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文檔簡介

1、第一章 緒論第一節(jié) 生理學概述一、生理學研究的對象和任務生理學:研究機體生命活動各種現(xiàn)象及其功能活動規(guī)律的科學,是生命科學中的一個重要分支學科。人體生理學(human physiology):是研究人體機能活動及其規(guī)律的科學。二、生理學研究的三個水平 1. 細胞和分子水平 研究細胞和它所含的物質(zhì)分子(細胞生理學) 2. 器官和系統(tǒng)水平 研究各器官及系統(tǒng)的功能(器官和系統(tǒng)生理學) 3. 整體水平研究器官、系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系及協(xié)調(diào)的規(guī)律以及機體與環(huán)境之間的相互關(guān)系第二節(jié) 生理學研究的方法一、試驗方法 1. 急性實驗(acute experiment):在體(in vivo)實驗(活體解剖實驗);離

2、體(in vitro)實驗(離體組織、器官實驗法) 2. 慢性實驗(chronic experiment):研究動物的胃液分泌采用假飼二、急、慢性實驗的優(yōu)缺點優(yōu)點:急性試驗:條件和對象簡單和單純,問題分析的細致分析法慢性實驗:所得實驗結(jié)果用來研究整體動物的各種生理活動機制綜合法缺點:急性實驗實驗結(jié)果常有局限性慢性實驗應用范圍受限制第三節(jié) 生命活動的基本特征新陳代謝:生物體不斷與環(huán)境進行物質(zhì)和能量交換,攝取營養(yǎng)物質(zhì)以合成自身的物質(zhì),同時不斷分解自身衰老退化物質(zhì),并將其分解產(chǎn)物排出體外的自我更新過程稱為新陳代謝。物質(zhì)代謝:合成代謝+分解代謝 能量代謝興奮性:一切活組織或細胞對外界刺激有發(fā)生反應的能

3、力或特性。適應性:機體能根據(jù)內(nèi)外環(huán)境的變化調(diào)整自身的生理功能的過程。(生理性調(diào)節(jié)、行為性調(diào)節(jié))生殖第四節(jié) 機體內(nèi)環(huán)境、穩(wěn)態(tài)和生物節(jié)律外環(huán)境(external environment):機體生存的外界環(huán)境,包括自然環(huán)境和社會環(huán)境。內(nèi)環(huán)境(internal environment):體內(nèi)各種組織細胞直接生存的環(huán)境,即細胞外液。體液生理功能:細胞內(nèi)液是生物化學反應的進行場所;細胞外液是細胞直接生存的內(nèi)環(huán)境(internalenvironment)內(nèi)環(huán)境理化性質(zhì)的相對穩(wěn)定(滲透壓、溫度、電解質(zhì)成分、血糖和pH),是機體維持正常生命活動的前提條件。(血液pH值為7.357.45,體溫為3637)穩(wěn)態(tài)(h

4、omeostasis):內(nèi)環(huán)境理化性質(zhì)(溫度、PH、滲透壓、化學組成等)的相對恒定。即在正常生理情況下內(nèi)環(huán)境的各種理化性質(zhì)只在很小的范圍內(nèi)發(fā)生波動。生物節(jié)律(Biorhythm):物體內(nèi)的各種功能活動按一定的時間規(guī)律周而復始的出現(xiàn),就叫節(jié)律性變化。意義:使機體對環(huán)境變化作出前瞻性主動適應,也是臨床提高藥物治療效果的手段之一。日周期:溫度、血壓 月周期:月經(jīng) 年周期:春困 生物節(jié)律存在的意義:使機體對環(huán)境變化作出前瞻性主動適應,也是臨床提高藥物治療效果的手段之一。第五節(jié) 生理功能的調(diào)節(jié)一、 神經(jīng)調(diào)節(jié)(迅速,精確,作用部位局限,持續(xù)時間短)反射(包括條件反射和非條件反射):在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的參與下,

5、機體對內(nèi)外環(huán)境刺激所發(fā)生的規(guī)律性的反應。反射?。焊惺芷?,傳入神經(jīng),神經(jīng)中樞,傳出神經(jīng),效應器二、體液調(diào)節(jié)(緩慢,作用部位較廣泛,持續(xù)時間長)體液調(diào)節(jié):機體的某些組織細胞能產(chǎn)生特殊的化學物質(zhì),通過體液途徑到達并作用于靶器官,調(diào)節(jié)靶器官的生理活動。(有些內(nèi)分泌細胞可以直接感受內(nèi)環(huán)境中理化因素變化:甲狀旁腺直接感受血鈣離子濃度變化)三、自身調(diào)節(jié)(特點:調(diào)節(jié)強度較弱,影響范圍小,且靈敏度較低,調(diào)節(jié)常局限于某些器官或組織細胞內(nèi),但對于該器官或組織細胞生理活動的功能調(diào)節(jié)仍然具有一定的意義)自身調(diào)節(jié):組織、細胞憑本身的內(nèi)在特性,不依賴神經(jīng)或體液調(diào)節(jié),自身對刺激發(fā)生的適應性反應過程。第六節(jié) 人體內(nèi)自動控制系統(tǒng)

6、一、非自動控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)(體內(nèi)少見):開放系統(tǒng),不具有自動控制的能力二、反饋控制系統(tǒng)(Feedback control system):閉環(huán)系統(tǒng),具有自動控制的能力。(正、負)三、前饋控制系統(tǒng)(Feedforward control system):指干擾因素在被控部分生理活動出現(xiàn)之前先對控制部分觸發(fā)生作用,以影響其所對受控部分的生理活動(前饋可以避免負反饋調(diào)節(jié)時矯枉過正產(chǎn)生的波動和反應的滯后現(xiàn)象,使調(diào)節(jié)控制更富有預見性,更具有適應性意義)第二章 細胞的基本功能第一節(jié) 細胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能一、膜的化學組成和分子結(jié)構(gòu)化學組成:膜脂質(zhì)、膜蛋白、糖類結(jié)構(gòu):流體鑲嵌模型二、細胞膜的轉(zhuǎn)運功能(一)單

7、純擴散單純擴散:小分子的脂溶性物質(zhì)順濃度梯度的跨膜擴散現(xiàn)象。對象:CO2,O2,NH3,NO,尿素、乙醇等指標:擴散通量影響因素:膜兩側(cè)分子的濃度差膜;對物質(zhì)的通透性(二)膜蛋白介導的跨膜轉(zhuǎn)運1. 易化擴散(被動轉(zhuǎn)運) 順濃度梯度差易化擴散:非脂溶性或脂溶性低的物質(zhì),在膜蛋白質(zhì)幫助下,順著濃度梯度或電位梯度的跨膜轉(zhuǎn)運現(xiàn)象。影響因素:膜兩側(cè)物質(zhì)濃度差和電位差;膜上載體的數(shù)量或通道開放的數(shù)量 (1)由通道介導:離子經(jīng)通道完成的跨膜擴散Na+、K+、Cl-、Ca2+ 特點:選擇性:只允許一定離子通過;高速性;順濃度差;通道開、關(guān)的瞬時性;不同離子通道有特異阻斷劑(Na+通道-河豚毒素;K+通道-四乙

8、基胺;Ca2+通道-異搏定)通道分類:電壓門控性通道(voltage-gated channel):啟、閉取決于膜兩側(cè)電壓差,如Na+、K+和Ca2+通道等。化學門控性通道(chemically-gated channel)或配體門控通道(ligand-gated channel):啟、閉取決于膜兩側(cè)化學信息,如N型乙酰膽堿門控通道。機械門控通道(mechanically-gated channel):啟、閉取決于機械牽拉刺激,如皮膚觸壓覺和內(nèi)耳毛細胞的機械門控通道。 (2)由載體介導:主要是葡萄糖、氨基酸、核苷酸等非離子物質(zhì)特點:結(jié)構(gòu)特異性;飽和現(xiàn)象;競爭性抑制(二)主動轉(zhuǎn)運主動轉(zhuǎn)運:細胞通

9、過耗能過程將物質(zhì)分子或離子逆濃度梯度或逆電位梯度而進行的跨膜轉(zhuǎn)運過程,形成了物質(zhì)在細胞內(nèi)外的不均衡分布。 1. 原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(primary active transport)原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運:直接由細胞代謝提供ATP的逆向轉(zhuǎn)運過程。如鈉泵、鈣泵、氫泵。 K+ 膜內(nèi)膜外30 倍 Na+ 膜外膜內(nèi)12 倍鈉-鉀依賴式ATP酶:(功能:泵入鉀泵出鈉,形成并保持膜內(nèi)高鉀膜外高鈉的分布)每個ATP運出3個Na+,運入2個K+鈉泵的意義:細胞內(nèi)高鉀是許多代謝反應的必要條件維持正常細胞體積產(chǎn)生繼發(fā)性的主動轉(zhuǎn)運建立勢能貯備(電化學勢能):維持膜外高Na+和膜內(nèi)高K+的不均衡離子分布,是可興奮組織產(chǎn)生生物電和

10、維持興奮性的基礎,也是繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運的前提2. 繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(secondary active transport)繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運:指某一物質(zhì)逆濃度差轉(zhuǎn)運要依賴另一物質(zhì)的濃度差所造成的勢能而實現(xiàn)的主動轉(zhuǎn)運。該轉(zhuǎn)運有轉(zhuǎn)運體(transporter)參與,包括同向轉(zhuǎn)運(symport)和逆向轉(zhuǎn)運(antiport)。被轉(zhuǎn)運物與Na+轉(zhuǎn)運方向相同稱symport;被轉(zhuǎn)運物與Na+轉(zhuǎn)運方向相反稱為antiport。主要見于腸粘膜上皮和腎小管上皮細胞對葡萄糖、氨基酸等的吸收。(三)大分子物質(zhì)團塊則由入胞和出胞機制轉(zhuǎn)運出胞:主要見于神經(jīng)遞質(zhì)釋放、內(nèi)分泌細胞分泌激素、外分泌腺的分泌以及酶原顆粒的分泌等入胞

11、:細菌、病毒、異物的侵入第二節(jié) 細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導信號轉(zhuǎn)導:不同形式的外界信號作用于細胞時,通常并不進入細胞或直接影響細胞內(nèi)過程,而是作用于細胞膜表面,通過引起膜特殊蛋白質(zhì)分子的變構(gòu)(類固醇激素和甲狀腺激素除外),將外界信號轉(zhuǎn)化為新的信號形式傳遞到膜內(nèi),引發(fā)細胞的功能改變。信號物質(zhì):激素;神經(jīng)遞質(zhì);細胞因子;光、電和機械信號。跨膜信號轉(zhuǎn)導路徑:G蛋白耦聯(lián)受體;離子通道受體;酶耦聯(lián)受體第三節(jié) 神經(jīng)和肌肉的興奮和興奮性一、活組織可對刺激作出反應1. 刺激:能引起機體細胞、組織、器官或整體的活動狀態(tài)發(fā)生變化的任何環(huán)境變化因子。 2. 反應:由刺激而引起的機體活動狀態(tài)的改變。例如,肌肉收縮、血壓、心率

12、、腺體分泌等。3. 直接刺激4. 間接刺激 神經(jīng)和肌肉都各自能獨立的對刺激起反應二、興奮和興奮性1. 沖動(impulse):快速的可傳導的生物電變化2. 興奮(excitation):活組織或細胞因刺激而產(chǎn)生動作電位(或沖動)的反應3. 可興奮組織(excitable tissue):能產(chǎn)生沖動的活組織4. 興奮性(excitability):組織或細胞對刺激發(fā)生反應的能力三、刺激引起興奮的條件1. 條件(1)組織的機能狀態(tài)依賴于可興奮組織的新陳代謝(2)刺激的特征:刺激強度,刺激持續(xù)時間,刺激強度-時間變化率強度時間曲線:改變作用時間,觀察在不同的作用時間下,剛剛能引起組織或細胞興奮所需的

13、最小強度。然后以作用時間為橫軸,以強度為縱軸作曲線,即得強度-時間曲線。閾強度(Threshold intensity):刺激持續(xù)時間和強度-時間變化率固定時,引起組織興奮所需的最小刺激強度。閾刺激(Threshold stimulus):達到這一臨界強度的刺激。閾上刺激(Suprathreshold stimulus):高于閾強度的刺激。閾下刺激(Subthreshold stimulus):低于閾強度的刺激?;鶑姸龋褐冈诖碳ぷ饔貌皇軙r間限制的條件下,能引起組織興奮的最小刺激強度。時值:用2倍的基強度作為刺激引起組織興奮所需要的時間。2. 興奮性的衡量指標:閾強度(與興奮性成反比);時值(與

14、興奮性成反比)。四、可興奮組織的興奮性1. 測試方法: 條件-測試法2. 一次興奮后組織細胞的興奮性變化:分期興奮性反應絕對不應期(0.3ms)(Absolute refractory period)零對任何刺激不起反應相對不應期(3ms) (Relative refractory period)低于正常對閾上刺激起反應超常期(12ms) (Supranormal period)稍高于正常對閾下刺激可起反應低常期(70ms) (Subnormal period)稍低于正常對閾上刺激起反應絕對不應期的意義:(1) 興奮不能融合,保證信息的正確編碼;(2) 決定了細胞在單位時間內(nèi)興奮最大的次數(shù)3.

15、 閾下總和(Subliminal summation)閾下總和:若條件刺激和測試刺激都是閾下的,當它們單獨作用時,都不能引起興奮。當他們相繼或同時作用時,則可引起一次興奮??臻g總和:兩個或多個閾下刺激同時作用 時間總和:兩個或多個閾下刺激相繼作用閾下刺激雖不能引起興奮,但對其興奮性產(chǎn)生一定影響,提高興奮性。第四節(jié) 細胞的生物電現(xiàn)象生物電:生物體在生命活動過程中所表現(xiàn)的電現(xiàn)象。產(chǎn)生基礎:膜兩側(cè)帶電離子的不均衡分布選擇性離子跨膜轉(zhuǎn)運。主要表現(xiàn)形式:靜息電位;動作電位。一、生物電現(xiàn)象的觀察和記錄方法無脊椎動物的特有的巨軸突(細胞內(nèi)或細胞膜片上紀錄):微電極技術(shù);電壓鉗;膜片鉗二、靜息電位(Resti

16、ng potential) *1. 定義:細胞未受到刺激時,即處于靜息狀態(tài)下細胞膜兩側(cè)所存在的電位差。狀態(tài)為膜內(nèi)為負,膜外為正。2. 正常值:神經(jīng)、骨骼肌和心肌細胞為-70-90mV消化道平滑肌細胞為-60mV人紅細胞(RBC)為-10mV三、膜電位狀態(tài)1. 極化(Polarization):細胞安靜時膜兩側(cè)所保持的內(nèi)負外正的極化狀態(tài)。2. 去極化(Depolarization):膜內(nèi)電位向負值減少的方向變化3. 反極化(Reversal of polarization):膜極性倒轉(zhuǎn),變?yōu)閮?nèi)正外負的相反的極化狀態(tài)4. 復極化(Repolarization):去極化后恢復細胞安靜時內(nèi)負外正的極化

17、狀態(tài)5. 超極化(Hyperpolarization):靜息電位數(shù)值向膜內(nèi)負值加大的方向變化四、動作電位(Action potential,AP)*1. 定義:細胞膜受到刺激后,在靜息電位的基礎上生的一次膜兩側(cè)電位的快速而可逆的倒轉(zhuǎn)和復原,包括去極化,反極化和復極化一系列相繼的過程。上升相:去極相 下降相:復極相2. 動作電位的特點(興奮的標志):全或無(All-or-none);非遞減性傳導;AP后有不應期動作電位的全過程:鋒電位絕對不應期后電位負后電位 相對不應期,超常期正后電位低常期第五節(jié) 生物電現(xiàn)象的產(chǎn)生機制一、靜息電位和動作電位的離子基礎:膜兩側(cè)Na+,K+的不均衡分布 1. R.P

18、和K+的平衡電位K+胞內(nèi) K+胞外 K+外流靜息膜對K+有選擇通透性帶負電荷蛋白質(zhì)(A-)留在胞內(nèi)K+ 膜兩側(cè)電位差穩(wěn)定某數(shù)值(K+平衡電位)與A-隔膜相吸呈極化 對抗K+的凈流動靜息電位主要決定于K+的平衡電位,即K+在膜內(nèi)外的比例。RP的實測值較理論計算值略小。 2. A.P和Na+的平衡電位(動作電位的產(chǎn)生實際上是鈉離子通道和鉀離子通道相繼被激活的結(jié)果) (1)上升支(去極化和反極化)首先Na+通道被激活,Na+順濃度梯度和電位梯度瞬間大量內(nèi)流;膜的極化狀態(tài)倒轉(zhuǎn)。Na+胞外Na+胞內(nèi)(12倍)靜息時的電位差(外正內(nèi)負) Na+內(nèi)流AP上升支 膜內(nèi)正電位勢能差濃度勢能差膜對Na+的通透性膜

19、兩側(cè)電位差穩(wěn)定某一數(shù)值(Na+平衡電位) 膜內(nèi)外側(cè)的電位差相當于Na+的平衡電位(相當于超射,決定了A.P的幅度) (2)AP下降支:Na+通道逐漸失活而關(guān)閉,K+通道逐漸被激活開放;Na+內(nèi)流停止,K+快速外流;胞內(nèi)電位迅速下降,恢復到興奮前負電位狀態(tài)(復極化)3. 閾電位(Threshold potential,TP)閾電位:當可興奮細胞接受刺激后使膜內(nèi)去極化達到某一臨界值時產(chǎn)生一次動作電位的臨界值。一般情況下,比正常靜息電位的絕對值小1020mV4. 閾刺激只有閾刺激和閾上刺激才能引起動作電位;閾下刺激只能引起局部興奮。第六節(jié) 興奮的傳導極性法則(Law of polarity):應用短

20、暫的直流電刺激神經(jīng)時,通常僅在通電和斷電時各引起一次興奮,通電時興奮發(fā)生在陰極部位,斷電時興奮發(fā)生在陽極部位。陽極部位:內(nèi)向電流(Intward current) 電流方向:膜外膜內(nèi)膜超極化陰極部位:外向電流(Outward current)電流方向:膜內(nèi)膜外膜極化程度減小電緊張電位(Electrotonic potential):閾下刺激所引起的電位變化。電緊張性擴布(Electrotonic propagation):電緊張電位隨著擴布距離的增加以幾何級數(shù)減小。一、閾電位和鋒電位的引起產(chǎn)生原因:A. 小于閾電位的去極化,少量Na+通道開放,對膜內(nèi)電位的影響隨即被K+的外流所抵消,不能形成A

21、PB. 去極化達到閾電位水平,Na+再生性循環(huán),膜外Na+快速內(nèi)流直至達Na+的平衡電位,鋒電位的上升支。 閾電位不是單一通道的屬性,而是使一段膜上Na+通道開放的數(shù)目足以引起再生性循環(huán)出現(xiàn)的膜內(nèi)去極化的臨近水平。只要刺激能夠達到再生性循環(huán)水平,膜內(nèi)去極化的速度就不再取決于原刺激強度。二、閾下刺激與局部興奮1. 局部反應:指閾下刺激雖不能使RP的去極化達到閾電位,但可在受刺激的膜局部出現(xiàn)一個較小的去極化。2. 特性:A.隨閾下刺激強度的增強而增大;B.電緊張性擴布;C.無不應期;D. 總和現(xiàn)象(時間性、空間性)3. 局部反應與AP的區(qū)別局部反應動作電位閾下刺激引起閾上或閾刺激引起Na+通道少量

22、開放Na+通道大量開放反應等級性“全或無”有總和效應無衰減性傳播非衰減性傳播三、興奮在同一細胞上的傳導機制傳導(Conduction):鋒電位在同一細胞范圍內(nèi)擴布。傳遞(Transmission):鋒電位的擴布涉及兩個細胞。1. 神經(jīng)傳導的一般特征(1)生理完整性:結(jié)構(gòu)和生理機能上的完整。(2)雙向傳導:順向傳導軸突方向;逆向傳導細胞體或樹突方向(3)非遞減性 (4)絕緣性 (5)相對不疲勞性2. 沖動傳導的局部電路學說刺激區(qū):內(nèi)正外負 靜息區(qū):內(nèi)負外正動作電位的傳導,實際上是已興奮的膜部分通過局部電流刺激了未興奮的膜部分四、神經(jīng)干的復合動作電位(Compound action potenti

23、al)1. 神經(jīng)干由許多興奮閾值不同的神經(jīng)纖維組成。閾刺激僅能使閾值最低的一類纖維興奮,隨刺激強度的增加,閾值較高的纖維先后被激活。2. 最大刺激(Maximal stimulus)3. 神經(jīng)沖動的傳導速度同纖維直徑,興奮閾值、動作電位幅度的關(guān)系:纖維越粗,A.P的幅度越大,傳導速度越快,閾值越低。反之,閾值越高,傳導速度越慢。五、神經(jīng)干動作電位記錄根據(jù)記錄方法不同分為:(自己畫)1. 單相動作電位:2. 神經(jīng)干雙相動作電位:第七節(jié) 神經(jīng)-肌肉接頭的興奮傳遞一、神經(jīng)-肌肉接頭的結(jié)構(gòu)(Neuromuscular junction)突觸前膜(Presynaptic membrane)突觸囊泡,內(nèi)含

24、Ach突觸間隙(Synaptic cleft)突觸后膜(Postsynaptic membrane),終板膜,大量N型ACh 受體和AChE 1. 量子:一個囊泡的遞質(zhì)含量,是突觸前膜遞質(zhì)釋放量的基本單位。2. 量子式釋放(Quantum release):每個囊泡中貯存的Ach 量相當恒定,當被釋放時,通過胞吐作用以囊泡為單位傾囊釋放3. 微終板電位(Miniature end-plate potential):在神經(jīng)末梢處于安靜狀態(tài)時,少數(shù)囊泡自發(fā)釋放,在終膜上引起的微小的電變化。4. 終板電位(End-plate potential):當神經(jīng)沖動傳導到突觸前膜時,在極短的時間內(nèi)有2003

25、00個囊泡同時破裂,釋放Ach,經(jīng)過突觸間隙擴散到終膜,結(jié)果導致膜的去極化,這種去極化電位稱為終板電位。特點:A.不具“全”或“無”性質(zhì),其大小與突觸前膜釋放的Ach量成正比;B.無不應期;C.可表現(xiàn)總和現(xiàn)象二、神經(jīng)肌肉接頭的傳遞過程神經(jīng)沖動到達突觸前膜突觸前膜去極化膜的通透性改變Ca2+通道開放Ca2+大量內(nèi)流囊泡與軸突膜靠近并融合破裂Ach釋放Ach與終膜上的膽堿能受體結(jié)合受體蛋白質(zhì)構(gòu)型改變終膜對Na+,K+等離子通透性改變終膜去極化終板電位局部電流使終膜周圍的鄰近肌細胞膜去極化閾電位爆發(fā)一次A.P完成一次神經(jīng)肌肉的興奮傳遞。興奮-分泌偶聯(lián),Ca2+在偶聯(lián)中起了重要作用。神經(jīng)肌肉接點的興奮

26、是1:1的關(guān)系。三、乙酰膽堿的清除 1. 部分擴散到終膜區(qū)以外而失去作用。2. 突觸間隙中和接點后膜上含有大量的膽堿酯酶,能迅速將Ach水解為無活性的膽堿和醋酸。四、影響神經(jīng)肌肉接點傳遞的因素 1. 影響Ach釋放的因素:一定范圍內(nèi)Ach的釋放隨著Ca2+濃度的提高而增加,Mg2+和Ca2+有拮抗作用,能明顯抑制Ach的釋放2. 影響Ach與受體結(jié)合的因素:箭毒與膽堿能受體具有很強的親和力,但不能引起通道開放。臨床上用作肌肉松弛劑3. 影響膽堿酯酶作用的因素:有機磷農(nóng)藥,毒扁豆堿,新斯的明。抑制Ach-E的活性五、神經(jīng)肌肉接點的傳遞特征1. 單向傳遞:興奮只能由神經(jīng)纖維肌纖維2. 一對一3.

27、突觸延擱(Synaptic delay) 0.5-1.0 ms4. 高敏感性:易受許多理化因素的影響。有機磷農(nóng)藥中毒搶救。第八節(jié) 肌細胞的收縮功能一、骨骼肌細胞的微細結(jié)構(gòu)1. 肌原纖維(Myofibril)和肌小節(jié)(sarcomere)明帶(Light band) 暗帶(Dark band) 肌小節(jié)(Sarcomere)一個肌小節(jié)=暗帶+兩側(cè)各1/2明帶肌小節(jié)是肌細胞收縮和舒張的最基本單位,通常情況下,長度變動于1.5-3.5um2. 肌管系統(tǒng):包繞在肌原纖維周圍的膜性管狀結(jié)構(gòu)。包括兩套獨立的管道系統(tǒng):(1)橫管系統(tǒng)(Transverse tubule):傳AP至肌細胞深部;(2)縱管系統(tǒng)(L

28、ongitudinal tubule):貯存、釋放、聚積鈣三聯(lián)體(Trial cistern):興奮- 收縮耦聯(lián)部位。二、骨骼肌的收縮機制(一)滑行學說(Sliding theory)20世紀50年代初期由Luxley提出基本內(nèi)容:肌肉收縮時并無肌絲蛋白分子的縮短,而是肌小節(jié)內(nèi)粗細肌絲的相對位置發(fā)生了改變。即細肌絲受粗肌絲作用而向M線移動,而使肌小節(jié)的長度變短。(二)肌肉收縮的分子機制1. 肌絲的分子組成(1)粗肌絲(由肌球蛋白(Myosin)組成)橫橋(Cross bridge)的作用:特異性的和細絲的肌動蛋白分子發(fā)生可逆性結(jié)合;具有ATP酶的作用,分解ATP獲得能量,作為橫橋擺動和做功的能

29、量來源。(2)細肌絲(組成:肌動蛋白、原肌球蛋白、肌鈣蛋白)肌動蛋白(Actin):球型單體,聚合成雙螺旋鏈原肌球蛋白(Tropomyosin):長桿狀分子,呈雙螺旋結(jié)構(gòu)肌鈣蛋白(Troponin):其中亞單位C與鈣離子高親和力(三)肌肉收縮過程及橫橋在收縮過程中的作用1. 肌細胞的AP沿膜傳播,橫管的電變化促使終池內(nèi)Ca2+釋放肌漿內(nèi)Ca2+濃度升高擴散到細肌絲周圍,肌鈣蛋白與Ca2+結(jié)合自身構(gòu)象的改變2. 原肌球蛋白的構(gòu)象變化Actin的作用位點暴露3. 橫橋與肌動蛋白作用位點結(jié)合橫橋構(gòu)象改變橫橋向M線方向擺動45經(jīng)過反復的結(jié)合、擺動、解離、復位、再結(jié)合細肌絲移向暗帶中央肌小節(jié)變短肌細胞收

30、縮。4. 當Ca2+減少Ca2+與C亞單位分離原肌凝蛋白復位橫橋與肌纖蛋白分開橫橋停止擺動細肌絲恢復原位肌細胞舒張(四)興奮-收縮偶聯(lián)(Excitation-contraction coupling)1. 概念:肌膜的電變化和肌節(jié)的機械縮短之間所存在的中介性過程。Ca2+在興奮-收縮偶聯(lián)中起了關(guān)鍵性的作用。2. 基本步驟(1)興奮通過橫管傳到肌細胞深部,直至三聯(lián)體附近(2)橫管的電變化導致終池釋放Ca2+,Ca2+與細絲上的肌鈣蛋白結(jié)合,引發(fā)收縮機制(3)肌肉收縮后Ca2+被回攝入縱管系統(tǒng)。縱管膜含有鈣泵三、肌肉收縮的外在表現(xiàn)(一)等長收縮1. 含義:肌肉收縮時只有張力增加而無長度縮短。2.

31、作用:維持人體的位置和姿勢(對抗重力)(二)等張收縮1. 含義:只有長度縮短而張力不變的收縮。2. 產(chǎn)生條件:肌肉承受負荷小于肌肉收縮力。3. 作用:完成做功。(三)單收縮和收縮的總和1. 單收縮(Twitch):用單個刺激來刺激肌肉或支配肌肉的神經(jīng),可引起肌肉一次快速的收縮潛伏期(Latent period) 收縮期(Shortening period) 舒張期(Relaxation period)2. 肌肉收縮具有總和(Summation)的特性A.肌肉收縮的幅度與刺激強度有關(guān)空間總和B.肌肉收縮與多個刺激的頻率有關(guān)時間總和若兩個連續(xù)的刺激間隔長于單收縮的時程,則出現(xiàn)各自分離的單收縮。若一

32、系列連續(xù)的刺激間隔短于單收縮的時程,則各單收縮會疊加。A.不完全強直收縮:刺激落在前一收縮的舒張期內(nèi)。收縮曲線可辨別出各收縮波。B.完全強直收縮:刺激落在前一收縮的收縮期內(nèi),各次收縮完全融合,各收縮波不能分辨,肌肉維持于穩(wěn)定的持續(xù)收縮狀態(tài)。但動作電位不融合。意義:完全強直收縮產(chǎn)生張力大,整體中骨骼肌皆為完全強直收縮。第三章 血液概述一、血液(Blood):充滿心血管系統(tǒng)中紅色、不透明的流體組織二、血液與內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持需要血液的“緩沖”和“紐帶”作用。血漿是內(nèi)環(huán)境中最活躍部分(媒介),與組織液交換物質(zhì);通過肺、腎、皮膚及胃腸道與外環(huán)境進行物質(zhì)交換。三、血量人體內(nèi)血液總量,指存在于循環(huán)

33、系統(tǒng)中全部血液容積循環(huán)血量:絕大部分在心血管中快速循環(huán)流動儲備血量:“滯留”肝、肺、腹腔靜脈及皮下靜脈叢內(nèi),流動較慢。應急時可加入循環(huán)血量一次失血10%全血量,不損害正常的生理活動,機體調(diào)節(jié)機制可進行代償恢復失血20%全血量,代償不能維持動脈血壓,引起生理活動障礙失血30%全血量,危及生命四、血液的生理功能1. 運輸機能2. 防御機能:與血液中的白細胞,淋巴細胞、巨噬細胞、各種免疫抗體和補體系統(tǒng)有關(guān)3. 止血機能:血液中存在許多凝血因子4. 維持穩(wěn)態(tài):血液中含有大量的酸堿緩沖對,維持機體的酸堿平衡;水分具較高的比熱,維持體溫穩(wěn)定第一節(jié) 血液的組成和理化特性一、血液的組成(血漿+血細胞)血漿占全

34、血55%血細胞:紅細胞45%;白細胞;血小板紅細胞比容(Hematocrit):紅細胞在全血中所占的容積百分比健康成人:男性4045%;女性3748%;新生兒:55%血液總量7-8% 體重估計動物最大采血量二、血液的物化特性1. 顏色:取決于紅細胞及其所攜O2的多少。2. 比重:正常人全血1.050-1.060,取決于紅細胞濃度;血漿1.025-1.030,取決于血漿蛋白濃度;紅細胞1.090-1.092,取決于紅細胞內(nèi)血紅蛋白含量3. 粘滯性(viscosity):產(chǎn)生于內(nèi)部顆?;蚍肿娱g的摩擦,通常測定與水相比的相對粘度表示血液為4-5,決定于R.B.C數(shù)量血漿為1.6-2.4,決定于血漿蛋

35、白的濃度,血液的粘度是形成血流阻力的重要原因之一三、血漿(一) 血漿的化學成分血漿蛋白(79):白蛋白:維持血漿膠體滲透壓球蛋白:,參與脂溶性物質(zhì)的運輸;淋巴細胞分泌的抗體參與機體的免疫纖維蛋白原:參與血液的凝固(二)血漿滲透壓(相當于7個大氣壓)1. 滲透壓(1)定義:指溶液中的溶質(zhì)顆粒通過半透膜吸取膜外水分子的一種力量,其大小與單位體積中溶質(zhì)分子或顆粒的數(shù)目成正比.(2)單位:以溶質(zhì)濃度1mol/L稱1滲透克分子(3)血漿滲透壓組成及正常值:300 mmol/L血漿滲透壓包括:晶體滲透壓:源于溶解血漿的Na+和Cl-,決定細胞內(nèi)外水平衡。功能:維持紅細胞內(nèi)外水平衡。膠體滲透壓:由血漿蛋白(

36、白蛋白)形成,決定血管內(nèi)外水的平衡。功能:保持血管內(nèi)外水平衡,維持正常血容量。等滲溶液:與血漿滲透壓一致的溶液。等張溶液:能使懸浮于其中的紅細胞保持正常體積和形狀的鹽溶液(由不能自由通過細胞膜的溶質(zhì)形成的等滲溶液,此為與等滲溶液的區(qū)別)(三)血漿pH 值正常值:7.357.45血液中的緩沖物質(zhì):血漿中:NaHCO3/H2CO3比率為20:1;紅細胞內(nèi)肺和腎:參與酸堿平衡的調(diào)節(jié)當pH6.9 或pH7.8 時,將出現(xiàn)酸中毒或堿中毒第二節(jié) 血細胞生理一、血細胞生成的部位和一般過程1. 造血部位遷移:卵黃囊肝、脾骨髓不規(guī)則骨代償造血:4個月后,當骨髓不能供應血液,肝脾也可以造血。2. 造血過程造血過程

37、的三個階段:造血干細胞(HematopoieticStem Cells),定向祖細胞(Committed progenitors),前體細胞( Precursors )二、紅細胞生理1. 形態(tài)、數(shù)量:雙面凸圓盤狀(維持需ATP,來源無氧呼吸)兒童期RBC保持低水平2. 血紅蛋白含量:兒童成人血漿70倍(2)緩沖pH, 由Hb實現(xiàn)5. RBC生成的調(diào)節(jié)(1)紅細胞生成所需的原料:維生素B12、葉酸、蛋白質(zhì)、鐵生成部位:成人骨髓,特別是扁骨、短骨及骨骺才具有造血功能,骨髓外造血表明造血功能紊亂(2)生成的調(diào)節(jié)正性調(diào)節(jié)因子:BPA;EPO;IL-3、雄激素、甲狀腺激素、胰島素等雄激素:增強EPO作用

38、;直接刺激骨髓造血組織,使RBC加速生成三、白細胞生理1. 形態(tài)、數(shù)量和分類種類:(1)粒細胞(中性、嗜酸性、嗜鹼性),占白細胞總數(shù)60;(2)單核細胞;(3)淋巴細胞生理特性:(1)WBC滲出性(游走性):作變形運動,穿過血管壁(粒細胞,單核細胞)(2)趨化性:趨向某些化學物質(zhì)(細菌、病毒、異物等)的特性。(3)吞噬性:把異物包圍起來,吞入胞漿。2. 各類WBC的生理功能(1)中性粒細胞(50%):在非特異性細胞免疫中起作用,具吞噬病源微生物尤其是化膿菌。還參與炎癥反應和膿腫的形成(2)嗜酸性粒細胞(2-4):限制嗜堿性粒細胞和肥大細胞引起的過敏反應參與對蠕蟲的免疫反應(3)嗜堿性粒細胞(0

39、.5-1):釋放肝素激活血脂分解釋放組織胺導致過敏反應釋放嗜酸性粒細胞趨化因子A(4)單核細胞(48):吞噬消化作用:能吞噬并消化病原微生物、凋亡細胞和損傷組織;分泌功能:能在抗原或多種非特異性因子的刺激下分泌多種物質(zhì);處理和遞呈抗原:激活淋巴細胞并特異性免疫應答;殺傷腫瘤細胞。(5)淋巴細胞(2040):在機體的免疫應答中起著重要作用T細胞:占全部淋巴細胞的4060,參與細胞免疫B細胞:占淋巴細胞總數(shù)的2030,通過生成釋放免疫抗體,參與體液免疫裸細胞(K、NK細胞):占淋巴細胞總數(shù)的15,免疫反應的效應細胞四、血小板生理(Platelet,Thrombocyte)血細胞從骨髓成熟的巨核細胞

40、胞漿裂解脫落而來1. 正常值:(100300)109/L 1000109/L易發(fā)血栓2. 功能:參與機體的止血功能和血液凝固修復血管內(nèi)皮和保持血管內(nèi)皮完整性3. 生理特性(粘附/釋放/聚集/收縮/吸附)(1)Adhesion(粘附)指血小板與非血小板表面的粘著。(2)Release(釋放)血小板受到刺激后將貯存在致密體、-顆?;蛉苊福?) Aggregation(聚集)血小板彼此粘著的現(xiàn)象(4)Constriction(收縮)在血小板收縮蛋白的參與下,血凝塊回縮,血栓堅實(5)Adsorption(吸附)指血小板可吸附血漿中多種凝血因子于其磷脂表面,使損傷部位凝血因子濃集,有利于血液凝固。第三

41、節(jié) 生理性止血一、生理性止血Physiological Hemostasis1. 定義(hemostasis):小血管損傷出血,數(shù)分鐘后自行停止的現(xiàn)象。衡量指標:出血時間(bleeding time):1-3分鐘2. 生理性止血分為三個時相:(1)損傷、刺激引起縮血管反應(2)血小板止血栓形成(粘附/聚集/釋放/吸附/收縮)(3)纖維蛋白凝塊的形成與維持二、血液的凝固(Blood coagulation):流出血管的血液由溶膠狀態(tài)轉(zhuǎn)化為凝膠狀血塊的過程本質(zhì):血漿中可溶性的纖維蛋白原轉(zhuǎn)化為不溶解的纖維蛋白。血清和血漿的區(qū)別:血清中缺少纖維蛋原(一)血凝的基本過程和原理1. 凝血因子:血漿與組織中

42、直接參與凝血的物質(zhì)2. 基本過程:第一階段:凝血酶原激活復合物形成 第二階段:凝血酶原的激活 第三階段:纖維蛋白的生成凝血酶原激活復合物的形成按因子的激活途徑可分為:A.內(nèi)源性途徑(Intrinsic pathway):依賴于血漿內(nèi)的凝血因子激活而引發(fā)的凝血過程。始動因子為因子XII,依次激活、B.外源性途徑(Extrinsic pathway):(組織因子途徑)組織受傷后,釋放的進入血漿后與Ca2+、形成復合物,激活激活。始動因子為因子。第四節(jié) 血型與輸血原則一、血型1. 血型(blood group):紅細胞膜上特異性抗原的類型2. 凝集原(Agglutinogen):紅細胞膜上特異性抗原

43、3. 凝集素(Agglutinin):血漿中存在的能與紅細胞膜上相應凝集原發(fā)生反應的特異性抗體4. 凝集(Agglutinatin):將含有不同凝集原的血混合,則會發(fā)生紅細胞聚集成簇,并伴有溶血發(fā)生的現(xiàn)象本質(zhì):發(fā)生了抗原抗體反應二、紅細胞血型ABO血型和Rh血型系統(tǒng)(一).ABO血型由紅細胞膜上的凝集原A和凝集原B決定ABO血型的分型:血型凝集原凝集素A1A+A1抗BA2A抗B+抗A1BB抗AA1BA+A1+B無A2BA+B抗A1O無抗A+抗BA型: A1和A2兩種亞型。因此輸血時應注意亞型的存在三、輸血原則1. 保證供血者和受血者的ABO血形相符2. Rh血型相合(育齡婦女與反復輸血者)3.

44、 交叉配血實驗*主側(cè)與次側(cè)都無凝集:試驗主側(cè):供血者紅細胞+受血者血清;實驗次側(cè):受血者紅細胞+供血者血清4. 成分輸血(transfusion or blood components):把人血中的各種有效成分,如紅細胞、粒細胞、血小板和血漿分別制備成高純度或高濃度的制品再輸入。既能提高療效,減少不良反應,又能節(jié)約血源第四章 血液循環(huán)概述1. 心血管系統(tǒng)組成:心臟和血管2. 血液循環(huán):心血管系統(tǒng)系統(tǒng)中血液單一方向周而復始的流動。分為兩部分*:肺循環(huán):上、下腔靜脈血右心房右心室肺動脈肺泡周圍的毛細血管網(wǎng)肺靜脈左心房體循環(huán):肺靜脈返回左心房動脈血左心室主動脈、中、小動脈全身毛細血管小、中靜脈上、下

45、腔靜脈右心房3. 心肌的四種生理特性:電活動:興奮性(excitability)自律性(autorhythmicity)傳導性(conductivity)機械活動:收縮性(contractivity)4. 心肌細胞的類型自律性細胞:竇房結(jié),房室交界區(qū),房室束,左右束,浦肯野纖維非自律細胞(工作細胞):心室肌,心房肌5. 根據(jù)膜通道和膜電位不同,心肌細胞又可分為:快反應細胞有快Na+慢Ca2+通道:工作細胞,浦肯野細胞慢反應細胞只有慢Ca2+通道:竇房結(jié)P細胞結(jié)區(qū)細胞6. 心肌細胞主要離子濃度及其平衡電位離子濃度(mmol/L)內(nèi)/外濃度 比值平衡電位 (mV)細胞內(nèi)液細胞外液Na301401:

46、4.6+41K140435:1-94Ca210-421:20000+132Cl301041:3.5-33第一節(jié) 心臟的生物電活動一、工作細胞的跨膜電位及其形成機制(重點) (一)工作細胞(以心室肌細胞為例)1. 靜息電位:同神經(jīng)和骨骼肌,即K+的平衡電位,其靜息電位-90mv。2. 動作電位:A. 去極化過程0期:快Na+通道開放。B. 復極化過程1期:暫短的K+外流。2期:平臺期,心肌動作電位特征之一。(形成原因:內(nèi)向電流Ca2+內(nèi)流,外向電流K+外流,兩電流處于平衡)3期:慢Ca2+通道關(guān)閉,K+外流增強。4期:(靜息期或舒張期)(二)自律細胞(以浦肯野細胞為例)1. 動作電位形態(tài)及產(chǎn)生的

47、離子基礎其動作電位0、1、2、3期的形態(tài)及離子機制與心室肌細胞相似,但有4期自動去極化2. 4期自動去極化的離子基礎起搏電流(If):4期產(chǎn)生隨時間而逐漸增強的內(nèi)向電流,主要為Na+內(nèi)向電流(少量K+),能夠被Cs阻斷,但不能被TTX阻斷。特點:電壓依賴性、時間依從性在3期復極至60mV開始激活,至100mV 時完全激活,去極至50mV 時失活。動作電位的3期復極化進行到一定程度,引起內(nèi)向電流啟動和發(fā)展,內(nèi)向電流的產(chǎn)生和增強導致4期去極化,而膜的去極化一方面引起另一次動作電位,一方面又反過來中止這種內(nèi)向電流。3. 工作細胞與自律細胞的不同工作細胞在沒有外來刺激時,不能產(chǎn)生動作電位,4期膜電位穩(wěn)

48、定不變-靜息電位自律細胞在未受到刺激時,能自發(fā)產(chǎn)生動作電位,4期膜電位不穩(wěn)定,表現(xiàn)為自動去極化-舒張電位4期自動去極,是自律細胞產(chǎn)生自動節(jié)律性興奮的基礎。不同類型的自律細胞4期除極速度參差不一,但同類自律細胞4期除極速度比較恒定二、心肌的生理特性(一)心肌的自動節(jié)律性:心臟在沒有外來刺激的條件下,能夠自動地發(fā)生節(jié)律性興奮的特性,稱為自動節(jié)律性1. 心臟的自律細胞和自律組織自律細胞:P細胞和浦肯野細胞自律組織(哺乳類為例):竇房結(jié):主要含有P細胞。房室交界:是心房興奮傳入心室的通道。房室束:主要含有浦肯野細胞。浦肯野纖維不同自律組織的自律性不同:竇房結(jié)100/min主要的起搏細胞;房室結(jié)區(qū):50

49、/min ;浦肯野纖維:25/min(后兩者被稱為潛在或輔助起搏細胞)2. 相關(guān)概念A.正常起博點(NormalPacemaker):竇房結(jié)是正常心臟興奮和搏動的起源地B.竇性心率(節(jié)律)(Sinus rhythm):由竇房結(jié)控制的心率,6080次/minC.潛在起博點(Latent pacemaker):其它自律組織的自律性在正常情況下處于竇性節(jié)律的控制之下,其本身的自律性不能表現(xiàn)出來D.異位節(jié)律(Ectopicrhythm):在某些病理情況下,竇房結(jié)以外節(jié)律組織的節(jié)律性表現(xiàn)出來,引起心臟的額外起博.E.異位起博點(Ectopicpacemaker):產(chǎn)生異位節(jié)律的自律組織3. 竇房結(jié)細胞控

50、制潛在起搏細胞基于(1)搶先占領:S-A結(jié)自律性高于潛在起搏細胞,后者尚未發(fā)生興奮之前即接受竇房結(jié)傳播的的興奮產(chǎn)生AP(2)超速驅(qū)動壓抑:當外來的超速驅(qū)動刺激停止后,自律細胞不能立即呈現(xiàn)其固有的自律性活動,需經(jīng)過一段靜止期后才逐漸恢復其自律性。超速驅(qū)動壓抑具有頻率依賴性。3. 影響自律性的因素最大復極電位與閾電位之間的差距:差距小,自律性增高4期自動去極化速度:4期自動去極化速度增快,自律性增高(二)傳導性:衡量傳導性的指標AP的傳導速度1. 心臟內(nèi)興奮傳播的特點A.心肌細胞間存在閏盤,相鄰細胞間興奮可通過直接電傳遞,心肌組織是機能性合胞體,能使AP迅速傳播B.通過特殊傳導系統(tǒng)有序傳播興奮:竇

51、房結(jié)-心房肌-房室交界-房室束-左右束支-浦肯野纖維網(wǎng)-心室肌C.各種心肌細胞傳導性高低不同:浦肯野纖維4m/s,保證心室同步收縮,有利于心室射血;心室肌1m/s;心房肌0.4m/s;房室交界區(qū)0.02m/s,房室交界是興奮由心房傳入心室的必經(jīng)之路,傳導最慢,保證房室收縮不重疊。(三)心肌的興奮性1. 一次興奮后心肌興奮性的周期性變化A.有效不應期(effective refractory period, ERP)0期至3期復極化至-60mv,有效不應期其中, 0期去極化至-55mv 絕對不應期,-55mv至-60 mv局部反應期B.相對不應期:3期復極-60mv至-80mv,閾上刺激,可產(chǎn)生

52、動作電位C.超常期:3期復極-80mv至-90mv ,閾下刺激,能引起動作電位2. 影響興奮性的因素A.靜息電位的大?。ㄢ涬x子濃度高,則靜息電位下降,心肌興奮性提高)B.閾電位的水平C.Na+通道的性狀3. 興奮性的周期性變化與收縮活動的關(guān)系A.P的有效不應期收縮期至心舒早期(收縮期落在有效不應期中,不能強直收縮)相對不應期心舒期超常期心舒后期有舒有張的節(jié)律性收縮活動,保證了心臟泵血的功能4. 心肌興奮性變化特點:有效不應期特別長,0.3s(1)期前收縮(Extasystole):如果心肌在有效不應期之后受到人工的或竇房結(jié)之外的異位起搏點的刺激,可以產(chǎn)生一次額外的興奮和收縮(2)代償間歇(Co

53、mpensatory pause):緊接在期前興奮之后的竇房結(jié)興奮傳到心肌時,常恰好落在期前興奮的有效不應期內(nèi),不能引起心肌的興奮和收縮,形成一次脫失,必須等到下一次竇房結(jié)的興奮傳到時,才能引起收縮。(四)心肌的收縮性(1)心肌收縮的全或無(2)對細胞外液中Ca2+依賴性大:無Ca2+或Ca2+濃度極低,興奮-收縮脫偶聯(lián)。(骨骼肌中鈣離子主要來自細胞內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng))(3)不發(fā)生強直收縮(五)理化因素對心肌活動的影響1. K+:胞外K+濃度增加R.P減小A. 少量增加心率加快,但收縮力減少B. 細胞外液中K+逐漸升高R.P (Na+通道是電壓門控性通道)下降去極化速度下降心率下降,收縮力下降C. 最后Na+通道完全失活,心肌的興奮性和傳導性均消失,而處于舒張狀態(tài)。2. Ca2+當細胞外Ca2+升高,興奮-收縮偶聯(lián)增強收縮力提高鈣僵:Ca2+過高,肌漿中Ca2+過多,心肌舒張不全,最后停止于收縮狀態(tài)。3. Na+A.細胞外液中Na+輕微變化時對心肌的影響不明顯B.細胞外液中Na+顯著增加時快反應細胞的自律性增強,傳導性增加4. Ach乙酰膽堿(副交感神經(jīng)纖維產(chǎn)生、分泌)心肌膜上的M型受體結(jié)合心肌對K+通透性增加,Ca2+通透性下降P細胞的最大舒張電

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