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第一篇 细胞生理学1

第1章 细胞膜与溶质和水的跨膜转运3

膜将细胞分隔成许多具有特定生化功能的小室3

细胞膜由脂质和蛋白质组成5

细胞膜是通透性屏障6

通过扩散、渗透和蛋白质介导的跨膜分子转运7

细胞膜对脂溶性物质比对水溶性物质更具有通透性8

存在跨膜溶质浓度差时的渗透水流8

转运体负责重要物质的跨膜运输11

第2章 离子平衡与静息膜电位16

处于平衡状态的离子是没有净力作用于其上的16

当一种离子不能通透过膜时，可能发生Gibbs-Donnan平衡18

每个细胞都有静息膜电位19

第3章 动作电位的产生与传导24

不同组织细胞的动作电位形状有所不同24

可由插入细胞膜内的微电极来测定细胞的膜电位24

动作电位发生时伴随有跨细胞膜的离子流动25

在某些情况下，很难诱发动作电位28

动作电位的传导涉及离子流29

第4章 突触传递33

在电突触中，缝隙连接允许离子在细胞间流动33

在化学突触中，突触前细胞释放的神经递质引起34

突触后细胞的电反应34

神经肌肉接头是一个化学突触35

神经元间的化学突触与神经肌肉接头具有许多共性37

许多化合物可以作为神经递质和神经调质39

神经递质受体是配体门控离子通道或信号转导蛋白42

第5章 膜受体、第二信使和信号转导通路46

信号转导通路把调节物质与受体的结合和它的细胞内效应联系起来46

G蛋白耦联的膜受体构成一个大家族49

第二信使依赖性蛋白激酶被细胞第二信使水平所调节51

酪氨酸激酶在细胞增殖的调控中发挥关键作用52

蛋白磷酸酶终止蛋白激酶的作用54

心房钠尿肽受体具有鸟苷酸环化酶活性55

一氧化氮是一种转瞬即逝的旁分泌介质56

信号转导的组分是被锚定在细胞内的56

第二篇 神经系统59

第6章 细胞的组构61

神经系统是神经细胞的复杂集合61

神经系统由周围和中枢两个部分组成62

神经元的局部环境是被控制的63

显微解剖显示神经元具有复杂结构64

神经系统担当一些重要的功能66

信息是以神经冲动传导的66

突触传递使神经元之间的通讯得以实现66

轴突运输在神经元内部转运物质67

神经元和神经胶质细胞受伤后的反应67

第7章 一般感觉系统71

感觉生理学的几个原理71

躯体内脏感觉系统对作用于躯体和内脏的刺激产生反应75

第8章 特殊感觉85

视觉系统对光刺激进行检测和解释85

听觉系统的作用在于分析声音90

前庭系统是内耳膜迷路的一部分94

化学感觉系统包括味觉和嗅觉95

第9章 运动系统99

脊髓中的运动单位是高度有序地组构的99

下行运动通路具有复杂的组构108

脑干控制姿势和运动109

大脑皮质控制随意运动112

小脑协助调节姿势和运动114

基底神经节也调节姿势和运动115

第10章 自主神经系统及其控制118

自主神经系统呈高度系统化118

自主性功能是共济协调的121

下丘脑具有多种功能122

边缘系统包括端脑的一些部分和下丘脑123

第11章 神经系统的高级功能125

脑电图记录大脑神经元的电活动125

诱发电位是脑神经通路激活后产生的电活动改变126

意识状态随脑不同区域的活动而变化126

学习和记忆依赖于经验127

大脑的优势现象表明大脑的两个半球分工不同128

第三篇 肌肉131

第12章 骨骼肌133

不同类型的肌肉完成不同类型的做功任务133

高度有序的收缩单元构成了骨骼肌的横纹133

骨骼肌的收缩由中枢神经系统控制134

骨骼肌动作电位导致自SR向胞质中的Ca2＋释放，促进肌动蛋白-肌球蛋白的相互作用，并导致收缩135

粗丝上的肌球蛋白横桥拉动肌动蛋白细丝向肌节中心位置移动，导致收缩136

骨骼肌可以根据收缩速度被分为快肌和慢肌137

骨骼肌收缩力的提高依赖于运动单位募集的增加和强直刺激的施加138

肌梭和高尔基腱器官通过反射弧调节收缩力139

来自肌梭的传入信号对骨骼肌的紧张性有作用139

肌肉将ATP的化学能转化成机械能，同时ATP池必须得到持续的补充140

当运动的能量需求超过了肌肉的有氧氧化能力，会产生“氧债”140

肌疲劳不是由ATP耗竭引起的140

骨骼肌截面直径通过肌肥大方式得到增加140

骨骼肌收缩的长度-张力关系和肌丝滑动学说是一致的140

肌肉缩短的速度随负荷的增加而下降141

第13章 心肌144

心肌是横纹肌，但是与骨骼肌不同，心肌是非随意肌144

心肌细胞形成电合胞体144

心脏在没有外界影响的条件下自发搏动144

在动作电位产生过程中，需要细胞外Ca2+来诱导肌质网的Ca2＋释放，并启动收缩145

粗丝上的肌球蛋白横桥拉动肌动蛋白细丝向肌节中心滑动…产生心肌收缩145

心肌并不能通过更多肌细胞的募集或强直刺激来增加收缩力147

心脏的Frank-Starling定律解释了心肌收缩的内在调节147

通过激素刺激肾上腺素受体引起的心肌收缩的外来控制148

心肌在很大程度上依赖于包括脂肪氧化的有氧代谢，以满足能量需求148

心肌肥大149

第14章 平滑肌151

平滑肌有多种类型：有些呈自发的同步化活动，而另一些则呈现出独立的活动151

平滑肌没有肌节，但是含有收缩元件肌动蛋白和肌球蛋白152

多个因素可以通过增加胞内［Ca2＋］来启动平滑肌的收缩152

Ca2＋通过肌球蛋白磷酸化促进肌动蛋白-肌球蛋白相互作用153

平滑肌紧张性可以通过抑制肌球蛋白轻链激酶或激活肌球蛋白去磷酸化过程而得到降低153

膜电位的轻微变化能显著改变平滑肌紧张性154

闭锁状态允许平滑肌在少量能耗的情况下长时间地保持紧张状态154

在一定的条件下，平滑肌细胞的数量和大小可以增长155

平滑肌细胞也具有合成和分泌功能155

第四篇 心血管系统159

第15章 循环、血液、生理止血的概述161

心脏和血管形成循环系统161

心脏由两个泵组成161

血管将心脏和其他器官相连162

血液如何在心血管回路中流动163

血液和生理止血163

第16章 心脏的电活动170

心肌的跨膜电位持续较久170

两种主要类型的心肌动作电位171

静息电位由离子扩散形成171

快反应依赖Na+173

慢反应动作电位存在于所有心肌细胞中178

快反应是心脏冲动快速传导的基础179

Ca2＋电流决定了慢反应的传导179

Na+和Ca2＋电流特性决定心肌的兴奋性179

第17章 心脏的自然兴奋性183

窦房结是心脏的自然起搏点184

心房肌将兴奋从窦房结传导到房室结186

房室结连接心房和心室的传导系统187

心室的快速传导188

折返是多种心律紊乱的原因190

触发活动可引发心律失常190

心电图是重要的临床工具191

冲动形成或传导的异常可引发心律不齐193

第18章 心脏的泵血功能198

心脏的结构设计使其功能最优化198

心脏由两个心房、两个心室及四个瓣膜组成203

心房和心室有序的舒张和收缩构成了心动周期204

压力-容积关系图阐明了一个心动周期中有序的动力学变化205

第19章 心脏搏动的调节209

自主神经调控心率209

自主神经系统参与心脏的神经性调节210

自主性反射调节心脏的功能211

心肌性能的调节214

第20章 血流动力学221

影响血液流动的物理因素221

血流速度取决于血管横截面积221

血压和流量的关系取决于血液和血管的特点222

血流阻力取决于血流量和压力差224

血流可分为层流或湍流225

血液是非牛顿液226

第21章 动脉系统230

动脉是一个水压滤器230

动脉是具有顺应性的脉管231

动脉血压由几个因素决定231

间接测压法是常用的血压测量方法236

第22章 微循环和淋巴管238

循环从功能上包括微动脉和毛细血管238

跨毛细血管壁的物质交换包括几种方式240

淋巴回流的液体和溶质可以使体液从毛细血管再回到循环血液243

第23章 外周循环及其调控246

微动脉平滑肌的收缩和舒张调控外周血流246

外周血流受内在因素调控246

外周血流的外在调控由交感神经系统主导248

外周血流的调节通过内在因素和外在因素之间的平衡而实现251

第24章 心输出量的调控：心脏和血管的耦联254

调节心输出量的心脏和血管因素254

心输出量影响中心静脉压254

心脏和血管的相互作用257

心率变化对心输出量有多种影响259

一些辅助因素也调节心输出量260

第25章 特殊循环264

皮肤循环供应皮肤的血流264

彼此交错的骨骼肌循环265

一些因素和条件决定冠脉循环266

局部和神经因素调节脑循环268

内脏循环包括胃循环和肝循环270

胎儿循环系统从胎盘和胎儿肺旁路向组织输送O2和营养物质270

第26章 中枢和外周因素在循环调控中的相互影响274

运动对循环系统有很多益处274

出血是具有危险性的快速失血277

第五篇 呼吸系统283

第27章 呼吸系统概述285

肺的主要功能在于气体交换285

呼吸通过中枢神经系统得到调节288

肺功能与肺结构密切相关289

第28章 肺和胸壁的力学特性294

肺容量决定了肺的许多特性294

涡流产生的声音可以为听诊器所听到296

肺功能的重要临床检测包括呼吸描记图和气流-肺容量曲线298

呼吸功主要发生在吸气相300

第29章 通气、血流以及两者之间的关系304

通气由潮气量和呼吸频率所决定304

肺灌流是无氧血流经肺部并重新获取氧的过程305

肺循环动脉的结构很好地支持它们的功能306

通气和血流对正常气体交换而言是必需的308

第30章 氧和二氧化碳的运输314

呼吸系统中气体运动主要通过扩散得到实现314

血红蛋白是氧的主要运输分子316

体内CO2适当的运输为呼吸系统提供了必要的气体交换319

第31章 呼吸控制323

CO2是通气调节的最主要因素323

肺机械感受器影响通气及其模式326

第32章 肺的非呼吸功能331

黏液纤毛运输系统通过纤毛周围液体、黏液层以及纤毛的共同作用将细小颗粒从肺部移除331

黏膜免疫系统为肺部提供了主要的免疫防御机制333

第六篇 消化系统339

第33章 胃肠道的运动341

胃肠道管壁的各层结构341

激素、旁分泌物和神经元分泌物对胃肠道功能的调节342

胃肠平滑肌细胞特有的机械和电生理特性344

肠神经系统具有半自主“肠脑”的功能345

咀嚼通常是一种反射行为347

吞咽由复杂的反射完成347

食管将食物从咽部推送到胃347

胃的收缩能混合和推送胃内容物348

呕吐是胃（有时是十二指肠）内容物从胃肠道经口腔喷出的反射350

小肠的运动促使肠内容物混合和向前推进351

结肠运动促进盐和水的吸收及正常排便353

第34章 胃肠道的分泌357

唾液能润滑食物和开始消化淀粉357

胃的分泌物开始对蛋白质的消化并具有其他重要功能359

胰腺分泌物含消化所有主要食物的酶365

肝和胆囊的功能367

肠黏膜分泌电解质、水和黏液371

第35章 消化和吸收374

糖类的消化和吸收主要发生在十二指肠和空肠374

脂质的消化和吸收主要发生在十二指肠和空肠377

胃肠道吸收和分泌水和电解质379

ca2＋在所有肠段被主动吸收385

一小部分摄入的铁被吸收386

镁、磷酸盐和铜在小肠被吸收387

转运体介导大多数水溶性维生素的吸收387

第七篇 肾系统391

第36章 肾功能的基本原理393

肾有几种主要功能393

肾的结构与功能密切相关394

一旦尿液离开肾盂，它便流经输尿管进入膀胱，贮存于膀胱中398

排尿是膀胱排空的过程398

肾小球滤过率等于所有功能性肾单位滤过率的总和399

血液流经肾具有几种重要功能401

激素和交感神经调节肾小球滤过率和肾血流量403

第37章 溶质和水在肾单位中的转运：肾小管的功能408

NaCl和水的重吸收代表了肾单位的主要功能408

几种激素调节NaCl的重吸收414

ADH调节水的重吸收415

第38章 体液渗透压和细胞外液量的调节419

体液的分布部位419

体液渗透压的调节：尿液的浓缩和稀释420

细胞外液量和肾排泄NaCl的调节427

第39章 钾、钙和磷酸盐的稳态437

K＋是体内最丰富的阳离子之一，它对许多细胞功能很重要437

几种激素能促进K＋在其血浆浓度升高时摄入细胞438

一些激素、药物和因子扰乱细胞对K＋的正常摄入439

肾在保持K＋平衡中起主要作用440

Ca2＋和Pi是具有许多复杂和重要功能的多价离子443

第40章 肾在酸碱平衡中所起的作用451

酸碱平衡的概述451

肾对酸的排泄452

酸碱紊乱疾病的诊断和机制通常涉及动脉血气的检测和分析456

酸碱紊乱的分析在于辨别其根本的原因以便运用适当的治疗458

第八篇 内分泌系统463

第41章 内分泌生理学的基本原理465

内分泌系统是维持稳态的关键组成部分465

激素以多种方式进行合成、贮存和分泌467

负反馈是调节激素分泌的主要机制468

激素更新率是指激素释放和更替的速率469

激素反应需要靶细胞的识别、第二信使的产生和各种细胞内效应器机制469

第42章 机体整体的新陈代谢474

能量代谢包括能源的获取、贮存和消耗474

能量的产生依赖于化学和气体原料物质475

能量可以贮存和转运477

糖类代谢是机体处理糖的方式478

蛋白质（尤其含机体不能合成的氨基酸的蛋白质）的摄入对健康至关重要478

脂肪代谢以几种方式进行479

代谢适应包括禁食和锻炼481

能量贮存可被调节482

第43章 胰岛的激素487

产生胰岛素和胰高血糖素的细胞分布于散在胰腺中的胰岛487

胰岛淀粉样肽减轻胰岛素降血糖的作用494

血浆葡萄糖水平的降低刺激胰高血糖素的合成和分泌494

底物的输入影响胰岛素和胰高血糖素的相对利用率495

第44章 钙和磷酸盐代谢的内分泌调节498

钙离子对所有生物系统均具有重要意义498

磷酸根离子是葡萄糖代谢中许多中间产物的成分499

骨更新的调节499

维生素D通过其活性代谢物成为钙和磷酸盐代谢的主要调节者501

甲状旁腺的功能是调节血浆中钙和磷的水平504

血浆钙水平的升高刺激降钙素的分泌507

系统的整合维持正常钙和磷酸盐的浓度507

第45章 下丘脑和垂体510

下丘脑和垂体腺的解剖和胚胎发育使它们具有紧密的功能联系510

下丘脑调节垂体的分泌以协调机体的基本需要511

神经垂体调节水代谢和乳汁分泌514

腺垂体分泌大量功能多样的激素516

第46章 甲状腺523

功能解剖学523

下丘脑和垂体前叶调节甲状腺的活性526

甲状腺激素的代谢影响它的作用527

核受体和基因表达的改变介导甲状腺激素的细胞内作用528

第47章 肾上腺皮质534

不同解剖区带的各类肾上腺激素调节和调制许多基本的生理过程534

对下丘脑和垂体的负反馈是肾上腺皮质皮质醇分泌的基本调节因素537

皮质醇（糖皮质激素）的作用使许多生理过程维持于正常水平538

肾上腺性固醇维持骨骼系统和防止骨质疏松症542

机体主要通过调节醛固酮的分泌来应答Na+和细胞外液量的变化542

第48章 肾上腺髓质546

肾上腺髓质一部分起交感神经节的作用，而另一部分起内分泌腺的作用546

儿茶酚胺激素经一系列步骤在肾上腺细胞的胞质和贮藏颗粒中交替合成546

儿茶酚胺激素通过几种质膜受体和第二信使起作用548

下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴、肾上腺髓质和交感神经系统共同整合应激反应550

第49章 生殖功能的概述553

生殖腺中存在具不同生殖和激素功能的细胞类型553

生殖腺通过与肾上腺皮质相同的生化步骤合成雄激素和雌激素553

甾体类性激素分泌的调控554

甾体类性激素的分泌方式在生命的不同阶段明显不同556

基因、性腺和生殖器（表型）因素通常决定两性的差异557

性别决定生殖细胞的发育561

第50章 男性生殖564

睾丸的解剖结构提供了在内分泌、旁分泌和自分泌调节下生殖细胞成熟的特殊环境564

精子发生生物学564

精子的输送566

在青春期，男性逐渐显示成人雄性激素水平并具有全部生殖功能566

精子发生的激素调节567

支持细胞的功能及其调节568

睾酮是一种雄激素，其中一部分仅为血液循环中的激素原569

雄激素在睾丸外作用于生殖器官，产生第二性征，促进躯体生长和成熟以及影响代谢570

第51章 女性生殖574

卵子发生生物学574

激素调节是卵子发生的一部分578

卵巢激素分泌的周期变化影响参与受精的所有生殖道组织581

雌激素和孕酮调节基因的表达582

雌二醇和孕酮结合到蛋白质上进行血液循环583

女性的青春期随促性腺激素分泌增加而开始583

雌激素缺乏是更年期的特征584

妊娠时的内分泌特点是多样的和变化的584

孕妇的新陈代谢适应母体和胎儿变化的需要588

正如妊娠状态的维持依赖独特的激素环境，它的终止可能也依赖特异的激素变化588

母体在分娩后的48h内开始为新生儿提供营养物质590

自我测试／病例讨论答案593

索引623