人体生理学基础.ppt
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1、人体生理学复习资料,1.内环境与外环境,1.1 体液及其分布,体液:体内含有的液体。,组织液:占体重15。血 浆:占体重5。淋巴液、脑脊液胸膜腔及关节腔内液体,分布:细胞内液:约2/3,占体重40。细胞外液:约1/3,占体重20。,第二节 机体的内环境,外环境 机体所直接接触和生活的外界环境(自然、社会环境)内环境 构成机体的细胞所直接接触和生活的环境(细胞外液),1.2 内环境与外环境,内环境直接为机体细胞提供必要的物理和化学条件、营养物质等,并接受来自细胞的代谢尾产物,2.机体的稳态,2.1 反应,当机体受到刺激时,机体内部代谢和外部活动 将会发生相应的改变,这种变化称为反应。,2.2 稳
2、态,内环境理化性质的相对恒定;(包括温度、pH、渗透压、化学组成等)概念扩展:泛指凡是通过机体自身的调节机制使某个生理过程保持相对恒定的状态都称为是稳态。如体温的相对稳定。,意义:稳态能维持机体的正常功能,是生命活动的必要条件。稳态是内环境的相对稳定状态,是动态平衡,而不是绝对稳定。,通过调节达到稳定,第三节 生理功能的调节,1.概念 当外环境发生变化,或机体生理情况变化时,体内的一些器官、组织的功能活动会发生相应的改变,最终使机体能适应各种不同的生理或外环境的变化,使被扰乱的内环境恢复的过程,叫做生理功能的调节2.调节方式 神经调节、体液调节和自身调节,3.各种调节方式原理及特点,3.1 神
3、经调节(nervous regulation),概 念:通过神经系统的活动调节生理功能;特 点:快速、局限、准确、精确、协调;基本形式:反射是神经调节的。,反射是在中枢神经系统参与下,机体对内、外环境变化发生有适应意义的规律性应答反应,概念:化学物质经体液运输调节细胞生理功能 特点:缓慢、广泛、持久 激素由内分泌细胞分泌后可以进入血液循环发挥长距离调节作用,也可以在局部的组织液内扩散,改变附近的组织细胞的功能状态。,3.2 体液调节(humoral regulation),发挥作用的主要物质是激素,3.2 自身调节(autoregulation),概念:指内外环境变化时细胞、组织不依赖神 经与
4、体液调节对环境产生的适应性反应特点:范围较小、不十分灵敏,如心室肌的收缩力随前负荷变化而变化,从而调节每搏输出量,这属于是自身调节,第四节 机体的控制系统,稳态的维持主要依赖机体的控制系统,非自动控制系统 反馈控制系统(feedback control system)前馈控制系统(feed-forward control system),受控部分,控制部分,一、非自动控制系统 此系统是一个开环系统 方式:单向性 特点:受控部分对控制部分不起调节作用。在生理功能调节中少见。例如:应激刺激引起交感神经系统高度兴奋,使血 压、心率,而这些信息不能引起明显的神 经调节活动,故BP和HR维持在高水平。,
5、机能活动,受控部分,指 令,控制部分,二、反馈控制系统 反馈控制系统是一个闭环系统即受控部分的活动会反过来影响控制部分的活动。方式:双向性(分:正反馈、负反馈),受控部分,指 令,机能活动,正 反 馈 信 息+,指 令,受控部分,机能活动,负 反 馈 信 息-,控制部分,控制部分,特点正反馈是维持系统再生状态 正反馈机制很少(排尿反射、分娩、大量失血出现的“恶性循环”)负反馈是维持系统的平衡或稳态 负反馈机制多(压力感受性反射,体温调节),反馈信息不是制约控制部分的活动,而是促进与加强控制部分的活动。正反馈是使控制方信息过程最终达到极端。,反馈信息与控制信息的作用方向相反,即受控方的反应最终起
6、到了降低控制方信息的作用,因而可以纠正控制信息的效应。,排尿过程为什么属于正反馈呢?,当膀胱内的尿液达到一定量时(约400mL),可以刺激膀胱的牵张感受器,冲动经过盆神经传入脊髓,由脊髓传出的冲动经盆神经到膀胱,引起膀胱平滑肌收缩,尿道括约肌松弛,尿液进入后尿道,然后排出体外;当尿液经过尿道时可以刺激尿道的感受器,由尿道感受器传入的冲动,到达脊髓后可进一步加强排尿反射的作用,使膀胱进一步收缩,形成了正反馈,直到膀胱内尿液排尽。,正反馈的意义:在于使生理过程不断加强,直至最终完成生理功能,在正反馈情况时,反馈控制系统处于再生状态。负反馈的意义:在于维持机体内环境的稳态,在负反馈情况时,反馈控制系
7、统平时处于稳定状态。,三、前馈控制,方式:双通路 特点:前馈可更快地对活动进行控制,使活动更加准确。有些条件反射也是一种前馈控制(如看到食物就唾液分泌),干扰信息直接通过感受装置作用于控制部分,调整控制信息,以对抗干扰信息对受控部分的影响,调节具有前瞻性,第四节 肌细胞的收缩功能,第三节 细胞的生物电现象,第二节 细胞的跨膜信号转导功能(略),第一节 细胞膜的结构和物质转运功能,第二章 细胞的基本功能,3.意义,生物膜这种液态/流动镶嵌结构与外源性化学物转运密切相关。生物膜与细胞物质、能量和信息的转换息息相关。,生物膜结构的主要成分为脂质,其溶点低于正常体温,因而正常情 况下生物膜维持在可流动
8、的液体状态。这种脂质成分对于水溶性化 合物具有屏障作用,而允许脂溶性物质溶解并穿透。镶嵌在脂质中的蛋白成分可以起到“载体”和特殊通道的作用,而使 某些水溶性化合物得以通过生物膜。生物膜的多孔性:生物膜上分布有很多微孔,是某些水溶性小分子 化合物的通道。,二、细胞膜的功能,隔离功能 屏障作用 选择性物质运输 生物功能,为细胞生命活动提供相对稳定的内环境,内外环境物质交换的屏障,选择性通透 伴随能量传递,激素作用、酶促反应、细胞识别、电子传递等,根据细胞是否需要消耗本身的代谢能,三、细胞膜的跨膜物质转运功能,(一)被动转运(passive transport),概念 物质顺电位或化学梯度的转运过程
9、。特点 1.不耗能 2.依靠或不依靠特殊膜蛋白质的“帮助”3.顺电-化学梯度 分类 1.单纯扩散 2.易化扩散,概念 脂溶性物质从高浓度侧向低浓度侧跨膜转运,1.单纯扩散(simple diffusion),扩散速率 R 遵从 Fick 定律 R=K A(c1-c2)/d K 扩散系数 A 膜的面积(c1-c2)外源化学物在膜两侧的浓度梯度 d 膜的厚度,特点 扩散速率高 无饱和性 不依靠特殊膜蛋白质的“帮助”(从膜的脂质分子间隙中通过)不需消耗能量 扩散量与浓度梯度、温度和膜通透性呈正相关,2.易化扩散(facilitated diffusion),概念 非脂溶性或脂溶解度小的物质,在膜蛋白
10、质的“帮助”下,由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。特点 需依靠特殊膜蛋白质的“帮助”不需另外消耗能量 选择性(特殊膜蛋白质本身有结构特异性)饱和性(结合位点是有限的)竟争性(经同一特殊膜蛋白质转运)分类 经通道的易化扩散 经载体的易化扩散,(1)经通道的易化扩散,转运的物质:各种带电离子,化学门控性通道(配体门控通道)通道与特异性化学物质结合后激活开放,通道分类(根据通道开关控制因素分类),神经-肌接头处的兴奋传递,N-M接头的结构 接头前膜:囊泡内含 ACh。接头间隙:约50-60nm。接头后膜:又称终板膜。存在ACh受体,能与ACh发生特异性结合。,突触,电压门控性通道 膜电位改变激
11、活通道开放,机械门控性通道 受机械牵拉作用激活开放,通道功能活动的共同特征:具有明显的离子选择性门控特点 通道结构和功能可受相关因素影响而迅速变化 激活状态 通道开放 失活状态 通道关闭,受适当刺激不能进入激活状态 静息或备用状态 通道关闭,受适当刺激可进入激活状态,(2)经载体的易化扩散,转运的物质:葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质,经载体介导的易化扩散特征,结构特异性 一种载体通常只选择性转运一种具特定结构的物质 同等浓度差:右旋葡萄糖跨膜通量左旋葡萄糖 木糖则几乎不能被载运饱和现象 载体蛋白数量有限 每个载体分子上与被转运物的结合位点数量有限竞争性抑制 跨膜总量一定,(二)
12、主动转运(active transport),概念 通过细胞本身的耗能将物质从低浓度侧向高浓度 侧跨膜转运。特点 需要消耗能量,能量由分解ATP来提供;依靠特殊膜蛋白质(泵)的“帮助”;是逆电-化学梯度进行的。分类 原发性主动转运 继发性主动转运 膜动式转运(入胞和出胞),1.原发性主动转运,概念 细胞直接利用代谢产生的能量进行主动转运,介导这一过程的膜蛋白离子泵,ATP水解为ADP,利用能量完成转运,钠-钾泵,钠泵活动的生理意义,胞内高K+是许多生化代谢反应的必需条件。阻止胞外Na+和水进入膜内,维持胞内低Na+,从而维持细胞的体积、结构和功能。建立的势能贮备是可兴奋组织兴奋的基础,也提供了
13、细胞其他的耗能过程。,2.继发性主动转运,概念 间接利用ATP能量的主动转运过程。即物质逆浓度或逆电位梯度转运时,能量非直接来自ATP的分解,是来自膜两侧Na+差,而Na+差是Na+-K+泵分解ATP释放的能量建立的。分类 同向转运 被转运的离子或分子都向同一方向运动 逆向转运 被转运的离子或分子彼此向相反方向运动,由转运体(膜蛋白)利用膜两侧Na+差完成跨膜转运,3.膜动转运(出胞和入胞),大分子、团块,需膜的运动,出胞 指细胞把成块的内容物由细胞内排出的过程。主要见于细胞分泌过程:激素、神经递质、消化液的分泌。入胞 指细胞外大分子物质或团块进入细胞的过程。分为 吞噬=转运固体物质;吞饮=转
14、运液体物质。细菌、病毒、异物的侵入,血浆中脂蛋白、大分子营养物进入细胞过程等,二、细胞兴奋后兴奋性的变化,有关概念 兴奋性 活组织或细胞对外界刺激发生反应的能力;或活组织或细胞对外界刺激产生AP的能力。兴奋 组织受刺激后,由静息活动或由活动弱强 的过程。抑制:组织受刺激后,由活动静息或由活动强弱 的过程。刺激:引起细胞或组织发生反应的所有内、外环境的 变化。,第四节 肌细胞的收缩功能,肌细胞具有收缩功能,人体各种形式运动都是通过肌细胞收缩完成的。如骨骼肌收缩完成躯体运动,心脏泵血活动靠心肌收缩完成;胃肠、膀胱、子宫及血管活动则由平滑肌收缩完成。,平滑肌,肌肉,横纹肌,心肌,骨骼肌,一、神经-肌
15、接头处的兴奋传递,1、N-M接头的结构 接头前膜:囊泡内含乙酰胆碱 ACh。接头间隙:约50-60nm。接头后膜:又称终板膜。存在ACh受体,能与ACh发生特异性结合。无电压性门控性钠通道。,3.影响N-M接头处兴奋传递的因素,(1)阻断ACh受体 箭毒,银环蛇毒,肌松剂(2)抑制胆碱酯酶活性 有机磷,新斯的明。(3)自身免疫性疾病 重症肌无力(抗体破坏ACh受体);肌无力综合征(抗体破坏N末梢Ca2+通道)。(4)接头前膜ACh释放 肉毒杆菌中毒。,二、骨骼肌收缩机制,骨骼肌细胞的结构骨骼肌的收缩机制(1)兴奋-收缩耦联(2)肌丝滑行,第四节 血型与输血原则,第三节 生 理 性 止 血,第二
16、节 血 细 胞 生 理,第一节 血液的组成和理化特性,第三章 血 液,一、血液的组成成分,血浆 55%呈淡黄色的液体血细胞 45%红细胞 白细胞 血小板,组成 90%的水和100多种溶质化学成分 1.血浆蛋白 白蛋白:分子量最小,而含量最多。球蛋白:1、2、四种球蛋白。(几乎全部是抗体,又称免疫球蛋白)纤维蛋白原:分子量最大,而含量最少 2.无机盐 3.非蛋白含氮化合物(NPN)包括:尿素、肌酐、氨基酸、胆红素等 测定血中NPN或尿素的含量,有助于了解体内蛋白质代谢状况和肾功能 4.其它 含有糖、脂类、乳酸,微量酶、维生素、激素以及少量气体等,(一)血 浆 约占全血量的50-55%,(二)血细
17、胞,约占全血量的45-50%,所有血细胞在血液中(全血)的容积百分比称为血细胞比容 血细胞比容可以反映血液中红细胞的相对浓度。,正常值 成年男性为 40-50%成年女性为 37-48%贫血患者的血细胞比容比正常值低,二、血量,概念 血量是机体中血液的总量,是血浆量和血细胞的总和正常值 正常成人的血液总量约相当于体重的7%-8%。如:体重60Kg的人,血量为4200-4800mL,血量的相对稳定是机体维持正常生命活动的重要保证,循环血量 全身大部分的血液在心血管系统中快速循环流动;储备血量 小部分血液滞留在肝、肺、腹腔静脉及皮下静脉丛内,流动很慢献血量 200400cc 对人体无影响 一般推荐2
18、00cc,三、血液的生理功能,1.维持内环境稳态 运输功能 血液的运输是机体物质运输的主要手段。缓冲功能 血液对内环境的理化性质(各种离子和营养物质的浓度、02和CO2的含量、温度、pH值、渗透压等)的某些变化有一定的缓冲作用。传递信息 血流直接作用于分布在血管上的感受器或刺激中枢感受细胞,为维持稳态传递反馈信息。2.防御机能 血液具有处理入侵体内的异物或病原体的功能 含有白细胞、淋巴细胞、巨噬细胞、各种免疫抗体和补体系统。止血机能 含有凝血因子,四、血液的理化特性,1血液的比重(血密度)与血细胞的数量和血浆的成分有关 正常人:全血的比重为1.050-1.060;血浆比重为1.025-1.03
19、0;红细胞比重是1.090-1.092。2血液的粘度 以水的粘度为1,全血的相对粘度为4-5,血浆的相对粘度为1.6-2.4。血液的粘度是形成血流阻力的重要因素之一。血浆的比重和粘性都与血浆蛋白质的含量成正比关系。,3.颜色 取决于红细胞及其所携带氧气的多少 红色来自红细胞内的血红蛋白 血红蛋白含氧量多时呈鲜红色(动脉血)含氧量少的呈暗红色(静脉血)4.血浆pH值 正常值:pH 7.357.45 pH7.35=酸中毒,pH7.45=碱中毒 pH6.9或7.8,将危及生命 维持相对稳定的因素:(1)血浆中的缓冲物质(2)通过肺和肾的调节,5、血浆渗透压(由溶质颗粒数目多少决定),血浆晶体渗透压
20、由血浆中的晶体物质决定的血浆渗透压。血浆胶体渗透压 由血浆蛋白产生一小部分血浆渗透压。,血浆的渗透压约为313mOsm。主要来自血浆晶体渗透压,血浆与组织液中的晶体物质浓度几乎相等,晶体渗透压基本相等,对于保持细胞内外的水平衡从而维持细胞正常形态和功能非常重要,血浆蛋白分子量大,不宜透过毛细血管壁,组织液中蛋白分子很少,血浆胶体渗透压高于组织液,这对于维持血管内外的水平衡极为重要,肾病 大量蛋白质从尿中丢失血浆蛋白浓度 血浆胶体渗透压有效胶体渗透压毛细血管动脉端滤出、静脉端回收液体在组织间隙积聚水肿,有效胶体渗透压=血浆胶体渗透压-组织间液胶体渗透压是血管内外液体交换中,限制血浆液体由毛血细管
21、向外滤出的主要力量,阜阳劣质奶粉造成大头娃娃,蛋白质等各种营养素全面低下,影响生长发育,蛋白质含量极低,造成有效胶体渗透压下降,引起水肿,头脸肥大,全身水肿,第二节 血细胞生理,一、血细胞的生成部位 成人的各种血细胞均发源于骨髓;个体发育的不同时期,造血中心是变迁的。胚胎发育早期 卵黄巢造血 胚胎第二个月开始 肝、脾造血 胚胎发育到第四个月以后 肝、脾造血开始减弱 骨髓开始造血并逐渐加强 婴儿出生时 几乎完全依靠骨髓造血,肝脾参与补充 骨髓外造血具代偿作用 18岁时 进行正常造血 骨髓外造血不具代偿作用(造血功能紊乱),生长发育,二、造血过程,三个阶段造血干细胞定向组细胞前体细胞,各类造血细胞
22、发育和成熟的过程,1.造血干细胞 具有很强的增殖潜能,具有自我复制和多向分化的能力。自我复制保持自身细胞数量的稳定;多项分化则可以形成各系定向组细胞。2.定向组细胞 发育这一阶段,就限定了分化的方向。如形成红细胞的定向组细胞叫红系定向组细胞,另外粒-单核系组细胞、巨核系组细胞、TB淋巴系组细胞等。3.前体细胞 这个阶段,造血细胞已经发育成为形态学上可以辨认的各系幼稚细胞,这些细胞进一步分化成熟,成为具有特殊功能的各类终末血细胞,然后有规律的释放进入血液循环。,三、血细胞生理,(一)红细胞(RBC)生理 1数量和形态形态:呈中央双凹的圆盘状,无细胞核,也无细胞器,直径约7-8m,容积约为90m3
23、,平均寿命120天左右;数量:正常男性:(4.05.5)1012/L 正常女性:(3.55.0)1012/L 新生儿:6.01012/L(儿童低于成年人),血液中的红细胞数量、血红蛋白浓度低于正常,称为贫血,肺气肿、一氧化碳中毒以及肺原性心脏病等病,都会引起红细胞与血红蛋白增多;红细胞和血红蛋白的减少主要见于各种原因引起的贫血。,血红蛋白是红细胞内的主要蛋白质 血红蛋白含氧量多时呈鲜红色,含氧量少的呈暗红色。红细胞破坏后,血红蛋白分解为血红素和珠蛋白,血红素主要降解产物是胆红素,血浆/血清因含少量胆红素,呈透明淡黄色;苯胺、硝基苯和亚硝酸盐等化学品可使血红蛋白变性,成为变性血红蛋白(紫色),血
24、液的红色来自红细胞内的血红蛋白,苯胺、硝基苯和亚硝酸盐等中毒,会产生变性血红蛋白病,引起紫绀。有些人,特别是儿童进食大量不新鲜的青菜可引起亚硝酸盐中毒,出现紫绀,叫做“肠原性青紫症”。,2.红细胞的功能,(1)携带和运输O2和CO2 RBC主要功能 由血红蛋白(Hb)完成(2)缓冲作用 RBC中具有4对缓冲物质,血液中98.5%的O2与血红蛋白结合以氧合血红蛋白的形式存在,血液中的CO2主要以碳酸氢盐和氨基甲酰血红蛋白的形式存在,酶催化增加反应速度双凹圆碟形具有较大的气体交换面积利于气体交换,3.红细胞的生理学特性,1)红细胞膜的选择通透性 负离子易通过,正离子难通过 O2、CO2可自由通过2
25、)红细胞的可塑变形性 与表面积和体积比呈正相关;与红细胞内的粘度呈负相关;与红细胞膜的弹性呈正相关。,在外力作用下,正常红细胞具有变形的能力,红细胞这种特性称为可塑变形性。,血红蛋白变性或浓度过高会使红细胞内粘度增加,变形能力降低,3)红细胞的悬浮稳定性概念 血液中的红细胞能够彼此保持一定距离而悬浮于血浆中的特性。红细胞沉降的速度用红细胞沉降率(ESR,血沉)表示ESR与悬浮稳定性成反比 血沉:RBC在第一小时末下沉的距离。数值:男子为015mm,女子为020mm,将抗凝的血静置于垂直竖立的小玻璃管中:红细胞的比重较大受重力作用而自然下沉;同时又受到与血浆间摩擦力的阻碍。,血沉是一项常做的化验
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