兰州一中--绪论,循环

1、人体生理学人体生理学 PHYSIOLOGY总课时：总课时：126 理论课：理论课：88 实验课：实验课：3801.绪论绪论02.细胞的基本功能细胞的基本功能03.血液血液04.血液循环血液循环05.呼吸呼吸06.消化和吸收消化和吸收07.能量代谢和体温能量代谢和体温08.肾脏的排泄功能肾脏的排泄功能09.神经系统神经系统10.感觉器官感觉器官11.内分泌内分泌12.生殖生殖 第一节第一节 生理学的研究对象和任务生理学的研究对象和任务 生理学生理学(physiology)：生物科学的一个分支，以生物科学的一个分支，以生物机生物机体的生命活动现象体的生命活动现象和和机体各个组成部分的功能机体各个组

2、成部分的功能为研究对象的为研究对象的一门科学。一门科学。 人体生理学的任务：人体生理学的任务：研究构成人体各个系统的器官和细研究构成人体各个系统的器官和细胞的正常活动过程。胞的正常活动过程。 各个器官、细胞功能表现及内部机制；各个器官、细胞功能表现及内部机制； 不同细胞、器官、系统之间的相互联系和相互作用；不同细胞、器官、系统之间的相互联系和相互作用； 各部分的功能活动与整体的关系；各部分的功能活动与整体的关系； 整体与复杂多变的环境之间的关系。整体与复杂多变的环境之间的关系。 生命活动的基本特征生命活动的基本特征 新陈代谢（新陈代谢（metabolism） 兴奋性（兴奋性（excitabil

3、ity） 适应性（适应性（adaptability） 生殖（生殖（reproduction） (一一)新陈代谢新陈代谢机体机体环境环境同化作用同化作用异化作用异化作用（物质代谢）（物质代谢）（能量代谢）（能量代谢）两个过程两个过程 (二二)兴奋性兴奋性 机体对内、外环境变化产生反应的能力。机体对内、外环境变化产生反应的能力。 1.刺激与反应刺激与反应 刺激（刺激（stimulus）：）：可被机体感受并引起产生反应的可被机体感受并引起产生反应的体内、外环境条件的变化。体内、外环境条件的变化。 按刺激的性质分类：按刺激的性质分类：机械性、化学性、生物性、社会机械性、化学性、生物性、社会心理性刺激等

4、心理性刺激等 刺激强度的表示方法：刺激强度的表示方法： 阈刺激：阈刺激：刚好引起组织产生反应的最小刺激。刚好引起组织产生反应的最小刺激。 阈强度或阈值（阈强度或阈值（threshold）：）：阈刺激的强度阈刺激的强度 阈上刺激：阈上刺激： 阈下刺激阈下刺激： 刺激能否引起反应的三要素：刺激能否引起反应的三要素： 刺激强度刺激强度 作用时间作用时间 强度强度-时间变化率时间变化率 反应（反应（reaction）：）：受到刺激后机体功能活动的变化。受到刺激后机体功能活动的变化。 反应的形式：反应的形式： 兴奋：兴奋：某种功能活动出现或加强；某种功能活动出现或加强； 抑制：抑制：某种功能活动减弱或停

5、止。某种功能活动减弱或停止。 2.兴奋性：兴奋性：组织细胞对刺激产生动作电位的能力。组织细胞对刺激产生动作电位的能力。 可兴奋组织：可兴奋组织：神经、肌肉和腺体神经、肌肉和腺体 衡量组织细胞兴奋性的指标：衡量组织细胞兴奋性的指标：阈值阈值 兴奋性兴奋性 1/阈值阈值 (三三) 适应性适应性 机体根据内外环境的变化而调整体内各部分活动和关机体根据内外环境的变化而调整体内各部分活动和关系的功能。系的功能。 行为适应：行为适应：本能性行为适应本能性行为适应 生理适应生理适应：身体内部的协调性反应身体内部的协调性反应 (四四) 生殖生殖 人体生长发育到一定阶段时，男性和女性两种个体中人体生长发育到一定

6、阶段时，男性和女性两种个体中发育成熟的生殖细胞相结合，形成与自己相似的子代个体，发育成熟的生殖细胞相结合，形成与自己相似的子代个体，这种功能称为生殖。这种功能称为生殖。第二节第二节 机体的内环境和稳态机体的内环境和稳态 体液：体液：占体重占体重60%细胞内液（细胞内液（2/3）细胞外液（细胞外液（1/3）血浆（血浆（1/4）：）：体重体重 5%组织液（组织液（3/4）：）：体重体重 15%一、内环境（一、内环境（internal environment）内环境：内环境：细胞外液细胞外液内环境作用：内环境作用： 1.为细胞提供物质为细胞提供物质 2.接受细胞排出物接受细胞排出物 3.为细胞活动提

7、供为细胞活动提供条件条件 （稳态）（稳态） 二、稳态二、稳态(homeostasis) 内环境的稳态：内环境的稳态：内环境中各种物理、化学性质保持相对内环境中各种物理、化学性质保持相对稳定的状态。稳定的状态。 保持相对稳定或稳态，是指在正常生理情况下内环境的保持相对稳定或稳态，是指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变动。各种理化性质只在很小的范围内发生变动。 稳态的实现：稳态的实现：在神经、体液机制调节下，通过各器官系在神经、体液机制调节下，通过各器官系统的活动而实现。统的活动而实现。途径途径-反馈反馈 稳态意义：稳态意义：为细胞活动提供理化性质相对恒定的环境，为细胞活动

8、提供理化性质相对恒定的环境，维持正常新陈代谢和生命活动。维持正常新陈代谢和生命活动。 稳态泛指体内各个水平上的生理活动在神经、体液等因稳态泛指体内各个水平上的生理活动在神经、体液等因素调节下保持相对稳定和相互协调的状况。素调节下保持相对稳定和相互协调的状况。 第三节第三节 机体生理功能的调节机体生理功能的调节一、神经调节一、神经调节(nervous regulation)二、体液调节二、体液调节(humoral regulation)三、自身调节三、自身调节(autoregulation) 一、神经调节一、神经调节 概念：概念：通过神经系统的活动通过神经系统的活动对机体功能进行调节。对机体功能

9、进行调节。 基本方式：基本方式：反射反射(reflex) 反射：反射：在中枢神经系统的参与在中枢神经系统的参与下，机体对刺激产生的规律性反下，机体对刺激产生的规律性反应。应。 结构基础：结构基础：反射弧反射弧(reflex arc) 反射弧的组成：反射弧的组成：感受器、传入感受器、传入神经、中枢、传出神经和效应器神经、中枢、传出神经和效应器 类型：类型：非条件反射和条件反射非条件反射和条件反射 神经调节的特点：神经调节的特点：迅速、精确、迅速、精确、时间短暂。时间短暂。 二、体液调节二、体液调节 概念：概念：体内的一些细胞能生成并分泌某些特殊的体内的一些细胞能生成并分泌某些特殊的化学物化学物质

10、质，后者经由，后者经由体液运输体液运输，到达全身的组织细胞或某些特殊的，到达全身的组织细胞或某些特殊的组织细胞，通过作用于细胞上相应的受体组织细胞，通过作用于细胞上相应的受体(receptor)，对这些，对这些细胞的活动进行调节。细胞的活动进行调节。 类型：类型： 全身性体液调节全身性体液调节 局部性体液调节局部性体液调节 神经神经-体液调节体液调节 神经神经-体液调节：体液调节：神经细胞直接或间接地调节一些内分泌神经细胞直接或间接地调节一些内分泌细胞的作用，细胞的作用，使这些内分泌细胞成了反射弧的传出纤维的延使这些内分泌细胞成了反射弧的传出纤维的延长部分，长部分，以这种方式发挥的调节作用称为

11、神经以这种方式发挥的调节作用称为神经-体液调节。体液调节。 体液调节特点：体液调节特点：缓慢、弥散、持久。缓慢、弥散、持久。 三、自身调节三、自身调节 概念：概念：环境变化时，器官、组织、细胞不依赖神经或环境变化时，器官、组织、细胞不依赖神经或体液调节而产生的适应性反应。体液调节而产生的适应性反应。 肾血流自身调节：肾血流自身调节：动脉血压在动脉血压在80-180mmHg范围内变范围内变动时，肾血流量能保持相对稳定。动时，肾血流量能保持相对稳定。 脑血流自身调节：脑血流自身调节：动脉血压在动脉血压在60-140mmHg范围内变范围内变动时，脑血流量能保持相对稳定。动时，脑血流量能保持相对稳定。

12、 自身调节特点：自身调节特点：调节幅度小，不灵敏，局限。调节幅度小，不灵敏，局限。第四节第四节 体内的控制系统体内的控制系统 人体功能调节过程和工程控制有许多共同的规律。人体功能调节过程和工程控制有许多共同的规律。 从控制论的角度来看，人体内存在数以千计的各种从控制论的角度来看，人体内存在数以千计的各种控制控制系统系统(control system)；甚至在一个细胞内也存在着许多极甚至在一个细胞内也存在着许多极其精细复杂的控制系统，对细胞的各种功能进行调节。因此，其精细复杂的控制系统，对细胞的各种功能进行调节。因此，学者们也应用控制论的概念、原理和方法来认识和分析机体学者们也应用控制论的概念、

13、原理和方法来认识和分析机体各种功能的调节。各种功能的调节。 从控制论的观念来分析，任何控制系统都由从控制论的观念来分析，任何控制系统都由控制部分和控制部分和受控部分受控部分组成。控制系统可分为三大类：组成。控制系统可分为三大类：非自动控制系统非自动控制系统反馈控制系统反馈控制系统前馈控制系统前馈控制系统 二、反馈控制系统二、反馈控制系统(feedback control system) 反馈控制系统是一种反馈控制系统是一种“闭环闭环”系统系统，控制部分发出信号，控制部分发出信号，指示受控部分活动，而受控部分的活动可被一定的感受装置指示受控部分活动，而受控部分的活动可被一定的感受装置感受，感受装

14、置再将受控部分的活动情况作为反馈信号送回感受，感受装置再将受控部分的活动情况作为反馈信号送回到控制部分，到控制部分，控制部分可以根据反馈信号来改变自己的活动，控制部分可以根据反馈信号来改变自己的活动，调整对受控部分的指令，因而能对受控部分的活动进行调节。调整对受控部分的指令，因而能对受控部分的活动进行调节。 控制部分控制部分受控部分受控部分机能活动机能活动控制信息控制信息反馈信息反馈信息控制方式：控制方式：双向性双向性 (一一)正反馈控制系统正反馈控制系统 正反馈正反馈(positive feedback)：反馈信息的作用性质与控反馈信息的作用性质与控制信息的作用性质制信息的作用性质相同相同的

15、反馈。的反馈。 控制部分控制部分受控部分受控部分机能活动机能活动控制信息控制信息反馈信息反馈信息（+） 正反馈控制系统的意义：正反馈控制系统的意义：有助于一个完整生理过程的完有助于一个完整生理过程的完成。成。血液凝固血液凝固排尿排尿分娩分娩 (二二)负反馈控制系统负反馈控制系统 负反馈负反馈(negative feedback)：反馈信息的作用性质与反馈信息的作用性质与控制信息的作用性质控制信息的作用性质相反相反的反馈。的反馈。 控制部分控制部分受控部分受控部分机能活动机能活动控制信息控制信息反馈信息反馈信息（-）负反馈控制系统的作用：负反馈控制系统的作用：维持内环境稳态。维持内环境稳态。 血

16、压调节血压调节 体温调节体温调节小小 结结 机体生存在两个环境中，一个是不断变化的外环境，机体生存在两个环境中，一个是不断变化的外环境，另一个是相对稳定的内环境。另一个是相对稳定的内环境。 体内所有生命活动的机制，尽管种类不同，功能各体内所有生命活动的机制，尽管种类不同，功能各异，但只有一个目的：保持内环境的稳态，稳态是正常异，但只有一个目的：保持内环境的稳态，稳态是正常生命活动的必要条件。生命活动的必要条件。 稳态是一个动态平衡，机体通过神经、体液、自身稳态是一个动态平衡，机体通过神经、体液、自身调节保持内环境的相对稳定。调节保持内环境的相对稳定。 各种功能活动通过反馈机制达到自动而精确的调

17、节。各种功能活动通过反馈机制达到自动而精确的调节。细胞的生物电现象细胞的生物电现象生物电现象是指生物细胞膜在安静状态和活动时生物电现象是指生物细胞膜在安静状态和活动时伴有的电现象。它与细胞兴奋的产生和传导有着伴有的电现象。它与细胞兴奋的产生和传导有着密切的关系。密切的关系。 细胞膜处于安静状态下，存在于膜内外两侧的电位差，称细胞膜处于安静状态下，存在于膜内外两侧的电位差，称为为静息电位静息电位。一般将细胞膜外电位看作零，细胞膜内电位。一般将细胞膜外电位看作零，细胞膜内电位用负值表示。用负值表示。 静息电位测量示意图静息电位测量示意图A膜表面无电位差膜表面无电位差 B膜内外两侧有电膜内外两侧有电

18、位差位差 1、静息电位、静息电位及产生原理：及产生原理：哺乳类动物神经细胞的静息电位为哺乳类动物神经细胞的静息电位为7090mV。安静时，细胞膜两侧这种数值比较稳定的内负外正的安静时，细胞膜两侧这种数值比较稳定的内负外正的状态，称为状态，称为极化极化。极化与静息电位都是细胞处于静息状态的标志。以静极化与静息电位都是细胞处于静息状态的标志。以静息电位为准，若膜内电位向负值增大的方向变化，称息电位为准，若膜内电位向负值增大的方向变化，称为为超极化超极化；若膜内电位向负值减小的方向变化，称为若膜内电位向负值减小的方向变化，称为去极化去极化；细胞发生去极化后向原先的极化方向恢复，称为细胞发生去极化后向

19、原先的极化方向恢复，称为复极化复极化。从生物电来看，细胞的兴奋和抑制都是以极化为从生物电来看，细胞的兴奋和抑制都是以极化为基础，细胞去极化时表现为兴奋，超极化时则表基础，细胞去极化时表现为兴奋，超极化时则表现为抑制。现为抑制。 静息电位的产生原理：静息电位的产生原理： 主要离子离子浓度（mmolL）膜内与膜外离子比例膜对离子通透性膜内膜外NaKClA（Pr）141558601425110151103111144l通透性很小通透性大通透性次之无通透性在静息状态下细胞膜内外主要离子在静息状态下细胞膜内外主要离子分布及膜对离子的通透性分布及膜对离子的通透性 在静息状态下，由于膜内外在静息状态下，由于

20、膜内外K存在浓度差和膜对存在浓度差和膜对K有较有较大的通透性，因而一部分大的通透性，因而一部分K顺浓度差向膜外扩散，增加顺浓度差向膜外扩散，增加了膜外正电荷；虽然膜内带负电的蛋白质（了膜外正电荷；虽然膜内带负电的蛋白质（A）有随）有随K外流的倾向，但因膜对外流的倾向，但因膜对A没有通透性，被阻隔在膜的没有通透性，被阻隔在膜的内侧面。随着内侧面。随着K不断外流，膜外的正电荷逐渐增多，于不断外流，膜外的正电荷逐渐增多，于是膜外电位上升，膜内因负电荷增多而电位下降，这样便是膜外电位上升，膜内因负电荷增多而电位下降，这样便使紧靠膜的两侧出现一个外正内负的电位差。这种电位差使紧靠膜的两侧出现一个外正内负

21、的电位差。这种电位差的存在，使的存在，使K的继续外流受到膜外正电场的排斥和膜内的继续外流受到膜外正电场的排斥和膜内负电场的吸引，以致限制了负电场的吸引，以致限制了K的外流。随着电位差的增的外流。随着电位差的增大，大，K外流的阻力也随之增大。外流的阻力也随之增大。最后，当促使最后，当促使K外流的浓度差和阻止外流的浓度差和阻止K外流的电位差外流的电位差所构成的两种互相拮抗的力量相等时，所构成的两种互相拮抗的力量相等时，K的净外流量为的净外流量为0，此时跨膜电位就相当于，此时跨膜电位就相当于K的平衡电位。的平衡电位。K的平衡电的平衡电位与实际测得的静息电位略有差别，通常比测定值略高位与实际测得的静息

22、电位略有差别，通常比测定值略高（即值略小），这是由于在静息状态下，膜对（即值略小），这是由于在静息状态下，膜对Na也有也有较小的通透性，有少量较小的通透性，有少量Na顺浓度差向膜内扩散的缘故。顺浓度差向膜内扩散的缘故。简言之，简言之，静息电位主要是静息电位主要是K外流所形成的电一化学平衡外流所形成的电一化学平衡电位电位。 2动作电位及其产生原理动作电位及其产生原理 （1）动作电位：细胞膜受到刺激时，在静息电位）动作电位：细胞膜受到刺激时，在静息电位的基础上发生一次电位变化，称为的基础上发生一次电位变化，称为动作电位动作电位。动。动作电位可用上述微电极插入细胞内测量记录下来。作电位可用上述微电极

23、插入细胞内测量记录下来。在测出静息电位的基础上，给予神经纤维一个有在测出静息电位的基础上，给予神经纤维一个有效刺激，此时在示波器屏幕上即显示出一个动作效刺激，此时在示波器屏幕上即显示出一个动作电位。电位。动作电位包括一个上升相和动作电位包括一个上升相和一个下降相，上升相表示膜一个下降相，上升相表示膜的去极化过程，此时膜内原的去极化过程，此时膜内原有的负电位迅速消失，并进有的负电位迅速消失，并进而变为正电位，即由而变为正电位，即由7090mV变为变为2040mV，出现膜两侧电位倒转（外负出现膜两侧电位倒转（外负内正），整个膜电位变化的内正），整个膜电位变化的幅度可达幅度可达90130mV。其超。

24、其超出零电位的部分称为超射。出零电位的部分称为超射。下降相代表膜的复极化过程，下降相代表膜的复极化过程，是膜内电位从上升相顶端下是膜内电位从上升相顶端下降到静息电位水平的过程。降到静息电位水平的过程。神经纤维的动作电位，主要神经纤维的动作电位，主要部分由于幅度大、时程短部分由于幅度大、时程短（不到（不到2ms），电位波形呈），电位波形呈尖峰形，称为峰电位。在峰尖峰形，称为峰电位。在峰电位完全恢复到静息电位水电位完全恢复到静息电位水平之前，膜两侧还有微小的平之前，膜两侧还有微小的连续缓慢的电变化，称为后连续缓慢的电变化，称为后电位。电位。 从细胞的生物电角度来从细胞的生物电角度来看，动作电位与兴奋两看，动作电位与兴奋两者是同义语，而兴奋性者是同义语，而兴奋性是指细胞或组织产生动是指细胞或组织产生动作电位的能力。动作电作电位的能力。动作电位一旦产生，细胞的兴位一旦产生，细胞的兴奋性也相应发生一系列奋性也相应发生一系