動物生理學(xué)第2次

動物生理學(xué)哺乳動物的冬眠你流過鼻血嗎——流鼻血的原因與應(yīng)對方法心肌梗塞姓名：王麗娟學(xué)號：111214114班級：保護區(qū)-11解讀2013諾貝爾-生理學(xué)(醫(yī)學(xué)獎)消化系統(tǒng)疾病

——食管癌動物生理學(xué)小知識外激素（信息素）生活中，有趣的現(xiàn)象比比皆是，但是你知道它們發(fā)生的原因嗎彭楊靖保護區(qū)11胰島&糖尿病

pancreaticisland&diabetes現(xiàn)代“文明病”——過敏便秘Science.2014Feb7;343(6171):611.doi:10.1126/science.343.6171.611-b.China'sivorymarket:theelephantintheroom.HuangS,WengQ.Science.

2014Aug22;345(6199):884.doi:10.1126/science.345.6199.884-a.Faunaindecline:plightofthepangolin.LiuY,

WengQ第三章

血液由于動物血液中血蛋白所含的呼吸色素種類不同，因此血液呈現(xiàn)出不總是紅色的。哺乳動物的血液是紅色的，但有的動物血液是藍色的或綠色的。呼吸色素是能夠與氧可逆結(jié)合的一種含鐵或銅等金屬離子的蛋白質(zhì)。大多數(shù)無脊椎動物的呼吸色素存在于血淋巴中而不是血細胞中。有的動物含有一種呼吸色素，也有的含有2種呼吸色素。動物體內(nèi)存在4種血蛋白：血紅蛋白；血綠蛋白；血藍蛋白和蚯蚓血紅蛋白。血腥味：血液中由于存在揮發(fā)性脂肪酸，所以具有特殊的血腥味。另外，血液中含有Na+離子，所以血液又帶有咸味。

血液是在動物進化過程中出現(xiàn)的，生命最初出現(xiàn)在海洋中，原始的單細胞生物生活在海水中，直接從海水中吸取營養(yǎng)和向海水排送廢物。當(dāng)海水出現(xiàn)多細胞生物時，除了表面的細胞仍然直接與海水接觸外，內(nèi)部細胞逐漸與海水隔離。機體內(nèi)開始出現(xiàn)了細胞外液，其基本成分與遠古海水十分相似，是一種鹽溶液。在進化過程中，動物逐漸產(chǎn)生了自身的細胞外液以替代海水，隨著循環(huán)系統(tǒng)的出現(xiàn)，細胞外液也進一步分化為血管和血管外的組織間液。與組織間液相比，除基礎(chǔ)液主要是鹽溶液外，血漿中又溶入了多種蛋白質(zhì)，并逐漸出現(xiàn)了各種血細胞，這就是血液。思考題：1.獻血對身體健康有影響嗎？2.一個人的血型會改變嗎？3.血型與疾病有關(guān)嗎？4.血型與人的記憶力有關(guān)嗎？第一節(jié)血液的組成和理化特性一、概述

（一）血液:

血液是由血漿和血細胞組成的，充滿心血管系統(tǒng)中紅色、不透明的流體組織。

（二）血量與血細胞比容:

血量：人體內(nèi)血液的總量，相當(dāng)于體重的7~8%（70ml~80ml/kg）血細胞比容：血細胞所占血液的容積百分比稱為血細胞比容（hematocrit）。（約為40%~50%）血漿（plasma）占血液50%~60%。血液是體液的一部分。

血液血漿血細胞水分固體物質(zhì)紅細胞白細胞血小板血漿蛋白無機鹽脂質(zhì)其他有機物紅細胞白細胞血小板（三）、體液及其組成含義

1、體液（bodyfluid）含義：機體內(nèi)液體總稱，約占體重的60%

2、體液組成：由細胞內(nèi)液（40%）和細胞外液（20%）組成；細胞外液又由組織液（15%）和血漿（4%）及腦脊液等（1%）組成3、體液生理功能：

細胞內(nèi)液是生物化學(xué)反應(yīng)的進行場所；細胞外液是細胞直接生存的液體環(huán)境（內(nèi)環(huán)境）細胞直接生存的液體環(huán)境生物化學(xué)反應(yīng)進行的場所（四）血液與內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)

1、內(nèi)環(huán)境：細胞直接生存的液體環(huán)境，即細胞外液。

2、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)：內(nèi)環(huán)境中化學(xué)成分、理化性始終在一個狹小范圍內(nèi)變動，即保持著動態(tài)平衡。

3、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的意義：（1）維持組織細胞的正常興奮性；（2）維持組織細胞的正常新陳代謝。

4、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持：

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），它不僅與組織液交換物質(zhì)，而且可通過肺、腎、皮膚及胃腸道與外環(huán)境進行物質(zhì)交換。

（五）血液的功能

1、運輸功能：O2、CO2、營養(yǎng)物質(zhì)、代謝產(chǎn)物、激素及其它生物活性物質(zhì)。2、緩沖與調(diào)節(jié)功能：維持Ph、體溫相對恒定，水平衡調(diào)節(jié)、血壓和滲透壓的調(diào)節(jié)，維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。3、免疫功能：血液中的白細胞、免疫球蛋白、補體等，它們通過特異性和非特異性免疫反應(yīng)對入侵的病原微生物及體內(nèi)衰老、壞死細胞進行清除。4、防御功能：生理止血和血液凝固等。

二、血漿的化學(xué)成分

（一）血漿的主要成分：H2O（90%以上），多種電解質(zhì)，小分子有機物，O2，CO2，血漿蛋白（白、球、纖維蛋白原）。（二）血漿成分的功能：調(diào)節(jié)體溫，比熱大，蒸發(fā)熱大，流動性大。作為溶劑參與化學(xué)反應(yīng)。參與滲透壓，酸堿度維持。三．血液理化特性

（一）血液顏色：不透明紅色，動脈血（氧合Hb多）鮮紅，靜脈血（還原Hb多）暗紅。當(dāng)還原Hb>5%時出現(xiàn)口唇青紫?？崭寡獫{：淡黃，清澈，透明，進食后變濁。（二）血液比重：全血1.050~1.060，取決于RBC數(shù)量。血漿1.025~1.030，取決血漿蛋白濃度。（三）、血液粘滯性

粘滯性產(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，全血為水的4~5倍，血漿為1.6~2.4倍。全血取決于RBC數(shù)量及它們所在血漿中分布狀態(tài)（如流速快慢，RBC疊連，聚集，粘滯性增大）。血漿取決血漿蛋白量。粘滯性過大會影響微循環(huán)正常進行。（四）、血漿滲透壓定義：滲透：半透膜兩側(cè)水分子由低濃度向高濃度處滲入現(xiàn)象。滲透壓：溶液具有吸收和保留水分子的力量，它的大小與溶液中所含溶質(zhì)顆粒數(shù)成正比。

血漿晶體滲透壓：血漿中晶體物質(zhì)形成的滲透壓（電解質(zhì)，尿素，葡萄糖等）。由于血漿和組織液中晶體物質(zhì)極大部分不易透過胞膜，所以細胞外液晶體滲透壓相對穩(wěn)定。晶體滲透壓的作用是維持紅細胞內(nèi)外水平衡。因此，可使懸浮在血漿中的RBC保持正常的體積和形狀。

血漿蛋白形成的滲透壓，白蛋白因其分子量小及含量多，因此是膠體滲透壓主要來源。因為血漿蛋白不能透壓血管壁，所以，膠體滲透壓對保持血管內(nèi)外水平衡，維持正常血容量，防止水腫有重要作用。血漿膠體滲透壓

正常人血漿pH為7.35-7.45，平均為7.4，pH小于7.35為酸中毒，大于7.45產(chǎn)生堿中毒。血漿pH能保持相對恒定和血漿及RBC含有7對緩沖對有關(guān)。血漿中NaHCO3/H2CO3=20/1（作用最強）一般進入血液中的酸性或鹼性物質(zhì)，因為有血漿及RBC內(nèi)存在的緩沖對的作用，使這些物質(zhì)對血漿pH的影響大大減少，加之肺、腎不斷排除體內(nèi)過多的酸、鹼，使pH保持相對恒定。（五）血漿pH第二節(jié)血細胞生理1、血細胞包括RBC、WBC和血小板，均起源于造血干細胞。2、在個體發(fā)育過程中，造血器官變遷為：始于胎兒卵黃囊，后在肝、脾以及骨髓造血，出生后幾乎完全依賴于骨髓。正常成人的骨髓是唯一造血器官。一、造血過程（血細胞發(fā)育及成熟）及其調(diào)節(jié)

成熟的各類血細胞在血液中存在的時間只有幾小時（中性粒細胞）到幾個月（紅細胞）。適應(yīng)這種特性的骨髓造血干細胞，以自我更新和增殖的方式，每小時生成1010個紅細胞和108-109個白細胞，從而保障了對血細胞的補充，以保持血液各有形成分的動態(tài)平衡。什么是干細胞呢?

干細胞是一類具有自我更新和分化潛能的細胞，它包括胚胎干細胞和成體干細胞。干細胞的發(fā)育受多種內(nèi)在機制和微環(huán)境因素的影響，目前人類胚胎干細胞已可成功地在體外培養(yǎng)。最新研究發(fā)現(xiàn)，可橫向分化為其他類型的細胞和組織，為干細胞廣泛應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。

在胚胎的發(fā)生發(fā)育中單個受精卵可以分裂發(fā)育為多細胞的組織器官。在成年動物中，正常的生理代謝或病理操作也會引起組織或器官修復(fù)再生。胚胎的分化形成和成年組織的再生是干細胞進一步分化結(jié)果。胚胎干細胞是全能的，具有分化為幾乎全部組織和器官的能力。胚胎干細胞具備兩種特性:1.它能保持二倍體的特性，即使經(jīng)過長時間體外培養(yǎng)，這種特性仍能很好保持。2.它能保持發(fā)育的全能性。全能干細胞多能干細胞專能干細胞干細胞的應(yīng)用前景：ES可用于生物體的克?。籈S可用于轉(zhuǎn)基因動物的生產(chǎn)；ES的研究有利于弄清組織的分化過程及其功能，為藥物的研制和測試提供了新的模型；ES可用于人體器官的移植、白血病的治療等。黃禹錫研究小組并沒有如其所說，培育出世界上首例人類克隆胚胎，并從中提取出干細胞。10年前，韓國科學(xué)家黃禹錫（HwangWoo-suk）宣稱克隆出了首個人類胚胎干細胞，這在當(dāng)時造成了轟動。然而，黃禹錫卻因被曝出論文數(shù)據(jù)造假、通過非道德手段獲得人類卵子等丑聞而致使自己締造的帝國瓦解，甚至還鋃鐺入獄。用黃禹錫所在研究大學(xué)的校長的話來描述，“（黃禹錫）是我們整個科學(xué)界乃至全國一個不可磨滅的污點。”《自然》《科學(xué)》共同關(guān)注：韓國“克隆之父”黃禹錫尋求救贖在被首爾國立大學(xué)解雇八年之后，61歲的黃禹錫仍然擁有一個令許多研究人員羨慕的職位。黃禹錫現(xiàn)仍在其曾于2006年創(chuàng)辦的Sooam生物技術(shù)研究基金會中從事研究工作，年度預(yù)算400萬美元。目前，黃禹錫跟他的45名團隊成員仍在進行狗、豬、牛等動物的克隆研究，并不斷發(fā)表新論文。而這些研究最終的目的則都是為了能夠找到治療人類糖尿病、阿爾茨海默等疾病的方法。另外，黃禹錫甚至還打算未來能夠克隆出猛犸象。駁回支援胚胎幹細胞研究法案布什首動用否決權(quán)3、造血過程既是連續(xù)的，又可分階段，主要分四個階段（造血干細胞、定向祖細胞、前體細胞和成熟細胞階段）。1、造血干細胞的復(fù)制和分化：造血干細胞分化程度低，有很強自我復(fù)制能力（保持數(shù)量恒定）和多向分化潛能（分化為各系定向祖細胞）。

2、定向祖細胞的分化、增殖：定向祖細胞有一定的分化方向（紅系、粒-單核系、淋巴系及巨核系），但自我復(fù)制能力（增殖）遠小于造血干細胞，其數(shù)量穩(wěn)定主要依靠造血干細胞的分化來補充。

（一）、造血過程四個階段

3、前體細胞發(fā)育成熟：前體細胞從形態(tài)上可辯認出各系特征。前體細胞缺乏復(fù)制能力，它依靠定向祖細胞的分化來補充。

4、成熟細胞階段：除巨核母細胞外，其它前體細胞分裂生成子代，每次進一步分化，逐漸形成各系的早幼、中幼和晚幼細胞，最后成為各類成熟血細胞。

（一）、RBC數(shù)量、形態(tài)

1、RBC數(shù)量、形態(tài):

RBC數(shù)量巨大，約25萬億個：男性500萬/ul，女性420萬/ul。RBC無核，呈雙凹圓盤狀，直徑約8um，RBC表面積與容積之變最大。RBC內(nèi)的蛋白質(zhì)主要是血紅蛋白(Hb)，男性Hb120~160g/L，女性110~150g/L。二、 紅細胞生理哺乳動物進入血液循環(huán)紅細胞，都是成熟的紅細胞，沒有線粒體、核糖體和細胞核，因此哺乳動物的紅細胞不具有合成蛋白質(zhì)和細胞分裂的能力，但它仍有一定的代謝能力。2、RBC比容

（1）含義：RBC在血液中所占的容積百分比

（2）正常值:男性40%~50%，女性37%~48%。

（3）臨床：脫水及真性RBC增多征導(dǎo)致比容上升。（二）RBC生理特征與功能

1、RBC生理特征（1）RBC可變塑（形）性：和其雙凹圓盤形，具有的最大表面積與容積比率有關(guān)，可擠過口徑比其小的毛細血管和血竇。最大表面積與容積比和可變形性兩者成正變關(guān)系。（2）RBC懸浮穩(wěn)定性與血沉（ESR）

RBC懸浮穩(wěn)定性：RBC持續(xù)懸浮在血液中而難以下沉的特性。ESR是1小時RBC下沉數(shù)值（距離），正常成年男性ESR：0~10mm/hr，女性為0~20mm/hr。雙凹盤碟型RBC表面積與容積之比最大與懸浮穩(wěn)定性產(chǎn)生有關(guān)。

RBC對低滲溶液具有的抵抗能力稱滲透抵抗力，即抵抗破裂、溶血特性。抵抗力大，滲透脆性小。反之滲透脆性大，RBC易破裂、溶血。臨床上測定滲透脆性有助于對某些溶血疾病的診斷。（3）RBC滲透脆性（在低滲溶液中，細胞膜的破裂）：

若RBC疊連，血沉加快，而疊連產(chǎn)生的決定因素在血漿。血漿球蛋白和纖維蛋白原增加使血沉加快，白蛋白作用相反。（4）RBC凝集：不適當(dāng)將兩種血液混合---聚集成細胞團，出現(xiàn)RBC凝集，----伴有溶血，其本質(zhì)是抗原抗體反應(yīng)。2、RBC的功能

RBC的主要功能是運輸O2和CO2及緩沖酸堿度（pH）。

（三）、RBC生成的調(diào)節(jié)

1、RBC生成的原料和其他因素（成熟必須物質(zhì)）

（1）蛋白質(zhì)，鐵：缺少鐵或慢性出血產(chǎn)生小細胞性貧血。（2）VitB12，葉酸（合成DNA所必需輔酶）：核內(nèi)DNA對細胞分裂及血紅蛋白合成是必須的。VitB12：含鈷有機物，吸收需要內(nèi)因子參與。機體缺乏內(nèi)因子，或有抗內(nèi)因子抗體，導(dǎo)吸收障礙，產(chǎn)生巨幼紅細胞貧血。

鐵是合成血紅蛋白必需的原料。其中有5%的鐵是來自食物，其余95%均來自體內(nèi)鐵的再利用。食物中的鐵為三價高鐵的化合物，需要通過胃酸作用，將三價鐵還原成亞鐵，才能被十二指腸和小腸吸收。再利用的鐵主要來自破壞的紅細胞。無論是從小腸吸收的二價鐵或從鐵蛋白脫離下來的二價鐵，進入血漿后均與轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合，被運至骨髓以供血紅蛋白合成。2、RBC生成調(diào)節(jié)因素

（1）爆式促進因子（BPA）：促進更多的早期紅系細胞由靜態(tài)轉(zhuǎn)入DNA合成期，使早期紅系祖細胞活動增強。

（2）促RBC生成素（EPO）：主要由腎臟產(chǎn)生。機體缺O(jiān)2使血漿中EPO濃度上升，促進晚期紅系祖細胞向前體細胞分化及加速其增長，使成熟RBC數(shù)量上升。

（3）雄激素：A、增強EPO的作用。B、直接刺激骨髓造血組織，使RBC加速生成（可以解釋男性RBC比女性多）。

平均壽命120天，但在循環(huán)中流動27km，每分鐘約有160*106RBC生成及破壞，主要在脾臟中分解。衰老RBC脆性大，變形能力減小，使其在血流沖擊下及通過微小孔隙時易受破損、阻止，溶液被脾臟中巨噬細胞所吞噬。RBC在網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)中先分解為珠蛋白和血紅素。血紅素經(jīng)過原卟啉、膽綠素，轉(zhuǎn)變?yōu)槟懠t素。Fe2+被再利用。

（四）RBC的破壞三、白細胞生理

（PhysiologyofWhiteBloodCells）

（一）白細胞的數(shù)量與分類

1、數(shù)量：4000-10000/ul小于4000為WBC減少，大于10000為WBC增多。

2、種類：

（1）粒細胞（中性、嗜酸性、嗜鹼性）

（2）單核細胞

（3）淋巴細胞（T、B細胞）所有脊椎動物的白細胞都有核，能夠行使正常細胞全部的功能。3、生成過程：（二）白細胞的生理特性和功能

1.WBC生理特性

（1）WBC滲出性：作變形運動，穿過血管壁（粒細胞，單核細胞）

（2）WBC趨化性：趨向某些化學(xué)物質(zhì)（細菌、病毒、異物等）的特性。

（3）WBC吞噬性：把異物包圍起來，吞入胞漿。

中性粒細胞是數(shù)量最多的白細胞。中性粒細胞具有活躍的變形運動和吞噬功能，其具有非特異性細胞免疫功能。炎癥發(fā)生時，中性粒細胞產(chǎn)生熱源性物質(zhì)，該物質(zhì)作用于腦部引起體溫升高。體溫升高可以增強炎癥的反應(yīng)和加強免疫系統(tǒng)的功能，并且可以延緩病毒和細菌的繁殖。2.各類WBC的生理功能

（1）中性粒細胞（多形核WBC）：占60%，一半在血流，一半附著在血管壁，有儲備。具有活躍的變形能力、高度的趨化性和很強的吞噬及消化細菌的能力。

（2）嗜鹼性粒細胞：占0.5-1%，胞內(nèi)含肝素（抗凝）及組織胺，過敏反應(yīng)（如哮喘、尋麻癥和異物過敏等）產(chǎn)生和嗜鹼性粒細胞釋放組織胺有關(guān)。（3）嗜酸性粒細胞：占2-4%，a，限制嗜鹼性粒細胞在速發(fā)性過敏反應(yīng)中作用。b，參與對蠕蟲的免疫反應(yīng)。所以，在有過敏反應(yīng)、寄生蟲時，嗜酸性粒細胞數(shù)量增加。（4）單核細胞：占4-8%，在進入組織后，體積可增大5-10倍，溶酶體增多，吞噬能力變強，稱為巨噬細胞。

a，吞噬病原微生物和衰老RBC。

b，能激活及生成白細胞介素，干擾素等，參與防衛(wèi)。

巨噬細胞是重要的固有免疫細胞。巨噬細胞幾乎存在于所有的機體組織，其細胞質(zhì)內(nèi)富含溶酶體及線粒體，具有強大的吞噬、殺菌、清除凋亡細胞及其它異物的能力。巨噬細胞不僅是溶解病原體或腫瘤細胞的效應(yīng)細胞，又是抗原提呈細胞，啟動和參與適應(yīng)性免疫應(yīng)答。巨噬細胞不僅執(zhí)行固有免疫的效應(yīng)功能，也在適應(yīng)性免疫應(yīng)答的各階段發(fā)揮作用，是兩種免疫反應(yīng)的橋梁，是機體非常重要的免疫細胞。

巨噬細胞吞噬攝取異物后，可在吞噬作用激發(fā)下，通過激活細胞膜上還原型輔酶I和還原型輔酶II，使分子氧活化，生成超氧陰離子（O2-）、游離羥基（OH-）、過氧化氫（H2O2）、單態(tài)氧（1O2）等反應(yīng)性氧中間物（reactiveoxygenintermediates,ROI），通過這些活性氧物質(zhì)的強氧化作用和細胞毒作用，能有效殺傷微生物

巨噬細胞活化后所產(chǎn)生的誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶(induciblenitricoxidesynthase,iNOS)，在還原型輔酶II或四氫生物喋呤存在下，催化L-精氨酸與氧分子反應(yīng)，生成瓜氨酸和一氧化氮（NO），NO對細菌和腫瘤細胞均有殺傷和細胞毒作用。巨噬細胞通過分泌不同的細胞因子，執(zhí)行不同的生物學(xué)功能。巨噬細胞通過分泌IL-1、TNF-a、IL-6等多種促炎癥細胞因子，參與和促進炎癥反應(yīng)；分泌MCP（膜輔助蛋白）和IL-8等趨化因子，募集、活化更多巨噬細胞、中性粒細胞和淋巴細胞，發(fā)揮抗感染作用；分泌IL-1和r-