第一章 绪论

一、兴奋性

兴奋性是机体感受刺激发生反应的能力或特性，是在新陈代谢基础上产生的，属于机体生命活动的基本特征。

（一）刺激与反应

能够引起机体发生反应的环境变化称为刺激。刺激要引起机体反应必须具备的三个条件为刺激强度、刺激的时间、刺激的强度-时间变化率，这三个参数必须达到某个最小值。在其它条件不变情况下，引起组织兴奋所需刺激强度与刺激持续时间呈反变关系。

（二）衡量兴奋性的指标——阈值

阈值是指刚好能引起组织产生反应的最小刺激强度，又称阈强度。强度等于阈值的刺激称为阈刺激，强度小于阈值的刺激称为阈下刺激，强度大于阈值的刺激称为阈上刺激。阈值的大小与组织兴奋性的高低呈反变关系。

（三）组织兴奋时兴奋性的变化

当组织受到刺激发生兴奋时，它的兴奋性会发生一系列规律性的变化，依次为：绝对不应期、相对不应期、超长期、低常期。绝对不应期的长短决定了组织两次兴奋间的最短时间间隔，即决定了组织在单位时间内能够产生反应的最多次数。

二、人体与环境

生理学中将机体直接生存的环境，即细胞外液称为内环境。细胞外液主要包括组织液和血浆，它们是细胞进行新陈代谢和发挥生理功能的场所。

稳态是内环境的各种理化因素保持相对稳定的状态。所谓保持相对稳定是指在正常生理情况下内环境的各种理化性质只在很小的范围内发生变动，是一种动态平衡状态。

一旦这种相对平衡遭到破坏，内环境的稳态不能维持，理化性质偏离正常水平,并超过机体的调节能力，则细胞和整个机体正常的生理功能就会发生严重障碍，甚至死亡。稳态的维持主要依赖负反馈。

稳态是内环境的相对稳定状态，而不是绝对稳定。

三、人体功能的调节

（一）人体功能的调节方式

机体生理功能的调节方式有三种，分别为神经调节、体液调节和自身调节。

神经调节

神经调节是通过神经系统的活动对人体功能进行的调节。神经调节的基本方式是反射，反射是在中枢神经系统参与下，机体对刺激产生的规律性应答反应。

反射活动的结构基础是反射弧，由感受器、传入神经、反射中枢、传出神经和效应器五个部分组成。反射与反应最根本的区别在于反射活动需中枢神经系统参与。

神经调节的特点是作用迅速、时间短暂、范围精确、灵敏性高。

2.体液调节

体液调节是指通过体液中化学物质的作用对人体功能进行的调节。发挥调节作用的物质主要是激素。激素由内分泌细胞分泌后可以进入血液循环发挥长距离调节作用，也可以在局部的组织液内扩散，改变附近的组织细胞的功能状态，这称为旁分泌。

体液调节的特点是作用缓慢、持久、范围广泛、调节精度较差。

神经一体液调节：内分泌细胞直接感受内环境中某种理化因素的变化，直接作出相应的反应。

3.自身调节

自身调节是指细胞和组织器官不依赖于外来神经调节和体液调节，而是依靠自身对周围环境变化发生适应性的一种调节方式。如脑血管和肾血流量的自身调节。

自身调节的特点是调节幅度小、灵敏度低，范围比较局限。

第二章 细胞的基本功能

一、细胞的跨膜物质转运功能

细胞是人体功能活动的基本结构单位和功能单位。细胞膜是细胞与环境间的天然屏障，有物质转运、信息交流、能量转换、受体、免疫和酶的功能等。

细胞膜是以液态的脂质双分子层为基架，其间镶嵌着许多具有不同结构和功能的蛋白质，即称为液态镶嵌模型。

物质进出细胞必须通过细胞膜，细胞膜的特殊结构决定了不同物质通过细胞的难易。

例如，细胞膜的基架是双层脂质分子，其间不存在大的空隙，因此，仅有能溶于脂类的小分子物质可以自由通过细胞膜，而细胞膜对物质团块的吞吐作用则是细胞膜具有流动性决定的。

不溶于脂类的物质，进出细胞必须依赖细胞膜上特殊膜蛋白的帮助。

物质通过细胞膜的转运有以下几种形式：

（一）单纯扩散

单纯扩散是指脂溶性小分子物质从高浓度一侧向低浓度一侧跨细胞膜转运的过程。消耗的是自身的化学位能，不需要细胞额外提供能量。

通过单纯扩散方式进出细胞的物质很少，如O2、CO2 等气体分子，影响单纯扩散的因素有物质浓度差及通透性。

（二）异化扩散

异化扩散是指非脂溶性或脂溶性很小的物质，在膜蛋白的帮助下，顺浓度差的跨膜转运，分为通道转运及载体转运。

其动力与单纯扩散一样，是浓度差和电位差，也是一种被动过程。

通道转运通道转运是在镶嵌于膜上的通道蛋白的帮助下完成的。通道是一类贯穿脂质双层的、中央带有亲水性孔道的膜蛋白。这种跨膜转运的特征是：

①高速度---离子的移动速度就像离子在通常的水溶液中一样移动的非常快，这是通道与载体之间最重要的区别；

②离子选择性---每一种通道都对一种或几种离子有较大的通透性，而其它离子则不易或不能通过称为离子的选择性,其取决于通道开放时水相孔道的大小和孔道壁的带电情况；

③门控---由于推测通道的功能状态与其分子内部的闸门样结构的运动有关，故将此过程称为门控。根据引起通道开放机制的不同可分为化学门控通道、电压门控通道及机械门控通道。

2.载体转运借助于细胞膜上载体蛋白的帮助将被转运物质在高浓度一侧结合，结合后引起载体蛋白构象发生变化，将物质转运到低浓度的另一侧，然后与之分离。

载体是一些贯穿脂质双层的整合蛋白。载体转运具有特异性，饱和性，竞争性抑制等特点。

（三）主动转运

主动转运是指物质逆浓度差、逆电位差，在生物泵的帮助下需要细胞代谢供能的转运方式，主动转运分为原发性主动转运和继发性主动转运。

转运的结果是建立和维持物质的跨膜浓度梯度。

原发性主动转运原发性主动转运是指细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度差或电位差转运的过程。其特点有：①在物质转运过程中，细胞要代谢供能；②物质转运是逆电-化学梯度进行的。原发性主动转运主要是通过生物泵的活动来完成，当前研究较清楚并且最重要的是Na＋泵，也叫Na＋-K＋依赖式ATP 酶。每消耗一个ATP 可以将3 个Na＋转运到膜外，同时将2个K＋转运入膜内，结果膜外Na＋浓度约为膜内的12 倍，膜内K＋的浓度约为膜外的30 倍。Na＋泵活动建立的跨膜浓度梯度是细胞生物电产生的离子基础，也是继发性主动转运的直接能源。

2.钠泵的意义：

a. 钠泵活动造成的细胞内高K+是许多代谢反应进行的必要条件。

b. 钠泵活动造成的膜内外Na+和K+的浓度差，是细胞生物电活动产生的前提条件。

c. 钠泵能不断的将顺浓度梯度漏入的Na+（多）和漏出的K+（少）转运回去，维持胞质渗透压和细胞容积的相对稳定。

d. 钠泵活动形成的膜内外Na+的浓度差是维持Na+ -H +交换和Na+-Ca++交换的动力，对细胞内pH值和Ca++浓度的稳定有重要意义。

e.影响静息电位的数值。

f.Na+在膜两侧的浓度差也是其它许多物质继发性主动转运的动力。

2.继发性主动转运继发性主动转运是指某一物质依赖消耗另外一种物质（如Na＋）的跨膜浓度差所造成的势能所完成逆浓度梯度的跨膜转运过程。

如葡萄糖、氨基酸在小肠粘膜上皮细胞的吸收和在肾小管上皮细胞的重吸收都属于继发性主动转运。

根据被转运物质与Na+转运的方向,分为同向转运和反向转运（或交换）两种形式。相应的转运体分别称为同向转运体和反向转运体（或交换体）。

（四）入胞和出胞

大分子物质或物质团块借助于细胞膜的“运动”完成的从细胞膜内向膜外和细胞膜外向膜内转运的过程。

主要是借助于细胞膜的变形运动及与胞内膜系的交换更新完成跨膜转运。出胞和入胞主要是依靠细胞本身的活动来完成的，也需要细胞代谢供能。

二、细胞膜内外信号转导功能

跨膜信号转导的路径大致分为G 蛋白耦联受体介导的信号转导、离子通道受体介导的信号转导和酶耦联受体介导的信号转导三类。

G 蛋白耦联受体是存在于细胞膜上的一类膜受体，由于要通过G 蛋白才能发挥作用，故称为G 蛋白耦联受体也称促代谢型受体。

生理活性物质分子和膜上的受体结合后，通过膜的跨膜信号转导系统在膜内产生的能引起细胞功能和膜电位变化的新的信息物质，称为第二信使。

现在已确认的第二信使有cAMP、cGMP、IP3、DG 和Ca2＋，这些第二信使物质可以影响细胞的代谢，也可影响细胞的膜电位。

根据离子通道受体感受外来刺激信号的不同，可将之分为：化学门控通道、电压门控通道和机械门控通道。此3 种通道蛋白质使不同细胞对外界相应的刺激起反应,完成跨膜信号转导。

酶耦联受体具有和G 蛋白耦联受体完全不同的分子结构和特性，其胞质侧自身具有酶的活性，或者可直接结合并激活胞质中的酶而不需要G蛋白的参与。较重要的有酪氨酸激酶受体和鸟苷酸环化酶受体两类。

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