家畜生理学期末总结-印.doc
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1、一、绪论生理学(animal physiology):是研究生物体正常生命活动及其活动规律的科学。细胞、分子水平:研究细胞生命现象的基本物理化学过程。器官和系统水平:研究各器官及系统的功能。整体水平:研究器官系统之间的功能联系以及机体与环境之间的相互关系。1急性实验法(acute experiment): (1)在体实验(in vivo) 例:去大脑僵直(2)离体实验(in vitro) 例:骨骼肌实验装置图。2慢性实验法(chronic experiment)例:研究动物的胃液分泌,采用假饲的实验方法。神经调节(neuroregulation):通过神经系统的活动对机体功能进行的调节。体液调
2、节(regulation):通过体液中化学物质对机体功能进行的调节。神经-体液调节(neuro-humoral regulation)自身调节(auto-regulation):是指器官、组织、细胞在不依赖于神经或体液调节的情况下自身对刺激产生的适应性反应。 例:脑血流量保持相对恒定。 1、非自动控制系统开环系统:控制部分对受控部分发出指令,但受控部分的活动基本上不影响控制部分的活动2、反馈控制系统闭环系统:控制系统通过控制信息作用于受控系统,而受控系统通过反馈信息影响控制系统的活动。负反馈(negative feedback):反馈作用与控制信息控制信息作用相反。意义:维持稳态。例:降压反射
3、,大部分调节过程。正反馈(positive feedback):反馈作用与控制信息作用相同。意义:加速生理过程。例:凝血过程、分娩、Na+通道开放。第一章 细胞生理一、细胞膜的结构液态镶嵌模型: (liquid mosaic model)液态的脂质双分子层为基架,其中镶嵌着具有不同分子结构和生理功能的蛋白质,还有少量的糖。1、脂质双分子层:(1)磷脂:70% 甘油磷脂、少量鞘磷脂。(2)固醇:以胆固醇为主30%。2、蛋白质:镶嵌蛋白和周围蛋白。运输蛋白:载体、通道和离子泵等。受体:辨认和接受特异的化学性刺激或信号有关的蛋白质。酶类:催化细胞内外的化学反应。3、糖类:2%10%,寡糖和多糖链与膜
4、上脂质或蛋白质共价结合形成糖脂或糖蛋白。糖链形成细胞的抗原,参与细胞的识别等过程。1、单纯扩散(simple diffusion):指脂溶性物质有膜的高浓度侧向低浓度侧扩散的现象。 高浓度低浓度,脂溶性分子、小分子水溶性物质和溶解的气体等。 扩散量 浓度梯度 膜通透性。2、易化扩散(facilitated diffusion):指非脂溶性物质或脂溶性小的物质,在特殊膜蛋白质的帮助下,有高浓度一侧通过细胞膜向低浓度一侧扩散的现象。 高浓度低浓度,需要特殊蛋白帮助。主要是体内非脂溶性小分子物质如葡萄糖、氨基酸及各种离子等。组成:(1)以“载体”为中介的易化扩散(carrier):机制:载体蛋白分子
5、内部的变构。特点:结构特异性;饱和现象;竞争性抑制。(2)以“通道”为中介的易化扩散(channel):特点:有一定特异性,但没有载体严格;可以处于开放或关闭的不同功能状态,其通透性变化快。(1)电压门控通道:如 神经和肌细胞表面膜: Na+通道(2)化学门控通道:如 神经-肌接头Ach N-AchR Na+内流 终板电位。3、主动转运(active transport)是指细胞通过本身的耗能过程,将某些物质的分子或离子有膜的低浓度一侧向高浓度一侧转运的过程。钠钾泵:钠泵,Na+-K+依赖式ATP酶。作用:每分解1分子ATP,可使3个Na+移出膜外,2个K+移入膜内。钠泵的意义:造成细胞内外N
6、a+、K+分布不均,维持细胞内外离子浓度梯度,从而完成正常代谢及功能,是生物电产生的基础。维持细胞结构和功能的完整性。最重要的是储备势能:glucose继发主动转运吸收。防止细胞水肿。原发性主动转运():直接利用ATP水解产生的能量进行离子的跨膜转运。继发性主动转运:所需的能量不是直接来自ATP得水解,而是来自膜外的高势能Na+。4、出胞和入胞():(1)出胞:指细胞外的大分子物质或团块进入细胞内的过程。主要是侵入体内的细菌、病毒、异物或大分子营养物质。分泌活动、神经递质的释放。(2)入胞:指细胞把大分子或团块物质由细胞内向细胞外排出的过程。这是将细胞产生的蛋白质、激素、酶类、神经递质等物质运
7、出细胞的主要方式。包括吞噬(Phagocytosis如白细胞吞噬作用)和吞饮(Pinocytosis)。兴奋性(excitability)指可兴奋细胞接受刺激后产生反应的能力。可兴奋细胞:神经细胞,肌肉细胞,腺体细胞。兴奋性的电学本质:动作电位。兴奋性:细胞受刺激时产生动作电位的能力,而兴奋就成为产生Ap或Ap的同义语了。刺激():能为机体感受的内外环境变化。物理性刺激:声、光、电、温度等。化学性刺激:酸、碱等化学物质。生物性刺激:细菌、病毒等生物体。反应(response):接受刺激后机体内部代谢或/和外表活动发生改变。兴奋:安静 活动,或活动状态加强。抑制:活动 安静,或活动状态减弱。1、
8、刺激强度阈值threshold(阈强度threshold intensity)生理学上将刚能引起组织发生反应的最小刺激强度称为阈强度,简称阈值。阈电位:指在刺激作用下,静息电位从最大值降低到将能引起扩布性动作电位时的临界膜电位。(最大值降低是就绝对值而言,不是指的实际情况。应与阈值或阈刺激区别:阈电位是对膜电位而言,而阈刺激则针对于外来刺激的某种强度)阈刺激(threshold stimulus):引起细胞兴奋或产生动作电位的最小刺激强度。阈下刺激(subthreshold stimulus):比阈刺激弱的刺激。阈上刺激(suprathreshold stimulus) :比阈刺激强的刺激。
9、2、刺激持续时间:在一定的刺激强度下,刺激的持续时间愈短,则作用愈弱,持续时间较长,则引起刺激效应的强度可以小些,它们之间的关系见强度时间曲线。3刺激强度变化率:同样强度的刺激,如果其强度是急剧上升的,就容易引起组织兴奋;相反,如果其是缓慢上升的,则可能不引起组织兴奋。4、兴奋性的衡量指标:兴奋性1/基强度(或/时值)。例:指标A肌肉B肌肉阈值0.7V1.2V兴奋性较大较小兴奋性的变化(粗神经纤维):绝对不应期:在去极化后期,Na+通道很快失活,峰电位迅速下降,细胞处于快速复极阶段。在这一短暂的时间内,细胞不再接受新的刺激而出现新的电位的时期(0.3-0.5ms)。相对不应期:绝对不应期后,一
10、些失活的Na+通道开始恢复,如有较强的刺激可引起新的兴奋(3ms)。超常期:(12ms)在复极化完毕前,从膜内电位由约-80毫伏到-90毫伏这一时间内,膜电位的水平较接近阈电位,引起兴奋所需的刺激较小,即兴奋性较高,因此将这段时期称为超常期。低常期:(70ms)兴奋性低于正常。时间上相当于正后电位。这时Na通道已经完全恢复,但是膜电位距离阈电位较远,不容易产生兴奋。膜电位状态:静息电位(resting potential)指细胞未受到刺激时存在于细胞膜两侧的电位差,有时也称膜电位。表现为外正内负。-70-90mV。静息状态下内负外正的状态称为极化(polarization)。当膜内负值减小时称
11、为去极化(Depolarization)。反极化:(Reversed polarization)当极化现象减弱时称为去极化。当膜由原来的-70mV去极化到0mV,进而变化到20-40mV,去极化超过0电位的部分称为超射(overshoot potential),此时膜的状态称为反极化状态。去极化后,膜内电位向极化状态恢复,称为复极化(Repolarization)膜内负值在恢复到静息电位后进一步增大时称为超极化(Over-polarization)。动作电位(action potential):指细胞受到刺激时膜电位的变化过程。去极相:去极化反极化 复极相:复极化初期把构成动作电位主体部分的脉
12、冲样变化称为峰电位。在峰电位下降支最后恢复到静息电位以前,膜两侧电位还有缓慢的波动,称为后电位,一般先有负后电位,再有正后电位。复极化后期(负后电位) 后超极化(正后电位)。AP(动作电位)产生机制:动作电位上升支的形成:由于刺激引起膜第一阶段:对Na+的通透性瞬间增大,膜外的Na+内流,使膜电位由-70mV增加至0mV(去极化),进而上升为+30mV(反极化),Na+通道随之失活。第二阶段:动作电位下降支形成:Na+通道失活后,膜恢复了对K+的通透性,大量的K+外流。使膜电位由正值向负值转变,形成了动作电位的下降支(复极化)。第三阶段:后电位的形成: 当膜电位接近静息电位水平时,K+的跨膜转
13、运停止,形成了负后电位。随后,膜上的Na+-K+泵(Na+-K+-ATP酶)被激活,将膜内的Na+离子向膜外转运,同时,将膜外的K+向膜内运输,形成正后电位。AP的特点-全或无(all or none):在同一细胞上动作电位大小不随刺激强度和传导距离而改变的现象。局部反应动作电位阈下刺激引起阈(上)刺激引起钠通道少量开放钠通道大量开放反应等级性“全或无”有总和效应无衰减性传播非衰减性传播AP的传导 原理:局部电流学说。动作电位产生后,在膜的已兴奋部位和未兴奋部位之间形成了局部电流。已兴奋的膜部分通过局部电流刺激了未兴奋的膜部分,使之出现动作电位。这样的过程在膜表面连续进行下去,是整个细胞兴奋。
14、对有髓神经纤维,局部电流只能发生在相邻的郎飞结之间,动作电位的传导表现为跨过每一段髓鞘而在相邻的郎飞结处相继出现,这称为跳跃式传导。有髓纤维跳跃式传导的速度比无随纤维快,而且更节能。等长收缩() :指肌肉收缩时只有张力的增加而无长度的缩短。等张收缩():指肌肉收缩时长度缩短而无肌张力的变化。前负荷的影响:肌肉在收缩前就作用于肌肉的负荷,将肌肉拉长于某一状态。最适初长度:使肌肉收缩时产生最大张力的初长度。后负荷的影响:肌肉开始收缩时遇到的负荷。后负荷愈大,产生张力愈大,肌肉缩短的速度及缩短的长度愈小。肌肉收缩能的影响:Ca2+、NE、E、毛地黄类药物心肌收缩能力使张力一速度曲线平行右上移。H+、
15、K+ 、Ach 心肌收缩力,使曲线平行左移。神经肌接头 结构:接头前膜:轴突末梢。接头间隙:40-50 nm。接头后膜:肌细胞膜,终板膜。AP传导至末梢突触前膜,Ca2+内流,Ach扩散与后膜(终板)受体结合,(AchE水解Ach)Na+内流, K+外流,膜去极化,终板电位,动作电位,整个肌细胞。神经肌接头兴奋传递的特征:终板电位没有“全或无”特性,而是有等级性的,其大小与接头前膜释放的Ach量成正变关系;单向传递;终板电位无不应期,且有总和现象;终板电位以电紧张形式进行扩布;时间延搁,易受药物和其它环境因素变化的影响,兴奋传递一对一。影响神经肌接头化学传递的因素:肉毒杆菌毒素,可抑制Ach的
16、释放。有机磷农药可抑制胆碱酯酶,ACh积聚,出现肌细胞挛缩等中毒症状。美洲箭毒可以同ACh竞争结合位点, 肌松剂。接头后膜上ACh受体功能异常,重症肌肉无力。肌原纤维:明带:长度可变,其正中的暗线为Z线.暗带:长度固定,正中相对透明区为H带,H带中央的暗线称为M线。肌小节:1/2明带,暗带,1/2明带 (1.5-3.5m )。粗肌丝(thick filament):约200-300个肌球蛋白聚合而成一条粗丝。组成粗肌丝的肌球蛋白杆状部分与纤维长轴平行排列,形成主干,而头部膨大部暴露在外,形成横桥(cross bridge)。细肌丝(thin filament):由原肌球蛋白(长链状的螺旋结构。
17、)、肌钙蛋白(覆于原肌球蛋白上的球形蛋白质(C、T和I亚基)和肌动蛋白(球形大分子物质。在肌浆中无数肌动蛋白聚合呈串球状双螺旋结构。其上有活性位点。)兴奋-收缩耦联 过程: 1 电兴奋通过横管传到肌纤维深部。2 三联管传递信息。3 肌浆网对钙的释放,Ca2+触发肌丝滑行。 肌丝滑行学说:肌细胞收缩时肌原纤维缩短,是细肌丝向粗肌丝滑行的结果。(1)静息时,肌球蛋白与肌动蛋白之间受肌钙蛋白-原肌球蛋白的抑制不能结合。(2)动作电位产生并传入肌细胞后,肌浆中钙离子浓度升高, 使肌钙蛋白的构型发生改变,然后原肌球蛋白的构型发生改变。(3)原肌球蛋白的抑制作用解除,肌球蛋白与肌动蛋白的结合位点暴露。肌动
18、蛋白与横桥结合。横桥上的ATP酶被激活,降解ATP。(4)ATP提供的能量使横桥向M线扭动,细肌丝向粗肌丝滑动,整个肌小节缩短。(5)其余的ATP继续结合到肌球蛋白头部。(6)肌球蛋白头部恢复原来位置,降解ATP的能量储存在头部以激发下一次摆动,直到钙离子同肌钙蛋白解离。第二章 血液内环境(internal environment) :构成细胞生活环境的细胞外液。内环境稳定(homeostasis):组成内环境的各种理化因素(温度、PH、渗透压、化学组成等)的变化都保持在一个较小范围。细胞内液组织液血液消化器官、呼吸器官、排泄器官体外环境。1、血液的化学组成:血浆Plasma(水(90%92%
19、)、晶体物质(2%3%)、血浆蛋白(5%8%)(白蛋白、球蛋白、纤维蛋白原)和血细胞Blood cell (40%50%)(红细胞、白细胞、血小板)。血液流出血管后如不经抗凝处理,很快会凝成血块,随着血块逐渐缩紧还会析出淡黄色的清亮液体,称为血清。由于血浆中的纤维蛋白原在血液凝固过程中一转变成为不溶性的纤维蛋白,并被留在血凝块中,因而血清与血浆的主要区别在于血清中没有纤维蛋白原。同时,血浆中参与凝血反应的一些成分也不会存在与血清中。有机体细胞质的渗透压与血浆的渗透压相等。渗透压与细胞质和血浆相等的溶液叫做等渗溶液。0.9%的氯化钠溶液和5%的葡萄糖溶液的渗透压与血浆渗透压大致相等,通常把0.9
20、%的氯化钠溶液称为等渗溶液或生理盐水。2、血量(blood volume)占动物体的6%-8%。循环血量、贮备血量。3、血细胞比容 (hematocrit value):压紧的血细胞在全血中所占的容积百分比。男:40% - 50% 女:37% - 48%。1、渗透压(osmotic pressure) 771Kpa:促使纯水货低浓度溶液中的水分子透过半透膜向高浓度溶液中渗透的力量。晶体渗透压:NaCl,767.5Kpa,调节细胞内外水平衡,维持细胞正常形态和功能。0.9% NaCl; 5% Glucose。胶体渗透压:蛋白质,2.7-4.0Kpa,调节血管内外水平衡,维持血容量。溶血(hemo
21、lysis):红细胞内血红蛋白逸出并进入血浆中的现象。渗透脆性(osmotic fragility):红细胞对低渗溶液的抵抗力。正常红细胞 0.42 Nacl 开始溶血 0.35 Nacl 完全溶血。2、酸碱度 pH 7.35-7.45 肺:呼出气 肾:排泄、分泌。NaHCO3/H2CO3 Na2HPO4/NaH2PO4 蛋白质钠盐/蛋白质3、粘滞性(viscosity):血液流动时,由于内部分子间相互碰撞磨擦而产生阻力,以致流动缓慢并表现出粘着的特性。相对黏度:水1 血浆1.6-2.4 血液4-54、比重() 全血1.05-1.06 血浆1.025-1.034 红细胞1.090-1.092。
22、悬浮稳定性():在循环血液中,红细胞在血浆中保持悬浮状态而不易下沉的特性。红细胞的生理特性:膜通透性(电解质中负离子易通过,正离子则很难通过);悬浮稳定性(常用红细胞沉降率来表示,通常以红细胞在第一小时末下沉的距离表示红细胞的沉降速度,称为红细胞的沉降率,简称血沉,ESR);渗透脆性:红细胞在低渗溶液中,水分会渗入胞内,膨胀成球形,胞膜最终破裂并释放出血红蛋白,这一现象称为溶血。红细胞在低渗溶液中抵抗破裂和溶血的特性称为红细胞渗透脆性。对低渗溶液的抵抗力大,则脆性小;反之,对低渗溶液的抵抗力小,则脆性大。衰老的红细胞脆性较大。红细胞沉降率(ESR):单位时间内红细胞下沉的速度。0-15mm/h
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