动物生理学绪论

动物生理学绪论思维导图，讲述了生理学概述、内环境的稳定、稳态、三种调节方式、三种控制系统、动物体内细胞间通讯。

绪论

• 什么是生理学
  • 生理学（physiology）：研究生物体机能(function)的科学
  • 生物学发展
    • 前4世纪---古希腊思想家 亚里士多德--- 观察描述解剖---生物学创始人 16世纪中---比利时人 维萨里 ---近代解剖学 17世纪初---英国医生哈维---发现血液循环---生理学和生物学成为实验科学的里程碑 19世纪---英国生物学家达尔文---物种起源---思想革命
  • 三个研究领域
    • 生理现象或过程的观察与描记 各种活动的机制机理（mechanism） 各种机能的控制或者调节问题
  • 三个研究水平
    • 整体和环境水平 器官和系统水平 细胞和分子水平
• “动物体内环境的稳定是生命活动的基本条件” ---生理学一项基本原理
  • 内环境的稳定
    • 贝尔纳---1857---肝功能和体液内Glc含量关系---细胞外液构成细胞的直接环境 内环境（environment）细胞获取营养和排出废物的媒介
  • 稳态
    • 美国生理学家 坎农---稳态（homeostasis）代偿性调节反应所形成的稳定状态
    • 是在内环境中的化学物质不断形成与分解、输入与输出达到相等的程度所维持的一种稳定状态，而不是以相反的方向和相同的速率进行的化学平衡
• 脊椎动物的机能调节
  • 三种调节方式
    • 神经系统
      • 反应迅速、准确，作用部位局限，作用时间短暂
      • 包括中枢神经系统和周围神经系统两部分
      • 基本机能：接受来自体内和体外环境刺激所引起的感觉输入，整合这些输入，做出应对这些刺激的反应。
    • 内分泌系统
      • 反应速度较缓慢、作用广泛而持久，调节方式相对恒定
      • 刺激的作用下，内分泌系统分泌激素（hormone）参与建立和维持身体的稳态
    • 自身调节
      • 某些细胞、组织和器官并不依赖神经或体液激素的作用也能对周围环境变化产生的适应性反应。是其自身的生理特性。
  • 三种控制系统
    • 非自动控制
      • 开环系统
      • 仅由控制部分向受控部分发出活动的指令，控制受控部分的活动，完全无自动控制的能力。
      • 仅在体内反馈机制受到抑制时表现（eg应激）
    • 反馈控制系统
      • 闭环系统(见图1-5）
      • 即控制部分不断对受控部分发出指令，令其活动，而受控部分则能不断地将其活动状况作为反馈信息送回给控制部分，使控制部分根据反馈信号来改变或调整自己的活动，这一活动不断进行，从而对受控部分的活动实行自动控制。
      • 反馈性调节：由受控部分发出反馈信息对控制部分的活动加以纠正和调整的过程
      • 正反馈调节（positive feedback）：不可逆的、不断增强---整个系统再生状态，生理过程快速完成---破坏原来的平衡状态
      • 负反馈调节（negative feedback）：向平衡状态改变
    • 前馈控制系统
      • 当控制部分发出指令使受控部分进行活动的同时，又通过另一快捷途径作用于受控制部分，使其发出前馈信号，使受控部分在接受控制部分指令活动时，又及时的受到前馈信号的调控，使活动更加迅速、准确。
  • 动物体内细胞间通讯
    • 缝隙链接（gap junction）
      • 最简单直接---传送电学和化学信号的方式
      • 两个相邻细胞膜上的连接蛋白组成的，每个细胞膜上6个连接蛋白组成半个通道，与相邻组合（图1-9）---允许离子和小分子通过
      • 电学信号只有通过缝隙链接才能转移（图1-10A）
    • 直接接触
      • 接触依赖信号---发生在生长发育过程以及免疫系统的活动中
      • 一个细胞膜上的表面分子与另一细胞膜的膜蛋白结合，细胞膜上的细胞黏着分子是一种膜蛋白，连接着细胞骨架和细胞内的酶，能与细胞外的信号分子结合，将其所带信息传过细胞膜进入细胞质
    • 局地通讯
      • 由旁分泌（paracrine）和自分泌（autocrine）完成的（图1-11）
      • 旁分泌信号是一个细胞分泌的物质扩散到附近，对其他的细胞发生作用
      • 自分泌信号是细胞分泌的物质作用于自身
    • 长距离通讯
      • 由内分泌细胞分泌的激素和神经细胞分泌的神经递质完成
      • 激素通过血液循环分布到全身（图1-12A）
      • 神经电信号沿神经元到神经元末端转化为电信号：神经元分泌神经递质（neurotransmitter）
      • 神经递质穿过细胞间隙到达靶细胞产生快速效果（图1-12B）
      • 如果神经元分泌物扩散进入血液循环再运送到全身，则称为神经激素（neurohormone）（图1-12C）
  • 信号转导途径
    • 共同特征
      • ①信号分子是与受体结合的配体（ligand）。配体也被称为第一信使（first messenger），因为他给靶细胞带来信息。 ②配体与受体结合会激活受体。 ③被激活的再激活细胞内的信号分子，被激活的信号分子也可以再激活下一批信号分子。 ④在转导途径中，最后被激活的信号分子引发合成靶蛋白或修饰已有的靶蛋白而产生的一个特定的反应。
    • 基本途径
      • 化学信号（脂溶性）
        • 亲脂类信号分子---扩散穿过细胞膜的脂双层与胞质受体或核受体结合---多为激素
        • 疏脂类信号分子---与细胞膜上的受体蛋白结合↓
      • 受体蛋白
        • 受体通道（receptor-chananel）
          • （化学门控离子通道）最简单的受体，常位于可兴奋组织上
          • 配体与受体通道的结合会打开或关闭通道，改变跨膜离子流
          • 受体通道的激活引发最快的细胞内反应
          • 一部分由细胞外信号分子直接激活，一部分由细胞内第二信使控制
          • 利用膜蛋白受体从膜的一侧将信息传到膜的另外一侧称为信号转导（signal transduction）。 过程：细胞外信号分子激活膜受体→被激活的膜受体改变细胞内分子→改变细胞内分子产生反应。
        • G蛋白偶联受体
          • 大而复杂的跨膜蛋白家族。穿过脂双层7次，其尾部在细胞质与膜转导蛋白（G蛋白）相连。
          • 非活性的G蛋白结合的是鸟苷二磷酸（GDP）当GDP被转化成鸟苷三磷酸即可激活G蛋白，就会打开膜上的离子通道，或在细胞膜内改变酶活性
          • G蛋白-偶联腺苷酸环化酶-环腺苷酸（cAMP）系统是第一个确定的信号转导途径。 腺苷酸环化酶是扩增酶，将ATP转化为第二信使分子cAMP，cAMP再激活蛋白激酶A（PKA），PKA再磷酸化其他的细胞内蛋白质，使他们成为信号级联反应的一部分。
        • 整联蛋白受体
          • 细胞膜外，整联蛋白受体既结合细胞外基质，也结合配体（抗体、血凝分子） 细胞内，整联蛋白附着于细胞骨架。
          • 配体与受体结合，引起整联蛋白激活细胞内酶，或改变细胞骨架的结构。
        • 受体-酶
          • =细胞膜外侧的受体区+细胞质一侧的酶区