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1、,医学英语新教程课文翻译第一课 细胞结构及细胞转运机制1 所有的生物都是由细胞和细胞外基质构成的。这种的简单的论述叫做细胞理论，是150年前第一次提出来的。我们可以把这种理论叫做猜测或者假设，有时候也确实如此，但是证据证实了细胞理论的正确性。2 细胞是多细胞生物最小活的亚单位，比如人。细胞是复杂的化学排列；是活体；并且进行着特殊的活动。微生物如变形虫、细菌是单细胞生物，其细胞有着独立功能。然而，人类细胞必须相互依赖，共同作用。内环境稳定取决于所有不同类型细胞的作用。3人类细胞在大小、形状和功能上有所不同。大多数人类细胞非常小，以至于借助显微镜才能看到，其测量单位叫微米。人类的卵细胞除外，它的直
2、径为一毫米，用肉眼就能看得见。有一些神经细胞，尽管其直径非常小，但是相当长，他们分布在胳膊和腿上，至少有两英尺长。4关于其形状，人类细胞变化极大，一些是圆的，还有一些是矩形的，其他是不规则形的。而白细胞的形状是随着它的运动而变化的。细胞结构5 尽管它们有很多不同之处 ，但是人类细胞有很多相同的结构特征。如，细胞膜、细胞质、细胞器和细胞核。红细胞除外，因为当它们成熟的时候，就没有细胞核。细胞膜形成了细胞的外层，包裹着细胞质、细胞器和细胞核。 细胞膜6 细胞膜也叫做质膜，细胞是由磷脂、胆固醇和蛋白质构成的。磷脂是脂溶性物质，通过扩散，经细胞膜进出细胞。胆固醇为细胞膜提供了极大的稳定性。蛋白质有很多
3、作用，一些形成小孔使一些物质通过。还有一些是酶，有助于物质进入细胞。而另外一些蛋白质外边有很多低聚糖是抗原，标明了它可以鉴别自身的细胞。然而，还有一些蛋白质用作激素的受体部位。通过第一次和细胞的特殊受体相结合，许多激素产生了特殊的作用。然后，这种结合激发了细胞膜内或细胞内的化学反应。7 尽管细胞膜是细胞的外层，但是我们应该明白，它不是固定的、像墙一样的外层。而相当活跃，充满朝气。细胞膜有选择性的通透，也就是说，一些物质可以通过，而一些物质不可以通过。 细胞核8 除了成熟的红细胞之外，所有的人类细胞都有细胞核。这些细胞核漂浮在细胞质中，有双层的核膜界定，并且有很多小孔。9 细胞核仁是小球状，有D
4、NA、RNA和蛋白质构成。核仁形成了特殊类型的RNA ，叫做核蛋白RNA，它是核蛋白的一部分（细胞器），并且涉及蛋白质的合成。10 细胞核是细胞的控制中心，因为它含有染色体。人类细胞中的46 个染色体通常是看不见的，它们是长线型，叫做染色质，当细胞分裂的时候，染色体激烈的环状旋转，就形成了看得见的染色体。染色体是由DNA和蛋白质构成的。可记得我们早期的讨论，DNA就是细胞特征和活动的遗传密码。每一个细胞核中的DNA含有所有人类特征的全部遗传信息。在一些特殊的细胞中，实际上仅有少数的基因活跃。这些活的基因就是特殊类型细胞所需要的蛋白质的密码。细胞质和细胞器11 细胞质是水溶性物质，汽体和有机分子
5、，它存在于细胞膜和细胞核之间。化学反应发生于细胞质中，而细胞器就存在此处。细胞器是细胞间物质，通常是由自己的膜界定，在细胞功能中有着特殊的作用。12 内质网状组织是膜小管的精密网，它从核膜扩展到细胞膜。内质网状组织糙面的外表有大量的核蛋白，而滑面一点核蛋白也没有。作为互相连接的小管网，内质网状组织用作细胞内，是细胞功能必需的传递通道。这些物质包括，内质网状组织核蛋白所合成的蛋白质，以及由内质网状组织滑面所合成的脂质。13核蛋白是非常小的物质，由蛋白质和核蛋白RNA构成。一些存在于内质网状组织的糙面，而另一些自由地漂浮在细胞质中。核蛋白就是蛋白质合成的场所。14高尔基体是一系列扁平的膜囊，有点像
6、众多的小碟子。碳水化合物就是在高尔基体中合成的，进行包装，和其他物质一道作为细胞的分泌物。为了分泌物质，高尔基体的小囊破裂，与细胞膜融合，并且把一些物质释放到细胞内。15 线粒体，是椭圆形成球状的细胞器，存在于细胞质中，由双膜界定，内膜有很多皱襞叫做卵鞘脊。在线粒体内产生细胞呼吸的需氧反应。因此，线粒体是ATP产生的场所。需要大量ATP的细胞如，肌细胞，有许多线粒体来满足能量的需要。16溶酶体，存在于细胞质中是单膜结构，含有许多消化酶。当一些白细胞吞食细菌的时候，这些细菌就会被溶酶体的消化酶消化和破坏。破落细胞和凋亡细胞也被这些酶消化，从而促使损伤组织的发炎。17中心粒，是杆状结构，互相垂直。
7、其功能就是在细胞分裂期间整理紡垂丝纤维。18纤毛和鞭毛穿过细胞膜是个活动的凸生物。纤毛的功能就是清除细胞表面的物质。它们通常比鞭毛短，有个别的细胞才有很多纤毛。比如,覆在输卵管上的细胞用纤毛把卵细胞扫向子宫。只有人类细胞才有鞭毛，它们是精子细胞，这些鞭毛为精子细胞提供了动力。细胞的转运机制19活的细胞持续不断的和它周围的血液，或组织液相互作用，吞食一些物质，分泌和排泄另一些物质。有一些转运机制使细胞把物质带进或带出细胞：扩散、渗透、易化扩散、主动转运、滤过、吞食作用以及胞饮作用。其中一些由细胞完成，而无需能量消耗。但，另外一些则需能量，三磷酸腺苷。接下来将描述每一机制，并举例说明该机制对人体的
8、重要性。扩散20 扩散就是分子运动，从浓度高的地方到浓度低的地方。扩散的发生是因为分子有很多自由能，也就是说，它们总处在运动之中。固体中的分子运动相当慢，而液体中的分子运动非常快，气体中的分子运动的仍然很快。如，当冰吸收热能时，它就会融化被蒸发。当糖溶解时，糖分子就会互相碰撞。这种碰撞使糖分子扩散，直到最终扩散到大分子中，这些分子仍然在运动，但是一些上升到了顶端，而另一些下沉到低端，从而达到了平衡。21 体内，通过扩散氧气和二氧化碳进行运动。例如，在肺里，肺泡中的氧气浓度很高，而在肺毛细血管周围的血液中的氧气度却很低。这与二氧化碳恰恰相反。如，肺泡中空气中的二氧化碳的浓度很低，而肺毛细血管中的
9、二氧化碳浓度却很高。这些气体向相反的方向扩散，都是从浓度高的地方向浓度低的地方运动。氧气的扩散从空气到血液再扩散到全身。二氧化碳的扩散从血液到空气直到呼出。渗透22 渗透简单定义为水通过选择性通透膜进行扩散。也就是说，水将从水多的地方流到水少的地方。换句话说，就是水将自然的流向更多溶解物的地方。如，盐或糖。如果把2%的盐溶物和6%盐溶物用一个膜隔开，是水而不是盐才能通过它。水将会从2%的盐溶物流向6%的盐溶物，其结果就是2%的盐溶物浓度变得很高，而6%的盐溶物却更加稀释。23 在体内，位于小肠的细胞吸收通过渗透的消化物质。这些细胞首先吸收的是盐，成为多盐体。而水随着盐进入细胞。渗透过程也发生于
10、肾，重新吸收大量的水，防止由于尿而脱水。易化扩散24 Facilitate这个词意思为“帮助”或者“有助于”。在易化扩散中，分子的运动是通过膜从浓度高的地方到浓度低的地方，但是它需要帮助才能完成。25 在体内，我们的细胞必须吸收葡萄糖，把它用作ATP的产生。然而葡萄糖本身不能穿过大多数的细胞膜进行扩散。即使细胞外边比里边多也不行。葡萄糖扩散到所有的细胞需要载体酶，蛋白质是细胞的一部分，葡萄糖和载体酶相结合，这样做在细胞膜磷脂中才会溶解。葡萄糖载体分子通过膜进行扩散，把葡萄糖释放进细胞。主动转运26 主动转运需要ATP能量，使分子从浓度低的地方到浓度高的地方。注意这和扩散正相反，在扩散中，分子自
11、由能向浓度低的地方运动。因此我们说，主动转运就是其运动与浓度梯度相反。27 在体内，神经细胞和肌细胞都有“钠泵”，把钠离子转移到细胞外面。细胞外面有丰富的钠离子，他们不断扩散到细胞中，到浓度低的地方去。没有钠泵把它们排到外面，那么进入的钠离子就会引起不必要的神经冲动，或肌肉收缩。神经细胞和肌细胞不断地产生ATP能量来保持钠泵不停的工作，来防止本能的冲动。28 另一个主动转运的例子是通过位于小肠的细胞对葡糖糖和氨基酸的吸收。这些细胞使用ATP能量从消化的食物中吸收营养物质，即使细胞内的浓度高于细胞外的浓度。过滤29 滤过的过程也需能量，但是所需的能量不是来自ATP 。它是一种机械能。滤过指的是水
12、和溶解物被迫地通过膜从压力高的地方到压力低的地方。30 在体内，血压产生于心脏泵血。当血液通过毛细血管流动时，就会发生滤过。它的壁只有一个细胞那么厚，通透性极强。毛细血管的血压比周围组织的压力要大，所以就形成了大量的组织液。在全身的毛细血管中，血压迫使血浆和溶解物通过毛细血管膜进入周围组织液。这就是，组织是如何吸收葡萄糖、氨基酸和其他营养物质的。肾毛细血管的血压也发生滤过，这就是尿形成的第一步。吞食作用和胞饮作用31 这两种过程是相同的，因为都涉及细胞吞食物质，吞食的例子就是白细胞吞食细菌。白细胞流动于细菌的周围，吞食它们，最终消化它们。还有一些不动的细胞，它们只能吞食吸附在细胞膜上的小分子。
13、肾小管细胞通过胞饮作用重新吸收小蛋白质，只是为了蛋白质不在尿中流失。这一理论实际就是所有证据的最好解释。目前所收集的科学Body Temperature and Metabolism人体体温与新陈代谢1生命中的每时每刻，人体细胞总是不停地分解食物分子，以获取细胞代谢所需的三磷酸腺苷。当然，人们意识不到细胞呼吸过程，但却会意识到其产物-热。的确，人体总是热的，而且即便在环境温度变化幅度较大的范围内，人体体温也得以精确的调节。2 人体体温人体正常体温范围是96.5-99.5?F (36-38?C)，平均体温为98.6? F (37?C)。在一天24小时期间，人体温度波动幅度为1-2?F，睡眠期间体
14、温最低。3 然而，在年龄段两端的人群，其体温调节精确程度都不如青少年或青年人。 婴儿，相对于其体积来说，皮肤暴露面多，散热较快。老年人的体温维持机制功能不像以前那样高效，不可能会对环境温度变化做出快速、有效的调整。因此，在照顾年幼、年长的病人时，牢记这一点特别重要。4 产热细胞呼吸是由食物中释放能量以产生三磷酸腺苷的过程，同时也产生了能量产物之一-热。虽然细胞呼吸一刻不停， 但影响其速率的有多个因素： 1）甲状腺分泌的甲状腺激素(和T3)会增加细胞呼吸和产热速率。甲状腺的分泌受体内能量代谢速率调控。代谢速率减缓时，甲状腺会受到刺激以致分泌更多的甲状腺素。当甲状腺素使细胞呼吸速率加快时，负反馈机
15、制会抑制其进一步分泌直到代谢速率再次放缓。因而，每当细胞呼吸速率需要加快时，就会分泌甲状腺素，而且甲状腺素或许是日常最重要的能量调节者。 2）在紧张状态下，肾上腺髓质会分泌出肾上腺素和去甲肾上腺素，而且交感神经系统会更加兴奋。肾上腺素提高了器官的细胞呼吸速率，特别是心脏、骨骼肌、肝脏等。交感刺激也会增强这些器官的活动。由于紧张所需增加的三磷酸腺苷的生成，同时也意味着产热量会大大增加。 3）通常活跃的器官(生成三磷酸腺苷)是人体休息状态下热量的主要来源。例如，骨骼肌，经常处于轻微的收缩状态（肌紧张）。因为即便轻微的收缩就需要三磷酸腺苷，那么肌肉也会产热。这大约占人体休息状态下所产热量的25%，运
16、动时会产生更多的热量，也就会生成更多的三磷酸腺苷。肝脏是持续活跃的另一器官，生成的三磷酸腺苷向肝脏多个功能提供能量。由此，肝脏所产生的热量占人体休息状态下总产热量的20%。这些活跃器官产生的热由血液传送到身体的各个部位。当相对较凉的血液在流经肌肉和肝脏等器官时，这些器官所产生的热会转移到血液中，使血液变暖。变暖的血液流到身体的其它部位时，将热分散。 4）食物的摄入也增加产热，这是因为消化道新陈代谢活动增加了。在消化器官因蠕动和消化酵合成而生成三磷酸腺苷的同时，产生了热。 5）人体体温的变化也会影响代谢率和产热。当一个人发热，体温异常升高时，从临床上讲，体温变化就显得重要了。较高的体温会增加代谢
17、率，代谢率会促进产热，使体温升得更高。 因而此，高烧会引发持续不断的产热恶性循环。5 散热人体散热途径是经皮肤、呼吸道，少量经尿道和消化道散热。6 经皮肤散热由于皮肤包裹着人体，所以大部分体热经皮肤散发到环境中。当环境温度低于人体体温 (通常如此)时，散热不可避免。散热量取决于流经皮肤的血流和汗腺的活动。7 流经皮肤的血流因辐射、传导、对流会影响到散热量。辐射是指将体热散发到较冷的空气中，就像散热器给室内空气加热一样。传导是指体热传至较凉的物体，譬如接触皮肤的衣物等。对流是指气流将皮肤表面的热气带走，有利于散热。这就是天热时风扇会让我们感到凉快的原因。8 皮肤的温度和散热决定于流经皮肤的血流。
18、皮肤小动脉收缩或扩张来减少或增加血流。血管收缩会减少流经皮肤的血液量，因而减少散热。皮肤血管扩张会增加流向身体表层的血流和散热量。9 经皮肤散热的另一方式是排汗。小汗腺将汗液分泌到皮肤表面，多余的体热将汗液蒸发。这就好像把自来水倒入热锅，随着热气将水蒸发，锅的温度很快会冷却下来。虽然排汗没有那么明显(水蒸汽看不到)，但原理是相同的。10 当周围空气湿度低时，排汗效率最高。湿度是大气所含最大水蒸气量的百分值。湿度值90%是指空气中的水蒸气饱和度为90%，无力容纳更多的水蒸气。在这样情况下，汗液不易蒸发，既便分泌再多的汗，也只会停留在皮肤表面。如果湿度值为40%时，空气会容纳更多的水蒸气，汗液会迅
19、速从皮肤表面蒸发，从而带走多余的体热。11 虽然排汗是一个非常有效的散热机制，但也有不利之处。这是因为人体为了散热就要失去体内水分。出汗时失水过快会导致脱水，因此所失去的水分必须通过饮用液体来进行补充。12 小量的散热还现于“无知觉失水”。因为皮肤不是一个塑料袋，具有一定的渗透性，小量的水分经皮肤散开并由体热将其蒸发。然而，与出汗相比，不无知觉失水是次要的散热途径。13 通过呼吸道散热当呼吸道粘膜蒸发掉其上皮表层的一些水分时，热量就从经呼吸道丧失了。蒸气呼出，并带走些许热量。14 如果动物没有大量汗腺，比如狗，在炎热的天气下，就会经常“气喘”。气喘是空气进出上呼吸道的剧烈运动，上呼吸道的热表层
20、蒸发掉大量的水分。通过这种方式，动物排出大量的体热。15 通过泌尿和消化道散热排泄时，尿液和粪便的温度与人体体温一致，由此，排泄也引起少量的散热。16 体温调节下丘脑负责对体温的调节，并且被认为是人体的“恒温器”。作为恒温器，下丘脑通过平衡产热和散热使身体保持在设定的温度上来维护体温的“设置”。17 为此，下丘脑必须接收到体内温度和环境温度信息。下丘脑区特定神经元会感知到流经大脑的血液温度变化。皮肤的温度感受器会提供人体所处的外在温度变化信息。接着，下丘脑将这感官信息整合，并加快必要的反应来使体温维持在正常范围内。18 增加散热的机制在温暖的环境下或者运动时，人体体温易于上升，就需要更大量的散
21、热。这一点可以通过皮肤的血管扩张和增加排汗来完成。血管扩张使更多的热血接近人体表层，热量随之释放到环境当中。然而，如果环境温度高于人体体温，这个机制就会没有效率。第二个机制是增加排汗，即：多余的体热将汗液蒸发到皮肤表面。就像前边提到的那样，当大气湿度高时，排汗效率低下。19 在热天，因肌紧张的减退产热也会减少。这就是炎热天气下人们不好动的原因，肌肉也不像往常那样轻微收缩，而且反应迟缓。20保暖机制在寒冷环境下，体热散失无可难免。但可以降低到某种最小程度。皮肤血管收缩使血液分流，不流经体表，这样，更多的热量就会被留在人体的核心部位。排汗减少，且会在下丘脑的温度降到98.6?F 之下时完全停止。2
22、1 如果这些机制还不足以阻止体温下降，就会通过增加肌紧张来产生更多的热量。当肌紧张显著且有节律时，被称为战栗，这可以增加平时五倍的热量。22 人们对于寒冷也会有行为性反应，对于阻止散热也很重要。穿上毛衣或进入室内等行为反应了我们意识到寒冷的不舒服。对于人类(不像其它哺乳动物一样有厚实的毛皮)而言， 在严寒天气下，这些自发性行为对于防止过量散热是极其重要的。23 新陈代谢术语新陈代谢涵盖了体内所进行的所有反应。体内所发生的任何反应都是新陈代谢的一部分。新陈代谢反应可分为二大类别: 合成代谢和分解代谢。24 合成代谢是指综合或“形成”性反应，即把小的分子结合在一起形成更大的分子。比如：由红骨髓细胞
23、合成的血红蛋白、由肝细胞合成的糖原以及储存在脂肪组织内的合成脂肪。这些反应都需要能量-三磷酸腺苷。25 分解代谢是指分解，即将较大的分子链分解形成小分子。细胞呼吸过程就是一连串的分解代谢反应-将食物分子分解成二氧化碳和水。在分解代谢中，能量得以释放，并用来合成三磷酸腺苷。分解代谢反应中所形成的三磷酸腺苷接着被用于需要能量的合成代谢反应。26大多合成和分解代谢反应由酵素催化。酵素是蛋白质，可以使反应在体温状态下迅速进行。体内含有数以万计的酵素，而且每一种酵素都是特定的，即只催化某一种反应。27 新陈代谢率尽管术语新陈代谢被用来描述发生在体内的所有化学反应，但新陈代谢率常被用来表述产热量。这是因为
24、：许多利用三磷酸腺苷的体内反应过程也会生热。这些活动包括骨骼肌的收缩、心脏跳动以及正常的细胞成分分解。因此，对产热进行量化来作为新陈代谢活动的测定是可行的。28 一般来说，从食物获取的能量是用千卡路里 (千卡)来计量。千卡路里也是用来测定体内所消耗能量的单位。例如，一个150 磅的人在睡眠期间能量消耗大约是每小时60 到70千卡。起床和准备早餐会增加每小时80 到90千卡的能量消耗。对于有几个小孩子的母亲而言，这个数值会更高。很明显，活动量越大，其能量消耗也越多。29 静卧所需的能量称为基础新陈代谢率(BMR)。对一个活跃好动的人而言，影响其新陈代谢率的有以下几个因素：1）运动-骨骼肌的收缩会
25、增加能量消耗和提高新陈代谢率。2）年龄-少儿的新陈代谢率最高，而且随着年龄的增长而下降。少儿成长所需的能量以及热量消耗大使得儿童的代谢率高。在成长停止后，新陈代谢率每十年减少2%。 如果一个人不很活跃好动的话，每十年会减退5%。3) 成年人的外形-高大苗条的新陈代谢率要比体重相同但个子矮胖的人要高。这样是因为高大苗条的人体表面大，散热面大。因此这些人的新陈代谢率会稍高些，以此来为弥补其更多的热量释放。4）性激素-与雌激素相比，睾丸激素会大大地增加新陈代谢的活动，因此，男性的新陈代谢率稍高于女性。同样，男性也易于肌肉多、组织活跃性强， 而女性则倾向于脂肪多、组织相对不活泼。5）食物摄入量减少-如
26、果食物的摄入量减少会持续很长一段时间的话，新陈代谢率也会开始降低。这就好像是人体的新陈代谢速度“放缓”来保存仍有的能量源。6）气候与生活在热带地区的的人相比，生活在寒冷气候下的人们新陈代谢率要高10到20%。人们据此认为这是由于甲状腺素分泌存在着差异，甲状腺激素主要是来调节新陈代谢率。在寒冷气候下，产热需求量增加会引发甲状腺素分泌增多和代谢率升高。30 小结新细胞和组织的合成需要食物，或者食物可用来生成合成反应所需的能量。作为新陈代谢的产物，热能释放可以使体温恒定，并使代谢活动得以持续。心脏 心动周期和心音1.心动周期是一次心跳中的一系列活动。心动周期最简单的形式就是,是两个心房的同时收缩,
27、紧随其后，两个心室同时进行收缩。但是, 血液从心房进入心室和从心室进入动脉这两个过程之间有很大的差别。2.血液不间断地从静脉流入两个心房。 随着大量的血液积聚, 血液的压力会打开左右房室瓣。两个心房里三分之二的血液被动地流入到心室中; 然后，心房收缩将剩余血液泵入心室。 3.心房收缩后舒张，心室开始收缩。心室的收缩使血液施压于左右房室瓣的皮瓣并使其闭合; 同时，血液之力也打开了动脉和肺的半月瓣。随着心室的继续收缩, 它们把血液射入动脉。注意，进入动脉的血液必须被全部泵出。然后心室舒张, 同时血液继续流入心房，循环重新开始。4. 这里一个重要的不同点就是大部分血液是被动地从心房流入心室, 但是所
28、有注入动脉的血液均由心室主动射出。 因此, 对生存来说，心室的正常工作远比心房的工作重要的多。5.收缩的另一个术语是心脏收缩。松弛的术语是心脏舒张。您可能比较熟悉这些术语，因为它们与血压读数相关。如果我们把这些术语应用到心脏血液循环中，我们就可以这样说, 心室收缩紧随心房收缩之后。换句话说，就是当心房收缩时, 心室舒张, 当心室收缩时, 心房舒张。6.您也许会问: 所有这些都发生在一次心跳中吗? 答案是肯定的。心脏血液循环就是由这一系列精确的活动组成，这些活动使血液从静脉流过心脏最后再注入动脉。 7.心脏血液循环同时产生心音: 每一次心跳会有两个声音，用听诊器可以听见。第一声, 最大也最长,
29、是由心室收缩闭合房室瓣而引起的。第二声是由动脉和肺的半月瓣的闭合造成的。如果任一瓣膜闭合不全, 就会听见另外一个声音，称为“心脏杂音”。y心脏的传导途径 8.心脏血液循环的一系列机械活动是由心肌的电活动调控。心肌细胞会自发收缩，即收缩并非由神经脉冲引起。心脏自行跳动，脑电脉冲沿一确定路径穿过心肌层。9.心脏的自然起搏器是窦房结，它是位于右心房壁上的特化心肌细胞群。窦房结被认为是特化的是因为它有最快的收缩速度。10.收缩脉冲从窦房结运行到房室结，房室结位于心房间隔膜区下部。从窦房结和房室结到心房心肌层的其余部分的脉冲传导可引起心房收缩。11.心室间的上层隔膜内是希斯束, 它接收来自房室结的脉冲，
30、并传给左右神经束支。脉冲从神经束支开始，沿着普肯野纤维到达心室心肌层的其他部分, 并引起心室收缩。心电图可以显示心房和心室的电子活动。12.如果窦房结活动不正常, 房室结将启始心跳, 但速度较慢(每分钟50到60下)。希斯束也能引起心室跳动, 但是速度会慢地多(每分钟15到40下)。这种情形会出现在某些心脏病中，是由心房到心室的脉冲传导被阻碍而引发的。 13.心率失常是不规则的心跳; 它们的影响范围小到对人体无害大到威及生命。几乎每个人不时都会感受心悸。这些通常都不太严重, 而且可能是因为过多摄入了咖啡因, 尼古丁或酒精造成的。然而严重的是心室纤维颤动, 是一种非常迅速的、不协调的、完全无法泵
31、出血液的心室悸动。心率 14.一个健康的成年人安静时的心跳一般在每分钟60至80下，是窦房结去极化的速度。一个小孩正常心跳为每分钟100下，一个刚出生的婴儿的心跳多达每分钟120下；一个快要出生的胎儿的心跳则在每分钟140下左右。这些较快的心率与年龄无关，与体型则关系密切：体型越小，新陈代谢的速率就会越快，同样心率也会越高。这样的例子可以从不同体形的动物得到启示：老鼠的心率在每分钟200次左右，而大象的心率在每分钟30次左右。 15.让我们回到成人心率这个问题上来，设定一个人拥有良好的健康状况。正如你所知，一个身体状态良好的运动员的心率较低。那些篮球运动员的脉搏在每分钟50次左右，马拉松运动员
32、的脉搏在每分钟35到40次。要搞清楚这一点，首先要记住心脏是一个肌性器官。当我们充分锻炼我们骨骼肌的时候，它们变得更加强壮、高效。这点同样适用于我们的心脏：持续的运动使得心脏泵血更加有力。心输出量 16. 心输出量是指每分钟心室泵出的血液量。我们的身体时刻需要一定量的心脏供血，将氧气输送到身体的各个组织，同时清除身体产生的废物。在锻炼过程中，心脏供血量增加，以满足身体对氧气的需求。讨论过静息状态下的心输出量以后，我们再回到运动时心输出量这个话题上来。 17.为了计算心输出量，我们必须知道心率和每次心跳所泵出的血液量。心脏供血量这一术语是指心室每次跳动所泵出的血液量。人在静息状态下，每次心跳的供
33、血量均在60到80毫升。下面这个简单的公式能使我们很容易计算出心输出量： 心输出量每博量脉搏（心率）次数18.我们假定人安静时的心室跳动一次的供血量为70毫升，其心率为每分钟70次： 心输出量 70ml 70 bpm（每分钟脉搏次数） 心输出量4900 ml/m (大约5 L)19.当然，心输出量的多少会随着人体型的大小而变，但人在静息状态下的心输出量是每分钟5到6升。 20.现在我们再看一下运动员, 我们就可以清楚地知道为什么运动员在静息状态下，心率较常人低。我们假定人在静息状态下的心脏供血量为每分钟5 L，运动员心率为每分钟50次： 心输出量每博量心率 5,000/50每搏量 100 ml
34、每搏量21.我们注意到静息状态下运动员的心脏供血量明显高于常人。运动员的强有力的心脏每次跳动能为身体提供更多血液。因此，静息状态下他们保持一个较低的心率。22.现在我们再考虑一下心脏对运动作何反映。人在运动的过程中心率会加快，心输出量也会相应增加。心输出量的增加是斯塔林心脏定律的结果，定律指出心肌纤维越伸展，它们的收缩越强。运动过程中，更多的血液通过静脉回流的方式回到心脏。静脉回流量的增加就会促使心肌层的伸展，这样心室收缩有力，泵出更多的血液，增加心脏供血量。因此，运动时，心脏供血量的计算公式如下： 心输出量每搏量心率 心输出量 100 ml 100 bpm 心输出量10,000 ml (10
35、 liters)23.运动时心输出量几乎是前面我们计算的静息状态下的两倍，而这并非异常。剧烈运动时，一个健康年轻人每分钟的心输出量可以增加到他安静时的倍；一个马拉松运动员的心输出量可以达到他安静时的倍甚至更多；这是因为马拉松运动员拥有强有力的心脏。心率的调节24.虽然心脏自行跳动并保持其跳动，但心脏收缩的频率可根据情况的不同而发生变化。神经系统可以调节心脏收缩的力度并控制心率的必要变化。25.脑髓质有两个心血管控制中心：加速中枢和抑制中枢。两中枢通过自主神经向心脏传送神经脉冲。自主神经系统可以分为交感神经和副交感神经两大股。加速中枢产生的交感脉冲通过交感神经传输到心脏，加快心脏的跳动速率和收缩
36、力度。抑制中枢产生的副交感脉冲通过迷走神经传输到心脏，降低心脏跳动的速率。26.我们下一个问题是脑髓质接受了什么信息才引起这些变化呢？既然心脏泵出血液，维持血压正常就很重要了。血液含氧气，身体各组织必须不停地获得这种含氧血。因此，血压和血液中含氧量的变化就会刺激心率产生相应的变化。27.压力感受器和化学受体位于颈动脉和主动脉弓。位于颈动脉窦和主动脉窦的压力感受器可检测血压的变化。位于颈动脉体和主动脉体内的化学受体可检测血液中含氧量的变化。颈动脉受体的感觉神经是舌咽神经；主动脉弓受体的感觉神经是迷走神经。如果我们把上面这些事实集中在一个特例中，我们就可以看出心脏调节是一种反射。28.一个处于卧位
37、的人突然变为站位，或许会感到一阵稍微的头晕，这是因为脑部血压突降的缘故。位于颈动脉窦的压力感受器可测得这种血压的降低注意这些感受器处于到达大脑的“途中”，一个关键部位。压力感受器发出的脉冲沿舌咽神经到达脑髓质，刺激加速中枢。加速中枢生成的脉冲通过交感神经到达窦房结、房室结和心室的心肌层。随着心率和心脏跳动的力度增强，到达大脑的血压升高到正常水平，头晕症状消失。当到达大脑的血压恢复正常后，心脏接收来自抑制中枢的副交感神经脉冲，它们沿迷走神经到达窦房结和房室结。这些副交感神经脉冲减缓心率至正常休息频率。29.在血液含氧量减少形成刺激生成的反射中，心脏也是一个效应器。血液一离开心脏，处于关键位置的主
38、动脉受体即可检测像血氧含量减少这样重大的变化。这种情形下的反射弧将会是：1）主动脉化学受体；2）迷走神经；3）脑髓质中的加速中枢；4）交感神经；5）心脏。心脏通过增加其跳动的速率和收缩的力度循环更多的氧气，克服身体组织的缺氧症状。人体生理学 简介1. 生理学是研究生物体正常功能的一门科学。它研究生物体如何进行各种活动，如何饮食，如何运动，如何适应不断改变的环境，如何繁殖后代。这门学科包罗万象，涵盖了生物体整个生命过程。生理学成功地解释了生物体如何进行日常活动，基于的观点是生物体好比是结构复杂而灵巧的机器，其操作受物理和化学规律控制。尽管从生物学整个范畴看，生物体某些活动过程是相似的，如基因编码
39、的复制，但许多过程还是某些生物体群组特有的。鉴于此，将这门学科分成不同部分研究如细菌生理学，植物生理学和动物生理学是有必要的。2. 正如要了解一个动物如何活动，首先需要了解它的构成，要充分了解一个生物体的生理学活动就必须掌握全面的解剖学知识。一个生物体的各部分起着什么作用可通过实验观察得知。尽管我们对志愿者进行了许多重要的生理调查，但是实验条件需要精确控制，所以我们当前大多生理知识还是源于对其它动物如青蛙，兔子，猫和狗等的研究。当我们明确大多数动物物种的特定生理过程存在共同之处时，相同的生理原理适用于人类也是合理的。通过这种方法，我们获得了大量的知识，从而让我们对人类生理学有了更深入的了解，为
40、我们有效治疗许多疾病提供了一个坚实的基础。机体组织3. 机体的基本组成物质是细胞，细胞结合在一起形成组织。组织的基本类型有上皮组织，结缔组织，神经组织，肌组织，每类组织都有各自的特征。许多结缔组织中细胞量相对较少，但是有大量的细胞外基质。相比而言，光滑的肌组织由大量密密麻麻的肌细胞通过特定的细胞连接组成。各种器官如脑，心脏，肺，小肠和肝等由不同种类的组织聚集而成。这些器官是不同生理系统的组成部分。心脏和血管组成心血管系统；肺，器官，支气管，胸壁和膈肌组成呼吸系统；骨骼和骨骼肌组成骨骼肌系统；大脑，脊髓，自主神经和神经中枢以及周围躯体神经组成神经系统等等。4. 细胞在形体和功能上差异很大，但是它
41、们有某些共同的特征。第一，细胞由一层薄膜也称细胞膜包被；第二，细胞能把大分子分解为小分子释放能量供活动所需；第三，在生命过程中某个阶段，细胞体内存在一个以脱氧核糖核酸(DNA)形式出现，包含基因信息的细胞核。5. 活体细胞不断转化物质。细胞分解葡萄糖和脂肪，为自身生长和修复所需的蛋白质合成和运动等其它活动提供能量。这些化学变化统称为新陈代谢。把大分子分解为小分子的过程称为分解代谢，小分子合成大分子的过程称为合成代谢。6. 细胞在进化过程中不断分化进行不同的功能活动。有些细胞具有收缩能力（如肌细胞），有些可以传导电信号（如神经细胞）。进一步进化的细胞能够分泌不同物质如荷尔蒙（如内分泌细胞）或酶。
42、胚胎发育过程中，分化的过程由于很多不同细胞来源于受精卵而再次发生。7. 大多数组织包含有不同的细胞类型。比如，血液中含红细胞，白细胞和血小板。红细胞运输全身的氧气。白细胞在抵御感染时起重要作用，血小板是血液凝集过程中重要的成分。结缔组织有多种不同类型，但有一个共同特征，即细胞分布在丰富的细胞外基质中。神经组织含神经细胞和神经胶质细胞。主要的器官系统心血管系统8. 大型多细胞动物体的细胞不能产生氧气和营养物质，需要直接从外界环境中获取。这些氧气和营养物质必须由血液运送到细胞。这是血液的主要功能之一，血液凭借心脏的泵血作用在血管内流动循环。9. 心脏有四个腔，其中有两个心房，两个心室构成了一对并排
43、存在的泵。右心室将去氧的血液泵至肺中，肺中的血液吸收空气中的氧气，而左心室把从肺回流来的有氧血液泵出至身体其它部位，供应给各组织。生理学家研究促使心脏跳动的因素，心脏如何泵送血液使其循环，心脏如何根据各组织所需分配血液。血浆和组织间的流动液体交换流入淋巴系统，最终回流到血液中。呼吸系统10. 机体进行各项活动所需的能量最终来源于呼吸。这一过程包括食物（主要是糖类和脂肪）的氧化，释放它们所含的能量。这一过程中，氧气来自于肺中的空气，经由血液到达全身各组织。组织呼吸活动中释放的二氧化碳由肺动脉中的血液运送至肺，然后呼气排出体外。需回答的基本问题如下：空气是如何进出肺的？呼吸的空气量如何适应机体所需
44、？限制肺吸收氧气频率的因素是什么？消化系统11. 机体所需营养物质来源于饮食。食物经口腔进入体内，在胃肠道内经酶将其分解成小分子物质。这些消化物通过肠壁吸收入血液，通过门静脉进入肝脏。经肝脏作用后，这些营养物质能够满足组织生长修复及能量需求。在消化系统部分，重要的生理学问题是：食物是如何消化的？食物如何被个体分解消化？个体营养物质如何吸收？食物如何在肠内转运的？未消化的残留如何从体内排出？肾脏和尿道12. 肾脏主要功能是控制细胞外液体的形成。在这一过程中，肾脏也会把不可挥发的废物排出去。为行使这一功能，在排出之前，肾脏产生含有各种成分的尿液并将其暂时储存在膀胱中。这一部分主要的生理学问题是：肾
45、脏如何调节血液中的成分？如何排出有毒废物？如何应对像脱水这样的应激反应？以及尿液可以存储和排出体外的机制是什么？生殖系统13. 生殖是活生物体的一个基本特征。生殖腺产生专门的性细胞，被称为配子。性生殖的核心是雌雄配子即精子和卵子的产生和融合，因此两个独立个体的基因特征融合而产生一个基因上与双亲不同的后代。肌肉骨骼系统14. 这一系统由骨、骨骼肌、关节和它们的相关组织组成。其主要功能是提供运动需要，维持姿势及呼吸运动。它也为内脏器官提供物理支持。这一部分，肌肉收缩机制是主要问题。内分泌系统和神经系统15.不同器官系统的活动需要协作和调节，以便共同作用满足机体需要。人体有两大调节系统：神经系统和内
46、分泌系统。神经系统通过电信号迅速将信息传导给特定细胞。这样神经将电信号传递给骨骼肌以控制收缩。内分泌系统分泌化学物质激素。激素通过血流到达施与调节作用的细胞。激素在许多不同器官中起着重要作用，在月经期调节和其它生殖方面尤其重要。16. 免疫系统通过杀死入侵的有机体，清除致病或损伤细胞为机体提供防御功能。17. 虽然研究各器官如何行使功能很有益处，但我们必须认识到机体作为一个整体所做的活动依赖于各器官系统间错综复杂的相互作用。如果一部分无法正常工作，全身其它器官系统也会受到影响。例如，如果肾脏出现问题，内部环境的调节受损，结果导致其它器官系统功能紊乱。稳态18. 各种复杂机制共同作用调节细胞外液
47、的形成，不同个体细胞有自身机制调节内在组成成分。尽管外界环境和动物活动不停变化，调节机制维持着体内环境的稳定。内部环境的稳定被称为稳态，它是机体能够正常发挥作用所必须的。19. 例如，心脏的跳动依赖于心肌细胞有节律的收缩。这一活动依赖于电信号，而电信号反过来依赖存在于细胞外和细胞内液体中钠和钾离子的浓度。如果细胞外液中钾离子过多，心肌细胞兴奋性增强，可能出现不规律的收缩。因此，要维持心脏正常跳动，细胞外液中钾离子的浓度就必须控制在一定范围内。机体如何调节自身成分？平衡20. 一天中，一个成人需要消耗约1千克食物，2-3升液体。以一个月计算，这相当于约30千克食物，60-90升液体。然而，一般来说，机体体重是基本不变的。这类个体可以说处于平衡状态。食物和液体的摄入量相当于正常机体活动消耗的能量加上尿液和粪便中丢失的能量。在一些情况下，如饥饿状态，摄入量与机体所需量并不相当，肌组织断裂，提供葡萄糖产生