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1、生理学,约占总分值的2.3-3.3%,第一单元 细胞的基本功能,一、细胞膜的物质转运功能 1. 单纯扩散 脂溶性的小分子物质或离子从膜的高浓度侧移向低浓度一侧的现象称为单纯扩散(simple diffusion)。单纯扩散的特点是：不需膜蛋白质帮助，不消耗代谢能。转运的物质是脂溶性、小分子物质，如CO2、O2、N2、NH3等。,2. 易化扩散,水溶性的小分子物质或离子在膜蛋白质的帮助下从膜的高浓度一侧移向低浓度一侧称为易化扩散（facilitated diffusion）。 (1) 载体介导的易化扩散（facilitated diffusion via carrier） 借助载体蛋白。具有特异
2、性、饱和性和竞争性等特点。转运的物质有葡萄糖、氨基酸，如葡萄糖进入红细胞内。 (2) 通道介导的易化扩散（facilitated diffusion through ion channel）借助离子通道。根据门控机制不同，通道可分为3 类：电压门控通道，如可兴奋细胞上的Na+通道。化学门控通道，如终板膜上的Na+通道。机械门控通道 如听毛细胞上纤毛的摆动所产生的力可引起离子通道开放。,3. 主动转运,主动转运（active transport） 是最重要的物质转运形式， 指通过细胞本身的耗能将物质从膜的低浓度一侧向高浓度的转运。 （1）原发性主动转运（primary active transp
3、ort），如钠钾泵（简称钠泵），通过消耗代谢能ATP逆浓差泵出3个Na+，同时摄入2个K，保证细胞外高Na+、细胞内K+，从而建立Na+、K+的势能储备。一般细胞将代谢所获得能量的2030用于钠泵的转运。此外还有钙泵、H+-K+泵等。 （2）继发性主动转运（secondary active transport) 指直接消耗某一物质的浓度势能、间接消耗ATP逆浓度转运某物质。例如葡萄糖进入肾小管和肠粘膜上皮细胞。,4. 出胞与入胞,大分子物质从细胞内移向细胞外称为出胞（exocytosis）； 反之称为入胞（endocytosis）。,二、细胞的兴奋性和生物电现象,1. 静息电位 静息状态下细胞
4、膜两侧存在着内负外正的电位差称为静息电位(resting potential，RP)。骨骼肌细胞和神经细胞的静息电位分别90 mV、70 mV。静息电位存在时膜两侧所保持的内负外正的状态称为极化(polarization)；在静息电位的基础上膜内朝着正电荷增加的方向变化时称为去极化（depolarization)，膜电位的绝对值小于静息电位的绝对值；反之，在静息电位的基础上膜内朝着正电荷减少（或负电荷增加）的方向发展称为超极化（hyperpolarization)，其绝对值大于静息电位的绝对值。,2. 静息电位的形成机制,（1）K+平衡电位 细胞内K+浓度高于细胞外，静息时膜上的K+通道开放，
5、K+顺浓差外流，造成膜内正外负的状态。随着K+的进一步外流，K+的浓差减小，由外流的K+形成的外正内负的电位差所构成的阻力则增大。当促使K+外流的动力与阻碍K+外流的阻力相等，即K+的电化学势能为零时，膜内外不再有K+的净移动，此时膜两侧的电位差就是K+平衡电位。 （2）内漏性Na+内流 （3）H+-K+泵的生电作用,3. 动作电位（active potential, AP) ,在静息电位的基础上，给细胞一个适当的刺激，触发其产生可传播的电位波动。,4. 动作电位的波形,以骨骼肌细胞为例。动作电位分为上升支和下降支，上升支指膜内电位从静息电位的90 mV到30 mV，其中从90 mV上升到0
6、mV,属于典型的去极化；从0 mV到30 mV即膜电位变成了内正外负，称为反极化。动作电位在零以上的电位值则称为超射（overshoot）。下降支指膜内电位从30 mV逐渐下降至静息电位水平，称为复极化（repolarization）。在复极的过程中膜电位可大于静息电位，出现超极化。这样动作电位的全过程为：极化去极化反极化复极化超极化恢复。,5. 动作电位的形成机制,（1）上升支的形成： 引起动作电位产生的最小刺激强度称为阈强度(threshold intensity)或阈值（threshold），该刺激称为阈刺激。高于或低于阈强度的刺激分别称为阈上刺激或阈下刺激，当细胞受到阈刺激或阈上刺激，
7、膜上的Na+通道被激活，由于细胞外液中的Na+浓度高于膜内，Na+ 内流时膜内正电荷增加。当膜电位变到某一数值时能引起Na+ 的再生性内流，这种能使Na+ 通道大量开放的临界膜电位称为阈电位（threshold membrane potential）。随着Na+ 的大量内流，膜迅速去极化。由于膜外Na+ 较高的浓度势能，Na+ 在膜内负电位减少到零时仍可继续内流，直到内流Na+ 形成的电位差足以对抗Na+ 由于膜外高浓度而形成的内流趋势时，Na+ 通道关闭，Na+ 内流停止。,（2）下降支的形成： 去极完成后，Na+ 通道关闭，K+通道开放，K+顺浓度差外流，直到回到静息电位水平。在复极的晚期
8、，由于钠钾泵的运转可导致超极化。,6. 兴奋性与兴奋的引起,细胞受到有效刺激（阈刺激或阈上刺激）时具有产生动作电位(兴奋反应)的能力或特性称为兴奋性（excitability），阈电位只是动作电位的触发因素。,7. 兴奋在同一细胞上传导的机制及特点,动作电位在同一个细胞以局部电流的方式不衰减传导，且传导具有双向性。,三、骨骼肌的收缩功能,1. 神经-肌接头处的兴奋的传递 骨骼肌细胞受躯体运动神经支配，后者分为多个神经末梢，与肌细胞特殊分化的终板膜构成神经-肌接头。当运动神经末梢产生动作电位时，该处的电压依从性的Ca2+通道开放，Ca2+内流，囊泡中的ACh以量子式方式（即以囊泡为单位）释放到间
9、隙，再与终板膜上的N 2 受体结合，允许Na+内流，膜内正电荷增加，终板膜去极化，产生终板电位（end-plate potential)。总和后达到邻近肌细胞膜的阈电位，肌细胞产生动作电位，引起收缩。,2. 骨骼肌的兴奋-收缩耦联,兴奋-收缩耦联（excitation-contraction coupling）指将以动作电位为特征的兴奋与以肌丝滑行为特征的收缩联系起来的中介过程。包括动作电位沿着横管膜传向肌细胞深部、三联管处的信息传递以及终末池释放和重摄取Ca2+ 。其中兴奋收缩耦联的耦联因子是Ca2+，结构基础是三联管。,第二单元 血 液,一、血液的组成与特性 1. 内环境与稳态 细胞生存的
10、细胞外液称为内环境（internal environment）。为维持细胞正常的生理功能，机体通过复杂的调节机制保持内环境中的各项物理、化学因素的相对稳定，称为内环境稳态（homeostasis）。,2. 血量、血液的组成、血细胞比容,血量占体重的78，由血细胞和血浆组成。血细胞包括红细胞、白细胞和血小板；血浆由无机盐、蛋白质和水组成。血细胞在全血中所占的容积百分比称为血细胞比容（hematocrit），而血细胞中99为红细胞，故也常称为红细胞比容。成年男性为4050，成年女性为3748，新生儿约为55。,3. 血液的理化性质,（1）比重 正常人全血的比重为1.0501.060，血浆的比重为1
11、.0251.030，主要决定于血浆蛋白质的含量；红细胞的比重约为1.0901.092，与其所含血红蛋白量成正比。 （2）粘度 全血粘度的大小主要决定于所含红细胞的数量；血浆粘度主要决定于血浆蛋白质的浓度。如以水的粘度为一，则全血的相对粘度为45，血浆为1.62.4。当血液流速小于一定限度时，粘度与流速呈反变关系。这主要是由于血流缓慢时，红细胞可叠连或聚集成团，而使血液粘度增大，这可影响血液循环的正常进行。,（3）血浆渗透压 血浆渗透压主要为血浆晶体渗透压（为770 kPa,占总渗透压的99以上），由NaCl、KCl等无机盐构成，其改变时主要影响细胞内、外水的平衡。此外还有少部分的胶体渗透压（3
12、.3kPa），由血浆蛋白质形成（以白蛋白为主），可影响血管内外的水平衡。 （4）血浆pH值 正常人血浆的pH值为7.357.45。,二、血细胞及其功能,1. 红细胞生理 （1）红细胞的数量及其生理特性 红细胞(erythrocyte或red blood cell, RBC)是血液中数量最多的一种血细胞。正常成人红细胞的数量在男性约为（4.55.5）1012/L，在女性约为（3.84.6）1012/L，新生儿为6.01012/L以上。红细胞为双凹圆盘形，具有良好的变形性因而可通过直径比自身小的毛细血管。红细胞在血浆中有保持悬浮的特性，称为悬浮稳定性，其评价指标是红细胞沉降率（erythrocyt
13、e sedimention rate, ESR），简称血沉。如果红细胞的叠连加速，则血沉加快，决定血沉快慢的因素是血浆而非红细胞本身，血浆中纤维蛋白原、球蛋白及胆固醇含量增加时血沉加快。红细胞在一定程度的低渗溶液中(如正常红细胞放置于0.65%Nacl中)只是膨胀而不破裂，说明红细胞对低渗具有一定的抵抗力。当红细胞发生异常时，渗透脆性增加。,（2）红细胞的生成与破坏 每天有1的红细胞因衰老被破坏，在血管外被破坏的场所主要是脾和骨髓。红细胞生成的场所是红骨髓；原料是蛋白质和Fe2+；调节因素是主要由肾脏产生的促红细胞生成素，此外雄激素、糖皮质激素、甲状腺激素和生长激素等亦可促进红细胞的生成；成熟
14、因子为VitB12和叶酸，任一环节出现障碍，均可造成贫血。,2. 白细胞生理,白细胞 ( leukocyte，或white blood cell，WBC )是一类无色有核的血细胞，在血液中一般呈球形，在组织中则有不同的变形运动。白细胞按形态、功能及来源分为粒细胞、单核细胞和淋巴细胞。根据粒细胞胞浆中嗜色颗粒的特性，可将粒细胞进一步分为中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞。健康成人白细胞总数在（410）109/L范围内，中性粒细胞约占总数的5070%；淋巴细胞约占2040%；单核细胞占38%；嗜酸性粒细胞占25%；嗜碱性粒细胞占02%。白细胞在机体的防御反应中有重要作用。,3. 血小板生理,（
15、1）血小板的数量及其生理特性 血小板 ( platelet或thrombocyte )是从骨髓成熟的巨核细胞脱落的具有生物活性的小块细胞胞质。健康成人循环血液中的血小板数约为（100300）109/L，可有610的变化。血小板平均寿命约为714天。但只在开始两天具有生理功能。血小板具有粘附、聚集、释放、收缩、吸附等特性，在生理止血过程中发挥作用的基础。,（2）血小板的功能 正常情况下，小血管损伤引起的出血在几分钟内便会自行停止，这种现象称为生理性止血。生理性止血机制包括血管收缩、血小板血栓形成和血凝抗凝三部分。血小板在生理性止血中的功能活动可大致分为血小板血栓的形成；坚固的血凝块形成；以及对纤
16、溶过程的抑制与促进的双重作用。血小板能随时沉着于血管壁以填补内皮细胞脱落留下的空隙，并可以融合入内皮细胞，因而有保持内皮细胞完整性的作用。,三、血液凝固和抗凝,1. 血液凝固 血液凝固(blood coagulation) 指血液由流动的溶胶状态变成不能流动的凝胶状态。血液凝固包括三个基本步骤：凝血酶原激活物的形成、凝血酶的形成和纤维蛋白的形成。传统上分为因子启动的内源性凝血和因子(tissue factor,TF)启动的外源性凝血，外源性凝血在凝血中起关键作用。,2. 主要抗凝物质的作用,（1）凝血酶III 主要与凝血酶以及因子XIIa、XIa、a、IXa和激肽释放酶分子中的丝氨酸残基结合，封闭这些酶的活性中心，不可逆的阻断这些凝血因子的作用。 （2）肝素 肝素是一种酸性粘多糖，主要在肥大细胞和嗜碱性粒细胞中合成。主要作用是增强抗凝血酶I
