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第一章绪论第一节生理学概述一、生理学研究的对象和任务生理学：研究机体生命活动各种现象及其功能活动规律的科学，是生命科学中的一个重要分支学科。人体生理学（humanphysiology）：是研究人体机能活动及其规律的科学。二、生理学研究的三个水平1.细胞和分子水平研究细胞和它所含的物质分子（细胞生理学）2.器官和系统水平研究各器官及系统的功能（器官和系统生理学）3.整体水平研究器官、系统之间的相互联系及协调的规律以及机体与环境之间的相互关系第二节生理学研究的方法一、试验方法1.急性实验（acuteexperiment）：在体（invivo）实验（活体解剖实验）；离体（invitro）实验（离体组织、器官实验法）2.慢性实验（chronicexperiment）：研究动物的胃液分泌采用假饲二、急、慢性实验的优缺点优点：急性试验：条件和对象简单和单纯，问题分析的细致—分析法慢性实验：所得实验结果用来研究整体动物的各种生理活动机制—综合法缺点：急性实验—实验结果常有局限性慢性实验—应用范围受限制第三节生命活动的基本特征新陈代谢：生物体不断与环境进行物质和能量交换，摄取营养物质以合成自身的物质，同时不断分解自身衰老退化物质，并将其分解产物排出体外的自我更新过程称为新陈代谢。物质代谢：合成代谢+分解代谢能量代谢兴奋性：一切活组织或细胞对外界刺激有发生反应的能力或特性。适应性：机体能根据内外环境的变化调整自身的生理功能的过程。（生理性调节、行为性调节）生殖第四节机体内环境、稳态和生物节律外环境（externalenvironment）：机体生存的外界环境，包括自然环境和社会环境。内环境（internalenvironment）：体内各种组织细胞直接生存的环境，即细胞外液。体液生理功能：细胞内液是生物化学反应的进行场所；细胞外液是细胞直接生存的内环境（internalenvironment）内环境理化性质的相对稳定（渗透压、温度、电解质成分、血糖和pH），是机体维持正常生命活动的前提条件。（血液pH值为7.35~7.45，体温为36~37℃）稳态（homeostasis）：内环境理化性质（温度、PH、渗透压、化学组成等）的相对恒定。即在正常生理情况下内环境的各种理化性质只在很小的范围内发生波动。生物节律（Biorhythm）：物体内的各种功能活动按一定的时间规律周而复始的出现，就叫节律性变化。意义：使机体对环境变化作出前瞻性主动适应，也是临床提高药物治疗效果的手段之一。日周期：温度、血压月周期：月经年周期：春困生物节律存在的意义：使机体对环境变化作出前瞻性主动适应，也是临床提高药物治疗效果的手段之一。第五节生理功能的调节一、神经调节（迅速，精确，作用部位局限，持续时间短）反射（包括条件反射和非条件反射）：在中枢神经系统的参与下，机体对内外环境刺激所发生的规律性的反应。反射弧：感受器，传入神经，神经中枢，传出神经，效应器二、体液调节（缓慢，作用部位较广泛，持续时间长）体液调节：机体的某些组织细胞能产生特殊的化学物质，通过体液途径到达并作用于靶器官，调节靶器官的生理活动。（有些内分泌细胞可以直接感受内环境中理化因素变化：甲状旁腺直接感受血钙离子浓度变化）三、自身调节（特点：调节强度较弱，影响范围小，且灵敏度较低，调节常局限于某些器官或组织细胞内，但对于该器官或组织细胞生理活动的功能调节仍然具有一定的意义）自身调节：组织、细胞凭本身的内在特性，不依赖神经或体液调节，自身对刺激发生的适应性反应过程。第六节人体内自动控制系统一、非自动控制系统调节（体内少见）：开放系统，不具有自动控制的能力二、反馈控制系统（Feedbackcontrolsystem）：闭环系统，具有自动控制的能力。（正、负）三、前馈控制系统（Feedforwardcontrolsystem）：指干扰因素在被控部分生理活动出现之前先对控制部分触发生作用，以影响其所对受控部分的生理活动（前馈可以避免负反馈调节时矫枉过正产生的波动和反应的滞后现象，使调节控制更富有预见性，更具有适应性意义）第二章细胞的基本功能第一节细胞膜的结构和物质转运功能一、膜的化学组成和分子结构化学组成：膜脂质、膜蛋白、糖类结构：流体镶嵌模型二、细胞膜的转运功能（一）单纯扩散单纯扩散：小分子的脂溶性物质顺浓度梯度的跨膜扩散现象。对象：CO2，O2，NH3，NO，尿素、乙醇等指标：扩散通量影响因素：膜两侧分子的浓度差膜；对物质的通透性（二）膜蛋白介导的跨膜转运1.易化扩散（被动转运）顺浓度梯度差易化扩散：非脂溶性或脂溶性低的物质，在膜蛋白质帮助下，顺着浓度梯度或电位梯度的跨膜转运现象。影响因素：①膜两侧物质浓度差和电位差；②膜上载体的数量或通道开放的数量（1）由通道介导：离子经通道完成的跨膜扩散Na+、K+、Cl-、Ca2+特点：选择性：只允许一定离子通过；高速性；顺浓度差；通道开、关的瞬时性；不同离子通道有特异阻断剂（Na+通道-河豚毒素；K+通道-四乙基胺；Ca2+通道-异搏定）通道分类：①电压门控性通道（voltage-gatedchannel）：启、闭取决于膜两侧电压差，如Na+、K+和Ca2+通道等。②化学门控性通道（chemically-gatedchannel）或配体门控通道（ligand-gatedchannel）：启、闭取决于膜两侧化学信息，如N型乙酰胆碱门控通道。③机械门控通道（mechanically-gatedchannel）：启、闭取决于机械牵拉刺激，如皮肤触压觉和内耳毛细胞的机械门控通道。（2）由载体介导：主要是葡萄糖、氨基酸、核苷酸等非离子物质特点：结构特异性；饱和现象；竞争性抑制（二）主动转运主动转运：细胞通过耗能过程将物质分子或离子逆浓度梯度或逆电位梯度而进行的跨膜转运过程，形成了物质在细胞内外的不均衡分布。1.原发性主动转运（primaryactivetransport）原发性主动转运：直接由细胞代谢提供ATP的逆向转运过程。如钠泵、钙泵、氢泵。[K+]膜内膜外30倍[Na+]膜外膜内12倍钠-钾依赖式ATP酶：（功能：泵入钾泵出钠，形成并保持膜内高钾膜外高钠的分布）每个ATP运出3个Na+，运入2个K+钠泵的意义：①细胞内高钾是许多代谢反应的必要条件②维持正常细胞体积③产生继发性的主动转运④建立势能贮备（电—化学势能）：维持膜外高Na+和膜内高K+的不均衡离子分布，是可兴奋组织产生生物电和维持兴奋性的基础，也是继发性主动转运的前提2.继发性主动转运（secondaryactivetransport）继发性主动转运：指某一物质逆浓度差转运要依赖另一物质的浓度差所造成的势能而实现的主动转运。该转运有转运体（transporter）参与，包括同向转运（symport）和逆向转运（antiport）。被转运物与Na+转运方向相同称symport；被转运物与Na+转运方向相反称为antiport。主要见于肠粘膜上皮和肾小管上皮细胞对葡萄糖、氨基酸等的吸收。（三）大分子物质团块则由入胞和出胞机制转运出胞：主要见于神经递质释放、内分泌细胞分泌激素、外分泌腺的分泌以及酶原颗粒的分泌等入胞：细菌、病毒、异物的侵入第二节细胞的跨膜信号转导信号转导：不同形式的外界信号作用于细胞时，通常并不进入细胞或直接影响细胞内过程，而是作用于细胞膜表面，通过引起膜特殊蛋白质分子的变构（类固醇激素和甲状腺激素除外），将外界信号转化为新的信号形式传递到膜内，引发细胞的功能改变。信号物质：激素；神经递质；细胞因子；光、电和机械信号。跨膜信号转导路径：G蛋白耦联受体；离子通道受体；酶耦联受体第三节神经和肌肉的兴奋和兴奋性一、活组织可对刺激作出反应1.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。2.反应：由刺激而引起的机体活动状态的改变。例如，肌肉收缩、血压、心率、腺体分泌等。3.直接刺激4.间接刺激神经和肌肉都各自能独立的对刺激起反应二、兴奋和兴奋性1.冲动（impulse）：快速的可传导的生物电变化2.兴奋（excitation）：活组织或细胞因刺激而产生动作电位（或冲动）的反应3.可兴奋组织（excitabletissue）：能产生冲动的活组织4.兴奋性（excitability）：组织或细胞对刺激发生反应的能力三、刺激引起兴奋的条件1.条件（1）组织的机能状态依赖于可兴奋组织的新陈代谢（2）刺激的特征：刺激强度，刺激持续时间，刺激强度-时间变化率强度—时间曲线：改变作用时间，观察在不同的作用时间下，刚刚能引起组织或细胞兴奋所需的最小强度。然后以作用时间为横轴，以强度为纵轴作曲线，即得强度-时间曲线。阈强度（Thresholdintensity）：刺激持续时间和强度-时间变化率固定时，引起组织兴奋所需的最小刺激强度。阈刺激（Thresholdstimulus）：达到这一临界强度的刺激。阈上刺激（Suprathresholdstimulus）：高于阈强度的刺激。阈下刺激（Subthresholdstimulus）：低于阈强度的刺激。基强度：指在刺激作用不受时间限制的条件下，能引起组织兴奋的最小刺激强度。时值：用2倍的基强度作为刺激引起组织兴奋所需要的时间。2.兴奋性的衡量指标：阈强度（与兴奋性成反比）；时值（与兴奋性成反比）。四、可兴奋组织的兴奋性1.测试方法：条件-测试法2.一次兴奋后组织细胞的兴奋性变化：分期兴奋性反应绝对不应期（0.3ms）（Absoluterefractoryperiod）零对任何刺激不起反应相对不应期（3ms）（Relativerefractoryperiod）低于正常对阈上刺激起反应超常期（12ms）（Supranormalperiod）稍高于正常对阈下刺激可起反应低常期（70ms）（Subnormalperiod）稍低于正常对阈上刺激起反应绝对不应期的意义：（1）兴奋不能融合，保证信息的正确编码；（2）决定了细胞在单位时间内兴奋最大的次数3.阈下总和（Subliminalsummation）阈下总和：若条件刺激和测试刺激都是阈下的，当它们单独作用时，都不能引起兴奋。当他们相继或同时作用时，则可引起一次兴奋。空间总和：两个或多个阈下刺激同时作用时间总和：两个或多个阈下刺激相继作用阈下刺激虽不能引起兴奋，但对其兴奋性产生一定影响，提高兴奋性。第四节细胞的生物电现象生物电：生物体在生命活动过程中所表现的电现象。产生基础：膜两侧带电离子的不均衡分布选择性离子跨膜转运。主要表现形式：静息电位；动作电位。一、生物电现象的观察和记录方法无脊椎动物的特有的巨轴突（细胞内或细胞膜片上纪录）：微电极技术；电压钳；膜片钳二、静息电位（Restingpotential）*1.定义：细胞未受到刺激时，即处于静息状态下细胞膜两侧所存在的电位差。状态为膜内为负，膜外为正。2.正常值：神经、骨骼肌和心肌细胞为-70~-90mV消化道平滑肌细胞为-60mV人红细胞（RBC）为-10mV三、膜电位状态1.极化（Polarization）：细胞安静时膜两侧所保持的内负外正的极化状态。2.去极化（Depolarization）：膜内电位向负值减少的方向变化3.反极化（Reversalofpolarization）：膜极性倒转，变为内正外负的相反的极化状态4.复极化（Repolarization）：去极化后恢复细胞安静时内负外正的极化状态5.超极化（Hyperpolarization）：静息电位数值向膜内负值加大的方向变化四、动作电位（Actionpotential，AP）*1.定义：细胞膜受到刺激后，在静息电位的基础上生的一次膜两侧电位的快速而可逆的倒转和复原，包括去极化，反极化和复极化一系列相继的过程。上升相：去极相下降相：复极相2.动作电位的特点（兴奋的标志）：全或无（All-or-none）；非递减性传导；AP后有不应期第五节生物电现象的产生机制一、静息电位和动作电位的离子基础：膜两侧Na+，K+的不均衡分布1.R.P和K+的平衡电位[K+]胞内＞＞[K+]胞外K+外流静息膜对