4、N2-ACh-R:N2型乙醯膽鹼受體

1）筒箭毒、α-銀環蛇毒能特異性阻斷N2型ACh受體通道;

2）有機磷農藥滅活膽鹼酯酶，產生肌肉痙攣引起中毒

3）新斯的明可抑制膽鹼酯酶活性，改善肌無力症狀

★5、傳遞特點：

1）單向傳遞：N→M，1對1

2）時間延擱：0.5～1.0ms

3）易受藥物、環境和病理變化影響（二）骨骼肌細胞的結構特徵：

1、肌原纖維myofibril肌節sarcomere：每兩個相鄰Z線之間的區域,是肌肉收縮和舒張的基本單位。

長2.0~2.2μm,變動在1.5~3.5μm2、肌管系統sarcotubularsystem：

橫管

transversetubule（T管）：肌細胞膜

縱管longitudinaltubule（肌質網）

纵行肌质网LSR：钙泵

連接肌質網JSR——終池

三聯管triad：骨骼肌的T管與其兩側的終池MicrostructureofSkeletalMuscle(myofibril)

1.肌原纤维及其肌丝的分子组成1）粗肌絲thickfilament

肌球蛋白(肌凝蛋白,myosin),收縮蛋白杆狀部—朝向M線成主幹

頭部—橫橋cross-bridge

:

（300-400個/條）可與肌動蛋白可逆性結合,具有ATP酶活性Myosin(thickfilament)2）細肌絲thinfilament(構成主幹)

肌動蛋白(肌纖蛋白,actin):屬收縮蛋白肌鈣蛋白(troponin):屬調節蛋白原肌球蛋白(原肌凝蛋白,tropomyosin):

屬調節蛋白ThinfilamentsThickfilament:Myosin(headandtail)

Thinfilament:Actin,Tropomyosin,Troponin(calciumbindingsite)2.肌絲滑行的過程：①肌肉舒張狀態時,橫橋結合的ATP分解(ADP和P仍留在頭部)→蓄積能量而處於高勢能狀態，對肌動蛋白具有高親和力。②當終末池釋放Ca2+→肌漿內Ca2+↑與肌鈣蛋白結合→原肌球蛋白構型改變→解除位阻效應→橫橋與肌動蛋白結合→橫橋向M線方向擺動→拖動細肌絲滑行→肌小節變短→肌肉收縮。--③在橫橋變構與擺動同時,ADP和P與之分離→橫橋再結合ATP→橫橋與肌動蛋白親合力↓→並與之解離。解離後的橫橋隨即將ATP分解,進入下一橫橋週期。

④如胞漿內Ca2+↓→Ca2+與肌鈣蛋白解離→原肌球蛋白構型復原→位阻效應恢復→橫橋不能與肌動蛋白結合→細肌絲回位→肌肉舒張。

⑤胞漿中升高的Ca2+,由Ca2+泵泵回終池★橫橋週期cross-bridgecyclin

指橫橋與肌動蛋白結合、扭動、複位的過程。20~200ms。週期的長短決定肌肉收縮速度。週期越短，肌肉收縮的速度就越快。

肌肉的縮短速度肌肉產生的張力（橋臂）參與擺動的橫橋數目、迴圈進行的速率可影響：(四)興奮－收縮耦聯

excitation-contractioncoupling

1.定義:以肌細胞膜的電變化為特徵的興奮過程和以肌絲滑行為基礎的機械收縮過程聯繫起來的仲介過程。

2.仲介過程三步驟：

①肌膜上AP沿肌膜和T管傳向肌細胞深處；

②三聯管結構處的資訊傳遞；

③肌質網對Ca2+的貯存、釋放和再聚積。肌漿中[Ca2＋]升高機制：APT管膜L型Ca2＋通道啟動終池Ca2＋釋放入胞漿,胞漿Ca2＋↑與肌鈣蛋白結合,觸發肌肉收縮啟動終池膜ryanodine受體L型Ca2＋通道變構(骨骼肌)Ca2＋經該通道內流(心肌)沿肌膜傳到T管膜又稱雙氫吡啶受體(DHPR)該過程稱鈣觸發鈣釋放RYR,一種對生物鹼ryanodine有親和力的Ca2＋釋放通道Ca2+releaseduringExcitation-ContractioncouplingVoltage-gatedCa2+channelsopen,Ca2+flowsoutSRintocytoplasm

Ca2+channelsclosewhenactionpotentialends.ActivetransportpumpscontinuallyreturnCa2+toSR肌膜APL型Ca2＋通道啟動Ca2＋釋放入胞漿↓↓→→興奮收縮耦聯心肌細胞----鈣觸發鈣釋放P48—图2-291）AP→肌膜：L型鈣通道（+）→Ca++內流→（+）JSR的RYR(ryanodine受體）→JSR釋放Ca++→[Ca++]i↑肌漿中[Ca2＋]降低機制

骨骼肌：胞浆中Ca2+

濃度升高

啟動肌質網

Ca2+泵

將胞漿中Ca2+泵回肌質網

胞漿中Ca2+

濃度下降

肌肉舒張。

心肌：1）SR的Ca2+泵回肌質網；

2）肌膜上的Ca2+泵排出細胞。

（五）、影響橫紋肌收縮效能的因素（骨骼肌收縮的外部表現和力學分析）肌束肌原纖維

肌肉收縮效能

performanceofcontraction產生張力force縮短程度shortening產生張力or縮短的速度velocity等張收縮

isotoniccontraction：肌肉收縮時,張力不變,而長度縮短。如與關節屈曲有關的肌肉的收縮。

等長收縮

isometriccontraction：肌肉收縮時,長度不變(縮短速度=0),而張力增加。維持姿勢的抗重力肌,如比目魚肌的收縮。1.前負荷preload

定義：肌肉收縮前遇到的負荷。

初长度：前負荷使肌肉在收縮前就處於某種拉長狀態，使之具有一定的長度，即肌肉的初長度initiallength

*前负荷的大小决定了初长度，因而前负荷可用初长度表示。負荷實驗的裝置佈置調節鈕同一肌肉不同初長度時，產生張力的變化骨骼肌的長度—張力關係曲線（肌肉在等長收縮條件下）長度－張力曲線從長度—張力曲線可看出：

①肌肉收縮存在一個最適初長度(即最適前負荷)，此狀態下，肌肉收縮產生的主動張力最大。

②大於或小於最適初長度，肌肉收縮產生的張力均會下降。最適初長度optimalinitiallength(收縮可以產生最大張力的初長度)肌小節長度為2.2μm③曲線上述兩特點與肌節長度即

粗細肌絲的重疊程度變化有關安靜時肌節長度為2.0~2.2μm肌節長度—張力關係曲線前負荷↓初長度↓肌小節長度↓粗細肌絲的重疊程度↓發揮作用的橫橋的數目↓產生張力的大小最適前負荷↓最適初長度↓肌小節2.2μm↓粗細肌絲處於最佳重疊程度↓發揮作用的橫橋的數目最多↓產生張力的最大小結2.後負荷afterload定義：是肌肉在收縮過程中承受的負荷。它不能改變肌肉初長，但能阻礙肌肉收縮時的短縮，是收縮的阻力。研究方法：把前負荷固定在最適前負荷，逐次改變後負荷，研究肌肉產生張力的大小與速度的關係。肌肉在有後負荷下收縮時:

①總是張力產生在前，縮短產生在後；

②後負荷愈大→產生的張力愈大,但縮短

開始的時間愈晚，縮短的速度愈小。圖A:不同後負荷對肌肉單收縮所產生的張力和縮短程度的影響359從張力—速度曲線(下圖)可看出：

①隨著後負荷增加→收縮張力增加,而縮短速度減小。

②當後負荷增加到肌肉不能縮短時(縮短速度=0),可產生最大的張力(P0),此種收縮為等長收縮;當張力<P0時,肌肉收縮既產生張力,又出現縮短且每次收縮一出現,張力即不再增加,直至收縮完成(等張收縮)。

③當後負荷=0時，肌肉縮短可達最大縮短速度(Vmax)。圖B:張力－速度曲線產生最大張力而不出現縮短W=0後負荷為零時，產生最大縮短速度W=0P0——Vmax——曲線最彎處——

W最大*肌肉收縮的速度:取決於橫橋週期的長短；

*肌肉收縮的張力：取決於每一瞬間與肌動蛋白結合的橫橋的數目。

負荷對橫橋週期的影響輕負荷:橫橋擺動及其與肌動蛋白解離速度

快(縮短速度快);處於張力狀態的橫

橋數目少(收縮張力小)重負荷:橫橋擺動速度慢,橫橋週期延長(縮

短速度慢);較多橫橋處於張力狀態

(收縮張力增加)3.肌肉的收縮能力contractility定義:是指與負荷無關,但可影響肌肉收縮效能的肌肉的內在特性和功能狀態。影響因素:(1)興奮-收縮耦聯過程,特別是[Ca2＋];(2)肌肉蛋白質或橫橋功能特性的改變,

特別是ATP酶活性；(3)神經、體液、藥物及病理因素。興奮收縮耦聯過程蛋白質或橫橋功能特性缺氧酸中毒能源缺乏Ca2＋咖啡因腎上腺素提高收縮效果降低收縮效果H+、K、ACh

心肌收縮力↓曲線左下移位Ca2+、NE、E、洋地黃類藥物心肌收縮能力↑曲線右上移位*肌肉收縮能力提高時，收縮時產生的張力的大小、肌肉縮短的程度、產生張力和縮短的速度均將提高。4.收縮的總和summation

：收縮頻率效應的總和wavesummation

運動單位數量總和motorunitsummation

骨骼肌一個重要的特性就是可以根據環境變化來調節肌肉收縮的強度。這個特性是通過收縮總和過程來實現的。(注：肌肉收縮或AP頻率與刺激頻率有關)1)運動單位及其總和

①motorunit

:一個脊髓前角運動神經元及其軸突分支所支配的全部肌纖維。舒張時:最大運動單位先停止放電和收縮,最後才是小運動單位停止活動。②motorunitsummation:大小原則

不同運動單位所包含的肌纖維數不同,可以從幾根到上千根。收縮時:弱收縮時,小運動單位先參與,隨著收縮的增強,會有多個和大的運動單位參與。①單收縮

twitches:A.受單一刺激→一個AP→一次肌肉收縮;

B.連續刺激的頻率低(間隔>單收縮的時程)→多個分離AP→連續分離單收縮2)收縮頻率的總和wavesummation

收縮頻率的總和wavesummation②不完全強直收縮incompletetetanus：連續刺激頻率增加→後續刺激落在前次收縮的舒張期→發生的多次收縮的總和。(雖產生多個AP,但AP時程僅1~2ms,相當於不應期,而收縮時程比其長得多,故收縮波融合,AP則否)③強直收縮tetanus：連續刺激頻率再增加→後續刺激落在前次收縮的收縮期→發生的多次收縮的總和。收縮頻率的總和wavesummation

血細胞比容:血細胞占全血的容積百分比。男=40%~50%;女=37%~48%血細胞比容(hematocrit)測定二、血量

bloodvolume

占體重的7%~8%≈70~80ml/kg體重；

60kg體重者,血量約為4.2~4.8L。三、血液的理化特性

(一)比重

specificgravity

1.全血:1.050~1.060，取決於血細胞數量

2.血漿:1.025~1.030，取決於血漿蛋白含量

(二)粘度viscosity

(以水為1)

1.全血:4~5，取決於血細胞比容高低

2.血漿:1.6~2.4，取決於血漿蛋白含量

(三)血漿滲透壓

osmoticpressure

1.晶體滲透壓:血漿中晶體物質如無機離子、尿素、GS等所形成的滲透壓。為5751mmHg。生理作用:維持細胞內外水的平衡和細胞正常體積。

2.膠體滲透壓:血漿蛋白等高分子物質所形成的滲透壓。約25mmHg,其中白蛋白因分子量小、數量多,故膠體滲透壓主要來自白蛋白。生理作用:

維持血管內外水的平衡和血漿容量(四)血漿pH

1.pH:7.35~7.452.緩衝物質：血漿中

RBC內

NaHCO3/H2CO3KHb/HHbNa2HPO4/NaH2PO4KHbO2/HHbO2Na-蛋白質/H-蛋白質KHCO3/H2CO3

K2HPO4/KH2PO4第二節血細胞bloodcells一、紅細胞

erythrocyte,redbloodcell

(一)數量及血紅蛋白含量

1.數量:男：4.0~5.51012/L

女：3.5~5.01012/L

2.血紅蛋白(hemoglobin,Hb)含量:

男：120~160g/L

女：110~150g/L二)紅細胞生理特性

1.可塑變形性plasticdeformation2.懸浮穩定性

suspensionstability

紅細胞穩定懸浮於血漿中不易下沉的特性。通常以第一小時末紅細胞沉降距離來表示紅細胞的沉降速度,稱為紅細胞沉降率(即血沉)(erythrocytesedimen-tationrate,ESR)。

男:0~15mm/h

女:0~20mm/h(韋氏法)

*血沉加速是紅細胞疊連的結果,見於妊娠、活動性結核、風濕、腫瘤。疊連形成快慢的因素不在於紅細胞本身,而在於血漿成分的變化。3.滲透脆性

osmoticfragility

RBC在低滲鹽溶液中發生膨脹破裂的特性。

RBC在低滲鹽溶液中膨脹破裂,釋放Hb,稱為

滲透性溶血。

RBC在：

0.85%NS溶液中形態正常

0.42%NS溶液中部分細胞破裂溶血

0.35%NS溶液中全部細胞溶血

*表明紅細胞對低滲鹽溶液具有一定抵抗力。*抵抗力低,脆性高；抵抗力高,脆性低。如遺傳性紅細胞增多症患者RBC脆性增高。(三)紅細胞功能

1.運輸O2和CO2。

2.對機體產生的酸堿起緩衝作用。(四)紅細胞生成調節

*紅骨髓造血幹細胞→紅系定向祖細胞→原紅細胞→早幼RBC→中幼RBC→晚幼RBC→網織RBC→成熟RBC。

*RBC的功能物質是Hb,Hb分子由一個珠蛋白和四個血紅素(亞鐵原卟啉)組成。

1.生成原料

①鐵:內外源性鐵與轉鐵蛋白結合運至幼

RBC。缺乏→Hb合成減少→缺鐵性貧血

②蛋白質為低色素小細胞性貧血2.成熟必需物質①葉酸;②維生素B12

兩者均是合成DNA的輔酶；葉酸須轉化為四氫葉酸,才能合成DNA,葉酸轉化需

維生素B12參與；維生素B12的吸收需內因數參與。

葉酸與維生素B12缺乏：影響幼RBC的分裂和Hb合成→巨幼紅細胞性貧血

內因子缺乏：維生素B12吸收障礙→巨幼紅細胞性貧血3.生成調節物質紅系祖細胞依其所處發育階段分成兩個亞群:

早期的紅系祖細胞即爆式紅系集落形成單位(BFU-E)

晚期的紅系祖細胞即紅系集落形成單位(CFU-E)

⑴爆式促進啟動物burstpromotingactivator:

作用於BFU-E,使其從細胞週期中的靜息狀態

(G0期)進入DNA合成期。⑵促紅細胞生成素erythropoietin,EPO

①EPO:一種主要由腎皮質管周間質細胞(成纖維細胞、內皮細胞)生成的能調節機體

RBC生成的糖蛋白。分子量約34000。②生理作用:a.促進CFU-E增殖,並向原紅細胞轉化；

b.作為存活因數抑制CFU-E調亡而促進RBC

生成;

c.加速幼紅細胞增殖和Hb的合成;

d.促進網織RBC的成熟和釋放；③調節:

a.任何引起腎臟氧供應不足因素(貧血、缺氧、腎血流量減少等)均可刺激EPO的合成和分泌；

b.EPO對RBC生成的調節是負回饋調節促紅細胞生成素,erythropoietin,EPO由腎小管周圍間質細胞產生的,作用於骨髓,促進RBC生成的糖蛋白.⑶雄激素androgen

①刺激骨髓紅系祖細胞增殖,促進RBC生成;②通過刺激EPO的分泌,間接促進RBC生成;二、白細胞

lukocyte,

whitebloodcell

(一)分類及數量總數:4.0~10.0

109/L

中性粒neutrophil:

50%~70%

嗜酸粒eosinophil:

0.5%~5%

嗜堿粒basophil:

0%~1%

單核Cmonocyte:

3%~8%

淋巴Clymphocyte:

20%~40%(二)WBC功能中性粒:吞噬作用嗜酸粒:限制嗜堿粒和肥大C在速發過敏反應中的作用;參與對蠕蟲的免疫反應

嗜堿粒:釋放多種生物活性物質

a.肝素:抗凝;作為酯酶輔基,加快脂肪分解

b.組胺和過敏性慢反應物質:致敏反應

c.嗜酸粒細胞趨化因數:吸引嗜酸粒細胞單核C:吞噬;釋放細胞因數;免疫應答調控淋巴C:T:細胞免疫;B:體液免疫

二、紅細胞血型(一)ABO血型系統

1.ABO血型系統分型:ABO血型系統的抗原和抗體血型亞型紅細胞上的抗原血清中的抗體

A型A1A+A1

抗BA2(僅占1%)A(抗原性弱)(易誤為O型)

抗B+抗A1B型B抗AAB型A1BA+A1+B無

A2B(僅占1%)A+B(A抗原性弱)(易誤為B型)抗A1O型無A，無B抗A+抗B

2.ABO血型系統抗原特異性的決定簇:

RBC膜上糖蛋白或糖脂的寡糖鏈決定了抗原的特異性。

A、B抗原是在H抗原基礎上形成的.ABH抗原的寡糖鏈的結構圖3.ABO血型系統的抗體

⑴生後2-8個月開始產生，8-10歲達到高峰;

⑵A型血:血清中含有抗B抗體

B型血:血清中含有抗A抗體

AB型血:血清中沒有抗A、抗B抗體

O型血:血清中含有抗A、抗B抗體即:血清中不會含有與自身RBC抗原相對抗的抗體。

⑶抗A、抗B為天然抗體,屬IgM,分子量大,不能透過胎盤4.ABO血型的遺傳

由位於9號染色體上的A、B、O三個等位基因控制,其中A和B基因為顯性基因,O為隱性基因,故組成6個基因型,4個血型表現型。

ABO血型系統的基因型和表現型基因型表現型

OOOAA,AOABB,BOBABAB5.ABO血型的鑒定:源於:[A人}[B人}[O人}(二)Rh血型系統

1.發現:恒河猴(Rhesusmonkey)的紅細胞→家兔→血清中產生抗體→人:

RBC凝集者，為Rh(＋)

RBC不凝集者,為Rh(－)

2.分佈:

白種人:Rh(＋)85%;Rh(－)15%

漢族及大部分少數民族:

Rh(＋)99%:Rh(－)1%

有些民族:Rh(－)可達8.7%以上3.Rh血型系統的抗原與分型

⑴Rh抗原:與臨床關係密切的有:

即D;E,e;

C,c5種;⑵理論上由3對等位基因應控制6種抗原:D,d;

E,e;C,c;但至今d尚不明確。因D抗原性最強,通常將RBC膜上有D

者稱為Rh(+),餘者為Rh(-)。

⑶等位基因位於1號染色體上。

3.Rh血型的特點及其臨床意義

⑴Rh抗體:人血液中不存在抗Rh的天然抗體。只有當Rh(-)血型者接受Rh(+)血液後,才能產生抗Rh

抗體。

⑵Rh系統的抗體主要是IgG,分子量小,可透過胎盤。三、輸血及其原則

1.輸血原則:(1)準備輸血時先鑒定供血者與受血者血型

(2)血型相符的輸血前也必須作交叉配血檢驗

(3)反復輸血的受血者還要檢測供血者與受血者Rh血型

(4)不同血型間輸血只在緊急情況下進行，但要注意輸血量、速度及受者的反應2.輸血關係:OOAAABABBB輸血時，主要考慮給血者的RBC能否被受血者的血清所凝集。

第三章血液Blood

血小板生理

(一)正常值(100-300)×109/L<50×109/L有出血傾

(二)生理特性：黏附、釋放、聚集、收縮、吸附

(三)生理功能：參與止血、

參與凝血、維持血管內皮完整

第三節生理性止血hemostasis生理性止血:血管損傷後血液從血管中流出,

幾分鐘內自行停止的現象。

出血時間:自血液從血管中流出到其自行停止的時間。正常1~3min（Duke法）,反映生理止血功能。一、生理性止血的基本過程1.血管收縮2.血小板止血栓的形成3.血液凝固血小板在生理性止血的過程中居於中心地位。生理性止血過程示意圖

二、血液凝固（bloodcoagulation）

血液由流動的液體狀態變成不能流動的凝膠狀態的過程。由多種凝血因數參與的、複雜的酶促反應過程。凝血時間：4~12min(一)凝血因數14種

Ⅰ-ⅩⅢ

（無Ⅵ）

前激肽釋放酶PK

高分子激肽原HK除Ⅳ為Ca2+，其餘都是蛋白質。除Ⅲ外，其他均存在於血漿中，多數在肝內合成。Ⅱ,Ⅶ,Ⅸ,Ⅹ的合成需VK,為依賴維生素K的凝血因數。Ⅱ,Ⅶ,Ⅸ,Ⅹ,Ⅺ,Ⅻ,ⅩⅢ和前激肽釋放酶是蛋白水解酶,以無活性的酶原形式存在,需啟動才有活性（a）(二）凝血過程

血液凝固的基本步驟：1凝血酶原酶複合物形成↓2凝血酶原(Ⅱ)→凝血酶(Ⅱa)

↓3纖維蛋白原(Ⅰ)→纖維蛋白(Ⅰa)1.凝血酶原酶複合物形成（Xa、Ⅴa、Ca2+、PL)(1)

內源性凝血途徑由FⅫ啟動的，參與凝血的因數全部來自血液的凝血過程。

FⅫ與膠原和帶負電的異物表面（如玻璃、白陶土、硫酸脂等）接觸而啟動。血友病hemophilia

缺乏Ⅷ、Ⅸ.

(2)

外源性凝血途徑由血液外組織因數(tissuefactor,TF,FⅢ)進入血液所啟動的凝血過程。

TF是血管組織損傷釋放出的,屬輔因數；與Ⅶa形成符合物啟動FX，FⅢ使Ⅶa催化效力增加千倍形成凝血酶原啟動物過程涉及因數少,因而耗時短,比內源凝血快。

PL：磷脂；PK：前激肽釋放酶；K：激肽釋放酶；HK：高分子激肽原；正回饋

2.凝血酶原的啟動

凝血酶thrombin作用

①使纖維蛋白原轉變為為纖維蛋白單體;②啟動ⅩⅢ→ⅩⅢa,後在Ca2+作用下,使纖維蛋白單體聚合，不可溶;

③啟動Ⅴ,Ⅷ,Ⅺ,成為凝血過程正回饋機制;

④使Plt活化,提供有效的磷脂表面。3.纖維蛋白的生成

血清與血漿區別：

血清:血液凝固後,所析出的淡黃色液體。

血清中缺乏纖維蛋白原和一些凝血因數，增加少量血小板釋放的物質。

（三）體內生理性凝血的機制體內凝血過程分為啟動和擴增，蔓延三個階段。

外源性凝血途徑在啟動中起關鍵作用，因此組織因數是生理性凝血反應的啟動物。

內源性凝血途徑在擴增階段起維持和鞏固作用。

（四）血液凝固的負性調控:1.血管內皮的抗凝作用：屏障抗血小板和抗凝血

2.纖維蛋白的吸附、血流的稀釋及單核巨噬細胞的吞噬作用纖維蛋白與凝血酶有高度的親和力。

3.生理性抗凝物質：

(1)絲氨酸蛋白酶抑制物：抗凝血酶：由肝和血管內皮細胞產生。與已啟動的凝血因數活性中心結合，抑制其活性。

肝素可增強其作用2000倍。

(2)蛋白質C系統：可滅活FVa、FⅧa。促進纖維蛋白溶解(3)組織因數途徑抑制物：由血管內皮細胞產生是主要的生理性抗凝物質。抑制FⅩa和FⅦa-組織因數複合物的活性。

(4)肝素：通過增強抗凝血酶活性，而間接抗凝。還可刺激血管內皮細胞釋放組織因數途徑抑制物。體內作用大於體外(五)促凝與抗凝的臨床應用1.促凝：

①溫度:升高,凝血酶促反應加快②粗糙面:異物表面粗糙可啟動Ⅻ及plt,

如使用溫鹽水紗布③促進凝血因數產生:如應用維生素K2.抗凝:

去除Ca2+:應用枸櫞酸鈉體外抗凝,貯存血液。枸櫞酸鈉可與Ca2+結合形成不易電離的可溶性絡合物(對人體無害)。

第四節血型和輸血原則一、血型與紅細胞凝集血型（bloodgroup）：通常是指紅細胞膜上特異性抗原的類型。紅細胞凝集：本質是抗原-抗體反應

二、紅細胞血型

(一)

ABO血型系統

1.分型血型紅細胞上的凝集原血清中的凝集素

A型：A抗BB型B抗AAB型：A+B無

O型無A，無B抗A+抗B

2.抗原：取決於RBC膜上的糖鏈

ABH抗原物質化學結構3.ABO血型系統的抗體：生後2-8個月開始形成，

8-10歲達高峰。抗A，抗B為天然抗體，屬IgM抗體，分子量大,不能透過胎盤。4.ABO血型的遺傳和分佈基因型表現型ＯＯＯＡＡ，ＡＯＡＢＢ，ＢＯＢＡＢＡＢ5.ABO血型的鑒定：正向定型反向定型紅細胞的凝集反應受試者血液與抗B血清發生凝集，血型為B、AB(二)Rh血型系統1.發現恒河猴(Rhesusmonkey)

猴(RBC)→兔(血清中產生抗體)

→人

RBC凝集Rh（＋）99%RBC凝集Rh（－）熊貓血2.

Rh的抗原與分型抗原:發現40多種,與臨床關係密切的是D.E.e.C.c,D抗原性最強.RBC膜上有D為Rh(+),

無D為Rh(-)3.Rh血型的特點及臨床意義Rh抗體:非天然抗體,免疫抗體

Rh(-)者在接受Rh(+)血液後才能通過體液免疫產生抗Rh的免疫抗體。輸血後2~4月抗體水準達高峰。

Rh抗體屬IgG抗體,分子量小,可透過胎盤新生兒Rh溶血:Rh(-)母親一、心臟泵血的過程和機制

(一)心動