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生理学
生物医学工程生理学课程，包括神经系统、视觉、血液、细胞、循环系统、呼吸系统的基本概念、特点等。
编辑于2022-03-01 17:09:28
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细胞的基本功能
Electrical phenomenon of cell
Bioelectricity
Resting Potential
概念
细胞在安静时存在于膜两侧的电位差，内负外正
特点
在大部分细胞是稳定的直流电
处于动态平衡
范围
-10~-100mV
绝对值增大即为增大
产生机制
前提1
细胞膜两侧存在离子浓度差
离子扩散驱动力
化学驱动力Chemical Force
电驱动力Electrical Force
电化学驱动力Electrochemical Force
平衡电位Equilibrium Potential
电化学驱动力为0，不再跨膜转运
钠钾泵异常也会使静息电位减小
前提2
细胞膜对离子通透性不同
静息状态下细胞膜只对K通透
实际值略小于K的平衡电位
RP是安静状态下K外流为主的多种离子转运的综合结果
影响因素
膜外K浓度
膜对Na和K的通透性
钠-钾泵的活动水平
Action Potential
概念
可兴奋细胞在受到有效刺激后产生的一过性的电位活动
阈强度threshold intensity
阈电位threshold potential,TP
基本概念
极化polarization
去极化depolarization
超极化hyperpolarization
反极化reverspolarization
别名：超射overshoot
去极化repolarization
组成
去极相、超射、复极相、峰电位、后电位
峰电位
神经纤维兴奋产生和传导的标志
特点
“全或无”现象
不衰减传播
同一细胞
脉冲式发放
机制
电化学驱动力分析
AB段
神经细胞静息时，非门控的K渗漏通道一直开放，K外流，膜两侧的电位外正内负
BC段
受刺激部位的门控Na通道打开，Na大量内流，膜内外电位反转，外负内正
去极化
电-化学驱力
CD段
门控Na通道关闭，门控K通道K打开，K大量外流，膜电位恢复为静息电位后，K通道关闭
复极化
兴奋完成后，钠钾泵降细胞内Na泵出，降细胞外K泵入，以维持细胞内K浓度高和细胞外Na浓度高
阈电位机制
Na的内流恰好抵消了K的外流，膜的去极化和Na电导增加之间形成正反馈
局部兴奋特点
去极化程度低
无不应期变化
扩布有衰减性
可以总和
随阈下刺激的幅度增大而增大
影响因素
Na通道的分部密度和功能状态
细胞外Ca离子水平：降低细胞兴奋性
缺钙抽搐
动作电位传播
无髓鞘神经纤维
局部电流local current
双向
安全
不衰减
相对相遇后消失
有髓鞘神经纤维
跳跃式传播Saltatory conduction
传导速度大大增加
节约能量
动作电位从一个郎飞氏节跨越区间跳跃到下一个郎飞氏节
电压钳实验
记录细胞膜离子电流的镜像电流
Contraction of Skeletal Muscle
神经-肌肉接头 Neuromuscular junction
概念
神经于肌肉之间功能性的结合部位，属于经典的化学性突触
化学性突触
以某种化学物质来传递信息的突触
结构及组成
接头前膜
运动神经末梢
有电压门控Ca离子通道
内含神经递质乙酰胆碱
接头间隙
充满细胞外液，50-60nm
接头后膜（终板膜）
特化的肌膜，有N2型ACh受体阳离子通道和乙酰胆碱酯酶(AChE)
兴奋传递
Ca离子作用
触发囊泡释放神经递质，释放量与进入轴浆内的Ca离子量呈正比
囊泡释放
量子式释放
乙酰胆碱与受体集合，终板膜对Na、K受体通透性窦增加，发生去极化
终板电位endplate potential,EEP
去极化“局部电位”
大小与接头前膜释放的ACh呈正比
无不应期
总和现象
高于肌细胞的阈电位
一次神经冲动释放的ACh造成EPP的大小是肌细胞阈电位的3-4倍，可以引发肌细胞爆发动作电位，不会丢失信号
运动终板的特点
不能产生动作电位
只有化学门控通道
只能产生局部兴奋
对乙酰胆碱敏感
递质(ACh)代谢
释放--乙酰胆碱酯酶分解--重摄取合成
特点
1：1传递（足量释放、及时清除）
单向传递
易受到干扰
胞外Ca浓度
递质代谢情况
受体敏感性
药物和毒物作用的靶点
箭毒
取代乙酰胆碱与受体结合
神经-肌肉接头的阻断剂
重症肌无力
抗乙酰胆碱受体抗体
有机磷农药
降低乙酰胆碱酯酶的活性
横纹肌的收缩机制
骨骼肌的结构特征
肌管系统
肌原纤维(收缩)
明带和暗带
粗肌丝：暗带
肌球蛋白
横桥
具有与细肌丝结合的位点
具有ATP酶的活性
细肌丝：明带
肌动蛋白
原肌球蛋白
肌钙蛋白
调节蛋白
肌节sarcomere
相邻Z线之间，包括一个暗带+两边各1/2明带，是肌肉收缩和舒张的基本单位
肌丝滑行理论Myofilament sliding
肌肉的长度变化是粗细肌丝在肌小节内相互滑行的结果，其本身长度不变
横桥周期Cross-bridge cycling
肌球蛋白的横桥与肌动蛋白结合、扭动、复位的过程，约20-200ms
肌细胞的兴奋-收缩耦联
1舒张状态，横桥与细肌丝垂直，处于高势能状态
2胞内Ca浓度升高，横桥与肌动蛋白结合
电兴奋通过横管传向肌细胞深处，激活L型钙通道
L型通道变构，激活肌质网受体开放，使肌质网Ca释放入胞质内
胞质内Ca浓度升高，引发肌肉收缩
胞质内的Ca穿过肌质网的钙泵回收到肌质网，肌肉舒张
3横桥构象改变，向桥臂方向扭动45°，拖动肌丝向M线方向移动，ADP解离
4横桥再与ATP结合，与肌动蛋白解离，水解ATP获能复位
肌管系统
横管T
L型Ca通道
纵管L
肌质网
钙离子含量高
Ca泵
终池
钙释放通道
影响横纹肌收缩效能的因素
收缩分类
负载情况
等长收缩Isometric contraction
长度不变，张力增加
等张收缩Isotonic contraction
肌肉缩短，张力不变
刺激频率
单收缩Twitch
受到一次短促刺激，发生一次动作电位，出现一次收缩舒张
动作电位2-4ms，收缩过程100ms以上
强直收缩Tetanus
不完全强直收缩incomplete tetanus
刺激频率较低，总和发生在前一次收缩过程的舒张期
完全强直收缩compolete tetanus
刺激频率较高，总和发生在前一次收缩的收缩期
生理条件下几乎都是强直收缩
力学表现
先等长后等张
收缩效能Performance of contraction
概念
肌肉收缩产生的张力大小、缩短程度和产生张力或缩短的速度
影响因素
负荷
前负荷
收缩前承载的负荷，使肌肉具有一定初长度inital length
产生被动张力passive tension
影响
最适初长度optimal initial length
横桥与细肌丝结合程度最高
静息状态就是最适初长度
后负荷
肌肉收缩后才承载的负荷，阻碍收缩过程
减慢收缩时的速度与主动张力的变化active tension
影响
随着后负荷增加，收缩张力增加，缩短速度减慢
更多横桥参与肌肉收缩，张力增大但是速度减慢
肌肉收缩能力
与肌纤维的粗细和数量呈正比
Signal transduction of cell
跨膜信息转导transmenbrane signal transduction
概念
细胞外液的化学信号及其它的刺激信号通过细胞膜的特殊蛋白质，以新的信号形式传入细胞内，并引起细胞产生相应的生物学效应
相关名词
信号分子signal molecule
信使分子message molecule
信号转导通路signal transduction pathway
生理意义
机体在细胞和分子水平上的功能调节
离子通道型受体介导的信号转导
介导
受体+离子通道
特点
信号传导路径简单、速度快，是机体对外界刺激信号做出快速应答的基础
电压门控和机械门控通道也是类似原理
本质是接受电信号和机械信号的“受体”
G蛋白偶联受体介导的信号转导
过程
组成部分
G蛋白耦联受体G-protein Coupled Receptor
最大的细胞膜受体家族
结构相似，属于7次跨膜受体
促代谢型受体
配体种类多，包括各类神经递质和激素
G蛋白GTP-binding protein
GTP活性
三聚体
α、β、γ
有G-GDP失活态和G-GTP激活态
结合GDP开关关闭
结合GTP开关打开
与α亚基相结合
G蛋白效应器G protein effector
分类
离子通道
直接接受G蛋白直接或间接（通过第二信使）的调控，开放或关闭
效应酶
需要催化生成（或分解）第二信使，进行转导
第二信使second messenger
细胞外信号分子作用于细胞膜产生的细胞内信号分子
概念
被配体激活后，作用于与之偶联的G蛋白，再引发一系列以信号蛋白为主的级联反映完成跨膜信号转导的一类受体
特点
传导速度慢
具有信号放大作用
作用的空间范围大
Transport across Cell Membranes
细胞膜的化学组成和分子排列
液态镶嵌模型liquid mosaic model
细胞膜是以液态脂质双分子层为骨架，其中向前具有不同分子结构和生理功能的蛋白质
流动性和不对称性
跨细胞膜的物质转运
单纯扩散simple diffusion
简单扩散、物理扩散过程，不消耗能量，从高浓度一侧通过脂质分子间隙向低浓度一侧进行扩散
物质
脂溶性高且分子量小的物质
气体、乙醇、尿素、维生素
扩散的方向取决于膜两侧的浓度差和膜对该物质的通透性
水的跨膜运输
自由扩散
水通道（速度快）
易化扩散faciliated diffusion
非脂溶性小分子物质在膜蛋白的协助下，顺浓度或电位梯度进行跨膜转运，不消耗能量
葡萄糖、氨基酸等营养物质或带电离子
分类
通道介导
概念
离子通道蛋白介导、不消耗能量、顺浓度梯度或电位梯度进行跨膜转运
物质
Na、K、Ca等各种离子
特点
转运速度极快
离子选择性
门控特性
电压
化学
机械
载体介导
概念
在载体或转运体的协助下，不消耗能量，从高浓度向低浓度扩散
载体无孔道，但存在分子结合位点
物质
水溶性小分子营养物质
特点
速度较慢
结构特异性
饱和现象
竞争性抑制
主动转运active transport
概念
在膜蛋白帮助下，通过消耗能量将小分子物质逆浓度或电位梯度进行跨膜转运
分类
原发性主动转运
概念
膜蛋白或载体本质为ATP酶，直接利用ATP释放的能量进行带电离子的逆电-化学梯度的转运
典型
离子泵，如钠泵、钙泵
Na泵活动意义
造成细胞内高K
将不断漏入的Na转运出胞外
细胞电活动的基础
建立一种Na浓度梯度
继发性主动转运
概念
转运的能量不是直接来自ATP的分解，而是利用原发性主动转运形成的某些离子的浓度梯度
本质
经载体易化的扩散与原发性主动转运相欧联的主动转运
典型
葡萄糖在小肠粘膜上皮细胞的吸收（Na-葡萄糖同相转运体）
分类
同相转运
溶质与Na同方向转运
反相转运
溶质与Na反方向转运，如Na-Ca交换和Na-H交换
出胞入胞endocytosis and exocytosis
概念
大分子和颗粒物进出细胞时，先由膜包围形成囊泡，在经膜包裹、膜融合和离断等一系列过程批量进出细胞
特点
需要消耗能量，大量蛋白质参与
分类
出胞
概念
胞内大分子物质以分泌囊泡形式排出细胞，也叫胞吐
物质
分泌激素、神经递质释放、消化液分泌
入胞
概念
细胞外大分子物质或团块被细胞膜包裹后，以囊泡形式进入细胞，亦称为胞吞
分类
吞噬
固体
巨噬细胞，炎症反应，吞噬病原体
吞饮
液体
体内所有细胞
Ca离子的生理功能
参与兴奋-收缩耦联
参与递质释放
降低神经、肌肉的兴奋性
参与骨骼肌、心肌的收缩过程
绪论
负反馈
维持人体某种功能的稳态
生命基本活动特征
新陈代谢metabolism
生物与非生物的主要区别
合成和分解
同化与异化
同化作用
机体从环境中摄取营养物质，合成自身成分的过程
能量代谢和物质代谢
兴奋性excitability
反应response
机体对外界刺激做出的应答性变化
阈值threshold
能引起组织细胞产生反应的最小刺激强度，也叫阈强度threshold intensity
衡量组织兴奋性高低的指标
内环境
组成
细胞外液
血浆
最能反映内环境状态的是
组织液
淋巴、脑脊液、房水等
作用
为细胞提供营养物质
为细胞提供适宜的理化条件
运送细胞代谢产物
稳态
理化性质相对稳定
是各种调节机制维持的一种动态平衡状态
负反馈是维持内环境稳态的重要途径
稳态是维持细胞正常功能的必要条件
regulation of physiological function
nervous regulation神经调节
最重要的调节方式
reflex反射
unconditioned reflex
生来就有
数量有限
比较固定
形式低级
conditioned reflex
基本结构
reflex arc
感受器
传入神经
传出神经
神经中枢
效应器
特点
迅速
准确
作用时间短
可兴奋组织
肌肉
神经
腺体
humoral regulation体液调节
autoregulation自身调节
Adaptive Control System in Human Body
Feedback Control System
受控信息返回作用于控制部分
闭环系统
Positive Feedback
使生理活动快速达到高潮，发挥最大作用
典型
排尿
分娩
凝血
Negitive Feedback
体温、血压
调定点Set point
特点
追随矫正
滞后性
有一定的波动性
维持内环境稳态
Feed-Forward Control System
Physiology of Nervous System
姿势和运动的调节 Somatomotor Function of Nervous System
躯体运动分类
反射运动Reflex movement
最简单最基本
不受意识控制
随意运动Voluntary movement
主观意愿发动
较为复杂
节律运动Rhythmic movement
可随意开始停止
不需要意识参与自动进行
能够被感觉信息调制
运动调控
随意运动
策划
皮层联络区
基底神经节
皮层小脑
发出指令
皮层运动区
执行
脊髓脑干
脊髓是最基本中枢
组成
运动神经元
脊髓前角α运动神经元
接受从脑干到皮层等高级中枢的下传信息
接受外周传入信息
整合后发出冲动
运动单位
一个α神经元及其所支配的全部肌纤维
不同大小决定了肌肉收缩力量和精巧程度
β运动神经元
较大，支配梭内肌，也支配嗦外肌，功能未知
γ运动神经元
较小
支配梭内肌
调节肌梭对牵拉刺激敏感性
中间神经元
脊休克
脊髓与高位中枢离断后反射活动能力暂时丧失，进入无反应状态
表现
骨骼肌紧张性下降
外周血管扩张，血压下降
发汗反射消失
粪、尿积累
离断面一下知觉和运动能力永久丧失
对姿势和肌紧张的调节
屈肌反射
一侧肢体受到伤害性刺激使，该侧肢体出现屈曲反应
规避伤害，具有保护意义
姿势反射
对侧伸肌反射
刺激强度加大，在同侧肢体屈曲反射的基础上出现了对侧肢体伸直
身体失衡时，支持体重，维持身体平衡
牵张反射
有神经支配的骨骼肌，受到外力牵拉而伸长时，可反射性引起受牵拉的同一肌肉收缩
组成
感受器
肌梭muscle spindle
感受肌肉长度变化，属于本体感受器
长度感受器
拉伸时兴奋
传入神经
终止于α神经元，支配梭外肌
传出神经
γ神经纤维，支配梭内肌
能使兴奋维持
类型
腱反射
快速牵拉肌腱时引起的牵张反射
肌紧张
缓慢持续牵拉肌腱时发生的牵张反射
对抗重力，维持躯体姿势，是其他运动的基础
反牵张反射
梭外肌繁盛强烈等长收缩时，腱器官兴奋，抑制α运动神经元，使肌肉收缩减弱
保护肌肉不至于过分牵拉，防止肌肉撕裂
感受器
腱器官
张力感受器
张力大兴奋
与梭外肌纤维串联
节间反射
脊椎动物依靠上下节脊髓的协同活动完成的反射活动
搔扒反射
脑干对姿势和肌紧张的调节
去大脑僵直
概念
切断中脑上下丘之间的脑干，出现肌紧张亢进现象
抑制区
抑制肌紧张和肌运动的区域
延髓网状结构腹内侧
分部小，自发活动弱
易化区
加强肌紧张和肌运动的区域
脑干网状结构广大中央区域
分部广，自发活动强，在肌紧张平衡中略占优势
人类
去皮层僵直（碟鞍上囊肿）
去大脑僵直（中脑患病）
对姿势的调节
状态反射
迷路紧张反射
颈紧张反射
翻正反射
基底神经节对运动的调控
结构
纹状体
基底神经节与大脑皮层之间神经回路
产生和稳定随意运动
调节肌紧张
处理本体感觉信息
黑质-纹状体投射系统
增强丘脑-皮层投射系统，易化大脑皮层活动，使运动增多
主要病变
帕金森（震颤麻痹） 肌紧张过多而运动过少
随意运动减弱，肌紧张增强
黑质内DA能神经元病变，抑制纹状体胆碱能递质系统作用
间接通路活动增强
直接通路活动减弱
治疗
促DA合成药物
左旋多巴
胆碱能受体拮抗剂
肌紧张过少而运动过多
舞蹈症和手足徐动症
肌紧张减弱，头部上肢不自主舞蹈样动作
新纹状体内GABA能神经元活动下降
间接通路活动减弱
直接通路活动增强
治疗
耗竭DA递质的药物
血利平
小脑对运动的调控
功能
协调随意运动
调节肌肉张力
维持躯体平衡
运动学习
小脑分区
前庭小脑Vestibulocerebellum
控制躯干和四肢近端肌肉的活动
参与身体姿势平衡和眼球运动的调节
损伤
身体平衡障碍
步态蹒跚，容易跌倒
位置性眼震颤
脊髓小脑Spinocerebellum
小脑性共济失调
皮层小脑Cerebrocerebellum
运动策划和运动程序编制
损伤
概要
大脑皮层对运动的调控
痉挛
浅反射减弱或消失
内脏活动、本能行为和情绪
自主神经
胆碱能神经纤维
交感神经系统
特点
作用广泛
消耗能量
环境急剧变化时活动增强
提高机体应激能力
节前纤维直接支配肾上腺髓质
内脏痛
定位不明确
第一感觉区
体表感觉投射
中央后回
安排是倒置的
快适应感觉的投射区
躯体感觉中继站
后腹核
觉醒和睡眠
脑电
皮层诱发电位
概念
刺激感觉传入系统或脑的某一部位，在皮层相应的感觉区表面印出较为固定的可重复电位变化
特点
波辐很小，常淹没在自发脑电活动的背景中
有一定的潜伏期
组成
主反应
大锥体细胞点活动，与感觉的特异性投射系统活动有关
次反应
非特异性投射有关
后发放
觉醒有关的脑区
网状结构上行刺激系统
上行唤醒作用
多突触传递系统，易受到药物影响而发生阻滞
睡眠EEG分期
快波睡眠Fast wave sleep 或叫做异相睡眠paradoxical sleep 或快眼动睡眠 Rapid Eye Movement
脑电波呈现与清醒时相同的去同步化快波，β波
表现
难以唤醒、做梦
慢波睡眠Slow Wave Sleep,SWS 非快眼动睡眠NREM
脑电为慢频率、高振幅的去同步化慢波
诱发记忆回放，促进记忆巩固
表现
感觉、运动、自主神经活动减退
GH分泌增多，促进生长和体力恢复
分期
脑的高级功能
优势半球
语言功能占优势的一侧
多为左侧
与惯用右手有关
少年时受损可在对侧重建
后天形成
基本活动原理
组成
胶质细胞
特点
没有轴突
体积小数量多
不形成化学性突触
不产生动作电位
功能
支持、修复再生
绝缘屏障
物质代谢和营养
免疫应答
稳定胞外K浓度
神经细胞兴奋
最先产生扩布性动作电位
轴丘
传导特征
各纤维的动作电位互不干扰
突触后电位
提高了Na和K的通透性，尤其是Na
化学性突触
抑制性突触后电位
突触后膜出现超极化
对Cl离子通透增加
阿托品阻断受体
M型受体
特点
前膜、后膜、间隙构成
前后膜较一般神经元增厚
前膜有大量囊泡
囊泡有神经递质
后膜有受体
极易受内环境变化影响
抑制性递质
甘氨酸
γ-氨基丁酸
突触可塑性
形态功能的改变
前后均可发生
普遍存在于神经系统
传递效率可变长变短
神经纤维传导速度
纤维直径
有无髓鞘
髓鞘厚度
温度
交感
节前纤维
乙酰胆碱能
胆碱能受体阻断剂
筒箭毒
阿托品
节后纤维
肾上腺素能
反射
时间长短
取决于经过的中枢突触数目
视觉
眼的折光系统
四种透光介质
角膜
房水
晶状体
玻璃体
四处折射面
角膜前后
角膜表面折光能力占最大折光能力80%
晶状体前后
简化眼
成倒立缩小实像
眼的感光换能系统
视网膜组成
色素细胞层
不属于神经组织，含黑色素颗粒，吸收光线对感光细胞有保护和营养以及代谢功能
特点
易发生剥离，引发疾病
光感受细胞层
视锥细胞cone
视杆细胞rod
光-电转换，产生感受电位的关键部位
双极细胞层
与感光细胞突触终末形成化学性突触，再和神经节细胞发生突触联系
神经节细胞层
产生动作电位，并通过视神经传向大脑视皮层
视网膜结构
视神经乳头（视盘）
视神经穿出眼球壁的部位，此处没有感光细胞
黄斑
中央凹
视锥细胞最密集，视觉敏感度最高
反转视网膜结构
功能最大化，能量最小化
视杆细胞感光换能机制
1000个膜盘，每个膜盘100万个视紫红质
视蛋白和视黄醛组成
跨膜蛋白
7次跨膜
类似G蛋白耦联受体
光化学反应
视黄醛--光-反视黄醛--异构酶-顺视黄醛--视紫红质
循环
光漂白
视杆细胞感受器电位
暗环境
外段cGMP门控Na内流（暗电流）
内段K外流
膜电位-40mV
光照时
cGMP被分解，门控Na关闭，但K外流不变，膜电位超极化
视网膜的两种感光换能细胞
聚合式
单线式
中央凹
视锥细胞多而直径最小，单线联系
双眼视觉
扩大视野
形成立体视觉
消除盲点
颜色视觉
血液
组成和理化性质
血浆Plasma
机体内环境
血浆蛋白
白蛋白（最多），肝脏产生
球蛋白
纤维蛋白原
功能
运输
免疫
营养
渗透压
血液凝固
延长激素半衰期
血浆渗透压
指标
300mOsm或700kPa
7个标准大气压
取决于单位容积溶液中溶质颗粒数目的多少
影响因素
晶体渗透压
Na和Cl
数量多、较大，维持细胞内外水平衡和细胞正常体积
胶体渗透压
血浆蛋白（白蛋白为主）
维持血管内外水平衡
作用
调节血管内外水的交换
临床应用
输液原则
0.9%NaCl或5%葡萄糖
水肿
血浆蛋白（白蛋白）浓度下降--水向组织液间隙转移--水肿
血液功能
运输、缓冲、维持内环境稳态、参与凝血和生理止血、防御和保护
血细胞比容 Hematocrit
概念：血细胞在血液中占的容积百分比
男性40-50%，女性37-48%
降低：贫血
升高：腹泻或大面积烧伤，血浆量下降
各血细胞比例
Red blood cell:99%
White blood cell(0.1%)
Platelets
血细胞生理
血细胞生成（造血中心）
胚胎时期
卵黄囊--肝、脾--骨髓
婴儿
骨髓
成年
骨髓（扁骨和长骨近端的骨髓）
干细胞
红细胞
无线粒体，糖酵酶解获能
性质
可塑变形性plastic deformation
定义
正常红细胞在外力作用下具有变形能力，外力撤销可恢复
意义
使红细胞能够通过小的毛细血管
影响因素
表面积体积比
红细胞内容物黏度
红细胞膜弹性
悬浮稳定性suspension stability
渗透脆性osmotic fragility
细胞膜选择透过性
与O2结合的可逆性
功能
运输氧气和二氧化碳
血红蛋白hemoglobin
生成
铁
叶酸和维生素B12
蛋白质
其他某些维生素和微量元素
白细胞
生理特征
趋化chemotaxis
定义：白细胞向某些化学物质运动的特性
趋化因子
定义：能够引起白细胞发生定向运动的化学物质
吞噬phagocytosis
吞噬细胞
分泌secretion
白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等
血小板Platelets
功能
维持血管壁完整
血小板减少性紫癜
血小板不能修复和保持血管内皮细胞的完整性
止血和凝血
释放ATP\ADP等活性物质
特性
血小板活化
血小板受刺激时可伸出伪足而变成不规则形状
血小板黏附paltelet adhesion
血小板与非血小板的黏着
血小板聚集aggregation
血小板之间的相互黏着
Release/Secretion
血小板活化释放出储存在致密体、α-颗粒、溶酶体内的物质
作用：进一步促进血小板的黏附、聚集、加速止血
Contraction
血小板中存在类似肌肉的收缩蛋白系统，具有收缩能力
adsorption
血小板表面可吸附血浆中的多种凝血因子，有利于血液凝固和生理性止血
生理性止血Hemostasis
血管受损后，短时间内出血自行停止的现象
出血时间：1-3min
基本过程
血管收缩
损伤刺激反射性使血管收缩和肌源性收缩
血小板释放缩血管物质5-HT,TXA2等
血小板血栓形成
暴露的胶原结合并活化血小板
活化的血小板释放血小板因子
吸引更多血小板
形成血小板栓
血小板作用
为凝血因子提供磷脂表面
膜表面吸附多种凝血因子
释放纤维蛋白原
释放缩血管物质，收缩血管
黏附、聚集形成血小板止血栓
血液凝固
实质：血浆中可溶性纤维蛋白原变成不溶的纤维蛋白
需要大量凝血因子参与
凝血过程
血管内流动血液不凝固
血管内皮的抗凝作用
凝血因子的激活仅限于受损部位
血液的稀释作用和单核巨噬细胞的吞噬作用
血浆中生理性抗凝物质的作用，最重要的是抗凝血酶Ⅲ和肝素的作用
应用
外科手术温热盐水纱布压迫止血
体外抗凝剂用于血液运输
动物实验常静脉注射肝素抗凝
纤维蛋白的溶解
纤溶系统
过程
意义
维持血液流动
溶解血栓使血流通畅
血清与血浆的区别
缺乏凝血因子
凝血因子
血浆与组织中直接参与血液凝固的物质
共14个凝血因子
缺乏纤维蛋白原
添加了少量血小板释放出的化学物质
血型
红细胞特异性抗原的类型
可引发红细胞凝集agglutination反应
抗原：凝集原
抗体：凝集素
ABO血型系统
字母代表抗原
Rh血型
阳性
D抗原阳性
阴性
D抗原阴性
新生儿溶血
母亲阴性，胎儿阳性
母亲抗体进入胎儿体内引起溶血
循环系统
心脏的泵血功能 Cardiac Pumping Function
定义
心脏节律性的收缩和舒张对血液的驱动作用
安静：5-6L；运动：20L
周期
心动周期Cardiac cycle
兴奋触发的心肌舒缩，心房、心室压力与容积的变化及瓣膜的开闭，实现泵血功能
概念
心脏一次收缩systole和舒张diastole构成的机械活动周期
特点
心房饮食的systole小于diatole，心室systole大于心房systole
心房心室先后收缩，二者不会同时收缩
左右心房左右心室分别同步收缩
与心率（heart rate）的关系
心率对心舒期影响较大，不利于心脏长久工作
心电周期
兴奋的产生及兴奋向整个心脏的扩布
心音周期
伴随瓣膜的开闭，出现心音
过程（左心室）
概要
机制
单向流动
瓣膜
进出心脏和血管
压力
心脏压力下降
心肌舒缩
心肌收缩
心肌节律生物电
心房在泵血活动中的作用
初级泵（Priming pump）
特点
心动周期中压力变化小
接纳、储存静脉回流的血液
心房收缩帮助心室完成25%的充盈量
还是心室为主
增大心室收缩的初长度，提高心室收缩力
房颤病人的心房不能正常收缩，心室充盈量减少
心脏功能的评价 Evaluation of Cardiac Pumping Function
每搏输出量 Stroke volume,SV
一侧心室一次搏动射出的血量
70mL(60mL-80mL）
每分输出量 Cardiac output,CO
一次心室每分钟射出的血液总量（心输出量）
CO=SV*P
70ml*75次，约为5L
特点
随机体代谢和活动情况而变化
女子较相同体重男子的心输出量低约10%
心输出量的调节 Regulation of Cardiac Output
搏出量
前负荷（异长调节）
定义
心室舒张末期的容积或压力
心肌收缩张力特点
最适初长度2-2.2um
主动张力不出现降支
不同于骨骼肌
超过最适初长度，初长度不随前负荷增加而增加
前负荷对搏出量影响
心定律
心室末期容量的适当增加可增强心室收缩力
心室功能曲线
初长度决定粗细肌丝的重叠程度
大于20mmHg时，曲线无明显降支，说明心肌有抵抗过度延申的特性
心肌细胞肌丝上存在连接蛋白，降肌球蛋白固定在肌小节的Z线上，并具有很强的黏弹性限制肌小节的被动拉长，保证肌小节不易被过度拉长并产生弹性回缩力
异长自身调节
心脏不依赖神经-体液因素，通过心肌本身初长度的改变引起心肌收缩强度变化，继而影响搏出量的调节。即心肌收缩力能随心肌初长度的改变而改变
特点
属于自身调节，因此调节范围小，是调节搏出量的主要因素
生理意义
能精细调节每博输出量，平衡心室射血量与回心血量的平衡，使得心室舒张末期容积保持在正常范围
后负荷
定义
心室射血遇到的阻力
张力-速度曲线
主动脉压越高，心室射血速度减慢，输出量减少，导致余血量增多，心室肌初长度增加
主动脉压80-170mmHg变化时，通过异长自身调节而保持搏出量基本不变，超过正常范围时，如高血压病人，长期心室收缩加强，导致心肌肥大
总结
心肌的收缩能力（等长调节）
心肌收缩能力
心肌不依赖于负荷而改变其力学活动的一种内在特征，于、与心肌初长度无关
等长自身调节 Homometric regulation
通过改变心肌收缩能力这一与初长度无关的心肌内在功能状态对心脏泵血功能的调节
意义
能对持续的、剧烈的循环变化有强大的调节作用
总结
心率（Heart Rate）
心输出量=搏出量*心率
心力储备 Cardiac reserve
心泵功能储备，即心输出量随机体代谢需要而增加的能力，反应心脏的健康程度，可用心脏每分钟能射出的最大血量表示，即最大输出量：一侧心室每分钟能射出的最大血量。正常成人25L-30L
心率储备
心率过快将减小心室充盈量和搏出量
心脏中的两类细胞 Bioelectrical Pyhsiology of Heart
工作细胞 普通心肌细胞
心房肌、心室肌
兴奋性、传导性和收缩功能
稳定的静息电位-80~-90mV
无自律性
自律细胞
窦房结细胞、浦肯野细胞
组成心传导系统，自律性、兴奋性和传导性
无稳定静息电位
无收缩性
特殊传导系统
特殊心肌细胞构成的特殊传导系统
大多具有自动产生节律性兴奋的能力，主要功能时产生和传导兴奋
心肌细胞动作电位及其分类
快反应细胞
去极化速度快，幅度大，复极化过程缓慢可分时相，动作电位时程长
慢反映细胞
去极化速度慢，幅度小，复极化过程缓慢但无明确时相分区
心室肌细胞动作电位形成机制
对比骨骼肌、神经元
上升支：电压门控Na通道
下降支：电压门控K通道
心肌
形态复杂，持续时间长，去极化幅度大，动作电位升支与降支不对称，存在平台期
0去极化
1快速复极化
2平台期
3快速复极末期
4静息期
原理与骨骼肌差不多，但是过程复杂
去极化与复极化不对成
复极化过程长
有明显的平台期
动作电位时程长
参与活动的离子多
自律细胞的跨膜电位及其形成机制
自律细胞特点
自律性
基础
自动去极化spontaneous depolarization
特点
没有稳定的静息电位，只有最大复极电位 maximal repolarization potential
浦肯野细胞的动作电位 4期自动去极化的离子基础
主要原因
/f电流
随时间而逐渐增强的内向离子电流
/f主要为Na，也有少量K
/f在复极至-60mV时开始激活，至-100mV完全激活
/f在0期去极化至-50mV时因通道的失活而终止
次要原因
K外流进行性减少
Ik去激活，复极-50mV开始，-90mV接近完成，作用不大
窦房结（Sino-atrial node）P细胞的动作电位
心血管活动的调节 Regulation of Cardiovascular Activity
心脏的电生理学特性 Bioelectrical Physiology of the Heart
血管生理 Vascular Physiology
肌肉收缩效能
肌肉收缩时产生的张力大小、缩短程度以及产生张力或缩短的速度
呼吸系统
肺通气
肺通气的动力
掌握
根本动力
呼吸肌收缩和舒张引起胸廓的扩张和缩小，即呼吸运动
直接动力
呼吸运动引起的肺内压于大气压之差
肺通气的阻力
掌握
弹性阻力70%
肺弹性阻力
胸廓弹性阻力
非弹性阻力30%
气道阻力
粘滞阻力
惯性阻力
阻力增大是肺通气障碍的最常见原因
肺通气的原理
肺泡表面张力
P=2T/r
肺泡表面活性物质
掌握
来源
肺泡Ⅱ型细胞
组成
脂质90%
蛋白10%
作用
降低表面张力，减少肺泡回缩力，减小吸气阻力
维持肺泡大小稳定，防止肺泡过度回缩或过度膨胀，密度动态变换
减少肺组织液生成，防止肺水肿
课堂练习
血氧饱和度降低，呼吸频率升高，出现吸气性呼吸困难
碍肺发育不成熟，缺少表面活性物质，肺泡表面张力增大，出现肺通气障
肺泡表面张力过大，液体进入肺泡中
预防
给与糖皮质激素，促进其细胞成熟、自身肺泡表面活性物质分泌
肺部损伤太过严重，长时间缺氧也造成了心脏衰竭
ECMO体外膜肺氧合（人工心肺）
肺通气功能的评价
肺通气量
一分钟内肺的通气量
肺泡通气量
解剖无效腔
上呼吸道至终末支气管以前的呼吸道，约150ml
肺泡无效腔
未能发生气体交换的部分肺泡容量
病理情况下增加
生理无效腔
解剖+肺泡无效腔
肺泡通气量
（潮气量-无效腔）*呼吸频率
真正用于气体交换的量
肺换气 Pulomnary Exchange
肺换气
肺泡与血液
影响因素
结构基础
呼吸膜
掌握
6层
某些疾病因呼吸膜厚度或面积改变而降低换气效率，肺纤维化、肺水肿，呼吸膜厚度增加
通气、血流比值
掌握
每分钟肺泡通气量与每分钟肺血流量比值，正常0.84
下降：血流过多，类似动静脉短路
上升：通气过剩，肺泡无效腔增大
组织换气
血液与组织
不同组织中气体压强和动脉血中气体压强不同
影响因素
组织细胞与毛细血管距离
组织血流量
组织的代谢速率
原理
气体扩散动力
压力差
氧气二氧化碳为自由扩散气体
气体扩散速率
单位时间内气体扩散的容积与扩散的距离有关系
气体在血液中运输 Gases Transport in Blood
熟悉
溶解在血液中
氧合而非氧化，结合、解离迅速，取决于氧分压
Combination of Hemoglobin and O2 血红蛋白与血氧结合
Carbin dioxide transport 二氧化碳转运
碳酸氢盐88%
氨基甲酸血红蛋白7%
Reflex regulation of breathing 呼吸的相关反射
呼吸中枢
了解
中枢神经系统内产生和调节呼吸运动有关的神经细胞群
组成
脊髓
呼吸肌的运动神经元
低位脑干
脑桥
限制吸气，促使吸气向呼气转换
延髓
基本节律中枢
高位脑
下丘脑
边缘系统
大脑皮层
化学感受器
对氧气、二氧化碳和氢离子等敏感的感受器
外周化学感受器
中枢化学感受器
生理刺激
脑脊液和局部细胞外液中的氢离子浓度上升
二氧化碳迅速通过血脑屏障
不感受低氧刺激
反射
化学感受性呼吸反射
CO2是调节呼吸最重要的生理化学因素
人工呼吸化学刺激
肺牵张反射
熟悉
特点
负反馈调节
脑桥延髓呼吸中枢共同调节呼吸的频率和幅度
迷走神经参与反射
切断兔迷走神经，呼吸变深变慢
生理意义
促进吸气向呼气转换
牵张反射
拉长肌肉，反射性引起肌肉缩短