1、第一章 绪论第一节 动物生理学研究的内容学习要求1、熟悉生命基本特征、生理学研究水平。 2、掌握动物生理学研究方法。 3、掌握机体功能的调节方式。主要内容 动物生理学研究的内容 生命特征与环境 机体功能的调节 为什么要学习动物生理学1 生理学:动物机体的正常生命活动及各器官系统的功能。the study of how living things function2 研究内容:Human Organ Systems Cardiovascular system Respiratory system Digestive system Renal system Reproductive system
2、Musculo-skeletal system Nervous system Endocrine system Immune system3 动物生理学研究水平a 细胞、分子b 器官、系统c 整体与环境4 动物生理学研究方法a 急性实验-in vitro 和 in vivob 慢性实验急性实验:在麻醉或是在破坏动物大脑的情况下,在短时间内暴露或是取出动物的某一器官或组织进行研究,在实验结束或是在实验过程中动物就死亡。慢性实验:在正常环境条件下对健康动物所作的各种实验研究。第二节 生命特征与环境一、生命活动的基本特征1 新陈代谢2 兴奋性3 生殖4 适应性Metabolism: 机体与周围环境进
3、行物质和能量的交换并进行自我更新的过程或现象。Excitability: 有机体内外环境的改变而引起的机体内部新陈代谢发生相应改变的特性。Adaptation: 动物机体调整自身生理功能以适应环境变化的特性。Reproduction:繁衍后代、种群数量增多 二、稳态的概念1 体液与内环境body fluid: 动物机体内的液体intracellular fluid: extracellular fluid: 血液、组织液、淋巴液细胞外液是机体的内环境(internal environment)2 稳态及其调节homeostasis: 内环境的化学成分与生理特性相对稳定第三节 机体功能的调节机体
4、功能的调节方式:神经调节 体液调节 自身调节1 神经调节分类: 条件反射和非条件反射。 非条件反射:是先天遗传的,反射弧和反射方式都比较固定的反射,是人和动物维持基本生命的本能活动。 条件反射:是后天获得的,是个体在生活过程中建立起来的反射,是一种高级神经活动反射:是指在中枢神经系统参与下,机体对内外环境刺激产生的规律性反应。完成反射的结构基础是反射弧:包括 5 部分,即感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。2 体液调节定义:通过体液中化学物质的作用对机体功能进行调节称为体液调节。在人体主要是激素,细胞因子,血中 PO2 、PCO2 、NO 等参与的调节。神经体液调节以神经为主导、有体
5、液参与的复合调节方式。机体功能调节的自动控制 开环式的非自动控制系统 其实质就是单一的反射过程,既效应器只产生动作并不反过来影响中枢的活动。 闭环式的自动控制系统 又称反馈式控制系统1 生理学 2 动物生理学的研究方法 3 动物生理学的研究水平 4 研究生理学有何意义 5 机体功能调节方式与特点 第二章 细胞的基本功能学习要求1、了解细胞膜的分子组成。 2、掌握细胞膜的基本功能。 3、掌握生物电产生基本原理 4、熟悉肌肉骨骼肌的收缩及其机理。 主 要 内 容 细胞的基本结构 细胞膜的功能 细胞的兴奋性与生物电 骨骼肌生理特性 发电器和电感受器第一节 细胞的基本结构细 胞 膜 结 构Cell t
6、heory revisedThose who are aware of the most recent advances in plant cell biology are convinced that Cell Theory, as it now stands, is absolutely incompatible with a cell-based organization of higher plants and requires an update (Rustom et al., 2004) 第二节 细胞膜的功能1 物质转运功能2 信号传递功能3 膜受体功能4 保护细胞完整性1 细胞膜
7、的物质运转功能被动运输单纯扩散易化扩散: 1.载体 2.通道主动运输:1.泵 2.继发性的主动运输 3.入胞和出胞作用第三节 细胞的兴奋性与生物电兴奋性:指细胞对刺激发生反应的能力。变化快 mS 电压幅度小 Mv一.细胞膜电位的记录1.微电极0.1 微米 2.放大器 3.示波器二.膜电位1.静息膜电位:细胞静息时膜内外侧的电位差2 动作电位:在静息电位的基础上细胞受刺激时,细胞膜两侧形成的电位波。组成:去极化、阈电位、快速去极化、反极化(峰电位) 、复极化 膜电位产生的机理 细胞内 K+细胞外 14 倍 细胞内 Na+细胞外 26 倍静息电位和动作电位产生的离子基础 K 的平衡电位三.神经与骨
8、骼肌接头处的兴奋传递1.电传递 (缝隙连接)CNS 、心肌2.化学传递:突触神经递质传导过程:终板前膜Ca+进入突触轴浆乙酰胆碱释放 Ach 与终板后膜受体结合后膜 Na 通道开放内流 终板电位近终板肌膜去极化 动作电位,胆碱脂酶,Ach 重吸收到突触前膜骨骼肌收缩的机理和兴奋-收缩偶联一.骨骼肌的结构1.肌原纤维和肌小节2.肌管系统:横管、纵管、三联管兴奋-收缩偶联过程动作电位T 管 Ca+从终末池释放 Ca+ 与 Troponin 结合 解除 tropomyosin 阻断作用横桥形成 滑行 Ca+ 吸收到肌质网 Ca+ Ca+与 Troponin 解离 Tropomyosin 复位 横桥解
9、离肌肉松弛(Tropomyosin 原肌凝蛋白)三. 肌肉收缩的力学分析产生运动 对外做功肌肉收缩 产生张力 对抗重力前、后负荷和肌肉收缩能力对肌肉收缩的影响第四节 发电器和电感受器一、发电器官1 强电:用来攻击敌害和觅食2 弱电:只作为电感受器的一部分3 发电器组成:发电细胞(发电板) ,是由肌肉纤维(细胞)衍生的神经肌肉器(特殊化的运动终板、运动轴突未梢)4 形状:扁平5 结构:发电细胞有规则的排列,一侧为特化神经层,另一侧为营养层6 电产生机理:a 静息电位神经层 去极化 反极化b 刺激 营养层 保持极化状态产生电位差,每个发电细胞为一个小电池,串联,两个面都对发电器官起作用。7 电产生
10、方式a 单相电脉冲 电鳗b 双相电脉冲或三相电,产电细胞的双面都出现电位变化。外界信号 中枢 产电细胞 产生电脉冲二、电感受器1 一种能接受外界微弱电流并产生传入冲动的特殊结构。2 作用:定位、检测其它发电鱼产生的电信号。3 组成:侧线感觉器衍变而成4 分类:结节型(管内无胶质) 壶腹型(管内充满胶质)5 生理学特性壶腹型:紧张性电感受器,产生节律、自发电脉冲,能持久的对低频率(0.10.5 赫)或直流电刺激产生反应结节型:相位性电感受器,常处于不活动状态,只对高频电(50-2000 赫)刺激产生反应。外界电 电感受器 侧线神经 小脑、延脑 效应器复习题:1 细胞的兴奋性 2 生物电及产生机理
11、 3 膜的生物学功能 4 物质转运方式 5 神经肌肉接头处的信息传递 6 兴奋性变化有几个时期第三章 血液 BLOOD学习要求1、熟悉血液的组成。 2、掌握血液及血液各成分的基本功能。 3、掌握输血的原则。4、熟悉血液凝固过程和机理。 主 要 内 容 血液的组成与特性 血细胞及其功能 生理止血、血液凝固与纤维蛋白 血型与输血原则第一节 血液的组成与特性血液的概念 一种流体组织。 充于心血管系统, 在心脏的推动下循环流动。血液的组成 细胞外液(血浆、组织间液) , 蛋白质-血细胞。细胞内液、内环境、稳态血液与内环境稳态稳态:机体在神经体液调节下,使内环境理化性质作小幅度波动保持动态平衡的一种状态
12、必要性:外环境剧烈变化,体内代谢产物的影响与排泄内环境保持动态平衡的措施:缓冲对、呼吸、血液循环、二便排泄血液在其中起到了重要作用血量-体重 7-8%(70-80ml/kg) 血液组成1 血浆:水 90-91%,蛋白质 6.5-8.5%, 低分子 物质 2%(w/v). 2 血细胞:RBC,WBC,PLAT血浆蛋白:1 盐析法:白蛋白、球蛋白、纤维蛋白原2 电泳法:白蛋白- 白蛋白、前白蛋白球蛋白- 1-、2-、3-、-、r-球蛋白血浆蛋白功能1 营养功能 2 运输功能 (脂类、HB、胆红素、激素、维生素、金属离子、药物)3 缓冲功能4 形成胶体渗透压5 参与机体免疫功能(免疫球蛋及补体)6
13、参与凝血和抗凝血功能 (纤维蛋白原及球蛋白-凝血因子)血液的理化特性1 血液的比重 1.050-1.060,血浆比重 1.025-1.0302 血液粘滞性 血液:4-5,血浆:1.6-2.4( 相对于水而言)。3 血浆渗透压 313mOsm/kgH2O,相当于 7 个大气压或 708.9kPa(5330mmHg)。 晶体渗透压:血浆渗透压(晶体物质,主要为电解质)胶体渗透压:1.5mOsm/kgH2O,25mmHg,3.3kPa.(主要与白蛋白有关) 。*由于电解质能够自由通过血管壁,而蛋白质不能透过血管壁,故血管内外渗透压起主要作用。*晶体不能透过细胞膜-维持细胞内外水平衡等渗溶液 (溶液与
14、血浆渗透压相等 )不同物质的等渗溶液不一定都能使 RBC 的体积和形态保持正常。如尿素,1.9% 尿素与血浆等渗,但因其能自由通过细胞膜,RBC 溶解。等张溶液 (使 RBC 正常)0.85%NaCl 为等渗和等张。血浆 PH 值:正常人血浆 pH:7.35-7.45。 PH 稳定取决于血浆中的缓冲对NaHCO3/H2CO3蛋白质钠盐/蛋白质,Na2HPO4/NaH2PO4,K2HPO4/KH2PO4,KHCO3/H2CO3第二节 血细胞及其功能一、血细胞分类:红细胞、白细胞、血小板。它们均起源于造血干细胞。造血器官的变迁 胚胎发育早期:在卵黄囊造血。 胚胎第二个月起:由肝脾造血。 胚胎发育到
15、第五个月以后:骨髓造血增强。 婴儿出生后几乎完全依靠骨髓造血,肝脾辅助。 18 岁左右:脊椎骨,肋骨,胸骨,颅骨和长骨近端骨骺处才有造血骨髓。二、 红细胞生理RBC 膜 脂质双分子层为骨架的半透膜。O2 ,CO2 和尿素可以自由透入。膜上 Na+泵RBC 能量供应主要通过糖酵解和磷酸戊糖通路,消耗葡萄糖以 ATP 方式产生能量主要供应 Na+泵活动。保持 Hb 的 Fe2+不被氧化,保持膜完整性,保持特有形态。血库保存血液时,多加入葡萄糖以供应 RBC 需要。否则 ATP 不足,膜稳定性受影响,RBC 破坏RBC 代谢RBC 无分裂能力,平均寿命 120 天。 (衰老 RBC 被 M 所吞噬)
16、RBC 破坏将 Hb 分解成胆红素,氨基酸,及 Fe 三部分再排入血循环。胆红素经肝至胆汁再至肠随粪尿排出Fe 运至骨髓作重新合成 HB 原料或至肝内贮存2、RBC 比容 RBC 在血液中所占的容积百分比(hematocritvalue)手臂浅静脉血。正常成年男子:40-50% 女性:37-48%。3、 RBC 沉降率(ESR,血沉)测定 RBC 在血浆中的悬浮稳定性RBC 沉降快慢决定于 RBC 是否易叠连 -主要是血液中纤维蛋白原或血浆蛋白浓度减弱 RBC 表面负电荷使 RBC 相互排斥力减弱 -叠连急性炎症、组织破坏,经期、妊娠,急性风湿热,肺结核血浆纤维蛋白原升高血沉加快测定方法:魏氏
17、法(Westergren)。1.8ml,1hr,0-15mm,0-20mm4、 RBC 生成所必需的原料和影响因素 幼 RBC细胞分裂、合成 HB成熟 RBC细胞核 DNA 辅酶Vit. B12 叶酸Vit.B12 吸收胃液(B12 与 R 蛋白结合)小肠上段(胰蛋白酶断裂结合。与内因子结合,免被蛋白水解酶破坏。 )回肠 肝门脉血流转钴蛋白 II 造血组织内因子一部分与 B12 结合,一部分与回肠上皮细胞膜特异受体结合,被吸收* 内因子胃腺壁细胞分泌的一种糖蛋白 R 蛋白是一种电泳速度很快的血浆蛋白。* B12 吸收障碍,巨幼 RBC 性贫血-大细胞性贫血叶酸的吸收叶酸蝶酰单谷氨酸四氢叶酸多谷
18、氨酸盐参与 DNA 合成 血浆 双氢叶酸还原酶 组织细胞酶促作用下铁与 Hb食物中吸收 1mg(5%)衰老 RBC 被 M 吞噬,Hb 被消化释放 铁合成 Hb 需 Fe1mg/mlRBC.20-25mg/d出血红素的 Fe2+,占 95% 与铁蛋白结合,形成铁黄素沉积在 M 内Fe3+还原为 Fe2+,与铁蛋白脱离,与运铁蛋白结合,运送至幼 RBC(* 铁不足小细胞性贫血)三、白细胞生理1 定义:一类有核血细胞。0.4-1.0109/L(4000-10000/ul)。WBC 分类:粒细胞,单核细胞,淋巴细胞(40%)。粒细胞:中性粒细胞,嗜酸性粒细胞,嗜碱性粒细胞,占 60%。2 WBC 特
19、性 变形运动:血细胞渗出 趋化性:趋向某些化学物质、游走 吞噬特性 分布:50%细胞间隙,30%骨髓内,20%血管内2 白细胞的生理功能名 称 百分比 主要功能中性粒细胞 5070% 吞噬(细菌与坏死细胞)与消化 嗜酸性粒细胞 24% 参与过敏反应 (抑制组胺释放)嗜碱性粒细胞 0.51% 参与变态反应 (抑制组胺与肝素)淋巴细胞 2040% T 细胞 - 细胞免疫 B 细胞 - 体液免疫 (参与特异性免疫)单核细胞 48% 吞噬、免疫四、血小板生理定义:从骨髓成熟的巨核细胞胞浆裂解脱落下来的小块胞质。成人:150-300 109 /L。1)维护血管壁完整性。2)止血:血管损伤,激活。3) 通
20、过分泌活性物质调节血管平滑肌(5-HT)五、血细胞的破坏1、RBC 120 天,肝脾处理。 血浆 2 球蛋白-珠蛋白结合。肝摄取-脱铁 Hb 变为胆红素。铁以铁黄素形式沉于肝细胞内。2、Plat. 7-14 天。肝脾肺被吞噬。3、WBC 中性粒细胞 8 小时。第三节 生理止血、血液凝固与纤维蛋白溶解生理止血-小血管损伤,血液从血管中流出到自行停止的过程(1-3min)。一、血凝、抗凝与纤维蛋白溶解 血液凝固(blood coagulation):血液由流动的溶胶状变成不流动的胶冻状的过程。血清: 血凝块固缩,释出的淡黄色液体。与血浆区别:仅有少量血浆蛋白和血小板释放的物质。 血浆: 除去血细胞
21、的液体部分,呈微混浊状。 (一) 血液凝固 凝血酶原的激活:无活性的酶原,通过水解, 肽链上一定部位切下片段,活性中心暴露或形成,成为活性的酶的过程。凝血因子:直接参与凝血的物质。I-XIII。大多为蛋白酶,属于内切酶,II 酶无活性,水解后活化。反应三个阶段1 因子 X 激活-Xa(内源性-血小板,血管平滑肌。外源性激活-组织内)。2 因子 II-IIa( 凝血酶原) 3 因子 I-Ia(纤维蛋白原)。凝血过程:1 表面激活 XII-XII a 2 磷脂表面阶段 II-IIa III (组织凝血激酶)3 血纤维形成纤维蛋白原 I-Ia凝血因子因子 I 纤维蛋白原 因子 II 凝血酶原 因子
22、III 组织凝血酶 因子 VI 钙离子 因子 V 前加速素 因子 VII 前转变素 因子 VIII 抗血友病因子 因子 IX 血浆凝血激酶 因子 X 图斯亚特因子 因子 XI 血浆凝血激酶前质 因子 XII 接触因子 因子 XIII 纤维蛋白稳定因子3 要点:血小板- 血小板因子 III-源于血小板膜上的磷脂-提供吸附表面。Ca2+-将凝血因子连接于磷脂表面。Vit K - 使凝血因子肽链上某些谷氨酸残基于 位羧化成为- -羧谷氨酸残基-构成因子的 Ca2+结合部位。(二) 抗凝血系统 1 抗凝血酶 III-凝血酶 IIa 结合 2 肝素 (1)结合血浆中一些抗凝蛋白,使之抗凝作用放大 100
23、-1000 倍。(2)作用于血管内皮细胞,释放凝血抑制物,纤溶酶原激活物。(3)激活血浆中脂酶,清除乳糜微粒,减轻脂蛋白对血管内皮的损伤。 (4) 分子量 7000,低分子肝素-抗凝血酶 III 结合。大分子肝素与血小板结合,出血加重。3 蛋白质 C 作用:(1) 灭活凝血因子 V,VIII。(2) 限制 Xa 与血小板结合。(3)增强纤维蛋白的溶解。(三) 纤维蛋白溶解 纤溶系统:1 纤维蛋白溶解酶原(Plasminogen),2 纤蛋白溶 解酶(Plasmin),3 纤溶 酶原激活物4 纤溶抑制物。凝血和溶解的基本过程:1 纤溶酶原激活:纤溶酶原激活物:(1)血管激活物小血管内皮细胞合成。
24、(2)组织激活物尿激酶。(3)依赖于因子 XII 的激活物。2 纤维蛋白降解:肽链上各单位赖氨酸精氨酸可溶性小肽降解产物。纤维蛋白溶解系统+ 纤维蛋原激活物 -纤溶酶 原纤溶酶 纤溶酶抑制物 +纤维蛋白及纤维蛋白原 纤维蛋白降解产物二、血小板止血功能(一) 血小板粘附与聚集(1) 粘附-血管损伤后,血小板附着于损伤处胶原纤维的过程,激活因子 III,内源性凝血过程启动。(2)聚集-血小板相互粘连在一起的过程-ADP,5-HT,PG。致聚剂:ADP,凝血酶,胶原,AA(花生四烯酸)。血小板前列腺素类物质:血小板表面激活 磷脂酶 A2 激活A2-质膜的磷脂分离环氧化酶PGG2,H2 血小板聚集血栓
25、素合成酶前列环素合成酶 血栓素 A2(TXA2)-TXB2(无活性)cAMP-血小板聚集,血管收缩前列环素 PGI2cAMP+抑制血小板聚集 6-酮-PGF1A(无活性)抑制血管收缩第四节 血型与输血原则血型:(blood group)RBC 上特异抗原的类型。ABO 系统,RH 系统。凝集:将血型不相同的血滴在玻片上混合,其中 RBC 聚集成簇的现象(抗原抗体反应)。凝集原(抗原):RBC 膜上的特异性糖蛋白。A,B,H 抗原凝集素(抗体):能与凝集原起反应的特异抗体。主要由 球蛋白组成,存在于血浆中。完全性 IgM 抗体.一、血型(一)ABO 血型(二) Rh 系统RBC 血型 血浆A 抗
26、原 A 型 B 抗体B 抗原 B 型 A 抗体A、B 抗原 AB 型 无抗体无抗原 O 型 A、B 抗体H 抗原:为形成 AB 抗原的结构基础。抗原性弱。血清中一般都没有抗 H 抗体 血凝:1 凝集是抗原抗体间的一种免疫反应,RBC 成团凝集在一起;2 在血浆补体参与下发生溶血,RBC 破裂3 血型不合输血,血管内广泛 RBC 凝集,大量溶血-休克。弥散性血管内凝血,急性肾功能不全,死亡。(二)RH 系统人与恒河猴(Rhesus monkey)的 RBC 有同样一种抗原,Rh 阳性血型。母婴现象:不完全 IgG 抗体,RBC 和 D 抗原进入母体-D 抗体(不完全 IgG 抗体)-易透过胎盘-
27、进入胚胎,胎儿溶血。(三) 动物的血型系统 与人类相比,动物血型系统的特点:A、动物血清中存在的天然抗体,不象人类的那么规则,且其效价都很低。 如牛中仅发现抗 J,绵羊有抗 R,猪有抗 A 等B、有些动物具有抵抗天然抗体的机构,能中和输入的抗体,使受血动物的红细胞不会发生凝集反应所以动物第一次输血,一般不会引起严重后果,但第二次输入同一血型时,可引起凝集反应二、输血原则:1 交叉配血试验(Cross-match test)。2 37。3 主侧凝集:禁输。4 次侧凝集:应急输血。不宜太多太快1 血液在维持内环境稳态中有哪些作用 2 血液有哪 些基本功能 3 血浆蛋白的种类和基本生理功能 4 简述
28、各类白细胞的功能 5 血型的分类依据 6 输血的原则 7 有哪些方法可加速或是延缓血凝第四章 循环系统 cardiovascular system The Pump Function of Heart 心脏的泵血功能 Electrical Activity of Myocardium 心肌细胞的电活动 Physiology of Blood Vessels 血管生理 Regulation of Cardiovascular Activity 心血管活动的调节掌握心脏和各类血管的机能特征,组织液生成的机制及作用;了解心血管机能的调节机制。体循环:左心室-主动脉-全身毛细血管-上、下腔静脉-右心房
29、的循环途径。肺循环: 右心室-肺动脉-肺胞旁毛细血管(与肺泡气体交换)-肺静脉-左心房的循环途径肺动脉 主动脉 肺泡毛细血管 心脏 全身毛细血管 肺静脉 腔静脉肺循环 体循环定义:血液在循环系统中按一定方向流动,周而复始,这一过程,称为血液循环血液循环系统由心脏和血管组成胚胎形成的第一个月,心脏就开始了有节奏的跳动。在生命发育的过程中,心脏发育最快。婴儿时期的心脏只有 16-17 克,大约一岁时,心脏就增长一倍。16 岁时可达 160 克,而到了成年,男性心脏为 250-340 克,女性为 230-280 克。每分钟搏出的血液有 8-10 斤,相当于一大桶“金龙鱼油”那么多。心脏一昼夜搏出的血
30、液,竟然达 7 吨之多!假如一个人可以活到 80 岁,心脏就要跳动大约 30 亿次。全身的大小血管加起来的总长度大约是 10 万公里,足足可以绕地球两圈半。这些血管里的血液都要靠心脏的工作来供给,而血液在人体内循环一周的时间只是 25 秒!第一节 心脏的泵血功能1 循环的生理功能A 完成体内的物质运输,使新陈代谢不断进行B 体内内分泌的激素和体液因素,体液调节C 参与机体内环境的稳定,防卫功能(体温,抗炎)2 心脏的解剖特点:空腔器官(1)心肌组织 (2)瓣膜结构生理特点:收缩与舒张交替泵器官又是内分泌器官半月瓣-肺动脉和主动脉瓣三尖瓣-右心房、室间瓣膜二尖瓣-左心房、室间瓣膜心脏分为左、右心
31、,被房间隔和室间隔隔开,互不相通3 心脏结构:心内膜,心外膜,心肌层。心肌结构:心肌细胞呈短柱状,粗 10-20um,长 40-100um心肌细胞端端相连。相连结处是闰盘。一、心动周期心脏一次收缩与舒张所构成的一个机械活动周期(cardiac cycle)。主要表现:(1)兴奋产生(2)心肌收缩和舒张、瓣膜开闭、推动血液流动(3)心音正常人心率:75 次/min。0.8s/心动周期。全心舒张-心室 和心房全处于舒张期。0.4s。二、心脏泵血过程和机制左心室为例:1 心房收缩期2 心室收缩期等容收缩相:房室瓣关闭到主动脉瓣开启的时期 0.05s。快速射血相:射血相的最初 1/3。心室肌收缩强烈,
32、血液量大(占总射血量的 2/3)、流束快。(0.1s)。 减慢射血相:心室肌收缩减慢,心室容积缩小速度减慢,射血速度惭弱(0.15s)。3 心室舒张期 等容舒张相: 心室肌开始舒张后,半月瓣关闭到房室瓣开闭时这一时期-封闭腔(0.06-0.08s)。快速充盈相: 血液由心房向心室快速流动,进入心室的前段时期(0.11s)。血量占总充盈量的 2/3。减慢充盈相(0.22s)。等容收缩和舒张相的生理意义:室内压变化幅度增大,心脏泵抽吸作用增强。快速射血和快速充盈相的速度和血量有关。瓣膜作用:1 维持血液流动的单一方向。2 维持等容收缩和舒张相室内压力的升降,增大心脏泵的抽吸作用。左心室泵血机制:1
33、 根本原因:室内压的变化。2 主要动力:压力梯度(心肌收缩)。3 泵的功能,瓣膜。心房的生理作用:1 心房舒缩增加右心室的血液充盈(4/5 舒张-通道,1/5 收缩)2 促进腔静脉血回流,初级泵。3 内分泌-心房肌细胞,心钠素等。右心泵血的特点:1 过程与机理同左心。2 射血时对抗压力较低3 右心室内压变化较小(射血时右室压力为 24,左室压力为 130mmHg)。三、心脏功能的评定衡量心脏功能的基本指标: 1 心输出量每搏输出量(搏出量): 一次心跳一侧心室射出的血液量。每分输出量(心输出量): 心率与搏出量的乘积。左右心室输出量基本相等。参数:男:心率 75 次/min,搏出量 70ml,
34、心输出量 5L/min。女:比男性低 10%。剧烈运动 25-35L/min。2 心指数:以单位体表面积(m2)计算的心输出量静息心指数:安静和空腹情况下的心指数-比较心功的常用评定指标影响心输量的因素:身材(体表面积)状态3 每搏出量: 舒张末期容积与收缩本期容积的差。 (正常成年人:145-75=70ml)4 射血分数:70/145=48.27%, 一般 45-65% 心室扩大,心室功能下降,射血分数下降5 心力储备:心率储备和输出量储备四、心脏泵功能的调节 1 搏出量的调节心输出量:心率、前负荷、心肌收缩能力、后负荷初长度(前负荷):心肌细胞开始收缩前的长度,由收缩前所承受的负荷(前负荷
35、)所决定,被动的。心肌收缩能力:后负荷:2 心率问题:1 强体力劳动时,心舒末期容积不一定增大,反小。但输出量增多?2 心衰病人,心脏容积扩大,作功反而下降。五、心音心音: 心动周期中,在胸壁所听到的声音。心音图。心肌收缩、瓣膜启闭、血液速度的变化等对心血管壁作用,血液形成的涡流。I 音:心室收缩开始,音调低。房室 瓣关闭,大血管扩张、涡流。II 音:心室舒张期开始。音调高。与半月瓣关闭有关。猫喘音。第二节 心肌的生物电现象和生理特性 Cardiac bioelectricity and physiology兴奋传导的基础: 心肌细胞膜的生物电。一、心肌细胞的分类:1 工作细胞: 执行收缩功能
36、的心肌细胞。心房肌、心室肌,丰富的胶原纤维。2 自律细胞: 除有兴奋性和传导性外,具有自动产生节律性兴奋能力的心肌细胞。P 细胞和 Purkinje cell。肌原纤维少,收缩功能丢失。3 非收缩非自律细胞: 位于传导系统中,传导性很底,控制心脏节律性活动的作用。根据心肌细胞生物电特性(0 期除极速度)快反应细胞(非自律细胞: 心房肌和心室肌细胞 自律细胞: 浦氏细胞)慢反应细胞自律细胞(窦房结、房结区、结希区细胞 非自律细胞: 结区细胞)二 心脏特殊传导系统组成分布 1 窦房结-右心房和上腔静脉连接处,P 细胞、过渡细胞。2 P 细胞-位于结中,自律细胞。过渡细胞-位于结周边,传导 P 细胞
37、产生的兴奋。P 细胞(苍白细胞,起搏细胞)-比普通细胞小,直径 5-10um 卵圆形, 胞质苍白,内少肌原纤维,线粒体,和肌管系统。3 房室交界(房室 结区)-房室间特殊传导组织。心房兴奋传入心室。(1)房结区:心房和结区间,有传导性和自律性。(2)结区:房室结。有传导性,无自律性。(3)结希区:结区和希氏束之间,有传导性和自律性。4 房室束 (希氏束,His bundle):房室束走行于室间隔内-室间隔膜分为左右两支,右束支较细-分布于右心室,左束支呈带状,分支多,布于左心室。房室束由蒲氏细胞组成。5 Purkinje 氏纤维网-左右束支的最后分支,形成网状,布于心内膜 至心外膜,与普通心肌
38、细胞相连。将心房传来的兴奋迅速传至全心室。 Purkinje cell 比普通心肌细胞粗,传导兴奋速度快,4M/s:0.4M/s。 6 优势传导通路(preferential pathway):右心房卵圆窝前方等部位,肌纤维排列方向一致,结构整齐,传导较其它心房肌快,将窦房结兴奋快速传 导房室 交界处。 三、心肌细胞的生物电现象锋电位-0 除极和 1 复极组成的尖锋状电位图。外向电流,内向电流-以正流动方向来表示电的变化。阈电位(快通道 Na+-70mv,慢通道 Ca+-50- -35mv)-动作电起动的最低电位。膜电位-膜两侧正负电荷分布不同所产生的电位差。自动除极-3 期末最大复位电极后,
39、4 期膜电位并不稳 定在此一水平,立即自动除极,达 到阈电位后,出现另一动作电位。第一内向电流-快反应细胞(心室肌,心房肌,浦氏细胞)0 期除极的快 Na+内流-快 Na+通道。第二内向电流-引起窦房结细胞 0 期除极的内向电流。由 Ca2+负载,Na+K+。激活的膜电位为-100mv。起搏电流-4 期内向电以通称。(Na,K)离子流通道1 工作细胞的跨膜电位及其形成机制0 期:除极。-90mv-+30mv。1-2ms1 期:膜电位 30mv 降至 0mv。快速复极期 10ms。锋电位:0 期+1 期。2 期:0mv-100-150ms。细胞两侧呈等电位状态-平台期。区别于骨骼肌和神经纤维。C
40、a+,K+平衡。3 期:复极速度快,0mv- -90mv。快速复极末期。100-150ms。4 期:静息期。离子通道开放时间0 期快 Na+通道开放1 期 K 通道开放,快 Na+通道关闭2 期慢 Ca+通道,K+通道开放3 期 K+通道开放,Ca+通道关闭4 期慢 Na+通道开放, K+通道开放, Na-K 泵,恢复静息膜电位。四、心肌的电生理特性1 兴奋性:具有受刺激时产生兴奋的能力。阈值大兴奋性低,反之则高。影响因素:(1)静息电位水平(最大复极电位)。(2)阈电位水平。(3) Na 通道的性状(1)Na 通道活动具有电压依从性和时间依从性。静息电位-90mv 处于备用状态,易被激活。复
41、活在膜电位恢复到 静息电位水平时,Na+通道才重新恢复到备用状态,即恢复再兴奋的能力的过程。兴奋性时期变化 有效不应期动作电位由 0 期到复极 3 期,膜内电位达到-60mv,这一段不能再产生动作电位的时间。相对不应期从有效不应期完毕到复极化基本完成(-80mv)这段时间。超常期由-80 到-90mv 这段时间,兴奋性较高。兴奋性周期性变化与收缩关系 心肌有效不应期长(绝对不应期长)。病理:(相对不应期内)期前收缩代偿性间歇2 自动节律性组织细胞在没有外来刺激条件下,自动发生节律性兴奋的特性。 正常起搏点窦房结。潜在起搏点其它部位的自律组织。异位起搏点心房心室依从当时节律性最高部位的兴奋而跳动
42、。五、窦房结对潜在起搏点的控制:1 抢先占领窦房节自律性高于其它自律组织。窦房结 100 次/分,房室交界 50 次/分,浦氏纤维 25 次。2 超速压抑(Overdrive suppression)一旦外来兴奋驱动突然停止,该起搏点自身需要一定时间才能从被压抑状态下恢复过来,这种现象称之。*形成的机理:潜在起搏点被动兴奋的频率远远超过其自身的自动兴奋频率,并且这种长时间的“超速”兴奋,对其自身的兴奋产生了抑制效应, 超速压抑的程度与两个起搏点自动兴奋频率的差别平行,频率差别越大,抑制效应愈强。窦房结房室 结。决定自律性的因素:1 最大复极电位与阈电位的差距,2 4 期膜自动复极的速度。 六、
43、神经系统对心肌生物电活动和收缩的影响1 迷走神经和乙酰胆碱的作用 激动心肌细胞膜上的 M 受体,负性变力,负性变时,负性传导。促进外向 K+流。抑制 Ca2+通道,减少 Ca2+内流。2 心交感神经和 Nadr。Nadr 与 受体结合。正性变力,正性变时,正性传导。增加 Ca2+ 通道开放概率,0 期 Ca2+内流,慢反应细胞电位上升速度增加,传导加快。加强 4 期跨膜内向电流,自动除极加快。复极相 K+外流增快,复极加快,不应期缩短。加强心肌收缩力。胞内 Ca2+ 增加。 七、心电图(ECG) 1 何谓心电图 2 反映什么标准 II 导联心电的观察引导电极的一端是一个 5 芯插口,该插口与生
44、物机能实验系统相连;另一端有 3 个不同颜色的鳄鱼夹,其中红色的夹子引导正电信号。左后肢白色的夹子引导负电信号。右前肢黑色的夹子用于接地。右后肢这三个鳄鱼夹可以直接或通过其他小电极与生物体相连接,用于引导生物体电信号。 第三节、血管生理一、各类血管及其机能特点1 主动脉和大动脉: 管壁坚厚,含丰富弹性纤维,为弹性储器血管 微动脉:口径较细,管壁较薄,弹性纤维少,平滑肌成分较多,为毛细血管前阻力血管 (后微动脉:微动脉与毛细血管间的过渡形式)2 毛细血管 口径极细,总截面积大,通透性大,为交换血管(毛细血管前扩约肌: 控制毛细血管血流量的闸门)3 微静脉和小静脉:逐渐出现完整的平滑肌层,对血流的
45、阻力远比微动脉小,为毛细血管后阻力血管4 大静脉和腔静脉:平滑肌和弹力纤维不丰富,管壁相对厚度低于动脉,弹性纤维少,有大量胶元纤维,具有高柔度,为容量血管,1 流量:单位时间内流过血管某一截面的血量(ml 或 l/min)2 流速:流体中某一质点的线速度。血液在通过总截面积不等的各段血管时,其流速不等,通过总截面积最大的毛细血管时,流速最慢(线速度不等) 。V=Q/S总截面积不等的血管内,血液流速不等血管 截面积 血液流速主动脉 2.7 cm 22cm/sec毛细血管 2.7(220440)cm 0.050.1cm/sec3 血流阻力阻力的来源:血液与管壁间的摩擦力,与管径和长度有关;而血液内
46、部的摩擦力,与粘滞度有关 附:关于流动形式层流-液体与管壁间摩擦力的存在轴流-有形成份的轴向集中4 压力:血液作用于单位面积血管壁上的侧压力三、动脉血压1 血压的形成-血液充盈-心室射血-外周阻力-弹性储器 血液充盈前提条件(循环系统平均充盈压:7mmHg) 心室射血能量来源(动能:推动血流;势能:扩张大动脉壁) 外周阻力使部分射血能量得以转化为势能的必要条件,造成血液对管壁的侧压力 弹性储器势能得以保存的必要条件,其作用是缓冲心脏收缩、舒张时血压的剧烈波动(心脏射血期,50%的血液流入外周,50%存于主动脉内)2 血压的正常值(1 mmHg=0.133kPa收缩压:心室收缩时,动脉血压的最高
47、值,反映心脏每搏输出量的多少,正常为 100120 mmHg,低于 90 或高于 140 mmHg 为异常舒张压: 心室舒张时,动脉血压的最低值,反映外周阻力的大小,正常为 6080 mmHg,低于 60 或高于 90 mmHg 为异常血压的正常值脉压: 收缩压与舒张压之差(通常为 40 mmHg).平均动脉压: 一个心动周期中,动脉血压的平均值, 为舒张压加 1/3 脉压(通常约 100 mmHg).3 影响动脉血压的因素 每搏量 血管的顺应性 心率 血液的充盈 外周阻力血液充盈:体循环平均压 心输出量 血压每搏输出量:输出量 大动脉管壁所受张力 血压(主要影响收缩压,增大脉压)心率:心率 心舒期短 动脉存血 血压(主要影响舒张压,减小脉压)外周阻力:阻力 动脉存血多 血压(主要影响舒张压,减小脉压)大动脉弹性:弹性差缓冲压力波动能力差 收缩压、舒张压(一般同时伴有小动脉硬化,即外周阻力,故舒张压也可能增