动物生理学重点.pdf
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1、-第一章 绪论1、生理学1研究容:生理学是研究活的有机体生命过程和功能的科学。2生理学研究的三个水平:A.细胞与分子水平:研究细胞各超微构造的功能,以及细胞各种物质分子的特殊物理化学变化过程-细胞与分子生理学。B.器官与系统水平:研究各器官及系统的功能-器官生理学。C.整体水平:研究完整人体各个系统之间的相互关系,完整人体与环境之间的相互作用,以及社会条件对人体生理功能的影响等。3动物生理学的研究方法:生理学是一门实验学科,其实验方法主要可分为急性实验和慢性实验。急性实验:离体组织器官实验+活体解剖实验。4生理学的产生和开展:盖伦三元气学说;维萨里创立解剖生理学派;哈维?心血运动论?2、环境和
2、稳态1环境:细胞直接生活的环境细胞外液组织液、淋巴、血浆构成了机体的环境。2稳态:指在正常的生理情况下,环境中各种物质在不断变化中到达相对平衡状态,其理化性质只在很小的围发生变动,这种动态平衡状态就叫做稳态。3、生命活动的调节神经调节和体液调节外源性调节-1神经调节:通过神经系统的活动对机体各组织、器官和系统的生理功能所发挥的调节作用。主要是通过反射来实现。其构造根底为反射弧感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器。反射:在中枢神经系统的参与下,机体对外环境刺激发生规律性的应答。条件反射:后天获得、数量无限、较高级,可以新建、消退、分化、改造,具有极大的易变性和灵活性,能适应复杂变化的生存
3、环境。非条件反射:先天遗传、数量有限、较低级,比拟恒定,不能适应复杂的环境变化。特点:迅速而准确,作用部位比拟局限,持续时间较短。2)体液调节:机体的各种分泌腺或分泌细胞可产生*些特殊的化学物质如激素,它们可通过血液循环到达全身各器官组织或*一器官组织,从而引起特殊的反响,以调节机体的生理机能。特点:效应出现缓慢,作用部位比拟广泛,持续时间较长。局部性体液调节旁分泌:组织细胞所产生的一些化学物质或代产物,可以在局部组织液扩散,从而改变附近的组织细胞活动。3)自身调节:自身调节指组织、细胞在不依赖于外来神经或体液调节情况下,自身对刺激发生的适应性反响过程。特点:调节围较小,且不十分灵敏。神经-体
4、液调节:机体多数分泌腺都直承受中枢神经系统的控制,使体液调节成为神经调节的一环,相当于反射弧传出通路中的效应器。4、机体稳态的反响调节-(1)反响控制系统:输出变量的局部信息经监测装置检测后转变为反响信息,回输到比拟器,构成一个闭合回路闭环系统。环路中的每一个成分都控制下一个成分,系统外的各种干扰能引起输出量的变化。负反响:反响信息作用与控制信息的作用相反,使输出变量向与原来相反的方向变化。体温调节维持稳态正反响:生理过程中的终产物或结果使*一生理功能活动不断增强,发挥最大效应,使生理活动尽快完成。排尿反射,血凝过程2前馈控制系统:可预先对机体产生的变化做出反响。一方面发出指令到控制系统中,同
5、时又向效应器发出前馈信号,调整受控局部的活动。3非自动控制系统:开环系统。控制局部不受受控局部的影响,即受控局部不能反响改变控制局部的活动。5、生命现象的根本生理特征新代:指生物体与环境之间进展物质交换和能量交换,实现自我更新的最根本的生命活动过程。兴奋性:指可兴奋组织或细胞具有发生兴奋即产生动作电位的能力。适应性:指机体的功能与环境协调一致地变化并能保持自身生存的能力或特性。生长与生殖应激性:非兴奋细胞承受刺激发生反响的能力或特性。第二章 跨膜信号传递1、离子通道受体介导的跨膜信号传递-(1)化学门控通道:直承受化学分子的控制,当细胞外物质与膜上的特异膜蛋白结合时,导致通道蛋白构象的变化,使
6、通道开放。(2)电压门控通道:电压门控通道的分子构造中,存在假设干对跨膜电位变化敏感的基团,当膜去极化到达一定水平时,通道蛋白质的分子构象发生改变,通道的闸门即被翻开,离子通过开放的通道实现跨膜转运。2、G 蛋白偶联受体介导的信号传导G 蛋白偶联受体系统由受体、G 蛋白鸟核苷酸结合蛋白、膜效应蛋白组成。当受体与外来化学信号结合产生构型变化被激活后,又激活了与其偶联的 G蛋白由、三个亚单位组成,导致亚单位与 GTP 结合并与、两个亚单位别离,这种变化激活了膜侧面的效应器膜效应蛋白,其可以是离子通道,也可能是*种酶,通过它们的调节最终引起细胞反响的一系列事件。一种受体可能涉及多种 G 蛋白的偶联作
7、用,一个 G 蛋白可与一个或多个膜效应蛋白偶联。G 蛋白就如一个分子开关,将受体和离子通道或酶偶联起来。G 蛋白可直接作用于通道或通过第二信使来间接调节离子通道的开放。细胞最重要的第二信使包括cAMP环腺苷磷酸、cGMP、Ca2+等。由于第二信使物质的生成经多级酶催化,因此少量的膜外化学信号分子与受体结合,就可能在胞生成数量较多的第二信使分子,使膜外化学分子携带的信号得到了极大的放大。第三章 神经元的兴奋和传导兴奋的产生和兴奋的传导在同一细胞上1、生物电现象:静息电位+动作电位1静息电位RP):细胞在安静时,存在于细胞膜外两侧的电位差。通常以膜外电位为 0,则静息电位常用负值来表示。现已证明,
8、几乎所有的细胞都存在静息电位,一般在-10-100 mV。-极化:细胞在静息时膜外侧带正电,膜侧带负电的状态。1静息电位形成机理:细胞外K+的不均衡分布和安静时细胞膜主要对 K+有通透性,可能是细胞保持负外正的极化状态的根底。细胞静息期主要的离子流为K+外流。在膜外 K+浓度差的作用下,K+外流导致正电荷向外转移,使细胞的正电荷减少而细胞外正电荷增多,从而形成膜外的电位差。随着 K+外流,它所形成的负外正的电场力会阻止 K+继续外流。当膜两侧的电势梯度和 K+的浓度梯度相等时,K+的净移动为零,在膜两侧建立 K+的平衡电位。【由于存在一定的 Na+向细胞的被动渗透,因而静息电位-70mV的值比
9、 K+的平衡电位-90mV的值稍小些。】(2)动作电位神经冲动(AP):可兴奋细胞在受到刺激发生兴奋时,细胞膜在原静息电位的根底上发生一次迅速而短暂的电位波动,这种电位波动可向周围扩布,称为动作电位。刺激:能引起机体细胞、组织、器官或整体的活动状态发生变化的任何环境变化因子。反响:由刺激而引起的机体活动状态改变。兴奋:机体的组织或细胞受刺激后,由相对静止状态转变为活动状态或由活动较弱状态转变为活动较强状态。其标志是产生动作电位。可兴奋组织可兴奋细胞:但凡能产生动作电位或产生兴奋的细胞或组织。神经细胞、肌细胞、腺细胞抑制:机体的组织或细胞受刺激后,由活动状态转变为静止状态,或由显著活动状态转变为
10、相对静止状态。1刺激引起兴奋的条件:刺激强度、持续时间、强度变频-阈刺激:能引起组织发生兴奋反响的最小刺激量(强度,时间)。阈强度:产生兴奋的最低刺激强度。时间阈值:产生兴奋的最低刺激时间。基强度:阈刺激里的最小值不考虑时间。时值:2 倍基强度时的时间阈值。阈上刺激:高于阈强度的刺激。阈下刺激:低于阈强度的刺激,不能引起兴奋。强度-时间曲线:以不同强度的电流刺激组织,取引起阈反响所必需的最短时间,将对应的强度和时间标记在直角坐标纸上,并将个点连成曲线。去极化除极化:膜极化状态变小的变化过程。反极化超射:膜电位的极性发生反转,变为膜正电位膜外负电位的过程。复极化:膜电位发生反极化后又迅速恢复到原
11、先的静息电位水平的过程。超极化:膜极化状态变大的变化过程。阈电位:当膜电位去极化到*一临界值时,出现膜上的 Na+通道大量开放,Na+大量流产生动作电位,膜电位的这个临界值称为阈电位。2)分级电位:给予细胞膜一个较小的刺激,膜将产生一个较小的电位变化,不断增加刺激强度,则电位的幅值也逐渐增大。这种具有不同幅值的电位称为分级电位。分级电位产生的是一个除极化的局部电位,其振幅将随扩散距离的增大而减小,只能在很小的围作短距离扩散。而动作电位则从产生的起点沿整个细胞膜传导,且幅度不衰减。-3局部兴奋局部反响:阈下刺激虽不能触发动作电位,但是它能导致少量的 Na+流,从而产生较小的去极化变化,但幅度达不
12、到阈电位,而且只限于受刺激的局部。这种产生于膜局部,较小的激化反响称为局部兴奋。特点:不是“全或无,可随剌激的增加而增大;电紧性扩布,不能远传;无不应期,持续时间短,可以总和。总和:几个阈下刺激所引起的局部反响的叠加。意义:使局部兴奋有可能转化为可远距离传导的动作电位。时间性总和:当前面刺激引起的局部兴奋尚未消失时,与后面刺激引起的局部兴发奋生叠加。空间性总和:当一处产生的局部兴奋由于电紧性扩布致使邻近处的膜也出现程度较小的去极化,而该处又因另一刺激也产生了局部兴奋,两者叠加起来到达阈电位,引发一次动作电位,称为空间性总和。4动作电位形成机理:当细胞受到刺激产生兴奋时,少量兴奋性较高的Na+通
13、道开放,很少量的 Na+顺浓度差流,致使膜两侧的电位差减小,产生一定程度的去极化。当膜电位减小到一定数值阈电位时,引起膜上大量的 Na+通道同时开放,在膜两侧 Na+浓度差和电位差负外正的作用下,细胞外的 Na+快速、大量地流,使细胞正电荷迅速增加,电位急剧上升,形成了动作电位的上升支,即去极化。膜电位接近峰值+30mV)时,膜正外负电势差阻止了 Na+的进一步流,并最终到达了新的平衡。这时膜两侧的电位差接近 Na+的平衡电位+60mV,Na+停顿流,并且 Na+通道失活关闭。几乎在 Na+通道开放的同时,K+通道也被激活开放,但 K+通道开放的速率慢,膜对 K+的通透性的增加-也较缓慢,K+
14、的外流对抗了 Na+的流。随着 Na+通道的逐渐失活,Na+流的速度减慢并最终停顿,K+的外流超过 Na+的流,膜电位开场复极化并逐渐恢复到静息状态。5再生性循环:在膜的除极化初期,仅有少数Na+通道开放,Na+流,使膜进一步去极化,到达阈电位,导致更多的 Na+通道开放,更多的 Na+流,直至动作电位发生。这个正反响过程,不需要外加的刺激参与,因而说动作电位具有不衰减的自我再生的性质,称为再生性循环。6电压门控 Na+通道和 K+通道Na+通道:激活态+失活态激活态门关闭,失活态门开放:通道关闭,但有开放能力两个门都处于开放状态:通道开放激活态门开放,失活态门关闭:通道关闭,且没有开放能力K
15、+通道:或是处于开放状态,或是处于关闭状态7组织兴奋及其兴奋恢复过程中兴奋性的变化绝对不应期:在可兴奋组织或细胞承受刺激产生兴奋后的一段时期,无论给予第二次刺激的强度有多大,细胞都不会产生第二个动作电位,这种无反响状态称为绝对不应期。原因:电压门控 Na+通道处于开放或失活任一状态时,无论再给予多强的刺激,这些门控通道都不能重新开放,只有恢复到静息状态,通道门构型重新恢复到初期状态,才能引发新的动作电位的产生。绝对不应期持续的时间约为整个峰电位时期。动作电位必然是别离的,一个动作电位不能叠加到另一个动作电位之上-相对不应期:在绝对不应期之后,细胞的兴奋性逐渐恢复,但仍低于原水平,受刺激后可发生
16、兴奋,但刺激必须大于原来的阈强度,这段时期称为相对不应期。负后电位的前半期原因:一些 Na+通道仍处于失活状态,而局部 Na+通道重新恢复到静息状态,这局部 Na+通道能够在新的刺激下开放,但刺激必须大于原来的阈强度。超常期:Na+通道根本复活完成,且此时的膜电位绝对值比静息电位绝对值小,故此时膜电位更加接近阈电位,阈下刺激即可引起动作电位。负后电位的后半期,局部去极化低常期:膜超极化,此时膜电位绝对值比静息电位绝对值大,即膜电位更加远离阈电位,需要阈上刺激才能引起动作电位。正后电位绝对不应期相对不应期超过原值正在恢复超常期阈下刺激也可高于正常水平低常期阈上刺激低于正常水平阈强度无限大兴奋性为
17、 08动作电位的“全或无特性:可兴奋细胞膜在受到刺激时,或是产生一个可向外扩布的、具有完全一样幅值的,且幅值不随传导距离而衰减的动作电位,或是完全无动作电位产生。2、兴奋的传导1机制局部电流学说:在兴奋部位产生的电位差又刺激相邻部位,在二者之间产生的局部电流,使相邻部位去极化,到达阈值便在相邻部位产生兴奋。2类型:A.连续传导:无髓鞘神经纤维B.跳跃传导:有髓鞘神经纤维加快神经传导速度;节省能量消耗-3特征:a.生理完整性:要求神经纤维在构造上和生理功能上都是完整的。传导阻滞b.双向性:顺向冲动+逆向冲动生理状态下神经纤维传导兴奋是单向的,因为冲动的传递是单向的,但是可进展双向传导【实验条件下
18、】。c.非递减性:在传导过程中,峰电位的幅度和传导速度不因距原兴奋点渐远而有所减小,这是由于神经传导的能量来源与兴奋神经本身。d.绝缘性:神经纤维各自传导本身的冲动而不涉及邻近的纤维,不会相互干扰。保证了神经调节的准确性;由于髓鞘的作用;绝缘性是相对的,因为纤维之间含有少量的细胞间液,仍可有一定的电紧性影响。e.相对不疲劳性(4)神经干复合动作电位:神经干由许多粗细不同的神经纤维组成,其受到有效刺激以后产生的动作电位是神经干许多神经纤维电活动成分的总和。(5)双向和单向动作电位1)双向动作电位:在神经干上放置一对记录电极 a、b,静息时记录不到电位差。当在神经干一段进展刺激时,表现为负电位变化
19、的动作电位由刺激点开场从左向右传导。当其传导到 a 电极时,a、b 之间出现电位差,a 负 b 正。此时可记录到上相波。当动作电位传至两电极之间时,a、b 又处于等电位状态,扫描线回到基线。动作电位进一步传导到b 电极时,a、b 之间又出现电位差,a 正 b 负,此时可记录到下相波。然后记录又回到零位。如此获得的呈双相变化的记录就称为双相动作电位。2)单相动作电位:在神经干上放置一对电极,但 a 极置于无损伤部位,b 极部位则予以损伤或阻断。在进展刺激前就能记录到 a 正 b 负的损伤电位。当在神-经干一端进展刺激时,a 极的电位变化实际上是负电位抵消了损伤电位所致。动作电位传至 b 极时,由
20、于 b 极部位已丧失了兴奋性,不能引起电位变化,故整个记录呈现为单相动作电位。第四章 突触传递和突触活动的调节兴奋的传递突触:一个神经元的冲动传到另一个神经元神经元突触或细胞N-M 接头间的相互接触的构造。1、神经肌肉接头N-M 接头)运动终板:运动神经元和骨骼肌纤维间的突触。1构造:突触前膜:含突触囊泡,其中有 ACh,ACh 在突触的胞质合成并由囊泡摄取和贮存;上有活动带,是递质释放的特异位点。突触间隙:初级突触间隙+次级突触间隙;与细胞间隙相通。突触后膜终板膜:上有Ach 受体;上有乙酰胆碱酯酶AChE,可将乙酰胆碱水解为胆碱和乙酸。2神经肌肉传递的特征:单向传递:兴奋只能由神经纤维传向
21、肌纤维,即由突触前成分传向突触后成分,而不能向相反方向进展;突触延搁:与冲动在同一细胞围的传导速度相比,兴奋通过突触的传递是及其缓慢的;高敏感性:神经肌肉接头易受许多物理、化学因素的影响,易产生疲劳。3N-M 接头的信号传递电信号-化学信号-电信号:动作电位传至突触前运动神经末梢;-突触前膜迅速除极化,对 Ca2+通透性增加,Ca2+通道开放,Ca2+沿其电化学梯度从细胞外液流进入轴突终末;Ca2+驱动突触囊泡向突触前膜移动并与质膜融合,通过胞吐作用,将 ACh 释放至突触间隙;ACh扩散到终板膜,与ACh受体结合,使受体蛋白质构性变化,终板膜对所有小离子(Na+,K+,Cl-等,以 Na+为
22、主)通透性增加;引起终板膜去极化,产生 EPP;由于局部电流作用,使终板膜邻近肌膜去极化,到达阈电位时,引发动作电位,并沿肌膜向外扩布。EPP 发生的速度很快,仅持续 2ms 左右,这是由于 ACh 被 AChE 迅速水解成胆碱和乙酸而迅速失活。水解后形成的胆碱则被摄入突触前终末,重新成为合成 ACh 的原料。ACh 的失活机制保证了兴奋由神经向肌肉传递的准确性,即一次神经冲动只引起一次肌肉冲动,两者保持一对一的关系。4终板电位EPP):终板膜产生的瞬时除极化电位。5影响 N-M 接头的兴奋传递的因素:影响 ACh 释放的因素:轴突膜电位;Ca2+;生物毒素类物质肉杆毒素 影响囊泡释放 ACh
23、;影响 ACh 与受体结合的因素:箭毒,争夺 ACh 受体受体竞争性抑制;影响 AChE 发挥作用的因素:新斯的明、毒扁豆碱、有机磷农药对 AChE 有强烈抑制作用。【AChE 受到抑制,终板膜和邻近肌膜持续处于除极化状态,终板膜上的离子通道始终处于开放状态,终板膜上的 Na+通道不能重新被激活,因而不能产生动作电位。除极化阻滞患者将由于骨骼肌麻痹造成的窒息死亡。-6N-M 接头产生的 EPP 与神经元突触产生的 EPP 不同,因为其突触后膜上有次级突触间隙皱褶,增大了 ACh 受体的分布面积,引起较多的离子通道开放,因此单个 EPP 往往能使终板膜邻近的肌膜除极化到达阈值,引发动作电位。大多
24、数神经肌肉接头位于肌纤维的中间部位,因此动作电位能沿肌膜外表向肌纤维两端扩布。2、神经元突触1电突触:允许离子电流从一个细胞直接流入另一个细胞。构造根底缝隙连接;每侧细胞膜都贯穿连接蛋白,两侧对接形成六角形亲水性通道;特点:低阻,一侧膜去极化可通过局部电流使另一侧膜也去极化;双向传递,无突触前膜和突触后膜之分;潜伏期短,几乎不存在突触延搁。对感觉和运动神经元间的快速通讯具有特殊重要意义,使动物能对伤害性刺激和面临的危险快速做出反响。2化学突触:通过突触前神经元释放的化学递质与突触后细胞膜上的特异受体相互作用完成信息的传递。1构造:突触前膜:释放递质、有突触前受体;突触间隙:宽约 2030nm,
25、有水解酶;突触后膜终板膜:有受体、离子通道。2化学突触信号传递过程:当神经冲动传导至轴突末梢时,轴突膜上 Ca2+通道开放,Ca2+由突触间隙通过电压门控 Ca2+通道进入突触前膜。在 Ca2+的促发作用下,突触囊泡向轴突前膜侧靠近并严密结合,通过胞吐作用,将化学递质释放至突触间隙,递质扩散到终板膜,与特异受体结合,使受体蛋白质构性变化,-改变突触后膜对离子的通透性,使突触后膜上*些离子通道开放,引起突触后膜的膜电位发生变化,产生局部的突触后电位。与神经肌肉接头的兴奋传递过程类比3突触的分类:按接触部位:轴突-胞体型突触、轴突-树突型突触、轴突-轴突型突触按机能活动:兴奋性突触、抑制性突触4突
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