生理学小结第一章绪论1、生理学研究的3个水平：细胞和分子水平的研究、器官和系统水平的研究、整体水平的研究。

2、生命活动的基本特征：新陈代谢（metabolism）、兴奋性（excitability）、适应性（adaptability）、生殖（reproduction）。

3、内环境和稳态。

4、生物节律。

5、生理功能的调节：神经调节（nervous regulation）、体液调节（humoralregulation）、神经-体液调节、自身调节（autoregulation）。

6、自动控制系统：非自动控制系统、反馈控制系统。

第二章细胞的基本功能一．细胞膜的结构和物质转运功能：屏障作用、与外界进行物质、能量、信息交换的部位。

二．膜的化学组成：脂质(lipid)、蛋白质和少量糖类物质（蛋白质重量 / 脂质重量 = 4: 1～1: 4）。

三．膜脂质：1.主要成分：磷脂（约70%。

卵磷脂含量最多，其次是磷脂酰丝氨酸、脑磷脂，含量最小的是磷脂酰甘油和磷脂酰肌醇）、胆固醇（小于30％。

具有“流动阻尼器”功能。

胆固醇过高导致膜流动性降低，降低免疫细胞对抗原的反应能力）、鞘脂。

2.结构特征：一端是亲水性基团 (头部)，朝向膜外或膜内；另一端是非极性基团 (尾部)，尾端两两相对构成脂质双分层。

3.磷脂酰肌醇：在磷脂酶C的作用下生成第二信使。

四．膜蛋白：1.表面蛋白：分布在膜的外表面与内表面，受体蛋白可与激素、神经递质等配体结合。

2.整合蛋白（又称跨膜蛋白或穿膜蛋白）：以α螺旋结构一次或多次穿过脂质双分子层，如：载体、通道、离子泵。

3.糖类：与膜蛋白结合生成糖蛋白，与膜脂质结合生成糖脂。

作为抗原决定簇，表达免疫信息，与某些激素、递质等化学信号结合。

五．膜的结构模型：液态镶嵌模型（fluid mosaic model）学说“液态脂质双分子层为基架，其间镶嵌着不同结构和功能的蛋白”。

六．被动扩散：被转运物质由高浓度向低浓度一侧跨膜扩散；利用膜两侧贮存在物质浓度阶梯度或电位梯度中的势能作为跨膜转运动力，不需要额外的能量。

1.单纯扩散（simple diffusion）：脂溶性、小分子物质从高浓度向低浓度或从高电位向低电位的跨膜扩散。

影响因素为细胞膜的通透性，体内的脂溶性物质有CO2、O2、NO、尿素、类固醇激素，水分子也能经单纯扩散的方式被转运。

2.易化扩散（facilitated diffusion）：水溶性物质通过膜蛋白（通道蛋白或载体）的介导而进行跨膜转运。

经通道的易化扩散：通道是一类能穿过膜脂质双分子层，中央带有水性孔道的跨膜蛋白。

(1)对离子有高度的选择性：取决于水性通道的大小和孔壁的带电状况，如 Na＋通道、Ca2+通道、K＋通道、Cl－通道等。

(2) 高转运速度：10^8～10^9个离子/秒；(3) 离子顺着浓度差或电位差进行跨膜转运；(4)影响因素：如电压、化学物质、机械刺激等；(5)结构受遗传决定。

电压门控性通道：通道开放和关闭受膜两侧电位差控制。

膜电位改变→通道的电压传感器（voltage sensor）位移→通道蛋白构型改变→通道开放→离子跨膜扩散，如电压门控性Na＋通道、K＋通道、Ca2＋通道等。

化学门控性通道或配体门控性通道：通道的开放和关闭受化学物质（激素、递质）控制：通道蛋白与特定化学物质结合→通道蛋白构型改变→通道开放→离子跨膜扩散。

机械门控性通道：通道开放和关闭受机械刺激控制。

如皮肤触压觉感受器、内耳毛细胞的感受器。

无门控机制通道：无门控装置，不受电、化学、机械因素控制，扩散动力来自浓度差。

水通道（water channel）：水既可以单纯扩散方式，又可经水通道（水孔蛋白）跨膜流动。

经载体的易化扩散（载体转运）：载体属于整合蛋白的一种，主要转运葡萄糖、氨基酸等。

特征为（1）顺浓度差转运；（2）具有饱和性；（3）化学结构的特异性；（4）竞争性抑制。

化学结构相似的物质经同一载体转运。

七．主动转运：指细胞通过耗能的过程将物质逆浓度或逆电位梯度进行跨膜转运。

作用为形成物质在细胞内外的不均衡分布，有利于产生生物电及正常的代谢活动。

1.原发性主动转运：转运过程直接从高能磷酸键获取能量；介导原发性主动转运的膜蛋白称为离子泵，离子泵具有分解ATP能力，故称其为ATP酶。

钠-钾泵（钠泵，Na+ - K+ -ATP酶）：使细胞外的Na＋浓度为胞内浓度的12倍；使细胞内的K＋浓度为胞外浓度的30倍。

钠泵分为E1和E2两种构型；在胞浆侧（E1）有Na＋的结合点（结合3个Na＋）和ATP结合点；在膜外表面有K＋结合点（结合2个K＋）。

转运过程（胞内Na＋↑→钠泵与Na+结合，ATP水解→钠泵磷酸化→构象E1转变为构象E2→E2的Na＋结合点转向胞外，对Na＋的亲和力↓，对K＋的亲和力↑→解离3个Na＋，结合2个K＋→E2与K＋结合产生去磷酸化→E2构象转变为E1构象→K＋的结合点转向胞浆侧，释放2个K+→恢复原状）。

生理意义：（1）维持细胞容积：把漏入胞内的Na＋泵出，防止细胞肿胀；钠泵被抑制时，细胞肿胀。

（2）维持细胞内高K＋，有利于代谢反应（如核糖体合成蛋白质）。

（3）维持胞内外Na＋、K＋的浓度差，是产生生物电的重要前提。

（4）Na＋的浓度差构成了继发性主动转运的动力。

（5）有利于维持细胞内pH的稳定（通过Na+-H+交换）。

钙泵：也称Ca2+-ATP酶，广泛分布于细胞膜、肌浆网、内质网。

每分解1分子ATP可将1个Ca2+由胞内转运至胞外。

其他泵：质子泵（调节胃酸分泌）、碘泵（调节碘转运）2.继发性主动转运：转运所需能量并不直接来自ATP的分解，而是间接来自Na+在膜两侧的浓度势能差。

同向转运：溶质与Na+向同一方向转运（葡萄糖、氨基酸在小肠粘膜上皮的吸收；葡萄糖、氨基酸在肾小管上皮的重吸收）。

Na+的转运是顺浓度差，是转运的动力；葡萄糖的转运是逆浓度差，间接利用钠泵分解ATP释放的能量完成主动转运；用药物抑制钠泵，葡萄糖的继发性主动转运减弱或消失。

逆向转运：溶质与Na+的转运方向相反（Na+-Ca2+交换体）八．出胞和入胞。

1.出胞作用：固有分泌、受调分泌（Ca2+可促进分泌囊泡向质膜移行，促进其与质膜融合）。

2.入胞作用：吞噬 (颗粒物质)、吞饮 (溶液，分为液相入胞、受体介导入胞)。

九．信号转导：体内不同种类的细胞受到多种多样的刺激信号作用时，能产生相应的反应。

1.刺激信号作用于细胞时，不进入细胞、也不直接影响细胞内过程，而是作用于细胞膜（少数类固醇激素和甲状腺激素等除外）的特殊蛋白质分子（受体），将外界环境变化信息以新的信号形式传到细胞内，再引发一系列反应，调控细胞功能活动，此过程称“跨膜信号转导”。

2.转导过程都是通过少数几种类似途径实现（通道蛋白质、G-蛋白、酪氨酸激酶受体等）。

十．细胞外刺激信号。

1.体外刺激信号：物理性（光、声、电、温度）、化学性（空气、环境中的各种化学物质）。

2.体内刺激信号：激素、神经递质、细胞因子、生长因子、气体分子等十一.受体的分类: G-蛋白耦联受体、具有酶活性的受体、离子通道型受体、核受体。

十二.受体的主要特征:特异性、高亲和力、饱和性。

十三.G蛋白耦联受体介导的信号转导:1.信号转导的基本模式：膜G蛋白耦联受体（如肾上腺素能α受体等）与相应的配体（如去甲肾上腺素）结合→激活G蛋白→激活膜上的G蛋白效应器（如腺苷酸环化酶等）→作用底物生成第二信使（ATP→cAMP等）→激活蛋白激酶→使底物蛋白质磷酸化→引起细胞代谢、功能、基因表达的改变。

2.参与此信号转导通路的物质G蛋白耦联受体：最大的膜表面受体家族，已有300多种被克隆，如肾上腺素能α、β受体，Ach受体，5-HT受体，促甲状腺激素释放激素受体等；G蛋白的结合部位在胞浆侧；作用为与配体结合后激活G蛋白。

G蛋白（GTP结合蛋白简称），按结构分类为异源三聚体G蛋白--泛指的G 蛋白、单体G蛋白，按功能分类为兴奋型G蛋白（Gs，激活G蛋白效应器）、抑制型G蛋白（Gi，抑制G蛋白效应器）、Gq型G蛋白（主要作用于磷脂酶C，参与IP3、DG的调节）。

G蛋白由α、β、γ三个亚单位组成，α亚单位起催化作用，有鸟苷酸结合位点和GTP酶活性。

激活过程：G蛋白耦联受体构象改变→与G蛋白的α亚单位结合，G蛋白被激活→α亚单位对GDP亲和力下降，GDP与其分离；对GTP的亲和力增加，GTP与其结合→后者诱发G 蛋白构象改变→α亚单位与受体分离；与β、γ亚单位分离→形成β、γ亚单位复合体和α亚单位GTP复合体→后者激活G蛋白效应器，并显示GTP 酶活性→把GTP水解为GDP→α亚单位再次与GDP结合，与效应器分离→α亚单位重新与β、γ亚单位结合→成为非活性三聚体G蛋白。

3.G蛋白效应器：生成第二信使。

分为膜上的酶（腺苷酸环化酶等）、离子通道。

4.第二信使（second messenger）：此学说来源于60年代研究肾上腺素对肝细胞糖代谢的实验。

第一信使--胞外的信号物质，如激素等；第二信使--胞内的信号物质，如cAMP等。

5.蛋白激酶：指能催化蛋白质磷酸化的酶系统。

按底物蛋白分类--丝氨酸、苏氨酸蛋白激酶（占绝大多数）；酪氨酸蛋白激酶（少数）。

依赖cAMP的蛋白激酶又称蛋白激酶A(PKA)、依赖Ca2+的蛋白激酶又称蛋白激酶C (PKC)。

蛋白质磷酸化是一个可逆的过程：蛋白激酶→磷酸化，蛋白磷酸酶→去磷酸化。

蛋白质磷酸化过程的作用：①使酶活性改变→代谢改变②通道开放→膜电位改变→兴奋性改变③收缩蛋白收缩或舒张④转录因子活性改变6.途径：受体-G蛋白-cAMP-PKA、受体-G蛋白-DG/PKC途径、受体－G蛋白－IP3/Ca2+系统、受体-G蛋白-离子通道途径G蛋白调节离子通道方式（间接调节（大多数）通道第二信使--气味刺激嗅觉感受器细胞→激活Golf→激活AC → cAMP↑（第二信使）→激活cAMP依赖型Na+通道→去极化感受器电位。

直接调节--ACh与心肌膜M2受体结合→激活Gi→使K＋通道开放→心肌被抑制）。

十四.具有酶活性的受体介导的信号转导：1.酪氨酸激酶受体：受体本身具有酶活性。

生长因子与酪氨酸激酶受体结合→受体自身的酪氨酸残基磷酸化→激活丝裂原激活的蛋白激酶(Ras-MAPK) 信号转导系统→作用于蛋白激酶及核转录因子→影响细胞生长、增殖。

2.酪氨酸激酶耦联受体：受体本身无酶活性。

细胞因子激活酪氨酸激酶耦联受体→结合并激活胞内酪氨酸激酶→蛋白质磷酸化→调控基因表达等。

（酪氨酸激酶受体介导的信号的转导特征：①简单快捷，不需要G蛋白和第二信使参与；②受体的配体是生长因子和细胞因子；③产生的生物效应主要是基因转录调节）。

十五.通道耦联的受体介导的信号转导：1.结构特性：既是受体，又是通道，能与特异性配体结合，被称为“配体门控型通道”（如ACh受体、谷氨酸的离子型受体等）。