主讲教师简历姓名袁崇刚性别男出生年月1953.5学位博士职称（职务）教授专业：生理学，神经生物学研究方向：细胞分子神经生物学工作简历：1987年起从事生理学教学与科研工作。

教学工作1994年起担任本科生《动物及人体生理学》专业必修课的主讲教师。

曾担任本科生、函授生的《人体组织解剖学》、《人体解剖生理学》的教学工作。

获得学生的好评。

2002年，主持的《生理学计算机辅助教学体系的构建》获上海市市级教学成果二等奖。

科研工作：科研主要运用生物化学方法、同位素示踪方法、离体细胞培养法以及电生理方法等，研究动物发育和衰老过程中中枢神经系统内递质、受体、蛋白质代谢的变化。

神经干细胞的体外诱导与移植研究等。

曾参与和负责的研究项目有：1、不同年龄大鼠脑内5－HT结合位点亲和力的变化，脑蛋白合成率的变化；2、应激对大鼠中枢单胺类递质、脑内核糖体多聚态的影响和年龄差异；3、帕金森病动物模型的建立研究；腺苷受体拮抗剂对帕金森病动物的影响；4、褪黑素对骨髓、胸腺细胞的影响；5、神经生长因子模拟功能肽的研究。

发表论文20多篇。

人体及动物生理学课程概述人体及动物生理学课程是生物科学专业的专业必修课。

课程以阐述人体及高等动物的基本生理为主，并按照人体的系统分类划分章节。

生理学主要研究机体及其各组成部分所表现出的生命活动现象或生理活动以及这些活动的内在机制的一门科学。

根据某种生命活动现象探讨其内在的器官水平、细胞水平乃至分子水平的过程，或通过研究获得的分子或细胞水平结果阐述普遍存在的生命活动现象是生理学课程的重要特征。

生理学是一门实验性科学，任何生理机制的阐明都以实验结果为依据。

因此，生理学具有严格的客观性和良好的逻辑性。

根据人体的系统分类，课程从神经和肌肉的一般生理入手，首先阐明可兴奋细胞的一般生理活动过程及特性，为掌握和了解后面章节各系统的功能和功能调节打下基础。

然后以人体的九大系统（除了运动系统外）为主线，按照神经系统、感觉器官、血液、循环、呼吸、消化（能量代谢和体温调节）、排泄、生殖的次序进行阐述。

学习建议：1、生命活动过程和机理的统一。

学习生理学，首先要了解有哪些生命活动过程或现象，如血液流动、心脏跳动、呼气与吸气过程、消化与吸收过程、尿的形成与排泄过程等，同时，也要了解产生这些过程的内在机制。

2、生理学是一门实验性科学，其机制的阐明都依赖于科学研究的结果，了解各种机制阐明的过程、实验背景及依据很重要，可以多阅读一些参考书。

不仅有助于了解生理学的发展进程，也有助于培养自己的科学思维。

3、对初学者而言，较难抓住生理学的重点内容。

每章的思考题将围绕各章的重点内容及重要概念提出，希望同学认真思考与复习。

第一章：神经和肌肉组织的一般生理本章概要：本章以坐骨神经腓肠肌标本为例，讲述了刺激坐骨神经引起腓肠肌收缩的全部生理过程，主要内容包括：刺激如何引起可兴奋细胞产生兴奋，细胞某一局部兴奋后如何传导到整个细胞并如何在细胞之间传递，如何引起骨骼肌收缩等过程及机制。

第一节神经和肌肉的兴奋和兴奋性一、刺激和反应凡能引起机体的活动状态发生变化的任何环境变化因子都称作刺激，由刺激引起的机体活动状态的改变都称为反应。

（刺激的种类很多：电压、电流、光、声音、冷、热等，环境变化因子包括内环境的变化，如血压升高，PH值下降等）。

二、刺激引起反应的条件在受刺激的组织、细胞保持正常的生理功能的条件下，一个刺激若要引起反应，通常与下列条件有关：1、刺激强度：一个刺激要引起组织、细胞产生兴奋，必须要达到足够的强度。

这种强度，一般可以用一定的量纲来表示。

如电可用伏特、安培；声音可用贝尔、分贝；光可用勒克斯；酸碱度可用PH值等等。

刺激强度越大，越易引起兴奋。

2、刺激作用时间指某一强度的刺激作用于机体所持续的时间。

任一强度的刺激，只有持续相应的时间才有效。

持续时间越长，刺激效应越显著。

3、强度变化率指单位时间内强度变化的大小。

变化率越大，越易使组织兴奋例：以常用的电压或电流刺激为例作用时间强度强度变化率在我们平时的实验中，强度变化率都能控制在一种突变的型式，强度和时间就成了控制刺激的主要因素4、强度---时间曲线在上述例子中，我们改变作用时间，观察在不同的作用时间下，刚刚能引起肌肉收缩所需的最小强度，然后以作用时间为横轴，以强度为纵轴作一曲线，即得强度---时间曲线（图）图刺激的强度－时间曲线由图可见，对一个有效刺激，强度和时间成反比关系。

根据强度---时间曲线，我们把一些概念说明一下：阈强度在某一作用时间下引起组织兴奋的最小刺激强度阈刺激刚能引起组织兴奋的最小刺激阈上刺激高于阈强度的刺激阈下刺激低于阈强度的刺激基强度无论作用时间多长，引起组织兴奋的最小刺激强度时值在强度时间曲线上，两倍于基强度时的作用时间。

三、兴奋和兴奋性1、兴奋和兴奋性最初，活组织或细胞对刺激发生反应（尽管形式不同）都称为兴奋，活组织或细胞对刺激发生反应的能力称为兴奋性。

图为坐骨神经－腓肠肌标本，当我们刺激神经时，可以引起腓肠肌收缩。

（图）为什么刺激神经可引起肌肉收缩呢？可以设想，神经受到刺激后，必然产生了一种快速的可传导的变化，它作为一种信息，又被快速地传递到了肌肉内部，于是引起了肌肉的收缩。

这种快速的可传导的变化被称为冲动，如神经冲动，肌肉冲动。

后来，生理学上把活组织或细胞因刺激而产生冲动的反应称为兴奋，把活组织或细胞因刺激而产生冲动的能力称为兴奋性。

相应地，凡能产生冲动的活组织或细胞称为可兴奋组织或可兴奋细胞。

随着电生理技术的发展和实验资料的积累，发现神经冲动本质上就是动作电位，因此在近代生理学中，兴奋性被理解为细胞在受刺激时产生动作电位的能力，而兴奋一词也就成为产生动作电位的过程或动作电位的同义语了。

兴奋和兴奋性是生理学的重要概念，兴奋是兴奋性的表现，兴奋性是兴奋的基础或前提。

2、兴奋性的指标阈强度与兴奋性成反比时值与兴奋性成反比3、兴奋后兴奋性的变化先给组织一个阈上刺激（条件刺激）引起兴奋后，观察紧接着的第二个刺激（测试刺激）引起的反应，发现组织兴奋后的兴奋性发生了一系列变化。

以粗神经纤维为例：（图）1）绝对不应期无论多大刺激都不产生兴奋，兴奋性为0。

持续时间0.3ms 2）相对不应期阈刺激大于条件刺激，兴奋性逐渐上升，但低于原有水平。

持续时间3ms3）超常期阈刺激低于条件刺激，兴奋性高于原有水平。

持续12ms 4）低常期阈刺激大于条件刺激，兴奋性低于原有水平。

持续70ms4、阈下总和阈下刺激通常不能引起组织产生兴奋，但两个或多个阈下刺激可能引起兴奋，称为阈下总和。

空间总和作用于不同部位的多个阈下刺激同时或接近同时作用引起的兴奋效应。

时间总和作用于同一部位的的阈下刺激连续作用而引起的兴奋效应四、神经和肌细胞的跨膜电位（一）损伤电位：19世纪中叶，德国著名生理学家Du Bois Remond.（杜波依雷蒙），在具有灵敏电流计的条件下，运用神经和肌肉标本，测定了损伤电位若将组织局部损伤，将一个电极置于完整部位的表面，一个电极置于损伤部位。

可见电位计的指针发生偏转，损伤部位为负。

这种组织损伤部位与完整部位的电位差被称为损伤电位（injury potential）。

（图）为何在损伤部位与完好部位存在电位差呢？很显然，损伤部位反映的是细胞内的状况。

由损伤电位提示，细胞的膜内外存在电位差。

如何才能证实呢。

霍奇金（Hodgkin）和赫胥黎（Huxley）1939年找到了枪乌贼的巨轴突，利用极细的玻璃微电极插入轴突内，测定了膜内外的电位差，（二）静息电位：一）静息电位的测定细胞在静息状态下膜两侧的电位差称静息电位（resting potential, RP），通常膜内为负。

当时，利用枪乌贼的巨轴突测得膜内外的电位差约－50mv，膜内为负值。

（图）一般蛙、枪乌贼的神经、肌肉细胞的静息电位为－50～－70mv，哺乳动物的神经、肌肉细胞的静息电位为－70～－90mv 二）静息电位的形成机制什么原因导致细胞内外出现电位差呢？静息电位是K离子的电化学平衡电位1、膜内外离子分布差异（枪乌贼巨轴突）mMol Na+K+Cl-内50 400 40-100外460 10 5402、膜对上述离子的通透性为P k : P Na : P cl=1:0.04:0.02根据静息时膜内外离子的浓度差别和通透性差别，静息时主要以K 离子向外扩散为主，K离子的扩散使大量的正离子由膜内扩散至膜外，导致膜内电位下降。

由于电场的作用，在细胞膜内外聚集了正负电荷，形成了膜外为正膜内为负的电场。

电场的方向阻止K离子的进一步外流。

当膜内高浓度的K离子向外扩散力与电场阻止力相平衡时，膜内外电位达到相对平衡，构成电化学平衡电位，即静息电位。

该电位值可用电化学平衡电位公式Nernst方程求得。

RT Co 8.31×(273+37) [K+]o [K+]o E＝———ln ——＝———————×2.3log———＝60log———mV nF Ci 1×96500 [K+]I [K+]i1 2 3R 气体常数，为8.31焦耳T 绝对温度，为273＋摄氏温度n 离子价数，F 法拉第常数，为96500Co/Ci为膜内外离子浓度,这里主要为K离子浓度，当温度为37℃时得公式3。

代入变量膜内外的K离子浓度，各种可兴奋细胞膜内外的比值在20－50倍之间，计算得平衡电位为-78～-102mV，非常接近。

可见K离子是形成静息电位的主要离子。

3、Na－K泵的作用Na－K泵在静息电位的维持中起到重要作用，通过逆浓度梯度转运维持膜内外离子的浓度差。

故又称生电钠泵。

（三）动作电位细胞兴奋时产生的扩布性的可逆膜电位变化称动作电位（actionpotential, AP）。

（图）一）动作电位的测定如图，当给神经一个电流刺激时，膜内外的电位发生了一系列变化，并很快又恢复到静息电位水平。

动作电位整个过程中，膜内电位由静息电位上升的过程通常称为去极化，有时把去极化过程后期膜内为正，膜外为负的时相称反极化。

动作电位由最高点恢复到静息电位水平的过程称复极化，低于静息电位水平的状态称超极化。

（图）如图所示，运用高倍放大和慢速扫描记录动作电位，首先出现一快速上升和快速下降的电位波动，称为锋电位，之后出现缓慢的电位波动称为后电位，依次为负后电位，正后电位。

动作电位的特点：全或无在同一细胞上，动作电位一旦出现，其锋电位的形状、幅度、持续时间都是恒定的，不随刺激的变化而变化。

传导性动作电位一旦产生，就以一定的速度向整个细胞传导，其锋电位不随传导距离而发生改变。

二）动作电位的形成机制动作电位是由Na+、K＋通道介导的信号传递形式（图）AP期间膜的通透性变化AP的Na学说去极化 Na离子通透性上升，Na离子内流锋值 Na离子平衡电位复极化 Na离子通透性下降，K离子通透性上升极化 K离子平衡电位，Na-K泵活动上升，泵出Na泵入K 由上可见，动作电位是由于膜对不同离子的通透性发生了一系列改变，从而引起了原来的平衡被打破，导致电位的逆转和恢复等过程，其中，Na-K泵起了重要作用。