强化农学动物生理学辅导讲义 罗昊澍博士 中国农业大学生物学院动物生理系(2)

本站小编 免费考研网/2019-03-25


离体蛙心灌流

2.
期前收缩与代偿性间歇

3.
蛙心起搏点观察

4.
蛙的微循环观察

5.
动脉血压的测定








(一)肺通气
1.
肺通气的原理呼吸运动是肺通气的原动力,大气与肺泡气之间的压力差是肺通气的直接动力。

1.
呼吸运动
呼吸肌收缩舒张引起的胸廓有节律地扩大和缩小。



1
)吸气运动    主要是由膈肌和肋间外肌收缩完成。

2
)呼气运动    是膈肌与肋间外肌舒张引起的。在平静呼吸过程中,吸气运动是主动的,而呼气运动则是被动的。

3
)用力呼吸    是机体活动时,呼吸将加深、加快。此时斜角肌、胸锁乳突肌等辅助吸气肌参与。


2.呼吸运动的型式
1
)腹式呼吸    由膈肌舒缩、腹壁起伏为主的呼吸运动。

2
)胸式呼吸    由肋间肌舒缩、胸壁起伏为主的呼吸运动。


3.
肺内压
肺内压是指肺内气道和肺泡内气体的压力。


4.
胸膜腔内压


胸膜腔内压是指胸膜腔内的压力,简称胸内压。
胸膜腔是由紧贴于肺表面的脏层胸膜和紧贴于胸廓内壁的壁层胸膜形成的一密闭的潜在腔隙。胸膜腔内没有气体,仅有少量浆液。
胸内负压的形成原理:胸膜外层受到胸廓组织的保护,故不受大气压的影响,胸膜内层的压力有两个:其一是肺内压,使肺泡扩张,其二是肺的回缩力,使肺泡缩小。胸内压=肺内压-肺回缩力。若以大气压力为零位标准,胸内压=-肺回缩力,数值为负值。
胸膜腔内负压的生理意义

1
)使肺和小气道维持扩张状态,不致因回缩力而使肺完全塌陷。

2
)有助于静脉血和淋巴的回流。胸内负压作用于胸腔内腔静脉和胸导管,使其被动扩张,管内压下降,有利于回流。


(二)肺通气阻力
1.弹性阻力和顺应性肺的弹性阻力来自肺泡内壁液—气界面的表面张力,约占肺弹性阻力的 2/3;肺弹性纤维的弹性回缩力,约占肺弹性阻力的 1/3。
顺应性是指在外力作用下弹性组织的可扩张性。容易扩张者顺应性大,弹性阻力小;不易扩张者,顺应性小,弹性阻力大。顺应性(C)=△V/△P。
2.肺泡表面活性物质
由肺泡Ⅱ型细胞合成并分泌的一种复杂的脂蛋白混合物,其主要成分是二棕榈酰卵磷脂,它的极性端插入水中,非极性端伸入肺泡气中,以单分子层分布在肺泡内的液—气界面上,并随肺泡的张缩而改变其密度。
生理作用:
包括降低肺泡表面张力,防止肺萎缩塌陷;
维持肺泡容积的相对稳定;
减少肺间质和肺泡内的组织液生成,防止肺水肿发生。

3.非弹性阻力
1
)气道阻力:主要是指气体流经呼吸道时气体分子间和气体分子与气道之间的摩擦力。是非弹性阻力的主要成分,约占 80%~90%。

2
)惯性阻力:是指呼吸器官移位时所产生的阻力。

3
)粘滞阻力:来自呼吸时组织相对位移产生的摩擦


2.肺容量与肺通气量
(一)肺容量指肺内容纳的气体量。在呼吸运动过程中,肺容量随着胸腔空间的增减而改变。吸气时增大,呼气时减小。
1.
潮气量平静呼吸时每次吸入或呼出的气量称为潮气量。

2.
吸气贮备量或补吸气量

3.
呼气贮备量或补呼气量

4.
残气量或余气量

5.
功能余气量:平静呼气末尚存留于肺内的气量,是残气量和补呼气量之和。

6.
肺活量:最大吸气后,用力呼气所能呼出的气量称为肺活量。它是潮气量、补吸气量和补呼气量之和。

7.
肺总容量:肺所能容纳的最大气量为肺总容量,是肺活量与残气量之和。



(二)肺通气量
1.
每分通气量是指每分钟进或出肺的气体总量,等于潮气量乘以呼吸频率。受呼吸的频率和呼吸的深度的影响。

2.
无效腔和肺泡通气量


在呼吸过程中,一部分气体将留在从上呼吸道至呼吸性细支气管以前的呼吸道内,不参与肺泡与血液之间的气体交换,故这部分呼吸道容积称为解剖无效腔。进入肺泡内的气体,可因血流在肺部分布不均而未能都与血液进行气体交换,未能进行交换的这一部分肺泡容积称为肺泡无效腔。肺泡无效腔与解剖无效腔合称为生理无效腔。
肺泡通气量=(潮气量-无效腔气量)×呼吸频率。
肺泡通气量是指每分钟进入肺泡或由肺泡呼出的气体量,即能够与肺毛细血管血液进行气体交换的气体量。
(二)肺换气与组织换气
(三)气体在血液中的运输
1.氧的运输正常情况下,O 2几乎完全是由血红蛋白(Hb)输送。Hb还参与 CO 2的运输,所以在血液气体运输方面 Hb占极为重要的地位。
(一)血红蛋白的氧合作用
Hb与 O2的结合有以下特征:

1.
反应快、可逆、不需酶的催化、受 Po 2的影响。当血液流经 Po 2高的肺部时,红细胞内 Hb与 O 2结合,形成 HbO 2;当血液流经 Po 2低的组织时,HbO 2迅速解离,释放 O 2,成为去氧 Hb(或还原 Hb)。

2.Fe2+与
O2结合后仍是二价铁,所以该反应是氧合,不是氧化。

3.1分子
Hb可以结合 4分子 O 2。

4.Hb与
O2的结合或解离曲线呈 S形



(二)氧离曲线
Po2与 Hb氧饱和度之间的关系曲线称为氧解离曲线。氧解离曲线中,Po 2和 Hb氧饱和度之间呈现“S”形的曲线。
1.
曲线上段:相当于 Po 260~100 mmHg之间,该段曲线较平坦,表明 Po2在此范围内变化时,对 Hb氧饱和度影响不大。

2.
曲线中段:相当于 Po 2在 40~60 mmHg之间,曲线坡度较陡。在这一范围内,随着 Po 2下降,Hb氧饱和度较明显降低,解离出大量的 O 2。安静时,混合静脉血的 Po 2为 40 mmHg,Hb氧饱和度为 75%。曲线中段的意义就是有利于组织细胞从血液中摄取 O 2。

3.
曲线下段:相当于 Po 2在 15~40 mmHg之间,曲线坡度最陡。意味着在这一范围内,只要血中的 Po 2稍有下降,血氧饱和度就会大幅度下降,释放出大量的 O 2。该段曲线代表O 2贮备,其生理意义是有利于活动组织细胞从血液中摄取足够的 O 2。

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(三)影响氧解离曲线的因素


1.pH和
Pco2的影响血液 pH降低([H +]升高)或 Pco 2升高,使 Hb对 O 2的亲和力降低,氧解离曲线右移;血液pH升高([H +]降低)或Pco 2降低,使Hb对 O 2的亲和力增加,氧解离曲线左移。pH和 Pco 2对氧解离曲线的这种影响称为波尔效应。


波尔效应有重要的生理意义,它既可促进肺毛细血管的氧合,又有利于组织毛细血管血液释放 O 2。
2.
温度的影响

3. 2,3二磷酸甘油酸的影响

4. Hb自身性质的影响:Hb与O 2的结合还受其自身的影响。如某些氧化剂作用, Fe2+氧化成了 Fe3+,以及 CO与 Hb结合占据了 O 2的位点,使 Hb失去了运输 O 2的能力。

2.
二氧化碳的运输


1.
碳酸氢盐化学结合的量占总量的 95%。物理溶解的量只占总量的 5%左右,

2.
氨基甲酸血红蛋白



CO2的解离曲线
CO2解离曲线是表示血液中 CO 2含量与 Pco 2关系的曲线。与氧解离曲线不同,血液 CO 2含量随 Pco 2上升而增加,几乎成线性关系而不是“S”形,而且没有饱和点(图 5-5)。 O2与Hb结合可使 CO 2释放称为何尔登效应。在组织中由于 HbO2释放 O 2而生成去氧 Hb,经何尔登效应促使血液摄取并结合 CO 2;在呼吸器官中,则因 Hb与 O 2结合,促使 CO 2释放。
(四)呼吸运动的调节
(一)呼吸运动的反射性调节
1.肺牵张反射在麻醉动物肺充气时,则抑制吸气;肺缩小,则引起吸气。切断迷走神经,上述现
象消失,这种反射,称为肺牵张反射,也叫黑—伯反射。它包括肺扩张反射与肺缩
小反射。
1
)肺扩张反射

2
)肺缩小反射


2.
呼吸肌本体感受性反射

3.
防御性呼吸反射呼吸道黏膜受到刺激时所引起的一系列保护性呼吸反射称为防御性反射,主要有咳嗽反射和喷嚏反射。


(二)化学因素对呼吸的调节
(一)化学感受器

1.
外周化学感受器颈动脉体和主动脉体外周化学感受器受到动脉血中 Po 2降低、 Pco2升高和[H +]升高的刺激.

2.
中枢化学感受器位于延髓腹外侧浅表部位。中枢化学感受器的生理刺激是脑脊液和局部细胞外液中的[H +]。血液中的 CO 2能迅速透过血—脑脊液屏障,与脑脊液中的 H 2O结合成 H2CO3,然后解离出 H +,刺激中枢化学感受器。


(五)实验
1.
呼吸运动的调节

2.
胸内压测定




六、消化
(一)消化概述
1.
消化与吸收(一)消化是指饲料在消化道内被分解成可被吸收的小分子物质的过程。(二)吸收是指饲料的成分或经过消化道消化后的产物,通过消化道粘膜上皮细胞

进入血液或淋巴的生理过程。

2.
消化方式
(一)物理性消化(机械性消化)
(二)化学性消化
(三)微生物消化


3.
消化道平滑肌的生理特性
(一)消化道平滑肌的一般特性


1.
兴奋性较低,收缩缓慢。

2.
具有自动节律性。

3.
展长性强伸展性强,最长可达正常的 2~3倍。

4.
具有持续的紧张性。

5.
对化学、温度和机械牵张刺激敏感,对电刺激不敏感。(二)平滑肌的电生理特性可分以下三种类型:静息电位、慢波电位和动作电位


(二)口腔消化
1.
摄食方式、饮水、咀嚼和吞咽

2.
唾液的性质、组成和生理作用

3.
唾液分泌及其调节


(三)单胃消化
1.胃液的性质、组成与作用
(一)胃液的性质和组成胃液是一种无色、透明的强酸(pH=0.9~1.5)性液体。胃液的主要成分包括胃蛋白酶原、盐酸、粘液、内因子、电解质和水
(二)胃液的作用

1.
胃内可以一定程度的水解蛋白质在酸性环境下,蛋白膨胀变性,胃蛋白酶

水解蛋白质使之生成眎和胨

2.
胃内酸性环境有一定的杀菌作用。

3.
胃黏膜表面形成的“粘液-碳酸氢盐屏障”可有效地保护胃黏膜免受损伤。

4.促进维生素
B12的吸收,也促进 Fe 2+的吸收。

5.
胃酸进入小肠后可促进胰液、小肠液和胆汁的分泌,也可刺激小肠运动。(三)胃内主要成分的合成与分泌

1.
胃蛋白酶原:主细胞

2.
盐酸也称胃酸,由胃底腺区的壁细胞分泌。

3.
粘液与碳酸氢盐

4.
内因子:壁细胞产生

2.
胃液的分泌及其调节(一)胃液的分泌动物进食后所引起的胃液分泌称为消化期的胃液分泌。(二)胃液分泌的调节经过实验证明,依据饲料或食糜刺激部位的先后不同,把在


正常的消化过程中,胃液分泌的调节分为头期、胃期和肠期。事实上,进食时这 3个时期几乎是同时开始,互相重叠,而且都受神经和体液因素的双重调节。
*
促进胃液分泌的主要有乙酰胆碱、促胃液素、组胺(由胃底腺区肠嗜铬细胞分泌),还有促甲状腺素释放激素(TRH)

*
抑制胃液分泌的主要有盐酸、脂肪、高渗溶液和生长抑素等。


3.胃的运动及其调节
1.
容受性舒张

2.
紧张性收缩

3.
蠕动

4.
胃的排空


(四)复胃消化
1.前胃运动及其调节
嗳气    嗳气是指机体在正常情况下,瘤胃中的部分气体通过食管经口腔排出体外的过程。
2.反刍及其机制(一)反刍反刍是指反刍动物匆匆将饲料经口腔吞咽入瘤胃,动物休息时又将被瘤胃浸泡的粗糙饲草逆呕回口腔,经再咀嚼、与混合唾液、再吞咽的过程。

(二)反刍的调节机制
3.瘤胃及网胃内的消化与代谢瘤胃及网胃在反刍动物的整个消化过程中占有非常重要的地位。饲料中可消化的干物质有 70%~85%在此消化,其中起主要作用的是微生物。
(一)反刍动物瘤胃及网胃内的微生物
1.
细菌旺旺:韩圆圆 1淘宝 shop35250918.taobao.com

2.
纤毛虫

3.
真菌
(二)瘤、网胃内微生物的消化和代谢


1.
糖类的发酵在细菌和纤毛虫的作用下,纤维素和半纤维素→挥发性脂肪酸(VFA)、CO 2、甲烷(CH 4)。VFA包括乙酸、丙酸和丁酸,它们可以由瘤胃壁吸收入血液被机体利用。

2.
蛋白质的消化旺旺:韩圆圆 1淘宝 shop35250918.taobao.com产生的一部分氨可作为微生物的氮源,合成蛋白质储存于微生物体内,并供宿主利用;另一部分氨可被瘤胃壁吸收入血至肝脏经鸟氨酸循环生成尿素。一部分尿素经血液循环由尿排出或运送到唾液腺,再随唾液分泌,重新进入瘤胃;另一部分可直接通过瘤胃上皮再次返回瘤胃被产生氨和 CO 2,又被瘤胃微生物所利用,这一过程称为尿素再循环。

3.
维生素的合成

4.
脂肪的消化和合成

5.
气体的产生

4.
瓣胃消化

5.
皱胃消化


(五)小肠消化
1.胰液的生理作用及其分泌调节(一)胰液的分泌和成分胰液由胰泡细胞和胰导管细胞分泌,经胰腺导管进入十二指肠,为无色、透明、pH为 7.8~8.4的弱碱性液体,渗透压与血浆相等,分泌量大。
胰液中无机盐以碳酸氢盐(NaHCO 3和 KHCO 3)的含量最高,有机物中主要由蛋白质组成的消化酶组成。

(二)胰液的作用
1.
中和胃酸、保护肠黏膜胰液分泌弱碱性物质可不断地中和随食糜进入十二指肠的胃酸,以保护肠黏膜,并为小肠内各种消化酶提供适宜的弱碱性环境。

2.
胰液中消化酶的水解作用

2.
胆汁的生理作用及其分泌调节(二)胆汁的生理作用及其分泌调节

1.
胆汁的分泌和排出胆汁由肝脏连续分泌。

2.
胆汁的成分胆汁为味苦、有色的液体,由水、胆汁酸、胆酸盐(甘氨酸胆酸盐或牛磺酸胆酸盐)、胆固醇、胆色素、脂肪酸和卵磷脂等组成。有胆囊的胆汁中的水、Na+、Cl-、和大部分电解质被胆囊吸收,其内的胆盐、胆固醇、胆色素被浓缩。


(三)胆汁的生理功能胆汁内没有消化酶,起消化作用的主要是胆盐。
1.
胆盐能增强脂肪酶的活性。

2.
胆盐能促进脂肪的水解

3.
胆盐可刺激小肠的运动。

4.
胆盐能便于脂肪分解产物的吸收。

5.
胆盐能促进脂溶性维生素(A、D、E、K)的吸收。


(四)胆汁分泌和排出的调节胆汁分泌和排出的调节是通过神经、神经-体液和体液调节来完成,其中以体液调节为主。旺旺:韩圆圆 1淘宝 shop35250918.taobao.com
1.
神经系统对胆汁分泌和排出的调节

2.
促胰液素、胆囊收缩素和胆盐是调节胆汁分泌和排出的主要体液因素


1
)促胰液素

2
)胆囊收缩素

3
)胆盐


3.小肠运动及其调节小肠的运动主要依靠肠壁两层平滑肌,外层为纵行肌,内层为环行肌(一)小肠运动形式
1.
紧张性收缩

2.
分节运动

3.
蠕动

4.
摆动



(二)小肠运动的调节
1.小肠平滑肌受内在神经丛和外来神经的控制
1
)内在神经丛对小肠运动的调节。

2
)外来神经对小肠运动的控制。


2.体液可直接作用于小肠平滑肌或通过肠壁内神经丛对小肠运动进行调节(三)小肠液的作用及分泌调节
1.小肠液是弱碱性、微混浊的液体,pH为 7.6~8.7。其内含有大量水分、无机盐中 NaHCO 3含量高;有机物中主要是粘液和各种酶。
2、小肠液的分泌调节小肠液的分泌与胰液、胆汁相似,受神经和体液的调节,以体液调节为主。食糜对肠黏膜局部机械和化学刺激通过壁内神经丛的局部反射促进小肠液的分泌;迷走神经可引起十二指肠腺的分泌轻度增加。促胃液素、促胰液素、胆囊收缩素、血管活性肠肽、前列腺素等均可刺激小肠液分泌。
(六)大肠内消化
大肠的消化功能及排粪反射(了解)。
(七)吸收
主要营养成分的吸收部位及其机制。
一、吸收的部位
除口腔、食道和肛门外的消化道均具吸收能力,但不同部位差异很大。小肠吸收的物质种类多、量大,是吸收的主要部位,其中大部分蛋白质、糖类、脂肪的吸收主要在十二指肠和空肠,回肠能够主动吸收胆盐和维生素 B 12,大肠主要吸收水和无机盐(单胃草食动物和禽类还可吸收低级脂肪酸)。胃的吸收能力较低,可吸收少量水、酒精和无机盐,反刍动物的前胃可以吸收低级脂肪酸、NH 3、葡萄糖和多肽。
二、吸收的机理
(一)被动转运包括单纯扩散、易化扩散和渗透
(二)主动转运包括原发性主动转运和继发性主动转运
(三)入胞和出胞

三、主要营养成分的吸收
(一)糖类的吸收


(二)蛋白质的吸收
(三)脂肪的吸收
(四)水的吸收
(五)无机盐的吸收

1.Na+和
Cl-的吸收

2.
Ca2+的吸收

3.
铁的吸收
(六)维生素的吸收



(八)实验
1.
小肠吸收和渗透压的关系

2.
胰液、胆汁的分泌

3.
胃肠运动的直接观察

4.
离体小肠平滑肌的生理特性













(一)能量代谢
1.
食物的热价、氧热价和呼吸商

2.
影响能量代谢的主要因素

3.
基础代谢与基础代谢率


(二)体温
1.
体温的概念及正常变动

2.
产热与散热的平衡

3.
体温调节


(三)实验
小动物能量代谢的测定。


八、泌尿
(一)肾脏的结构与功能
1.排泄的概念
(一)排泄的概念有机体将物质代谢的终产物和机体不需要或过多的物质(包括进入体内的异物和/或药物的代谢产物)排出体外的生理过程称为排泄。生理学认为只有通过血液循环把被排泄物转运到排出器官排出的过程才属排泄。
(二)体内具有排泄功能的器官
1.肺排泄
CO2和水

2.
皮肤排泄水、氯化钠和尿素等代谢产物

3.
消化道    排泄血红蛋白代谢产物血红素及来自血液的钙、镁和铁等。排出未被吸收的食物残渣过程不属排泄范畴。

4.
肾脏以生成和排出尿的形式排泄体内大部分代谢产物及进入体内的异物、药物,是体内最主要的排泄器官。

2.
肾单位


(一)肾单位是肾脏结构和功能的基本单位,由肾小体与肾小管组成:
肾小体分布于肾皮质,包括肾小球(毛细血管球)和肾小囊。
肾小管可分三部分:

近球小管(包括近曲小管、髓袢降支粗段)、
髓袢细段(分为降支细段和升支细段)、
远球小管(包括髓袢升支粗段和远曲小管)

远曲小管汇入集合管。集合管接受多个肾单位运来的液体。
(二)近球小体(肾小球旁器)由球旁细胞(又叫颗粒细胞)、系膜细胞和致密斑组成。球旁细胞分泌肾素,致密斑感受小管液中 Na +含量的变化,调节肾素的释放。
3.肾血流量及其调节(一)自身调节:指不依赖于外来神经和体液因素的条件下,动脉血压在 80~180 mmHg范围内变化时,肾血流量维持不变,维持肾小球滤过率相对恒定。
(二)神经和体液调节:肾交感神经兴奋、肾上腺素、去甲肾上腺素、血管升压素、血管紧张素均可使肾血管收缩,肾血流减少。在紧急情况下,可使肾血流量与全身血流分配的需要相适应。
(二)肾小球的滤过作用及影响因素一、滤过膜及其通透性滤过膜由肾小球毛细血管内皮细胞、基膜和肾小囊脏层上皮细胞三层构成。除大分

子蛋白质外,其余血浆成分都可通过滤过膜形成原尿。基膜的空隙较小,是滤过膜的主要滤过屏障。滤过膜各层有带负电荷的糖蛋白,可排斥带负电荷的血浆蛋白,限制其滤过。通透性的高低决定于被滤过物质的分子大小及其所带的电荷,但以分子大小为主。在分子大小相同的情况下,带正电荷者易通过,带负电荷难通过。
二、有效滤过压有效滤过压是肾小球滤过作用的动力。囊内液蛋白浓度极低,其胶体渗透压可略而不计。有效滤过压=肾小球毛细血管血压-(血浆胶体渗透压+肾小囊内压)。血液在肾小球毛细血管中流动时,随着血浆的滤出,血浆胶体渗透压逐渐上升,有效滤过压逐渐降低到零,而达到滤过平衡。
三、影响肾小球滤过的因素(一)滤过膜面积和通透性:急性肾小球肾炎时,肾小球毛细血管腔变窄或完全阻塞,使有效滤过面积减小,肾小球滤过率降低,导致少尿。若滤过膜上糖蛋白减少使滤过膜负电荷减少,通透性增大,带负电荷的血浆蛋白滤过,而出现蛋白尿。
(二)有效滤过压:凡影响肾小球毛细血管血压、囊内压和血浆胶体渗透压的因素都可影响有效滤过压。
1.
肾小球毛细血管血压:动脉血压在 80-180 mmHg范围内变动时,肾小球毛细血管血压能维持相对稳定,不会影响有效滤过压。但大出血时,当动脉血压降至80mmHg以下时,肾小球毛细血管血压相应降低,肾小球滤过率也减小。

2.
囊内压:在正常情况下,肾小囊内压比较稳定。若出现肾盂及输尿管结石引起的输尿管阻塞,尿液积聚而使囊内压升高,有效滤过压随之降低。

3.
血浆胶体渗透压:正常情况下血浆胶体渗透压是相对稳定的。只有全身血浆蛋白的浓度明显降低时,才出现血浆胶体渗透压的降低。例如快速静脉注射生理盐水时,可因血浆胶体渗透压的降低而引起肾小球滤过率的增加,尿量增多。


(三)肾血浆流量:主要影响肾小球毛细血管中血浆胶体渗透压上升的速率。肾血浆流量多,肾小球滤过率大。
(三)肾小管和集合管的泌尿功能
一、肾小管和集合管的重吸收功能(一)近球小管

1.小管液中约
67%的 Na +、Cl -与水在近球小管被重吸收。其中 Na +主要为主动重吸收,Cl -为被动吸收。水随小管液中 NaCl等溶质吸收后所形成的管内外渗透压差而被动重吸收,其吸收量不受神经、激素调节,与体内是否缺水无关。

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