1、生生 理理 学学 第一章 绪论 第一节 生理学概述 一、生理学的研究对象和任务 生理学（physiology）是一门研究机体 生命活动各种现象及其功能活动规律的 科学。 人体生理学（human physiology）是研 究人体机能活动及其规律的科学。 二、生理学与医学的关系 心电生理的研究有助于临床对心律失常、心肌 缺血的认识，经导管射频消融技术（RFCA）治疗某些心律失 常 经皮冠腔内成形术（PTCA）治疗冠心病 胰岛素与Nobel Prize 生理学为现代医学提供了重要的科学理解基础，治疗和疾病过程的研究又有助于对正常生理功 能的理解 生理学与医学各科的关系 生理学研究的3个水平 细胞及分子水平、器官和系统水平、整 体水平（一）细胞及分子水平的研究（二）器官和系统水平（三）整体水平 第二节 生理学的常用研究方法 动物实验 慢性实验（chronic experiment）和急性 实验（acute experiment）急性实验分为在体（in vivo）实验和离 体（in vitro）实验 理论生理学（theoretical physiology）的 诞生：模flowing out of the pipette makes a small dimple on the surface of the cell.When the resistance has increased enough,a small amount of suction is applied to the pipette which draws the cell membrane into contact with the pipette tip.This creates the gigaohm seal characteristic of a patch clamp recording.几个有关概念：几个有关概念：1.1.阈电位阈电位：能引起能引起NaNa+通道大量开放而产生通道大量开放而产生APAP的的 临界临界膜电位膜电位值值 阈强度：能使膜去极化达阈电位的刺激强度阈强度：能使膜去极化达阈电位的刺激强度 阈刺激、阈下刺激和阈上刺激阈刺激、阈下刺激和阈上刺激 2.2.局部兴奋的特点局部兴奋的特点 非非“全或无全或无”电紧张性扩布电紧张性扩布 总和（时间总和及空间总和）总。
2、型 第三节 生命活动的基本特征 基本特征 新陈代谢（metabolism）兴奋性（excitability）适应性（adaptability）生殖（reproduction）新陈代谢（metabolism）物质代谢 合成代谢 分解代谢 能量代谢 能量转换利用 兴奋性（excitability）在生理学上，能引起机体反应的内外环境变化 称为刺激（stimulus），机体应答刺激所产生 的变化称为反应（response）接受刺激后能迅速产生某种特定生理反应的组 织称为可兴奋组织。 机体组织在接受刺激的一反应时，其表现可以 有两种形式:：一种是由相对静止变为显著的运 动状态，或原有的活动由弱变强，称为兴奋（excitation），另一种表现形式是由运动转为 相 对 静 止，或 活 动 由 强 变 弱，称 为 抑 制（inhibition）刺激引起反应的条件：足够的刺激强度，足够的刺激时间和适 当的刺激强度时间变化率 阈强度(threshold intensity)简称阈值（threshold）阈下刺激、阈上刺激，最适刺激 活组织细胞接受刺激产生反应（动作电 位）的能力称为兴奋性（强度较弱时，刺激电流引起细胞膜产生当刺激强度较弱时，刺激电流引起细胞膜产生 电紧张性电位电紧张性电位激活部分激活部分NaNa+通道，少量的通道，少量的NaNa+内流内流 使膜产生轻微去极化。 两者叠加后形成的膜电位使膜产生轻微去极化。 两者叠加后形成的膜电位 变化称为变化称为局部反应局部反应或或局部兴奋局部兴奋。 当增加刺激强度使膜去极化达到某一临界膜电当增加刺激强度使膜去极化达到某一临界膜电 位时，位时，NaNa+通道开放概率通道开放概率，NaNa+内流超过内流超过K K+外流，外流，使膜进一步去极化。 较强的去极化使更多使膜进一步去极化。 较强的去极化使更多NaNa+通道通道 开放和更强的开放和更强的NaNa+内流，形成内流，形成NaNa+通道激活对膜去极通道激活对膜去极 化的正反馈，使膜电位迅速去极化并接近化的正反馈，使膜电位迅速去极化并接近E ENa Na，形，形 成成动作电位的升支动作电位的升支。 Animation showing the gigasealing process.The pipette 。
3、ility）兴奋性1/阈值 适应性 机体按环境变化调整自身生理功能的过 程：适应（adaption）以 适 应 变 化 的 能 力 称 为 适 应 性（adaptability）生理性适应和行为性适应 生殖 生殖（reproduction）机体生命活动的一种基本特征 第四节 机体的内环境、稳态和生物规律 一、内环境和稳态 机体生存的外界环境称为外环境（external environment），包括自然环境和社会环境。 体内各种组织细胞直接生存的环境称内环境（internal environment）。 人体内的液体总称为体液body fluid，其总 量约占体重的6O。 分布在细胞内的液体称为 细胞内液intracellular fluid 生理学中的内环境通常指细胞外液。 homeostasis稳态内环境的相对稳定 状态 平衡的一种相对恒定状态。 生物节律 一定时间规律周而复始地出现的生命活 动的变化，叫节律性变化，而变化的节 律叫生物节律（biorhythm）第五节 生理功能的调节 一、自身调节 自身调节（autoreg轴突电压钳实验：通道阻断剂区分钠、钾电流通道阻断剂区分钠、钾电流 电压钳实验为动作电位形成的离子学说提供了电压钳实验为动作电位形成的离子学说提供了 直接依据：首先直接依据：首先G GNa Na迅速 迅速NaNa+快速内流快速内流膜膜 迅速去极化接近迅速去极化接近E ENa Na，形成，形成APAP的升支；随后的升支；随后G GNa Na 迅速迅速、G GK KKK+外流外流膜快速复极化，形成膜快速复极化，形成 APAP的降支。 因此，的降支。 因此，NaNa+、K K+通透性变化是动作电通透性变化是动作电 位产生的直接原因位产生的直接原因 电压钳实验原理电压钳实验原理 用电子学方法使膜电位跃变到某一用电子学方法使膜电位跃变到某一 水平并保持稳定，测量此时离子跨水平并保持稳定，测量此时离子跨 膜流动引起的跨膜电流。 膜流动引起的跨膜电流。 I=V/RI=V/R；G=1/RG=1/R。 因此，。 因此，G G直接反映了在某一直接反映了在某一 膜电位水平下离子通透性。 膜电位水平下离子通透性。 膜。
4、经调节和体液调节，对内环境 变化产生特定适应性反应的过程。 特点：调节强度较弱，影响范围小，且 灵敏度较低 如：肾血流量的调节 二、体液调节 体液调节（humoral regulation）是指 机体的某些组织细胞所分泌的特殊的化 学物质，通过体液途径到达并作用于靶 器官，调节靶器官生理活动的一种调节 方式。 旁分泌（paracrine）自分泌调节（autocrine）神经内分泌（neuroendocrine）人体内也有很多内分泌腺的活动接受来自神 经和体液的双重调节，称“神经体液调 节”，如：壁细胞 体液调节的特点：作用缓慢而持久，作用面 较广泛，调节方式相对恒定 细胞间信息传递方式模式图 三、神经调节 机体内许多生理功能是由神经系统的活动调节 完成的，称为神经调节（nervous regulation）.反射（reflex）是神经调节的基本方式 反射活动的结构基础为反射弧（reflex arc）,由感受器、传入神经、中枢、传出神经和效应 器组成 特点是反应迅速，起作用快，调节精确。 神经 反射包括非条件反射（unconditioned refle速的一过性波动位的基础上发生的迅速的一过性波动 2.2.神经纤维（或骨骼肌细胞）动作电位的波形神经纤维（或骨骼肌细胞）动作电位的波形 锋电位：升支锋电位：升支去极化（去极化（0mv0mv以上为超射）以上为超射）降支降支复极化复极化 后电位：负后电位（去极化后电位）后电位：负后电位（去极化后电位）正后电位（超极化后电位）正后电位（超极化后电位）3.3.动作电位的特点动作电位的特点（1 1）“全或无全或无”现象：刺激只要达到现象：刺激只要达到阈值阈值，就引，就引 发动作电位；再增加刺激强度，动作电位幅度不发动作电位；再增加刺激强度，动作电位幅度不 再增大再增大（2 2）可扩布性：）可扩布性：动作电位在同一细胞上非衰减性动作电位在同一细胞上非衰减性 传播传播（二）（二）动作电位的产生机制动作电位的产生机制 1.实验研究实验研究 Hodgkin和和Huxley（1949）：细胞）：细胞 外液外液Na+浓度浓度，动作电位幅度，动作电位幅度、去极、去极 化速度化速度 HodgkinHodgkin和和HuxleyHuxley（19521952）电压钳实验）电压钳实验 枪乌贼巨轴突电压钳实验：枪乌贼巨。
5、eflex）反射弧 第六节 人体内自动控制系统 自动控制理论（cybernetics）控制系统分为非自动控制系统、反馈控 制系统（feedback control system）和前 馈（feedforward）控制系统 一、反馈控制系统 反馈控制系统是由比较器、控制部分和受 控部分组成的一个闭环系统（closed-loop system）负反馈（negative feedback）和正反馈（positive feedback）（一）负反馈控制系统 在闭环控制系统中，受控部分发出的反馈信息 抑制控制部分的活动，使其活动减弱这种反馈 称为负反馈。 （二）正反馈控制系统 在闭环控制系统中，受控部分发出的反馈信号 加强控制部分的活动，使其活动增强，这种反 馈称为正反馈。 如：排尿，分娩，血凝 二、前馈控制系统 前馈控制系统（feedforward control system）：及早作出适应性反应，使调 节活动更富预见性。 第七节 生理学发展的回顾和展望 一、生理学发展的回顾 公元前5世纪，希波克拉底 公元2世纪，盖伦（Gelen）1628年，Willia验发现 1、改变细胞外K浓度 2、Nernst公式计算RP87，接近实际测 量值70 3、静息时K电导较高 静息电位形成的条件 膜内外K离子分布不均衡 膜只对K有通透性 K平衡电位的计算 EK=60LogK+0/K+I F=EmEi F代表电化学驱动力，Em代表膜电位，Ei代表离 子的平衡电位 内向电流 外向电流 NaK泵对静息电位的影响 静息电位形成的三个关键因素 1、膜内外K的不平衡所造成的电化学驱动力 2、静息时膜主要对K有通透性 3、钠泵的作用 小小 结结 静息电位主要是静息电位主要是K+扩散形成的电化学平衡扩散形成的电化学平衡 电位，影响静息电位水平的主要因素有：电位，影响静息电位水平的主要因素有：膜内外的膜内外的K+浓度差浓度差 膜对膜对Na+、K+的相对通透性的相对通透性 Na+泵的活动水平泵的活动水平 二、动作电位及其产生机制二、动作电位及其产生机制（一）（一）细胞的动作电位细胞的动作电位（action potentialaction potential，APAP）1.1.定义：细胞受到适当刺激后定义：细胞受到适当刺激后,膜电位在静息电膜电位在静息电 位的基础上发生的迅。
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