《动物生理学》课件.ppt
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1、第一章第一章 绪绪 论论学习内容学习内容一、研究内容和意义二、机体功能与环境三、机体功能调节四、整合生理学概念学习要求学习要求掌握下列概念:生理学、内环境、稳态、兴奋性熟悉生理学研究内容与方法、生命活动基本特征、机体功能调节方式了解动物功能调节控制系统,整合生理学概念1-1 家畜生理学研究内容和意义家畜生理学研究内容和意义一、生理学研究内容一、生理学研究内容 生理学概念生理学概念 生理学研究范围生理学研究范围二、家畜生理学研究意义二、家畜生理学研究意义三、研究方法三、研究方法 (一)急性实验(一)急性实验(二)慢性实验(二)慢性实验研究机体功能的科学研究机体功能的科学细胞和分子细胞和分子器官和
2、系统器官和系统整体和环境整体和环境1、畜牧兽医科学的重要础;、畜牧兽医科学的重要础;2、促进人类医学发展、促进人类医学发展1.离体器官试验2.活体解剖试验以完整、健康动物为对象,在正常环境条件下的较长时间的实验。如:消化道瘘管、血管瘘管等1-2 机体功能与环境机体功能与环境一、生命活动的基本特征一、生命活动的基本特征 新陈代谢、兴奋性、适应性新陈代谢、兴奋性、适应性生理活动的实质:生理活动的实质:机体(内因)与环境(外因)互作过程机体(内因)与环境(外因)互作过程。在内外环境变化时,机体新陈代谢发生改变的特性。刺激刺激反应反应(兴奋或抑制兴奋或抑制)机体随外界环境的变化调整自身生理功能以适应环
3、境变化的特性二、二、内环境与稳态内环境与稳态1、体液、体液2、内环境、内环境3、稳态及其调节、稳态及其调节细胞内液细胞内液细胞外液细胞外液血浆血浆脑脊液脑脊液组织液组织液淋巴液淋巴液+即:细胞外液Bernad指出:在神经与体液等调节下,机体内环境的指出:在神经与体液等调节下,机体内环境的物质成分与理化性质总是保持相对稳定物质成分与理化性质总是保持相对稳定稳态。稳态。1-3 机体功能调节机体功能调节一、机体功能调节方式一、机体功能调节方式1.1.神经调节神经调节2.体液调节3.自身调节感受器传入神经反射中枢传出神经效应器通过反射活动实现;结构基通过反射活动实现;结构基础为反射弧。础为反射弧。特点
4、特点:迅速、准确;规律性和自动化;持续时间短机体内某些特定的细胞,能合成并分泌某些具有信息传递功能的化学物质(配体)(配体),经体液途径运送到特定的靶组织细胞,作用于相应的受体受体,调节靶组织细胞活动受体:受体:能识别和选择性结合配体的蛋白质大分子。能识别和选择性结合配体的蛋白质大分子。配体:配体:具有信息传递功能的化学物质。如:激素、具有信息传递功能的化学物质。如:激素、神经递质、某些生物活性物质神经递质、某些生物活性物质特点:缓慢、广泛、持久神经-体液调节:参与体液调节的内分泌激素多数直接或间接受神经系统控制,实质上成为神经调节传出途径的一个环节不依赖于外来神经或体液的调节而产生的适应性反
5、应如:肾血流量自身调节是神经和体液调节的中介和补充二、机体功能的反馈调节二、机体功能的反馈调节动物有机体功能活动的调节原理与机器、通信系统的运作相似,其功动物有机体功能活动的调节原理与机器、通信系统的运作相似,其功能调节网络也属于自动控制系统。表现为反馈控制和适应性控制。能调节网络也属于自动控制系统。表现为反馈控制和适应性控制。反馈控制:反馈控制:生命活动过程中普遍存在反馈现象。效应器对内外环境刺激做出的反应可作为信息反馈回到反射中枢,参与对反射中枢的调节,达到精确调节作用。包括:负反馈和正反馈。负反馈负反馈:反馈信息抑制或减弱控制部分活动。如:激素分泌调节;呼吸、体温、血压等的相对稳定。正反
6、馈:正反馈:反馈信息促进或加强控制部分活动。如:排尿反射、分娩过程、血液凝固等。适应性控制:适应性控制:机体控制论中一种极为复杂的调节形式。在某些情况下,机体活动发生得特别快,神经系统来不及实现反馈控制,而是大脑通过前馈控制机制经另一快捷途径向受控部分发出前馈信号,引起必须的肌肉收缩,而后再通过反馈控制进行精确调控。实质上是延缓了的负反馈。第二章第二章 细胞的基本功能细胞的基本功能n学习内容与要求学习内容与要求1.细胞膜结构特点与物质转运功能细胞膜结构特点与物质转运功能(熟悉和掌握)2.细胞的跨膜信号转导功能细胞的跨膜信号转导功能(结合“内分泌”自学,了解)3.细胞的生长、增殖、凋亡与保护细胞
7、的生长、增殖、凋亡与保护(自学;了解)4.细胞的兴奋性与生物电现象细胞的兴奋性与生物电现象(熟悉和掌握)2-1 2-1 细胞膜结构特点与物质转运功能细胞膜结构特点与物质转运功能一、结构特点一、结构特点“液态镶嵌模型液态镶嵌模型”:Singer和Nicholson指出,细胞膜的分子结构形式为“内外脂质双分子层中镶嵌有具有不同生理功能的蛋白质”膜结构成分与功能:膜结构成分与功能:1.脂质双分子层:磷脂;胆固醇;糖脂2.蛋白质:物质转运蛋白(载体蛋白、通道蛋白、离子泵等)受体蛋白;抗原标志蛋白3.糖类:与膜脂和膜蛋白共价结合。是细胞抗原性和血型的分子基础;与细胞免疫、细胞粘附、细胞癌变及药物、激素的
8、反应密切相关。具有流动性和不对称性具有流动性和不对称性二、二、细胞膜的物质转运细胞膜的物质转运扩散扩散通量通量决定于决定于浓度浓度差差、膜的、膜的通透性通透性、电、电解质溶液离子所受的解质溶液离子所受的电场力电场力。1.简单扩散简单扩散2.易化扩散易化扩散3.主动转运主动转运4.入胞和出胞入胞和出胞1.简单扩散:简单扩散:脂溶性物质由膜的高浓度侧向低浓度侧扩散。脂溶性物质由膜的高浓度侧向低浓度侧扩散。2.易化扩散:易化扩散:非脂溶或脂溶性小的物质,非脂溶或脂溶性小的物质,在膜载体或通道蛋在膜载体或通道蛋白协助下,白协助下,由膜的高浓度侧向低浓度侧扩散。由膜的高浓度侧向低浓度侧扩散。以载体为中介
9、的易化扩散以载体为中介的易化扩散载体运输载体运输以通道为中介的易化扩散以通道为中介的易化扩散通道运输通道运输载体运输特点载体运输特点:结构特异性结构特异性饱和现象饱和现象竞争性抑制竞争性抑制通道蛋白的开发和关通道蛋白的开发和关闭受激素、递质和膜闭受激素、递质和膜电位控制电位控制(化学或电(化学或电位依从性通道)位依从性通道)3.主动转运:主动转运:细胞通过本身耗能,将物质由膜的低浓度侧向细胞通过本身耗能,将物质由膜的低浓度侧向高浓度侧转运高浓度侧转运。(耗能、逆电。(耗能、逆电-化学梯度)化学梯度)原发性主动转运原发性主动转运:直接利用:直接利用ATP水解供水解供能转运。能转运。如如Na+转运
10、。转运。继发性主动转运继发性主动转运:依托膜外高势能:依托膜外高势能Na+间接利用间接利用ATP水解供能转运。水解供能转运。如:葡萄如:葡萄糖转运。糖转运。4.入胞和出胞:入胞和出胞:大分子物质或团快进入(入胞)大分子物质或团快进入(入胞)或排出细胞(出胞)的过程。或排出细胞(出胞)的过程。固体入胞固体入胞吞噬;液体入胞吞噬;液体入胞吞饮吞饮“Na+-K+泵泵”主动转运示意图主动转运示意图说明:说明:左侧为膜外;左侧为膜外;红色球代表红色球代表Na+、蓝色球代表、蓝色球代表K+;【Na+】:膜外膜内,膜外膜内,【K+】:膜内膜外:膜内膜外受体介导的内吞作用(入胞)示意图大分子物质或团块大分子物
11、质或团块膜受体识别,形成膜受体识别,形成复合物复合物膜凹陷形成膜凹陷形成有被小窝有被小窝小窝脱离小窝脱离形成形成有被小泡有被小泡小泡与细胞内溶菌酶或过氧化氢酶融合,小泡与细胞内溶菌酶或过氧化氢酶融合,细胞内消化细胞内消化细胞细胞质质膜修复膜修复。2-2 细胞的跨膜信号转导细胞的跨膜信号转导(了解)(了解)1、离子通道介导的信号转导如:神经递质与受体结合。有:化学门控通道和电压门控通道。2、G蛋白耦联受体介导的信号转导配体-受体激活G蛋白激活G蛋白效应器第二信使细胞反应G蛋白:GTP结合蛋白,耦联膜受体和效应器蛋白的膜蛋白。G蛋白效应器:生成第二信使的酶(CA,PLC)或离子通道;第二信使:cA
12、MP、cGMP、Ca、二酰甘油、三磷酸肌醇等;3、酶耦联受体介导的信号转导酪氨酸激酶受体:配体-受体酪氨酸残基磷酸化细胞反应受体GC:配体-受体GC激活cGMP细胞反应NO受体:存在于胞浆,是一种GC2-3 2-3 细胞的生长、增殖、凋亡与保护细胞的生长、增殖、凋亡与保护(了解)(了解)1.细胞生长细胞生长:体积、干重、蛋白质及核酸增加。2.细胞增殖细胞增殖:通过细胞分裂增加细胞数量。一次分裂结束到下一次分裂完成的过程细胞周期,细胞周期,分为4个时期。S期(DNA合成期);C2期(S期结束到分裂期开始);M期(有丝分裂期);C1期(M期结束到S期开始)3.细胞凋亡细胞凋亡:由基因决定的细胞编程
13、性死亡(PCD)。通过细胞凋亡,机体清除不再需要的细胞,而且不引起炎症反应。4.细胞保护细胞保护:细胞对于各种有害因素的适应或抵御能力;有两种方式:直接细胞保护:细胞合成物或药物对细胞的直接保护。如PG对胃肠细胞的保护。适应性细胞保护:弱刺激不断作用与细胞可增强细胞抵抗力,防止强刺激的攻击。2-4 细胞的生物电现象细胞的生物电现象1.静息电位:静息电位:细胞安静时膜内表现负电位状态(极化)2.动作电位动作电位:细胞受到刺激时膜电位的变化过程。3.生物电产生的机制生物电产生的机制4.Na+通道失活与膜电位复极通道失活与膜电位复极5.阈电位与峰电位阈电位与峰电位6.阈下刺激与局部兴奋阈下刺激与局部
14、兴奋阈下刺激局部兴奋;阈上刺激兴奋(动作电位)局部兴奋可叠加(时间总和、空间总和)局部兴奋可提高细胞兴奋性7.动作电位的传导动作电位的传导局部电流学说有髓纤维跳跃式传导8.细胞兴奋性的变化细胞兴奋性的变化绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期生物电现象是一切活细胞共有的基本特性。机体各器官表现的生物电现象是以细胞水平的生物电现象为基础的。细胞的生物电变化是细胞功能改变的前提。膜内负值减小去极化膜内电位向极化状态恢复复极化膜内负值增大超极化膜内呈正电位状态反极化细胞产生动作电位的过程兴奋细胞产生动作电位的能力兴奋性静息电位静息电位去极化去极化反极化反极化复极化复极化静息电位静息电位静息电位是K+
15、平衡电位。(K+外流)动作电位是Na+平衡电位。(Na+内流)Na+通道为电压依从性,在不同膜电位下,表现为:激活(开放)、失活(关闭)和准备三种状态。静息电位的绝对值减小到某一特定值时,Na+通道激活,引起细胞去极化,产生峰电位。心肌细胞动作电位模式图心肌细胞动作电位模式图第三章 血液3-1 血液组成和理化特性血液组成和理化特性1.血液组成血细胞比容:压紧的血细胞在血液中所占的容积百分比(红细胞压积,PCV)血清:血凝块周围析出的淡黄色清亮液体血清与血浆的区别:血清中无纤维蛋白原,也不含血浆中参与凝血的其他成分.血液血液血细胞(45%)血浆(55%)红细胞白细胞血小板溶质(8%10%)水(9
16、0%92%)血浆蛋白无机盐、非蛋白氮、其他有机物白蛋白球蛋白纤维蛋白原(二)血液理化特性(二)血液理化特性(三)血量(三)血量(四)血浆的化学成分及其功能(四)血浆的化学成分及其功能1.血色与血味2.相对密度3.粘滞性4.血浆渗透压5.血浆酸碱度动脉血,鲜红色静脉血,暗红色血浆,淡黄色血腥味、咸味全血:1.0401.075红细胞:1.0701.090血浆:1.0241.031全血粘度比水大4.56.0倍;血浆粘度比水大1.52.5倍;对血压和血液流速有一定影响晶体晶体(占(占99.5%):维持细胞内外水平):维持细胞内外水平衡与物质交换;在营养物质吸收、消化衡与物质交换;在营养物质吸收、消化腺
17、分泌、尿生成中起重要作用腺分泌、尿生成中起重要作用胶体胶体(占(占0.5%):维持血浆和组织液之):维持血浆和组织液之间的液体平衡间的液体平衡正常pH7.357.45生命耐受的pH极限7.007.80血液pH保持相对稳定,取决于血浆缓冲对。NaHCO3/H2CO3为血浆中最主要的缓冲对:血液中NaHCO3含量成为碱贮。水:水:维持循环血量;电解质:电解质:维持渗透压、酸碱平衡、兴奋性小分子有机化合物:小分子有机化合物:营养物质、代谢产物、激素血浆蛋白质:血浆蛋白质:1)清蛋白:)清蛋白:胶体渗透压的主体;运输载体;修补组织2)球蛋白:)球蛋白:-免疫球蛋白;、是脂溶性物质载体。3)纤维蛋白:)
18、纤维蛋白:参与凝血、止血4)补体()补体(C):):蛋白酶系,11种。参与抗原-抗体复合物的识别,免疫途径的激活和对靶细胞膜的攻击。成年动物血量:约为体重的5%9%;幼年动物可达体重的10%以上。血液总量中包括循环血量和储备血量一次性急性失血量超过20%,影响生命活动;超过30%,危及生命4、血细胞功能4.1 红细胞功能红细胞功能气体运输 Hb+O2 HbO2(氧合)酸碱缓冲作用4.2 白细胞功能白细胞功能嗜中性白细胞、单核细胞:吞噬吞噬作用作用嗜酸性白细胞:缓解过敏反应、缓解过敏反应、限制炎症过程限制炎症过程嗜碱性白细胞:通过组胺、肝素和5-HT等,舒张血管、抗凝舒张血管、抗凝血血淋巴细胞:
19、免疫功能免疫功能体液免疫:体液免疫:免疫细胞分泌特异性抗体(B淋巴细胞浆细胞抗体)细胞免疫:细胞免疫:免疫细胞与特异性抗原或细胞直接接触(T淋巴细胞)4.3 血小板功能血小板功能功能参与凝血过程参与止血过程(维持毛细血管完整性;形成血小板血栓)促进纤维蛋白溶解 血栓形成后促进纤维蛋白溶解。2-2 血液凝固血液凝固1 1、血液凝固:、血液凝固:血液由液体状态凝结成血块的过程凝血时凝血时:血液从血管流出到出现丝状蛋白的时间。凝血因子:凝血因子:血浆与组织中直接参与凝血的物质。12种,用表示.凝血过程:凝血过程:瀑布学说瀑布学说:一系列凝血因子相继酶解激活,最终形成凝血酶和纤维蛋白凝块,每步酶解反应
20、均有放大效应。大体经历三个阶段,有内源性凝血、外源性凝血内源性凝血、外源性凝血两个途径。(图)凝血酶原激活物形成凝血酶原凝血酶纤维蛋白原纤维蛋白2、抗凝系统、抗凝系统 和和纤维蛋白溶解纤维蛋白溶解 抗凝系统抗凝系统血浆中有多种抗凝物质。主要是:抗凝血酶、肝素和蛋白质C 纤溶系统纤溶系统 纤溶:纤溶:纤维蛋白被分解、液化的过程。纤溶系统:纤溶系统:纤溶酶原、纤溶酶、纤溶酶原激活物与抑制物。血管内膜损伤a纤维蛋白降解物凝血系统纤溶系统凝血酶原激活物aa纤溶酶3、抗凝和促凝措施、抗凝和促凝措施抗凝或延缓血凝抗凝或延缓血凝抗凝或延缓血凝抗凝或延缓血凝 平滑面平滑面 低温低温 肝素肝素 移去钙移去钙 脱
21、纤脱纤 促凝促凝促凝促凝 升温升温 按压按压 粗糙面粗糙面 补充维生素补充维生素K K2-3 血型血型1、血型狭狭义义血血型型:红细胞膜上存在的特异性抗原类型。(能用抗体加以分类的血细胞抗原型)。如人的ABO血型。广广义义血血型型:凡是能用一定方式对血细胞、血清、脏器以及分泌液等体液加以分类的型。主要采用电泳法,依据蛋白质多态性和同工酶图谱进行血型分类。2、红细胞凝集反应血型不相容个体的血滴混合时,红细胞凝集成团(族)。(抗原-抗体反应)凝集原(抗原):镶嵌在红细胞膜上的特异性蛋白质、糖蛋白或糖脂。凝集素(抗体):血浆中能与凝集原起反应(凝集)的特异抗体。3、人ABO血型第四章 血液循环概概
22、述述n血液循环过程血液循环过程 体循环和肺循环体循环和肺循环n血液循环功能意义血液循环功能意义 物质运输物质运输 体液调节体液调节 维持内环境稳定维持内环境稳定 机体防卫机体防卫4-1 4-1 心脏泵血心脏泵血一、心脏泵血、心动周期、心率一、心脏泵血、心动周期、心率心房收缩心室收缩心室舒张等容收缩减慢射血快速射血减慢充盈快速充盈等容舒张心房心室心率心率:75次/分心动周期心动周期:0.8秒。心房收缩0.1S、舒张0.7S心室收缩0.3S、舒张0.5S全心舒张0.5S心房舒张二、心音心音形成:心动周期中,心肌收缩、瓣膜启闭、血液加速度和减速度对心血管壁的加压和减压作用以及形成的涡流等引起的机械振
23、动,可通过周围组织传递到胸壁,称心音。正常心音:正常心音:第一心音(收缩音)、第二心音(舒张第一心音(收缩音)、第二心音(舒张音)音)异常心音:正常时,有时可听见微弱的第三、第四心音。病理时,第三、第四心音加强,称“奔马节律性心音”。三、心输出量与心力贮备三、心输出量与心力贮备每搏输出量:个心动周期中一侧心室射出的血量。每分输出量:每分钟一侧心室射出的血量。每分输出量=每搏输出量心率射血分数射血分数:每搏输出量占心舒末期容积的百分比。心指数:心指数:每平方米体表面积、每分钟的心输出量。心力贮备:心输出量随机体需要而相应增大的能力心泵功能贮备。通常射血分数约为55%-65%,当加强收缩时,射血分
24、数可达85以上。四、心脏泵血功能调节四、心脏泵血功能调节n心脏泵血功能的变化是基于神经、体液和自身调节机制,通过影响每搏输出量、心率而实现的。1、每搏输出量的调节、每搏输出量的调节(1)前负荷(心肌初长度)越大,搏出量越大。心的定律;Starling机制。(异长自身调节)(2)增强心肌收缩能力,搏出量增加。(神经、体液调节)(3)后负荷(外周动脉血压)增加,射血时间缩短,搏出量减少。(等长自身调节)后负荷对搏出量的影响可通过异长自身调节恢复。2、心率对每分输出量的影响、心率对每分输出量的影响在一定范围内心率增加,每分输出量增加。但,心率过快,心室充盈量不足,搏出量减少;心率过慢,搏出量不可能再
25、增加,心输出量减少。4-2 心肌生物电与生理特性心肌生物电与生理特性一、心肌细胞普通心肌细胞特殊分化的心肌细胞窦窦房房结结P细细胞胞心心房房传传导导束束房房室室结结房房室室束束蒲肯野细胞蒲肯野细胞自自律律细细胞胞:主要是P细胞和蒲肯野细胞。二、心肌细胞生物电n普通心肌细胞的静息电位与动作电位图An自律细胞的跨膜电位图B三、心肌细胞生理特性兴奋性自律性 自律性高低:P细胞最高,心房细胞次之,心室细胞最低。正常正常起搏点:窦房结(窦性节律)窦性节律)。潜在起搏点:异常时表现自律性(异位节律)异位节律)。传导性 房房室延搁,室延搁,兴奋通过房室交界的速度变慢,兴奋在此被延搁约0.1s。使房室收缩分开
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