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1、 動(dòng)物生理學(xué)筆記第一章 動(dòng)物生理學(xué)概述一、動(dòng)物生理學(xué)的研究對(duì)象、任務(wù)和方法1、生理學(xué):研究正常機(jī)體生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)有機(jī)體的生命活動(dòng)以形態(tài)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),功能為內(nèi)容2、生理學(xué)研究?jī)?nèi)容:通常將生理學(xué)的研究歸納為三個(gè)水平:細(xì)胞、分子水平普通生理學(xué)或細(xì)胞生理學(xué)器官、系統(tǒng)水平專(zhuān)門(mén)生理學(xué),整體水平:器官、系統(tǒng)之間,機(jī)體與環(huán)境聯(lián)系與協(xié)調(diào)整合生理學(xué):將是未來(lái)生理學(xué)的主要內(nèi)容。3、研究方法:生理學(xué)為實(shí)驗(yàn)科學(xué),以實(shí)驗(yàn)揭示機(jī)理和功能 (1)急性實(shí)驗(yàn):不持久、實(shí)驗(yàn)后動(dòng)物死亡 離體器官:取出器官,置于與體內(nèi)環(huán)境相似的人工模擬環(huán)境,短時(shí)間保持生理 活體解剖:麻醉、毀腦,暴露所研究器官 優(yōu)點(diǎn):條件簡(jiǎn)單,盡量消除與研究無(wú)關(guān)因素

2、 缺點(diǎn):不能代表正常生理狀態(tài)下的功能狀態(tài) (2)慢性實(shí)驗(yàn):正常飼養(yǎng)條件下長(zhǎng)期觀察實(shí)驗(yàn)。 健康完整的動(dòng)物為對(duì)象,正常環(huán)境中進(jìn)行,安裝瘺管、埋藏電極、摘除破壞組織的觀察 優(yōu)點(diǎn):反應(yīng)正常的生理活動(dòng) 缺點(diǎn):不排除影響因素二、機(jī)體與內(nèi)環(huán)境(一)生命現(xiàn)象的基本特征新陳代謝、興奮性、生殖、適應(yīng)性。 1、新陳代謝:是指機(jī)體與環(huán)境之間不斷進(jìn)行物質(zhì)交換和能量交換,以實(shí)現(xiàn)自我更新的過(guò)程。包括合成代謝和分解代謝。 同化作用:是指機(jī)體從外界環(huán)境中攝取各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),經(jīng)過(guò)改造或轉(zhuǎn)化,以提供建造自身機(jī)構(gòu)所需要的原料和能量的過(guò)程。 異化作用:是指機(jī)體把自身的物質(zhì)分解,同時(shí)釋放能量,以供機(jī)體生命活動(dòng)的需要,并把分解后的終產(chǎn)物排出

3、體外的過(guò)程。 新陳代謝是生命活動(dòng)的基本特征,他一旦停止了,生命也就停止了。2、興奮性:指可興奮組織或細(xì)胞受到特定刺激時(shí)產(chǎn)生動(dòng)作電位的能力或特性。而刺激是指能引起組織細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)的各種內(nèi)外環(huán)境的變化。 刺激引起組織興奮的條件:刺激的強(qiáng)度、刺激的持續(xù)時(shí)間,以及刺激強(qiáng)度對(duì)時(shí)間的變化率,這三個(gè)參數(shù)必須達(dá)到某個(gè)最小值。在其它條件不變情況下,引起組織興奮所需刺激強(qiáng)度與刺激持續(xù)時(shí)間呈反變關(guān)系。 衡量組織興奮性大小的較好指標(biāo)為:閾值。 閾值:剛能引起可興奮組織、細(xì)胞去極化并達(dá)到引發(fā)動(dòng)作電位的最小刺激強(qiáng)度。 3、生殖:生物體生長(zhǎng)發(fā)育到一定階段,能夠產(chǎn)生與自己相似的個(gè)體,這種功能稱(chēng)為生殖。生殖功能對(duì)種群的繁衍是必

4、需的,因此被視為生命活動(dòng)的基本特征之一。 4、適應(yīng)性:當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化時(shí),機(jī)體或其部分組織、器官的結(jié)構(gòu)與機(jī)能也將在某種限度隨之改變,以求與所在的環(huán)境保持動(dòng)態(tài)平衡,機(jī)體的這種能力稱(chēng)為適應(yīng)性。(二)機(jī)體的內(nèi)環(huán)境、穩(wěn)態(tài)及生理意義1、內(nèi)環(huán)境:即細(xì)胞外液(包括血漿,組織液,淋巴液,各種腔室液等),是細(xì)胞直接生活的液體環(huán)境。內(nèi)環(huán)境直接為細(xì)胞提供必要的物理和化學(xué)條件、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),并接受來(lái)自細(xì)胞的代謝尾產(chǎn)物。內(nèi)環(huán)境最基本的特點(diǎn)是穩(wěn)態(tài)。 2、穩(wěn)態(tài):內(nèi)環(huán)境處于相對(duì)穩(wěn)定(動(dòng)態(tài)平衡)的一種狀態(tài),是內(nèi)環(huán)境理化因素、各種物質(zhì)濃度的相對(duì)恒定,這種恒定是在神經(jīng)、體液等因素的調(diào)節(jié)下實(shí)現(xiàn)。穩(wěn)態(tài)的維持主要依賴(lài)負(fù)反饋。穩(wěn)態(tài)是內(nèi)環(huán)境的相對(duì)

5、穩(wěn)定狀態(tài),而不是絕對(duì)穩(wěn)定。穩(wěn)態(tài)系統(tǒng):(1)可調(diào)節(jié)的易變因子(2)調(diào)定點(diǎn)(3)感受器(4)反饋調(diào)節(jié)和整合中樞(5)效應(yīng)器3、穩(wěn)態(tài)(內(nèi)環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài))的生理意義:生命活動(dòng)的唯一目的在于維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的恒定。它是機(jī)體自由獨(dú)立生活的必要條件。三、動(dòng)物機(jī)體生理功能的主要調(diào)節(jié)方式機(jī)體內(nèi)存在三種調(diào)節(jié)機(jī)制:神經(jīng)調(diào)節(jié)、體液調(diào)節(jié)、自身調(diào)節(jié)。(一)神經(jīng)調(diào)節(jié):是機(jī)體功能的主要調(diào)節(jié)方式。調(diào)節(jié)特點(diǎn):反應(yīng)速度快、作用持續(xù)時(shí)間短、作用部位準(zhǔn)確。高度整合基本調(diào)節(jié)方式:反射。反射活動(dòng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是反射弧,由感受器、傳入神經(jīng)、反射中樞、傳出神經(jīng)和效應(yīng)器五個(gè)部分組成。反射與反應(yīng)最根本的區(qū)別在于反射活動(dòng)需中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與。(二)體液調(diào)

6、節(jié):發(fā)揮調(diào)節(jié)作用的物質(zhì)主要是激素。激素由內(nèi)分泌細(xì)胞分泌后可以進(jìn)入血液循環(huán)發(fā)揮長(zhǎng)距離調(diào)節(jié)作用,也可以在局部的組織液內(nèi)擴(kuò)散,改變附近的組織細(xì)胞的功能狀態(tài),這稱(chēng)為旁分泌。調(diào)節(jié)特點(diǎn):作用緩慢、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、作用部位廣泛。(這些特點(diǎn)都是相對(duì)于神經(jīng)調(diào)節(jié)而言的。)神經(jīng)-體液調(diào)節(jié):內(nèi)分泌細(xì)胞直接感受內(nèi)環(huán)境中某種理化因素的變化,直接作出相應(yīng)的反應(yīng)。(三)自身調(diào)節(jié):是指內(nèi)外環(huán)境變化時(shí)組織、細(xì)胞不依賴(lài)于神經(jīng)或體液調(diào)節(jié)而產(chǎn)生的適應(yīng)性反應(yīng)。調(diào)節(jié)特點(diǎn):調(diào)節(jié)能力較小,對(duì)維持局部組織穩(wěn)態(tài)起一定的作用。舉例:(1)心室肌的收縮力隨前負(fù)荷變化而變化,從而調(diào)節(jié)每搏輸出量的特點(diǎn)是自身調(diào)節(jié),故稱(chēng)為異長(zhǎng)自身調(diào)節(jié)。(2)全身血壓在一定范圍內(nèi)

7、變化時(shí),腎血流量維持不變的特點(diǎn)是自身調(diào)節(jié)。四、機(jī)體生理功能的控制系統(tǒng)(一)非自動(dòng)控制系統(tǒng):由中樞(控制部分)對(duì)效應(yīng)器(受控部分)發(fā)出指令,受控部分按指令產(chǎn)生活動(dòng)(活動(dòng)增加)或停止活動(dòng)(活動(dòng)減弱),受控部分的活動(dòng)不能反過(guò)來(lái)影響控制部分的活動(dòng)。該控制方式為單向(二)反饋控制系統(tǒng):所謂反饋是指由受控部分向控制部分發(fā)送信息,而對(duì)控制部分功能狀態(tài)施加的影響。根據(jù)反饋信息的性質(zhì)和作用的不同,可將反饋分為負(fù)反饋和正反饋兩類(lèi)。負(fù)反饋:反饋信息與控制信息的作用方向相反,因而可以糾正控制信息的效應(yīng)。(可逆)意義:維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài),在負(fù)反饋情況時(shí),反饋控制系統(tǒng)平時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài)。 2、正反饋:反饋信息不是制約控制

8、部分的活動(dòng),而是促進(jìn)與加強(qiáng)控制部分的活動(dòng)。(不可逆)意義:使生理過(guò)程不斷加強(qiáng),直至最終完成生理功能,在正反饋情況時(shí),反饋控制系統(tǒng)處于再生狀態(tài)。生命活動(dòng)中常見(jiàn)的正反饋有:排便、排尿、射精、分娩、血液凝固等。(三)前饋控制系統(tǒng)前饋控制:前饋機(jī)制是指某一方面的信息(干擾信息)作用于受控部分引起輸出效應(yīng)變化的同時(shí),又通過(guò)另一快捷途徑作用于控制部分,使其及時(shí)地調(diào)整活動(dòng)。前饋的作用是預(yù)先監(jiān)測(cè)干擾,防止干擾的擾亂;或是超前洞察動(dòng)因,及時(shí)作出適應(yīng)性反應(yīng),但有時(shí)也會(huì)引起失誤。前饋機(jī)制又稱(chēng)適應(yīng)性控制。第二章 細(xì)胞的基本功能一、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特征和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能(一)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特征1.脂質(zhì)雙分子層磷脂分子為雙極性(雙

9、嗜性)分子,這種結(jié)構(gòu)熱力學(xué)穩(wěn)定,可以自動(dòng)形成和維持。脂質(zhì)的熔點(diǎn)(即相變溫度tc,凝膠態(tài)與液晶態(tài)互變)很低,體溫條件下呈液晶態(tài),即膜具有某種程度的流動(dòng)性。2.細(xì)胞膜蛋白質(zhì)膜蛋白質(zhì)主要以?xún)煞N形式同膜脂質(zhì)相結(jié)合,占20%30%的表面蛋白質(zhì)(外周蛋白質(zhì))以帶電的氨基酸或基團(tuán)極性基團(tuán)與膜兩側(cè)的脂質(zhì)結(jié)合;占70%80%的結(jié)合蛋白質(zhì)(內(nèi)在蛋白質(zhì))通過(guò)一個(gè)或幾個(gè)疏水的-螺旋即膜內(nèi)疏水羥基與脂質(zhì)分子結(jié)合。3.細(xì)胞膜糖類(lèi)細(xì)胞膜糖類(lèi)主要是一些寡糖鏈和多糖鏈,它們都以共價(jià)鍵的形式和膜脂質(zhì)或蛋白質(zhì)結(jié)合,形成糖脂和糖蛋白;這些糖鏈絕大多數(shù)是裸露在膜的外面(非細(xì)胞質(zhì))一側(cè)的。 4、結(jié)構(gòu)該模型的基本內(nèi)容:以液態(tài)脂質(zhì)雙分子層為

10、基架,其中鑲嵌著具有不同生理功能的蛋白質(zhì)分子,并連有一些寡糖和多糖鏈。 特點(diǎn): (1)脂質(zhì)膜不是靜止的,而是動(dòng)態(tài)的、流動(dòng)的。 (2)細(xì)胞膜兩側(cè)是不對(duì)稱(chēng)的,因?yàn)閮蓚?cè)膜蛋白存在差異,同時(shí)兩側(cè)的脂類(lèi)分子也不完全相同。 (3)細(xì)胞膜上相連的糖鏈主要發(fā)揮細(xì)胞間“識(shí)別”的作用。 (4)膜蛋白有多種不同的功能,如發(fā)揮轉(zhuǎn)動(dòng)物質(zhì)作用的載體蛋白、通道蛋白、離子泵等,這些膜蛋白主要以螺旋或球形蛋白質(zhì)的形式存在,并且以多種不同形式鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中,如靠近膜的內(nèi)側(cè)面、外側(cè)面、貫穿整個(gè)脂質(zhì)雙層三種形式均有。 (5)細(xì)胞膜糖類(lèi)多數(shù)裸露在膜的外側(cè),可以作為它們所在細(xì)胞或它們所結(jié)合的蛋白質(zhì)的特異性標(biāo)志。(二)細(xì)胞膜的跨膜物

11、質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能1、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn):包括單純擴(kuò)散和易化擴(kuò)散兩種形式。特點(diǎn):a、在物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中不需要細(xì)胞代謝提供能量 b、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)是順電-化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運(yùn) (1)單純擴(kuò)散:指小分子脂溶性物質(zhì)由高濃度的一側(cè)通過(guò)細(xì)胞膜向低濃度的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程。單純擴(kuò)散的取決于膜兩側(cè)的物質(zhì)濃度梯度和膜對(duì)該物質(zhì)的通透性。單純擴(kuò)散在物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的當(dāng)時(shí)是不耗能的,其能量來(lái)自高濃度本身包含的勢(shì)能。 (2)易化擴(kuò)散:指非脂溶性小分子物質(zhì)在特殊膜蛋白的協(xié)助下,由高濃度的一側(cè)通過(guò)細(xì)胞膜向低濃度的一側(cè)移動(dòng)的過(guò)程。參與易化擴(kuò)散的膜蛋白有載體蛋白質(zhì)和通道蛋白質(zhì)。 以載體為中介的易化擴(kuò)散特點(diǎn)如下:(1)競(jìng)爭(zhēng)性抑制;(2)飽和現(xiàn)象;(3)高度結(jié)構(gòu)特異性。以通

12、道為中介的易化擴(kuò)散特點(diǎn)如下:(1)高速性;(2)離子選擇性;(3)門(mén)控,a、化學(xué)門(mén)控性通道 如乙酰膽堿通道、氨基酸通道、葡萄糖通道。b、電壓門(mén)控通道 如鈉離子通道、鉀離子通道、鈣離子通道;(4)無(wú)飽和性2、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),包括原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)是指細(xì)胞消耗能量將物質(zhì)由膜的低濃度一側(cè)向高濃度的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程。特點(diǎn):(1)在物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中,細(xì)胞要消耗能量;(2)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)是逆電-化學(xué)梯度進(jìn)行;(3)轉(zhuǎn)運(yùn)的為小分子物質(zhì);(4)原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)主要是通過(guò)離子泵轉(zhuǎn)運(yùn)離子,繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)是指依賴(lài)離子泵轉(zhuǎn)運(yùn)而儲(chǔ)備的勢(shì)能從而完成其他物質(zhì)的逆濃度的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。 最常見(jiàn)的離子泵轉(zhuǎn)運(yùn)為細(xì)胞膜上的鈉泵(n

13、a+-k+泵),其生理作用和特點(diǎn)如下: (1)鈉泵是由一個(gè)催化亞單位和一個(gè)調(diào)節(jié)亞單位構(gòu)成的細(xì)胞膜內(nèi)在蛋白,催化亞單位有與na+、atp結(jié)合點(diǎn),具有atp酶的活性。 (2)其作用是逆濃度差將細(xì)胞內(nèi)的na+移出膜外,同時(shí)將細(xì)胞外的k+移入膜內(nèi)。 (3)與靜息電位的維持有關(guān)。 (4)建立離子勢(shì)能貯備:分解的一個(gè)atp將3個(gè)na+移出膜外,同時(shí)將2個(gè)k+移入膜內(nèi),這樣建立起離子勢(shì)能貯備,參與多種生理功能和維持細(xì)胞電位穩(wěn)定。 (5)可使神經(jīng)、肌肉組織具有興奮性的離子基礎(chǔ)。 3、出胞和入胞作用。(均為耗能過(guò)程) 出胞:是指某些大分子物質(zhì)或物質(zhì)團(tuán)塊由細(xì)胞排出的過(guò)程,主要見(jiàn)于細(xì)胞的分泌活動(dòng)。入胞:指細(xì)胞外的某

14、些物質(zhì)團(tuán)塊進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程。因特異性分子與細(xì)胞膜外的受體結(jié)合并在該處引起的入胞作用稱(chēng)為受體介導(dǎo)式入胞。 記憶要點(diǎn):(1)小分子脂溶性物質(zhì)可以自由通過(guò)脂質(zhì)雙分子層,因此,可以在細(xì)胞兩側(cè)自由擴(kuò)散,擴(kuò)散的方向決定于兩側(cè)的濃度,它總是從濃度高一側(cè)向濃度低一側(cè)擴(kuò)散,這種轉(zhuǎn)運(yùn)方式稱(chēng)單純擴(kuò)散。正常體液因子中僅有o2、co2、nh3以這種方式跨膜轉(zhuǎn)運(yùn),另外,某些小分子藥物可以通過(guò)單純擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)。 (2)非脂溶性小分子物質(zhì)從濃度高向濃度低處轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)不需消耗能量,屬于被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),但轉(zhuǎn)運(yùn)依賴(lài)細(xì)胞膜上特殊結(jié)構(gòu)的“幫助”,因此,可以把易化擴(kuò)散理解成“幫助擴(kuò)散”。什么結(jié)構(gòu)發(fā)揮“幫助”作用呢?細(xì)胞膜蛋白,它既可以作為載體將物質(zhì)從濃

15、度高處“背”向濃度低處,也可以作為通道,它開(kāi)放時(shí)允許物質(zhì)通過(guò),它關(guān)閉時(shí)不允許物質(zhì)通過(guò)。體液中的離子物質(zhì)是通過(guò)通道轉(zhuǎn)運(yùn)的,而一些有機(jī)小分子物質(zhì),例如葡萄糖、氨基酸等則依賴(lài)載體轉(zhuǎn)運(yùn)。至于載體與通道轉(zhuǎn)運(yùn)各有何特點(diǎn),只需掌握載體轉(zhuǎn)運(yùn)的特異性較高,存在競(jìng)爭(zhēng)性抑制現(xiàn)象。 (3)非脂溶性小分子物質(zhì)從濃度低向濃度高處轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)需要消耗能量,稱(chēng)為主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。體液中的一些離子,如na+、k+、ca2+、h+的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)依靠細(xì)胞膜上相應(yīng)的離子泵完成。離子泵是一類(lèi)特殊的膜蛋白,它有相應(yīng)離子的結(jié)合位點(diǎn),又具有atp酶的活性,可分解atp釋放能量,并利用能量供自身轉(zhuǎn)運(yùn)離子,所以離子泵完成的轉(zhuǎn)運(yùn)稱(chēng)為原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。體液中某些小分子

16、有機(jī)物,如葡萄糖、氨基酸的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)屬于繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),它依賴(lài)離子泵轉(zhuǎn)運(yùn)相應(yīng)離子后形成細(xì)胞內(nèi)外的離子濃度差,這時(shí)離子從高濃度向低濃度一側(cè)易化擴(kuò)散的同時(shí)將有機(jī)小分子從低濃度一側(cè)耦聯(lián)到高濃度一側(cè)。腸上皮細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞吸收葡萄糖屬于這種繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。 (4)出胞和入胞作用是大分子物質(zhì)或物質(zhì)團(tuán)塊出入細(xì)胞的方式。內(nèi)分泌細(xì)胞分泌激素、神經(jīng)細(xì)胞分泌遞質(zhì)屬于出胞作用;上皮細(xì)胞、免疫細(xì)胞吞噬異物屬于入胞作用。 二、細(xì)胞的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(一)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的概念和一般特性1、定義:刺激攜帶著內(nèi)外環(huán)境變化的信息(表現(xiàn)為一種能量形式)作用于細(xì)胞膜,通過(guò)細(xì)胞膜將該信息(能量)轉(zhuǎn)換成一種新的信息(一種弱電能量)而傳遞到

17、細(xì)胞內(nèi),這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程叫細(xì)胞跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。2、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ):在細(xì)胞膜的脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)中鑲嵌著許多結(jié)構(gòu)和功能不同的蛋白質(zhì):通道蛋白、受體蛋白、g蛋白、效應(yīng)器酶是跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。3、細(xì)胞跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本特征 多途徑、多層次的細(xì)胞跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路具有匯聚或發(fā)散的特點(diǎn)。每一種受體都能識(shí)別各自的特異配體,來(lái)自各非相關(guān)受體的信號(hào)可以在細(xì)胞內(nèi)匯聚后激活同一個(gè)效應(yīng)器酶而引起細(xì)胞的生理生化反應(yīng)和行為的改變。來(lái)自相同配體(如表皮生長(zhǎng)因子或胰島素)的信息可發(fā)散激活多種效應(yīng)器酶,導(dǎo)致多樣化的細(xì)胞應(yīng)答。 細(xì)胞跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)既有專(zhuān)一性,又有作用機(jī)制的相似性。配體與受體結(jié)構(gòu)上的互補(bǔ)性是細(xì)胞跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)專(zhuān)一性的重要基礎(chǔ),但千

18、變?nèi)f化的細(xì)胞外信號(hào)只需通過(guò)少數(shù)幾種第二信使就可介導(dǎo)多種多樣的細(xì)胞應(yīng)答反應(yīng)。 細(xì)胞跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程是一多級(jí)信號(hào)放大過(guò)程,但這種放大作用的啟動(dòng)和終止又是并存的,從而使信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)精確而適度。正常情況下,激素(配體)本身對(duì)受體的數(shù)目有上調(diào)和下調(diào)的影響;信號(hào)分子的磷酸化和去磷酸化、g蛋白與gdp、gtp結(jié)合的可逆變化;ca2+的釋放與回收;第二信使的生成與降解等都是同時(shí)發(fā)生,對(duì)細(xì)胞外信號(hào)不會(huì)產(chǎn)生持續(xù)的反應(yīng),而是瞬間的反應(yīng)。一旦破壞了這種正常的正、負(fù)反饋機(jī)制,細(xì)胞就會(huì)發(fā)生病變。 細(xì)胞的適應(yīng)性,如果細(xì)胞長(zhǎng)期暴露在某種形式的刺激下,細(xì)胞對(duì)刺激的反應(yīng)將會(huì)降低。細(xì)胞對(duì)信號(hào)的適應(yīng)方式有多種:一是減少細(xì)胞表面的受體數(shù)目

19、,從而降低對(duì)信號(hào)的敏感性;二是加速鈍化受體(受體本身脫敏,見(jiàn)第8、9章),從而降低受體對(duì)配體的親和力或?qū)Π馕⒘颗潴w的敏感性;三是在受體已被激活的情況下,其下游信號(hào)蛋白發(fā)生變化,使信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路受阻,這是一種負(fù)反饋性適應(yīng),即強(qiáng)刺激引起自身反應(yīng)關(guān)閉的調(diào)節(jié)機(jī)制。 細(xì)胞內(nèi)各種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路不是彼此孤立的,它們構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(cignal network system)。一種刺激(環(huán)境因素變化的信息)可通過(guò)不同方式進(jìn)行跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),如na+、k+、cl-、ca2+等即可通過(guò)非門(mén)控離子通道或通過(guò)門(mén)控通道以擴(kuò)散的放式進(jìn)行跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo);也可通過(guò)相應(yīng)的泵,以主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的方式,進(jìn)行跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo);有的還可

20、通過(guò)g蛋白耦聯(lián)受體,通過(guò)第二信使系統(tǒng)進(jìn)行跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。(二)跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要途徑i、門(mén)控離子通道型受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)傳導(dǎo) 離子通道實(shí)際上是特殊的膜蛋白質(zhì)分子在膜上形成的通道。大多數(shù)離子通道都有門(mén),稱(chēng)為門(mén)控通道。分為: (1)電壓門(mén)控通道:主要是分布在除突觸后膜和終板膜以外的神經(jīng)和肌肉細(xì)胞表面膜中的na+、k+、ca2+等通道。 (2)機(jī)械門(mén)控通道:如神經(jīng)末梢頂部的纖毛受到切向力彎曲時(shí)由于纖毛受力使其根部的膜變形(牽拉),直接激活了其附近膜中的機(jī)械門(mén)控通道而出現(xiàn)離子跨膜移動(dòng)。 (3)化學(xué)門(mén)控通道:要分布于如肌細(xì)胞的終板膜和神經(jīng)元的突觸后膜中,如神經(jīng)-肌肉接頭處的n-乙酰膽堿門(mén)控通道上,ach受

21、體身就是離子通道的一個(gè)組成部分,因它的激活能直接引起跨膜離子流動(dòng),故又稱(chēng)為通道型受體,或促離子型受體。該通道由2.組成的5個(gè)亞基構(gòu)成,ach的結(jié)合位點(diǎn)就存在于2個(gè)亞單位上,當(dāng)兩個(gè)ach與之結(jié)合后引起na+通道開(kāi)放。因?yàn)檫@種通道只有在膜外特定的化學(xué)信號(hào)(配體)與膜上的受體結(jié)合后才開(kāi)放又稱(chēng)配子門(mén)控通道。(4)細(xì)胞間通道:許多低等動(dòng)物或動(dòng)物的某些細(xì)胞如,平滑肌細(xì)胞、心肌細(xì)胞及中樞的某些神經(jīng)細(xì)胞之間存在著縫隙連接,當(dāng)某些因素存在時(shí),在縫隙連接處的兩側(cè)膜蛋白顆粒發(fā)生對(duì)接,形成溝通相鄰細(xì)胞漿的通道,而在另一些因素存在時(shí),溝通的通道消失。ii、g蛋白偶聯(lián)蛋白與第二信使介導(dǎo)的跨膜信號(hào)傳導(dǎo) 由g蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)

22、的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)至少與膜內(nèi)4種物質(zhì)有關(guān)。1、g蛋白耦聯(lián)受體 受體蛋白質(zhì)是能與化學(xué)信號(hào)分子進(jìn)行特異結(jié)合的獨(dú)立的蛋白質(zhì)分子,包括和 腎上腺素能受體,ach受體,多數(shù)肽類(lèi)激素,5-羥色氨受體,嗅覺(jué)受體,視紫紅質(zhì)受體等。2、g-蛋白 g-蛋白是鳥(niǎo)苷酸結(jié)合蛋白的簡(jiǎn)稱(chēng)。有興奮(gs、go)型和抑制(gi)型兩種,可分別引起效應(yīng)器酶的激活和抑制而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)第二信使物質(zhì)增加或減少。 受體與配體結(jié)合后構(gòu)型變化,激活膜內(nèi)側(cè)g蛋白, g-蛋白通常由、3個(gè)亞基組成, 當(dāng)它被激活時(shí)便與gdp分離,而與一個(gè)分子的gtp(三磷酸鳥(niǎo)苷)結(jié)合,這亞基與其它兩個(gè)亞基(-)分離,分別對(duì)膜中的效應(yīng)器酶起作用。3、g蛋白效應(yīng)器(1)能催

23、化第二信使生成的酶:位于細(xì)胞膜上的腺苷酸環(huán)化酶(ac)、磷脂酶c(plc);依賴(lài)于cgmp的磷酸二酯酶(pde)及磷脂酶a2它們能激活相應(yīng)的腺苷酸環(huán)化酶等使胞漿中的第二信使物質(zhì)增加。(2)離子通道4、第二信使 腺苷酸環(huán)化酶能催化atp生成cgmp,cgmp可把激素的信號(hào)帶入細(xì)胞漿,進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞生理功能的改變。作用于細(xì)胞膜的信號(hào)(如腎上腺素)叫第一信使;由細(xì)胞外信號(hào)分子作用于細(xì)胞膜而產(chǎn)生的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子(如camp)叫第二信使.第二信使物質(zhì)有環(huán)一磷酸腺苷(camp),三磷酸肌醇(ip3),二酰甘油(dg)環(huán)一磷酸鳥(niǎo)苷(cgmp)和ca2+;第二信使的功能是調(diào)節(jié)各種蛋白激酶和離子通道。iii、酶偶

24、聯(lián)受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)傳導(dǎo)1、具有酪氨酸激酶的受體 該受體簡(jiǎn)單, 只有一個(gè)橫跨細(xì)胞膜的螺旋,有兩種類(lèi)型: (1)受體具有酪氨酸激酶的結(jié)構(gòu)域,即受體與酪氨酸激酶是同一個(gè)蛋白質(zhì)分子。當(dāng)與相應(yīng)的化學(xué)信號(hào)結(jié)合時(shí),直接激活自身的酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域,導(dǎo)致受體自身或細(xì)胞內(nèi)靶蛋白的磷酸化。 (2)受體本身沒(méi)有酶的活性,但當(dāng)它被配體激活時(shí)立即與酪氨酸激酶結(jié)合,并使之激活,通過(guò)對(duì)自身和底物蛋白的磷酸化作用,把信號(hào)傳入細(xì)胞內(nèi) 。2、具有鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶受體 該受體也只有一個(gè)跨細(xì)胞膜的螺旋,其膜內(nèi)側(cè)有鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶,當(dāng)配體與它結(jié)合后,即將鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶激活,催化細(xì)胞內(nèi)gtp生成cgmp,cgmp又可激活蛋白激酶g(pkg),pk

25、g促使底物蛋白質(zhì)磷酸化,產(chǎn)生效應(yīng)。 上述幾種跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程并不是決然分開(kāi)的,相互之間存在著錯(cuò)綜復(fù)雜的聯(lián)系,形成所謂的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)。三、細(xì)胞的興奮性與生物電現(xiàn)象(一)細(xì)胞的生物電現(xiàn)象及其產(chǎn)生機(jī)制生物電的表現(xiàn)形式: 靜息電位rp所有細(xì)胞在安靜時(shí)均存在,不同的細(xì)胞其靜息電位值不同。 動(dòng)作電位ap可興奮細(xì)胞受到閾或閾上刺激時(shí)產(chǎn)生。 局部電位所有細(xì)胞受到閾下刺激時(shí)產(chǎn)生。 1.靜息電位:細(xì)胞處于安靜狀態(tài)下(未受刺激時(shí))膜內(nèi)外的電位差。 靜息電位表現(xiàn)為膜個(gè)相對(duì)為正而膜內(nèi)相對(duì)為負(fù)。 (1)形成條件: 安靜時(shí)細(xì)胞膜兩側(cè)存在離子濃度差(離子不均勻分布)。 安靜時(shí)細(xì)胞膜主要對(duì)k+通透。也就是說(shuō),細(xì)胞未受刺激時(shí),膜上離

26、子通道中主要是k+通道開(kāi)放,允許k+由細(xì)胞內(nèi)流向細(xì)胞外,而不允許na+、ca2+由細(xì)胞外流入細(xì)胞內(nèi)。 (2)形成機(jī)制:k+外流的平衡電位即靜息電位,靜息電位形成過(guò)程不消耗能量。 (3)特征:靜息電位是k+外流形成的膜兩側(cè)穩(wěn)定的電位差。 只要細(xì)胞未受刺激、生理?xiàng)l件不變,這種電位差持續(xù)存在,而動(dòng)作電位則是一種變化電位。細(xì)胞處于靜息電位時(shí),膜內(nèi)電位較膜外電位為負(fù),這種膜內(nèi)為負(fù),膜外為正的狀態(tài)稱(chēng)為極化狀態(tài)。而膜內(nèi)負(fù)電位減少或增大,分別稱(chēng)為去極化和超級(jí)化。細(xì)胞先發(fā)生去極化,再向安靜時(shí)的極化狀態(tài)恢復(fù)稱(chēng)為復(fù)極化。 2.動(dòng)作電位: (1)概念:可興奮組織或細(xì)胞受到閾上刺激時(shí),在靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生的快速、可逆轉(zhuǎn)

27、、可傳播的細(xì)胞膜兩側(cè)的電變化。動(dòng)作電位的主要成份是峰電位。相關(guān)概念:極化狀態(tài):靜息時(shí)細(xì)胞的膜內(nèi)負(fù)外正的狀態(tài);超極化:膜兩側(cè)的極化現(xiàn)象加劇時(shí);去極化:當(dāng)極化現(xiàn)象減弱時(shí)的狀態(tài)或過(guò)程超射:膜由原來(lái)的-70mv去極化到0 mv,進(jìn)而變化到2040mv,去極化超過(guò)0電位的部分稱(chēng)為,此時(shí)膜的狀態(tài)為反極化狀態(tài)。去極化、反極化構(gòu)成了動(dòng)作電位的上升支;復(fù)極化:由去極化、反極化向極化狀態(tài)恢復(fù)的過(guò)程,它構(gòu)成了動(dòng)作電位的下降支。鋒電位:構(gòu)成動(dòng)作電位主要部分的一次短暫而尖銳的脈沖樣變化,是細(xì)胞興奮的標(biāo)志。后電位:繼鋒電位后所出現(xiàn)的電位波動(dòng)??煞譃樨?fù)后電位(去極化后電位)和正后電位(超極化后電位)。它代表細(xì)胞興奮后興奮性

28、的恢復(fù)過(guò)程。(2)形成條件: 細(xì)胞膜兩側(cè)存在離子濃度差,細(xì)胞膜內(nèi)k+濃度高于細(xì)胞膜外,而細(xì)胞外na+、ca2+、cl-高于細(xì)胞內(nèi),這種濃度差的維持依靠離子泵的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。(主要是na+-k+泵的轉(zhuǎn)運(yùn))。 細(xì)胞膜在不同狀態(tài)下對(duì)不同離子的通透性不同,例如,安靜時(shí)主要允許k+通透,而去極化到閾電位水平時(shí)又主要允許na+通透。 可興奮組織或細(xì)胞受閾上刺激。 (3)形成過(guò)程:閾刺激細(xì)胞部分去極化na+少量?jī)?nèi)流去極化至閾電位水平na+內(nèi)流與去極化形成正反饋(na+爆發(fā)性?xún)?nèi)流)達(dá)到na+平衡電位(膜內(nèi)為正膜外為負(fù))形成動(dòng)作電位上升支。 膜去極化達(dá)一定電位水平na+內(nèi)流停止、k+迅速外流形成動(dòng)作電位下降支。 閾

29、強(qiáng)度:引起組織細(xì)胞產(chǎn)生興奮的最小刺激強(qiáng)度。閾刺激:達(dá)到閾強(qiáng)度的刺激才是有效刺激,稱(chēng)為閾刺激。 閾下刺激:低于閾強(qiáng)度的刺激,不能引起興奮。 閾上刺激:高于閾強(qiáng)度的刺激,能引起興奮。(4)形成機(jī)制:動(dòng)作電位上升支na+內(nèi)流所致。 動(dòng)作電位的幅度決定于細(xì)胞內(nèi)外的na+濃度差,細(xì)胞外液na+濃度降低動(dòng)作電位幅度也相應(yīng)降低,而阻斷na+通道(河豚毒)則能阻礙動(dòng)作電位的產(chǎn)生。 動(dòng)作電位下降支k+外流所致。 (5)動(dòng)作電位特征: 產(chǎn)生和傳播都是“全或無(wú)”式的。 傳播的方式為局部電流,傳播速度與細(xì)胞直徑成正比。 動(dòng)作電位是一種快速,可逆的電變化,產(chǎn)生動(dòng)作電位的細(xì)胞膜將經(jīng)歷一系列興奮性的變化:絕對(duì)不應(yīng)期相對(duì)不應(yīng)

30、期超常期低常期,它們與動(dòng)作電位各時(shí)期的對(duì)應(yīng)關(guān)系是:峰電位絕對(duì)不應(yīng)期;負(fù)后電位相對(duì)不應(yīng)期和超常期;正后電位低常期。 3.局部電位: (1)概念:細(xì)胞受到閾下刺激時(shí),細(xì)胞膜兩側(cè)產(chǎn)生的微弱電變化(較小的膜去極化或超極化反應(yīng))?;蛘哒f(shuō)是細(xì)胞受刺激后去極化未達(dá)到閾電位的電位變化。 (2)形成機(jī)制:閾下刺激使膜通道部分開(kāi)放,產(chǎn)生少量去極化或超極化,故局部電位可以是去極化電位,也可以是超極化電位。局部電位在不同細(xì)胞上由不同離子流動(dòng)形成,而且離子是順著濃度差流動(dòng),不消耗能量。 (3)特點(diǎn): 等級(jí)性。指局部電位的幅度與刺激強(qiáng)度正相關(guān),而與膜兩側(cè)離子濃度差無(wú)關(guān),因?yàn)殡x子通道僅部分開(kāi)放無(wú)法達(dá)到該離子的電平衡電位,因

31、而不是“全或無(wú)”式的。 可以總和。局部電位沒(méi)有不應(yīng)期,一次閾下刺激引起一個(gè)局部反應(yīng)雖然不能引發(fā)動(dòng)作電位,但多個(gè)閾下刺激引起的多個(gè)局部反應(yīng)如果在時(shí)間上(多個(gè)刺激在同一部位連續(xù)給予)或空間上(多個(gè)刺激在相鄰部位同時(shí)給予)疊加起來(lái)(分別稱(chēng)為時(shí)間總和或空間總和),就有可能導(dǎo)致膜去極化到閾電位,從而爆發(fā)動(dòng)作電位。 電緊張擴(kuò)布。局部電位不能像動(dòng)作電位向遠(yuǎn)處傳播,只能以電緊張的方式,影響附近膜的電位。電緊張擴(kuò)布隨擴(kuò)布距離增加而衰減。 (二)細(xì)胞的興奮性及其周期性變化1、興奮性:細(xì)胞受刺激時(shí)產(chǎn)生動(dòng)作電位的能力。興奮則指產(chǎn)生動(dòng)作電位的過(guò)程或是動(dòng)作電位的同意語(yǔ)。組織產(chǎn)生了動(dòng)作電位就是產(chǎn)生了興奮(簡(jiǎn)稱(chēng)興奮)。在受到

32、刺激時(shí)能產(chǎn)生動(dòng)作電位的組織才稱(chēng)為可興奮組織。2、細(xì)胞興奮周期變化興奮性的變化規(guī)律:絕對(duì)不應(yīng)期相對(duì)不應(yīng)期超常期低常期恢復(fù)。a、絕對(duì)不應(yīng)期:在神經(jīng)接受前一個(gè)刺激而興奮時(shí)的一個(gè)短暫時(shí)期內(nèi), 神經(jīng)的興奮性下降至零。此時(shí)任何刺激均歸于“無(wú)效”。b、相對(duì)不應(yīng)期:在絕對(duì)不應(yīng)期之后,神經(jīng)的興奮性有所恢復(fù),但要引起組織的再次興奮,所用的刺激強(qiáng)度必須大于該神經(jīng)的閾強(qiáng)度。c、超常期:經(jīng)過(guò)絕對(duì)不應(yīng)期、相對(duì)不應(yīng)期,神經(jīng)的興奮性繼續(xù)上升,可超過(guò)正常水平。用低于正常閾強(qiáng)度的檢測(cè)刺激就可引起神經(jīng)第二次興奮的時(shí)期稱(chēng)。d、低常期:繼超常期之后神經(jīng)的興奮性又下降到低于正常水平的期。e、閾下總和:閾下刺激相繼或同時(shí)作用時(shí),有可能引起

33、一次興奮,稱(chēng)為閾下總和。(三)動(dòng)作電位的引起和興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)2、興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo):可興奮細(xì)胞興奮的標(biāo)志是產(chǎn)生動(dòng)作電位,因此興奮的傳導(dǎo)實(shí)質(zhì)上是動(dòng)作電位向周?chē)膫鞑?。?dòng)作電位以局部電流的方式傳導(dǎo),直徑大的細(xì)胞電阻較小傳導(dǎo)的速度快。有髓鞘的神經(jīng)纖維動(dòng)作電位以跳躍式傳導(dǎo),因而比無(wú)髓纖維傳導(dǎo)快。 動(dòng)作電位在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)是“全或無(wú)”式的,動(dòng)作電位的幅度不因傳導(dǎo)距離增加而減小。(1)傳導(dǎo)機(jī)制局部電流學(xué)說(shuō)動(dòng)作電位(興奮)也就在神經(jīng)纖維膜上傳導(dǎo)開(kāi)來(lái),稱(chēng)之為神經(jīng)沖動(dòng)。(2)跳躍式傳導(dǎo)局部電流只能出現(xiàn)在與之相鄰的朗飛氏結(jié)之間,興奮就以跳躍的方式從一個(gè)朗飛氏結(jié)傳到另一個(gè)朗飛氏結(jié),不斷向前傳導(dǎo)。三、興

34、奮在細(xì)胞間傳遞興奮在細(xì)胞間的傳遞:細(xì)胞間信息傳遞的主要方式是化學(xué)性傳遞,包括突觸傳遞和非突觸傳遞,某些組織細(xì)胞間存在著電傳遞(縫隙連接)。 神經(jīng)肌肉接頭處的信息傳遞過(guò)程如下: 神經(jīng)末梢興奮(接頭前膜)發(fā)生去極化膜對(duì)ca2+通透性增加ca2+內(nèi)流神經(jīng)末梢釋放遞質(zhì)achach通過(guò)接頭間隙擴(kuò)散到接頭后膜(終板膜)并與n型受體結(jié)合終板膜對(duì)na+、k+(以na+為主)通透性增高na+內(nèi)流終板電位總和達(dá)閾電位肌細(xì)胞產(chǎn)生動(dòng)作電位。 特點(diǎn):?jiǎn)蜗騻鬟f;傳遞延擱;易受環(huán)境因素影響。(一) 化學(xué)突觸(經(jīng)典突觸和接頭突觸)1、經(jīng)典突觸概念:是指一個(gè)神經(jīng)元的軸突末梢與另一個(gè)神經(jīng)元的胞體或突起相接觸的部位。經(jīng)典的突觸又稱(chēng)

35、為化學(xué)性突觸,其傳遞過(guò)程是通過(guò)軸突末梢釋放特殊的化學(xué)物質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì)而實(shí)現(xiàn)的。2、結(jié)構(gòu):突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜3、經(jīng)典突觸傳遞是一個(gè)電-化學(xué)-電過(guò)程: 電:指突觸前末梢去極化 化學(xué):指ca2+進(jìn)入突觸小體,突觸小泡釋放神經(jīng)遞質(zhì),神經(jīng)遞質(zhì)擴(kuò)散,遞質(zhì)與突觸后膜上受體(或化學(xué)門(mén)控通道上的受體)發(fā)生特異結(jié)合, 電位:突觸后膜對(duì)離子通透性改變,離子進(jìn)入突觸后膜,產(chǎn)生突觸后電位. 由于突觸前膜釋放的神經(jīng)遞質(zhì)性質(zhì)不同最終引發(fā)的突觸后電位的性質(zhì)也不同,突觸后電位有:興奮性突觸后電位(epsp)和抑制性突觸后電位(ipsp).4、接頭傳遞i、神經(jīng)-肌肉接頭處興奮的傳遞 (1)神經(jīng)-骨骼肌接頭,也叫運(yùn)動(dòng)終板。

36、(2)神經(jīng)-肌肉接頭處興奮傳遞過(guò)程 與經(jīng)典突觸傳遞過(guò)程基本相似,其化學(xué)門(mén)控通道為ach門(mén)控通道,產(chǎn)生興奮性突觸后電位,稱(chēng)終板電位(epp) (3)突觸后電位和epp都是一種局部電位,不具“全或無(wú)”特征,但其大小可隨ach釋放量增多而增加;不能傳播,只能在局部呈緊張性擴(kuò)布;可以產(chǎn)生總和。由于終板電位的緊張性擴(kuò)布,它可使與之鄰接的普通肌細(xì)胞膜去極化而達(dá)到閾電位水平,激活該處的電壓門(mén)控性通道,引發(fā)一次可沿整個(gè)肌細(xì)胞膜傳導(dǎo)的動(dòng)作電位。 (4)ach突觸的遞質(zhì)化學(xué)神經(jīng)肌肉接頭的傳遞保持1:1的關(guān)系:在終板膜以外的肌纖維膜的基膜上含有能使ach分解的膽堿酯酶,能將ach迅速降解,以便再次接受新的ach。

37、(5)經(jīng)典突觸傳遞與神經(jīng)-骨骼肌接頭傳遞的特點(diǎn) 單方向性; 有時(shí)間延遲(突觸延擱) 易受環(huán)境因素和藥物的影響: 易疲勞性,稱(chēng)為突觸疲勞 ii、 神經(jīng)-平滑肌和神經(jīng)-心肌接頭傳遞 曲張?bào)w內(nèi)含有大量的小而具有致密中心的突觸小泡,非突觸性化學(xué)傳遞當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)抵達(dá)曲張?bào)w時(shí),遞質(zhì)從曲張?bào)w中釋放出來(lái),靠彌散作用到達(dá)效應(yīng)細(xì)胞膜的受體,使效應(yīng)細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)。非突觸性化學(xué)傳遞的特點(diǎn): 傳遞花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng); 不存在1對(duì)1的關(guān)系,作用較彌散。 能否對(duì)效應(yīng)細(xì)胞發(fā)揮作用,取決于效應(yīng)細(xì)胞膜上有無(wú)相應(yīng)的受體存在。(二)電突觸1、電突觸的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是細(xì)胞間的縫隙連結(jié) 電突觸的兩層膜的間隙僅有23nm ,連接部位的神經(jīng)細(xì)胞膜并不增厚;

38、 膜兩側(cè)的胞漿內(nèi)不存在突觸小泡; 兩層膜之間有溝通兩側(cè)細(xì)胞漿的水相通道蛋白。2、興奮傳遞特點(diǎn):動(dòng)作電位在縫隙連結(jié)處的傳遞與在神經(jīng)軸突上傳播完全一樣,神經(jīng)沖動(dòng)可以 由一個(gè)細(xì)胞直接傳給下一個(gè)細(xì)胞,并且是雙向的,意義在于促使許多細(xì)胞產(chǎn)生同步化活動(dòng)。電突觸傳遞速度快,不易受外界因素的影響和改變。經(jīng)電突觸傳遞可使許多細(xì)胞產(chǎn)生同步狀態(tài)。四、肌肉收縮(一)骨骼肌細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)1.骨骼肌的特殊結(jié)構(gòu): 肌纖維內(nèi)含大量肌原纖維和肌管系統(tǒng),肌原纖維由肌小節(jié)構(gòu)成,粗、細(xì)肌絲構(gòu)成的肌小節(jié)是肌肉進(jìn)行收縮和舒張的基本功能單位。肌管系統(tǒng)包括肌原纖維去向一致的縱管系統(tǒng)和與肌原纖維垂直去向的橫管(t管)系統(tǒng)??v管系統(tǒng)的兩端膨大成

39、含有大量ca2+的終末池,一條橫管和兩側(cè)的終末池構(gòu)成三聯(lián)管結(jié)構(gòu),它是興奮收縮耦聯(lián)的關(guān)鍵部位。 2.粗、細(xì)肌絲蛋白質(zhì)組成: 記憶方法: 肌肉收縮過(guò)程是細(xì)肌絲向粗肌絲滑行的過(guò)程,即細(xì)肌絲活動(dòng)而粗肌絲不動(dòng)。細(xì)肌絲既是活動(dòng)的肌絲必然含有能“動(dòng)”蛋白肌凝蛋白。 細(xì)肌絲向粗肌絲滑動(dòng)的條件是肌漿內(nèi)ca2+濃度升高而且細(xì)肌絲結(jié)合上ca2+,因此細(xì)肌絲必含有結(jié)合鈣的蛋白肌鈣蛋白。 肌肉在安靜狀態(tài)下細(xì)肌絲不動(dòng)的原因是有一種安靜時(shí)阻礙橫橋與肌動(dòng)蛋白結(jié)合的蛋白,而這種原來(lái)不動(dòng)的蛋白在肌肉收縮時(shí)變構(gòu)(運(yùn)動(dòng)),這種蛋白稱(chēng)原肌凝蛋白。 (二)骨骼肌的收縮和興奮收縮偶聯(lián)1、肌肉收縮過(guò)程: 肌細(xì)胞膜興奮傳導(dǎo)到終池終池ca2+釋

40、放肌漿ca2+濃度增高ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合原肌凝蛋白變構(gòu)肌球蛋白橫橋頭與肌動(dòng)蛋白結(jié)合橫橋頭atp酶激活分解atp橫橋扭動(dòng)細(xì)肌絲向粗肌絲滑行肌小節(jié)縮短。 肌肉舒張過(guò)程:與收縮過(guò)程相反。 由于舒張時(shí)肌漿內(nèi)鈣的回收需要鈣泵作用,因此肌肉舒張和收縮一樣是耗能的主動(dòng)過(guò)程。 2、興奮收縮耦聯(lián)過(guò)程: 電興奮通過(guò)橫管系統(tǒng)傳向肌細(xì)胞深處。 三聯(lián)管的信息傳遞。 縱管系統(tǒng)對(duì)ca2+的貯存、釋放和再聚積。 (三)影響骨骼肌收縮的主要因素: 1、肌骼肌收縮形式: (1)等長(zhǎng)收縮張力增加而無(wú)長(zhǎng)度縮短的收縮,例如人站立時(shí)對(duì)抗重力的肌肉收縮是等長(zhǎng)收縮,這種收縮不做功。 等張收縮肌肉的收縮只是長(zhǎng)度的縮短而張力保持不變。這是在

41、肌肉收縮時(shí)所承受的負(fù)荷小于肌肉收縮力的情況下產(chǎn)生的??墒刮矬w產(chǎn)生位移,因此可以做功。 整體情況下常是等長(zhǎng)、等張都有的混合形式的收縮。 (2)單收縮和復(fù)合收縮: 低頻刺激時(shí)出現(xiàn)單收縮,高頻刺激時(shí)出現(xiàn)復(fù)合收縮。 在復(fù)合收縮中,肌肉的動(dòng)作電位不發(fā)生疊加或總和,其幅值不變。因?yàn)閯?dòng)作電位是“全或無(wú)”式的,只要產(chǎn)生動(dòng)作電位的細(xì)胞生理狀態(tài)不變,細(xì)胞外液離子濃度不變,動(dòng)作電位的幅度就穩(wěn)定不變。由于不應(yīng)期的存在動(dòng)作電位不會(huì)發(fā)生疊加,只能單獨(dú)存在。肌肉發(fā)生復(fù)合收縮時(shí),出現(xiàn)了收縮形式的復(fù)合,但引起收縮的動(dòng)作電位仍是獨(dú)立存在的。 收縮形式與刺激頻率的關(guān)系如下: 刺激時(shí)間間隙肌縮短+舒張單收縮; 肌縮短時(shí)間刺激時(shí)間間隙

42、肌縮短+舒張不完全強(qiáng)直收縮; 刺激時(shí)間間隙球蛋白纖維蛋白原),決定血漿膠體滲透壓的大小。 (2)滲透壓的作用 晶體滲透壓維持細(xì)胞內(nèi)外水平衡 膠體滲透壓維持血管內(nèi)外水平衡 原因:晶體物質(zhì)不能自由通過(guò)細(xì)胞膜,而可以自由通過(guò)有孔的毛細(xì)血管,因此,晶體滲透壓僅決定細(xì)胞膜兩側(cè)水份的轉(zhuǎn)移;蛋白質(zhì)等大分子膠體物質(zhì)不能通過(guò)毛細(xì)血管,決定血管內(nèi)外兩側(cè)水的平衡。 (3)注意點(diǎn):臨床上常用的等滲等張溶液有:0.9%nacl溶液,5%葡萄糖溶液。 血漿蛋白含量變化會(huì)影響組織液的量,而不會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)液的量,細(xì)胞外液晶體物質(zhì)濃度的變化則會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)液量。二、血細(xì)胞及功能(一)紅細(xì)胞生理1.紅細(xì)胞的形態(tài):紅細(xì)胞呈雙凹圓盤(pán)形

43、,直徑約為8m,無(wú)細(xì)胞核。 2.紅細(xì)胞的功能: (1)運(yùn)輸氧和二氧化碳;(2)緩沖體內(nèi)產(chǎn)生的酸堿物質(zhì)。這兩種功能均由血紅蛋白完成,其中的鐵離子必須處于亞鐵狀態(tài)(fe2+)。 3、紅血液的生理特性(1)選擇性通透 o2,co2等氣體自由通過(guò),尿素可以自由通過(guò);電解質(zhì)中負(fù)離子(ci-,hco3-)較易通過(guò),正離子(na+,k+)很難通過(guò)(2)懸浮穩(wěn)定性:指血液中的紅細(xì)胞能夠彼此保持一定距離而懸浮于血漿中的特性。紅細(xì)胞沉降率(esr):將抗凝的血靜置于垂直豎立的小玻璃管中,由紅細(xì)胞的比重較大受重力作用而自然下沉,正常情況下下沉十分緩慢,常以紅細(xì)胞在第一小時(shí)末下沉的距離來(lái)表示紅細(xì)胞沉降的速度,稱(chēng)esr

44、。以紅細(xì)胞沉降率(血沉)來(lái)表示懸浮穩(wěn)定性,血沉越?jīng)Q,懸浮穩(wěn)定性越差,二者呈反變關(guān)系。增加血沉的主要原因:紅細(xì)胞疊連的形成。 影響紅細(xì)胞疊連的因素不在紅細(xì)胞本身而在血漿,其中血漿白蛋白通過(guò)抑制疊連而使血沉減慢,而球蛋白、纖維蛋白原、膽固醇等促進(jìn)疊連的形成,從而加速血沉。 (3)滲透脆性:指紅細(xì)胞在低滲鹽溶液中發(fā)生膨脹、破裂和溶血的特性,用于表示紅細(xì)胞對(duì)低滲鹽溶液的抵抗能力。是指紅細(xì)胞在低滲溶液中抵抗膜破裂的一種特性。滲透脆性越大,細(xì)胞膜抗破裂的能力越低。正常紅細(xì)胞呈雙凹圓盤(pán)狀,在0.45%0.35%nacl溶液中開(kāi)始破裂,而球狀紅細(xì)胞滲透脆性增加,在0.64%nacl溶液中開(kāi)始破裂。(4)可塑性

45、:紅細(xì)胞在通過(guò)口徑小于它的血管時(shí)將發(fā)生變形,通過(guò)后又恢復(fù)原狀,稱(chēng)為可塑性。可塑性受3方面的影響:(1)表面積與體積比(比值愈大,可塑性大)(2)紅細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞膜粘滯性(粘性愈大,可塑性愈?。?)紅細(xì)胞膜的彈性(彈性愈大,可塑性也愈大)。4、紅細(xì)胞的生成正常動(dòng)物體內(nèi),紅細(xì)胞的生成與破壞之間經(jīng)常保持著動(dòng)態(tài)平衡。(1)紅細(xì)胞生成所需要的原料 蛋白質(zhì)、鐵、葉酸、維生素b12和維生素c等是影響紅細(xì)胞生成的重要因素。(2)紅細(xì)胞生成的調(diào)節(jié):a)瀑式促進(jìn)因子(bpa):能促進(jìn)早期紅系祖細(xì)胞合成dna,使其增殖加強(qiáng)。b)促紅細(xì)胞生成素(epo)促進(jìn)晚期紅系祖細(xì)胞進(jìn)入增殖期,向幼稚紅細(xì)胞分化,促進(jìn)血紅蛋白合成

46、,使血液中的成熟紅細(xì)胞增加。缺氧是刺激紅細(xì)胞生成的直接因子。缺氧可刺激腎臟分泌紅細(xì)胞生成酶,使血漿中的紅細(xì)胞生成素epo增加,也可由腎皮質(zhì)管細(xì)胞分泌epo,epo促進(jìn)造血器官紅系祖細(xì)胞的增殖,進(jìn)而是血液中的紅細(xì)胞數(shù)增加,緩解了缺氧,這是一個(gè)負(fù)反饋機(jī)制。c) 雄激素、甲狀腺素、生長(zhǎng)素可增強(qiáng)紅細(xì)胞生成,雌激素抑制紅細(xì)胞生成。(二)白細(xì)胞生理1、白細(xì)胞的分類(lèi)和數(shù)量白細(xì)胞是產(chǎn)生與骨髓和淋巴組織中的一類(lèi)有核血細(xì)胞。根據(jù)形態(tài)、功能和來(lái)源,白細(xì)胞可分為粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞三大類(lèi)。按粒細(xì)胞胞漿顆粒的嗜色性質(zhì)不同,又分為中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞。各種動(dòng)物白細(xì)胞數(shù)量隨動(dòng)物生理狀況不同而變化。正

47、常情況下,各類(lèi)白細(xì)胞所占的百分比能夠保持相對(duì)恒定。2、白細(xì)胞的生理特征1)、白細(xì)胞滲出 白細(xì)胞中除淋巴細(xì)胞外,能伸出偽足做變形運(yùn)動(dòng),并得以穿過(guò)血管壁,稱(chēng)為白細(xì)胞的滲出。2)、趨化性 白細(xì)胞具有向某些化學(xué)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的特性,稱(chēng)為趨化性。3)、吞噬作用 白細(xì)胞以入胞作用吞入并殺傷或降解病原物及組織碎片的過(guò)程,稱(chēng)為吞噬。具有吞噬能力的白細(xì)胞即為吞噬細(xì)胞。4)、分泌多種細(xì)胞因子 白細(xì)胞可分泌白細(xì)胞介素、腫瘤壞死因子、干擾素、集落刺激因子等細(xì)胞因子,參與機(jī)體炎癥和免疫反應(yīng)調(diào)控。3、白細(xì)胞的功能 1)、中性粒細(xì)胞 血液中主要的吞噬細(xì)胞。有很強(qiáng)的變形運(yùn)動(dòng)和吞噬能力,趨化性強(qiáng)。2)、嗜酸性粒細(xì)胞 細(xì)胞內(nèi)有溶酶體和

48、一些特殊顆粒,不含溶菌酶,能進(jìn)行吞噬,無(wú)殺菌能力。3)、嗜堿性粒細(xì)胞 細(xì)胞自身不具備吞噬能力,但與組織中的肥大細(xì)胞相似,都含有組胺、肝素和5-羥色胺等生物活性物質(zhì)。參與機(jī)體的過(guò)敏反應(yīng)。4)、單核細(xì)胞 細(xì)胞有變形運(yùn)動(dòng)和吞噬能力,可滲出血管變成巨噬細(xì)胞。能與組織中的巨噬細(xì)胞構(gòu)成單核-巨噬細(xì)胞體系,在體內(nèi)發(fā)揮防御作用。5)、淋巴細(xì)胞 淋巴細(xì)胞根據(jù)其生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程、細(xì)胞表面標(biāo)志和功能的不同,可劃分為t淋巴細(xì)胞和b淋巴細(xì)胞兩大類(lèi)。 t淋巴細(xì)胞:主要參與細(xì)胞免疫反應(yīng),受到抗原刺激后能合成一些免疫活性物質(zhì),參與體內(nèi)免疫反應(yīng)b淋巴細(xì)胞:參與體液免疫反應(yīng)4、白細(xì)胞的生成1)、生成過(guò)程 白細(xì)胞也是起源于骨髓中的造血

49、干細(xì)胞,經(jīng)歷定向祖細(xì)胞、可被識(shí)別的前體細(xì)胞等階段,發(fā)育成為具有多種功能的成熟白細(xì)胞。2)、生成的調(diào)節(jié) 淋巴細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞生成并分泌一類(lèi)糖蛋白,稱(chēng)為造血生長(zhǎng)因子,調(diào)節(jié)白細(xì)胞的分化與增殖。有些造血生長(zhǎng)因子在體外可刺激造血細(xì)胞生成集落,又稱(chēng)為集落刺激因子。5、白細(xì)胞的破壞白細(xì)胞可以“凋亡”、“壞死崩潰”、“自我溶解”等死亡形式 (三)血小板生理1、形態(tài):呈兩面微凹的圓盤(pán)狀,平均直徑2-4m,平均面積8m2,受刺激時(shí)伸出偽足。血小板過(guò)少,出血傾向;血小板過(guò)多,血栓形成見(jiàn)于真性血小板增多癥及繼發(fā)性增多2、血小板的生理特性(1)粘附 當(dāng)血管內(nèi)皮損傷而暴露膠原組織時(shí),立即引起血小

50、板的粘著,這一過(guò)程稱(chēng)為血小板粘附??梢鹧“逯醒ㄍ閍2(tx a2)增加, txa2具有極強(qiáng)的促血小板聚集和促血管收縮作用。指血小板粘著于非血小板表面 血管受損血小板與內(nèi)皮下成分(膠原、微纖維、層素)結(jié)合(2)聚集 血小板彼此之間互相粘附、聚合成團(tuán)的過(guò)程,稱(chēng)為血小板聚集。生理性致聚劑: adp、腎上腺素、5-ht、組胺等(3)釋放反應(yīng) 指血小板受刺激后,可將顆粒中的adp、5-羥色胺(5-ht)、兒茶酚胺、ca2+、血小板因3(pf3)等活性物質(zhì)向外釋放的過(guò)程。(4)收縮 指血小板內(nèi)的收縮蛋白發(fā)生的收縮過(guò)程。它可導(dǎo)致血凝塊回縮、血栓硬化,有利于止血過(guò)程。(5)吸附 血小板能吸附血漿中多種凝血因子于表面。3、血小板的生理功能1)維護(hù)血管壁完整性的功能。 2)參與生理止血功能。 (1)血小板粘附、聚集形成松軟止血栓,防止出血。 (2)血小板分泌adp、5-羥色胺、兒茶酚胺等活性物質(zhì),adp使血小板聚集變?yōu)椴豢赡妫?-羥色胺等使小動(dòng)脈收縮,有助于止血。 (3)促進(jìn)血液凝固,形成牢固止血栓。 三、血液凝固與纖維蛋白溶解生理止血血液從血管流出,在正常情況下經(jīng)數(shù)分鐘出血將自行停止,稱(chēng)為生理止血。生理止血過(guò)程包括三個(gè)過(guò)程:(1)小血管受傷后立即收縮(2)血栓形成,實(shí)現(xiàn)初步止血(3)纖維蛋白塊形成 (一)血液凝固1.概念:血液由流動(dòng)的溶膠狀態(tài)(液體

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