生理学人体的基本生理功能课件.ppt

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1、 第三章人体的基本生理功能 概述概述3/10/20231第一节第一节 生命活动的基本特征生命活动的基本特征n生命现象的四种生命活动特征：生命现象的四种生命活动特征：n新陈代谢新陈代谢(metabolism)：最基本的：最基本的特征特征n兴奋性兴奋性(excitability)n适应性适应性(adaptability)n生殖生殖(reproduction)3/10/20232n（一）剌激（一）剌激(stimulus)(stimulus)与反应与反应(response)(response)n1 1、刺激、刺激 人体及其组织细胞所处环人体及其组织细胞所处环境因素境因素（内外环境）变化内外环境）变化，

2、称为刺激。，称为刺激。n2 2、反应、反应 在刺激作用下，机体或组在刺激作用下，机体或组织所产生的织所产生的变化变化称为反应称为反应。一、兴奋性一、兴奋性*3/10/20233反应的表现形式反应的表现形式n（1 1）兴奋：相对静止）兴奋：相对静止活动；活动；n 或活动弱或活动弱活动强活动强n n（2 2）抑制：活动状态）抑制：活动状态相对静止；相对静止；n 或由活动强或由活动强活动弱活动弱3/10/20234、刺激要具有的三个条件、刺激要具有的三个条件n一定的强度一定的强度n一定的持续时间一定的持续时间n 一定的强度时间变化率一定的强度时间变化率3/10/202354、阈值、阈剌激的概念、阈值

3、、阈剌激的概念n 能能引引起起活活组组织织细细胞胞产产生生反反应应的的最最小小刺刺激激强强度度，称称为为阈阈值值（阈阈强强度度）。这这个个刺刺激激，称为称为 阈刺激阈刺激。n阈上刺激阈上刺激 阈剌激阈剌激 阈下刺激。阈下刺激。3/10/20236（二）衡量兴奋性的指标（二）衡量兴奋性的指标阈值阈值n1 1、定义：活组织细胞接受刺激产生反应、定义：活组织细胞接受刺激产生反应（动作电位）的能力（或特性），称（动作电位）的能力（或特性），称兴兴奋性奋性。n 衡量指标衡量指标阈值阈值阈值小阈值小 ：兴奋性高兴奋性高阈值大阈值大 ：兴奋性低兴奋性低3/10/20237兴奋与兴奋性区别：n兴奋兴奋 表现表

4、现 n兴奋性兴奋性 潜在的能力潜在的能力3/10/20238 神经细胞、肌细胞和腺细胞。神经细胞、肌细胞和腺细胞。2 2、可兴奋细胞通常是指可兴奋细胞通常是指3/10/20239二、适应性二、适应性n1、定义：机体按环境变化调整自身生理功能、定义：机体按环境变化调整自身生理功能的过程称为适应，机体所具有的这种能力称为的过程称为适应，机体所具有的这种能力称为适应性。适应性。n2、分类：生理性适应；行为性适应。、分类：生理性适应；行为性适应。3/10/202310四、生殖四、生殖n繁殖后代，延续种族。繁殖后代，延续种族。3/10/202311第二章 细胞、基本组织及运动系统n细胞膜的结构和物质转运

5、功能n参考：第参考：第10-14页页3/10/202312一、膜的化学组成和分子结构n1、“液态镶嵌模型”学说：n膜以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同功能的蛋白质n2、细胞膜的功能：屏障、转运、识别和信号传递。3/10/2023133/10/202314二、细胞膜的物质转运功能n（一）单纯扩散（simple diffusion）n是指脂溶性小分子物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧的转运过程。n如：O2、CO2通过细胞膜。3/10/202315（二）易化扩散（二）易化扩散（facilitated diffusion)n-借助细胞膜特殊蛋白质进行转运。n1.以“载体”为介导的易化扩散：如

6、葡萄糖、氨基酸的转运。n特征:(1)结构特异性高 n (2)饱和现象n (3)竟争性抑制n2.以“通道”为介导：如Na+、K+、Cl-等离子转运。3/10/2023163/10/2023173/10/202318不可激活不可激活备用状态：可被激活3/10/202319离子通道（ion channel)n1、通道状态n通道激活-通道处于开放状态n通道失活-通道处于关闭状态n2、通道结构的类型：n（1）化学门控通道n（化学依从性通道）n（2）电压门控通道n（电压依从性通道）n（3）机械门控通道 3/10/202320*（三）主动转运（active transport)是人体最重要的物质转运形式nN

7、a+、K+的主动转运：nNa+-K+泵(sodium-potassium pump),或称钠泵（sodium pump）-Na+-K+依赖式ATP酶的蛋白质3/10/2023213/10/202322细胞膜上钠泵活动最重要的意义建立起一种贮备势能。3/10/202323被动转运与主动转运的特点n被动转运n（passive transport)n特点：n1、物质作顺浓度差或电位差移动n2、细胞本身不需耗能n主动转运n (action transport)1、物质作逆浓度差或电位差移动n2、细胞本身需耗能n如：钠泵、钙泵等包括：、单纯扩散：如O2、CO22、易化扩散 载体转运 通道转运3/10/2

8、02324（二）出胞（二）出胞(exocytosis(exocytosis）和和 入胞入胞(endocytosisendocytosis)作用作用 n大分子物质进出细胞通过出胞与入胞形式。大分子物质进出细胞通过出胞与入胞形式。3/10/202325 图图2-6 入胞和出胞模式图入胞和出胞模式图3/10/202326 第二节第二节 神经与骨骼肌细胞神经与骨骼肌细胞 的一般生理特性的一般生理特性n一、细胞的生物电现象及其产生机制一、细胞的生物电现象及其产生机制3/10/202327n、生物电定义、生物电定义n、主要存在形式有：主要存在形式有：n（1 1）静息电位（）静息电位（resting pot

9、entialresting potential）n（2 2）动作电位（动作电位（action potentialaction potential）n（3 3）局部电位（）局部电位（local potentiallocal potential）3/10/2023283/10/202329（一）细胞的静息电位 (resting potental,RP)n 1、静息电位概念n 指细胞在安静（未受剌激）时，存在于细胞膜内外两侧的电位差。n又叫做跨膜静息电位，简称静息膜电位。nRP：-10 -100mvn2、细胞的极化状态是指：n 细胞膜内侧带负电n 细胞膜外侧带正电 3/10/202330（二）静息电

10、位的产生机制n、细胞膜内外的离子分布及膜对离子的通透性 n 离子分布 通透性n膜内 阳离子：K为主 最大（安静时）阴离子：带负电大 分子有机物n膜外 阳离子：Na为主 最大（有效剌激）阴离子：Cl-为主3/10/202331高K+-+-+-K+外流动力：膜内外K+浓度差K+外流阻力：膜内外形成的电场力阻力动力3/10/202332、静息电位与钾离子的平衡n(1)RP(1)RP形成主要是由于细胞内形成主要是由于细胞内K K的外流。的外流。n(2)K(2)K外外流流的的动动力力:细细胞胞膜膜内内外外K K的的浓浓度度差。差。n(3)K(3)K外外流流的的条条件件:安安静静时时细细胞胞膜膜对对K K

11、+有有通透性。通透性。3/10/202333*3/10/202334（二）细胞的动作电位（action potential,）n1、动作电位的概念n 指细胞在受到适当剌激后，其膜在静息电位的基础上发生一次快速的、可逆的、可扩布的电位变化。3/10/2023353/10/2023362、动作电位的产生机制、动作电位的产生机制#3/10/202337高K+-+-+-Na+内流动力：膜内外Na+浓度差和膜内带负电阻力动力高Na+-+高Na+A图B图Na+内流阻力：膜内带正电3/10/202338高K+-+-+-K+外流动力：膜内外K+浓度差和膜外带负电阻力动力高Na+-+A图B图动力高K+K+外流阻

12、力：膜外带正电3/10/202339n1）AP的组成及产生机制：Na+平衡电位n（1）去（除）极化（上升支）n主要由Na+的快速内流形成。n（2）复极化（下降支）n 主要由K+的快速外流形成。n（3）离子恢复：钠泵3/10/2023402）相关定义n（1）极化n（2）去极化（除极化）n（3）复极化n（4）反极化（超射）n（5）超射值n（6）超极化3/10/202341去极化（Na+内流）复极化（K+外流）超 射离子恢复（钠泵）静息电位（K+外流）阈电位3/10/2023423）实验依据）实验依据3/10/2023434）动作电位产生的条件n阈电位与锋电位n n阈电位：指膜去极化到能引起动作电位

13、爆发时的临界跨膜电位数值。3/10/2023445）动作电位产生的意义n（1）是细胞兴奋的标志n（2）是可兴奋细胞发生兴奋时共有的特征性表现。3/10/2023453 3、细胞动作电位期间兴奋性的周期变化、细胞动作电位期间兴奋性的周期变化n绝对不应期：兴奋性降至零，不能再产生动作 n 电位n相对不应期 n超常期n低常期*兴奋性逐渐恢复，可再接受剌激产生动作电位3/10/202346#3/10/2023474、动作电位的特性：n（1 1）具有）具有“全全”或或“无无”现象现象n（2 2）不衰减性传导）不衰减性传导 n（3 3）具有不应期：由于具有不应期，）具有不应期：由于具有不应期，所以相继产生

14、的动作电位不发生重合所以相继产生的动作电位不发生重合（或总和）。（或总和）。3/10/2023483/10/202349（三）细胞的局部兴奋（第63页）n局部反应的特点：局部反应的特点：n （1 1）剌激依赖性：没有）剌激依赖性：没有“全或无全或无”现象，其幅度可随刺激强度增强而增现象，其幅度可随刺激强度增强而增强。强。n （2 2）电紧张性扩布：即呈递减性传）电紧张性扩布：即呈递减性传布布n （3 3）总和反应：没有不应期，可以）总和反应：没有不应期，可以总和（时间性总和、空间性总和）总和（时间性总和、空间性总和）3/10/202350引起细胞兴奋的方式引起细胞兴奋的方式n（1 1）给给予予

15、一一次次阈阈或或阈阈上上刺刺激激：使使RPRP降降到到阈阈电位水平，爆发电位水平，爆发APAPn（2 2）给给予予多多次次阈阈下下刺刺激激：局局部部反反应应总总和和RPRP降到阈电位水平降到阈电位水平APAP爆发爆发3/10/202351二、兴奋在同一细胞上的传导n（一）兴奋传导的机制：通过局部电流n 沿着神经纤维传导的动作电位，称为神经冲动。3/10/202352（二）兴奋传导的特征（二）兴奋传导的特征n(1)(1)完整性：要求自身结构和生理功能完整完整性：要求自身结构和生理功能完整n(2)(2)双向性传导双向性传导 n(3)(3)不衰减性或不衰减性或”全或无全或无”现象现象 n(4)(4)

16、绝缘性绝缘性n(5)(5)相对不疲劳性相对不疲劳性3/10/202353三、兴奋在不同细胞间的传递三、兴奋在不同细胞间的传递（一）动作电位在神经（一）动作电位在神经-肌接头处的传递肌接头处的传递3/10/2023541、神经-肌接头的结构*3/10/202355APAP到达神经轴突末梢到达神经轴突末梢,细胞外细胞外CaCa2+2+进入轴突末梢进入轴突末梢囊泡与接头前膜融合并破囊泡与接头前膜融合并破裂，释放裂，释放AchAch AChACh进进入入接接头头间间隙隙与与接接头头后膜上的后膜上的N N2 2型型AChACh受体结合受体结合 NaNa+内流（为主）内流（为主）终板终板 电位电位邻邻旁旁

17、肌肌细细胞胞膜膜静静息息跨跨膜膜电电位降至阈电位水平位降至阈电位水平爆发爆发APAP触发肌肉收缩触发肌肉收缩2 2、过程、过程3/10/202356注意n（1）传递兴奋的化学物质：AChn属于化学传递n（2）终板电位（Na+内流为主）属于局部兴奋n（3）由胆碱脂酶水解ACH3/10/2023573 3、神经、神经-肌接头兴奋传递的特征肌接头兴奋传递的特征n（1）单向传递）单向传递n（2）时间延搁）时间延搁n（3）易受环境因素和药物的影响）易受环境因素和药物的影响3/10/202358四、骨骼肌的收缩四、骨骼肌的收缩（一）（一）骨骼肌的超微结构及分子组成骨骼肌的超微结构及分子组成3/10/202

18、359肌原纤维和肌小节组成肌原纤维和肌小节组成3/10/202360（二）骨骼肌的收缩机制n1、滑行学说n2、肌肉收缩的分子机制：肌丝的分子组成和横桥运动3/10/202361肌细胞收缩、舒张及三联体结构示意图3/10/202362（1）粗肌丝粗肌丝:由肌球蛋白分子组由肌球蛋白分子组成成 横桥的特性：横桥的特性：具有酶的作用，可分解具有酶的作用，可分解ATP的放出能量。的放出能量。在一定条件下能与肌动蛋白呈在一定条件下能与肌动蛋白呈可逆性结合可逆性结合（2）细肌丝）细肌丝:肌动蛋白：有与横桥的结合点肌动蛋白：有与横桥的结合点原肌凝蛋白：安静时掩盖肌动蛋白原肌凝蛋白：安静时掩盖肌动蛋白上的横桥结

19、合点上的横桥结合点肌钙蛋白：与肌钙蛋白：与Ca2+有很强的亲和有很强的亲和性的结合位点性的结合位点3/10/2023633/10/202364按任意键飞入横桥摆动动画肌节缩短肌节缩短=肌细胞收缩肌细胞收缩牵拉细肌丝朝肌节中央滑行牵拉细肌丝朝肌节中央滑行横桥摆动横桥摆动横桥与结合位点合，横桥与结合位点合，分解分解ATPATP释放能量释放能量原肌球蛋白位移，原肌球蛋白位移，暴露细肌丝上的结合位点暴露细肌丝上的结合位点CaCa2 2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合肌钙蛋白的构型肌钙蛋白的构型终池膜上的钙通道开放终池膜上的钙通道开放终池内的终池内的CaCa2 2+进入肌浆进入肌浆3 3、肌丝滑行、肌丝滑

20、行3/10/202365*（三）骨骼肌的兴奋收缩耦联n指把肌纤维动作电位（兴奋）和肌纤维收缩连接起来的中介过程主要步骤：3/10/2023661.1.兴奋兴奋-收缩耦联收缩耦联 三个主要步骤三个主要步骤：肌膜电兴奋的传导肌膜电兴奋的传导 三联管处的信息传递三联管处的信息传递 肌浆网（纵管系统）中肌浆网（纵管系统）中CaCa2 2+的释放的释放 CaCa2+2+是兴奋是兴奋-收缩耦联的耦联物收缩耦联的耦联物3/10/2023673/10/202368总 结n 1.横桥和肌动蛋白的结合是肌丝滑行的必要条件n 2.三联体是兴奋收缩耦联的结构基础n 3.耦联的因子是Ca2+n 4.Ca2+是触发和终止

21、肌肉收缩的关键n 3/10/202369（四）骨骼（四）骨骼肌收缩的外要表现肌收缩的外要表现n骨骼肌收缩的形式：骨骼肌收缩的形式：n、根据肌肉的长度或张力改变，分为：n (1)等张收缩 n张力不变，长度缩短。n (2)等长收缩n张力改变，长度不变。n 3/10/2023702 2、根据剌激形式不同：骨骼肌收缩的形式根据剌激形式不同：骨骼肌收缩的形式n 3/10/202371第三节第三节 人体与环境人体与环境一、内环境及稳态一、内环境及稳态3/10/202372（一）体液与内环境的概念n细胞外液是细胞直接生活的体液环境，称为机体内环境3/10/2023733/10/202374n内环境的理化性质

22、只能作较小幅度的波动，保持着动态平衡（相对稳定状态），这一状态称为稳态。（二）内环境稳态3/10/202375第四节 人体生理功能的调节n一、神经调节一、神经调节（nervous regulation)神经调节神经调节：由神经系统对生理功能所进行的调节。：由神经系统对生理功能所进行的调节。n 调节特点调节特点：反应快速、精确、作用部位局限、作用：反应快速、精确、作用部位局限、作用时间短暂。时间短暂。n n 调节基本过程调节基本过程：反射：反射 n 反射的反射的结构基础结构基础：反射弧：反射弧3/10/202376中枢传入神经感受器（皮肤）效应器（肌肉）传出神经感受器（皮肤）中枢传出神经效应器（

23、肌肉）传入神经3/10/202377*反射-在中枢神经系统参与下，机体对内、外环境的变化所作出的规律性的应答。3/10/202378反射分类：反射分类：非条件反射非条件反射:先天遗传。先天遗传。条件反射条件反射:后天获得后天获得。3/10/202379二、体液调节二、体液调节(humoral reglation)体体液液调调节节：指指机机体体的的内内分分泌泌腺腺或或内内分分泌泌细细胞胞分分泌泌的的一一些些特特殊殊的的化化学学物物质质，经经体体液液运运输输调调节节机机体体的的生生理理功功能。能。调节特点调节特点：缓慢、广泛、持久。缓慢、广泛、持久。调节方式调节方式：远分泌远分泌 旁分泌旁分泌 神

24、经分泌神经分泌3/10/2023803/10/202381（三）自身调节（三）自身调节 自身调节自身调节：当体内、外环境变化时，细胞、组织、当体内、外环境变化时，细胞、组织、器官本身不依赖神经与体液调节而产生的适器官本身不依赖神经与体液调节而产生的适应性反应。应性反应。调节特点调节特点：范围较小、调节作用有限。范围较小、调节作用有限。3/10/202382 人体功能调节方式3/10/202383第五节第五节 体内控制系统体内控制系统一、非自动控制系统（第一、非自动控制系统（第77页）页）（自学）（自学）3/10/202384二、反馈控制系统(feedback control system)n（

25、一）反馈调节的定义：n闭环系统，即闭环系统，即受控部分受控部分的活动会反过来影的活动会反过来影响响控制部分控制部分的活动。的活动。n（二）负反馈与正反馈的比较：3/10/202385控制特点控制特点：正反馈是破坏原先的平衡状态正反馈是破坏原先的平衡状态,使某一生理使某一生理活动在同一方向上不断加强，并迅速完成活动在同一方向上不断加强，并迅速完成.负反馈是维持系统的平衡或稳态。负反馈是维持系统的平衡或稳态。正常机体中有大量的负反馈机制（压力感正常机体中有大量的负反馈机制（压力感受性反射，体温调节），正反馈机制很少受性反射，体温调节），正反馈机制很少（排尿反射、分娩、大量失血出现的（排尿反射、分娩

26、、大量失血出现的“恶性恶性循环循环”）。3/10/202386 三、前馈控制三、前馈控制1、定义：是指、定义：是指控制部分控制部分向向受控部分受控部分发出指令的同时，发出指令的同时，又通过另一快捷通路向又通过另一快捷通路向控制部分控制部分发出发出前馈信息前馈信息，及时地调控及时地调控受控部分受控部分的活动。的活动。2、控制方式：双通路。、控制方式：双通路。3、控制特点：、控制特点：前馈机制可更快地对活动进行控制，使活动更加前馈机制可更快地对活动进行控制，使活动更加准确。准确。有些条件反射也可认为是一种前馈控制（如看到有些条件反射也可认为是一种前馈控制（如看到食物就唾液分泌）。食物就唾液分泌）。3/10/2023873/10/202388