解释生理学的真正问题

答:肺泡内气体的交换是通过肺泡和毛细血管壁进行的。组织中的气体交换也是通过毛细血管壁进行的。气体是如何交换的？气体分子，无论是气态还是溶解在体液中，都是不断运动的，具有扩散性。一种气体总是从多的地方向少的地方扩散，也就是总是从浓度高的地方向浓度低的地方扩散，直到达到平衡。气体的浓度与压力有关。浓度越高，压力越大，浓度越低，压力越小。所以也可以说气体是从压力高的地方向压力低的地方扩散。肺泡和组织中的气体交换是通过这种扩散实现的。

影响交换的因素有:气体扩散速率不仅受分压差、温度和扩散系数的影响，还受扩散距离、扩散面积和通气/血流比的影响。

1.呼吸膜的厚度在肺部，肺泡气体通过呼吸膜(肺泡-毛细血管膜)与血气进行交换。气体扩散速率与呼吸薄膜的厚度成反比。呼吸膜虽然是六层结构，但是很薄，总厚度不到1μm，有的部分只有0.2μm，气体很容易扩散通过。另外，由于呼吸膜的面积特别大，肺毛细血管的总血量并不多，只有60-140ml，以至于这么大的面积里分布的血液比较少，所以血层很薄。肺毛细血管的平均直径小于8μm，所以红细胞膜通常可以接触到毛细血管壁，所以O2和CO2可以到达红细胞或进入肺泡而不需要经过大量的血浆层，扩散距离短，交换速度快。在病理状态下，任何使呼吸膜增厚或扩散距离增加的疾病，都会使扩散速度和扩散量降低，如肺纤维化、肺水肿，可出现低氧血症。

2.呼吸膜的面积气体扩散率与扩散面积成正比。正常成人肺约有3亿个肺泡，总扩散面积约70m2。在安静状态下，呼吸膜的扩散面积约为40m2，有相当大的储备面积。运动时，由于肺毛细血管数量和开放程度的增加，扩散面积也大大增加。肺不张、肺实变、肺气肿或肺毛细血管闭塞、阻塞，都使呼吸膜扩散面积减少。

3.通气量/血流量比的影响通气量/血流量比是指每分钟肺泡通气量(VA)与每分钟肺血流量()的比值()，正常成年人休息时约为4.2/5=0.84。不难理解，只有合适的气体交换才能实现，因为肺部的气体交换依赖于两个泵的协调工作。一个是气泵，让肺泡通气，肺泡气体可以不断更新，提供O2，排出CO2；一个是血泵，把相应的血流泵到肺部，及时带走摄入的O2，带走身体产生的CO2。如果比值增大，说明通气过度，血流不足，部分肺泡气体能与血气充分交换，导致肺泡空隙增大。另一方面，下降意味着通气不足，血流量过剩，部分血液通过通气不良的肺泡流动。混合静脉血中的气体还没有完全更新，没有变成动脉血就流回了心脏，就像动静脉短路一样。可以看出，牙槽骨空洞随增大而增大；减少，发生功能性动静脉短路，两者均阻碍有效气体交换，可能导致血液中O2不足或CO2潴留，但主要是血液中O2不足。

2.什么神经支配心脏？这些神经对心脏有什么生理作用？它们是如何造成这些影响的？

回答:心脏是由交感神经和副交感神经(迷走神经)共同支配的。

1)交感神经对心脏的作用:交感神经兴奋性增强时，向心脏供血的冠状动脉扩张，心脏收缩力增强，心跳加快。

2)副交感神经对心脏的作用:当副交感神经兴奋性增加时，冠状动脉收缩，心肌收缩力减弱，心跳减慢。

心脏由作用相反的双重神经支配，目的是为了使心脏更好地适应机体的各种生理活动。在紧张、恐怖、紧急、演习等条件下。，交感神经兴奋性增强，副交感神经兴奋性减弱；相反，人在安静睡眠时，副交感神经兴奋性增强，交感神经兴奋性减弱。

需要注意的是，这两条神经虽然主导心脏的活动，但它们的活动也是在最高中枢神经~大脑皮层的调控下进行的。

请讨论一下你所知道的化学突触和电突触的结构和功能特点。

答:结构化学突触或电突触是由突触前膜、突触后膜和两膜之间的狭窄间隙——突触间隙组成的，但它们之间有明显的区别。突触是从细胞到细胞，从树突到树突，从轴突到轴突形成的，但常见的是一个神经元的轴突与另一个神经元的树突之间形成的轴突-树突突触，以及与细胞形成的轴突-体细胞突触。

当轴突终末与另一个神经元的树突或胞体形成化学突触时，往往先膨胀，称为突触扣。卡环内可见大量直径为30 ~ 150 nm的球形小泡，称为突触小泡，线粒体较多。递质储存在突触小泡中。一般认为乙酰胆碱(Ach)或氨基酸递质储存在直径为30 ~ 50 nm的电子透明囊泡中。有些突触含有直径为80 ~ 150 nm的有核突触小泡和一些电子密度不同的较小突触小泡，它们可能含有多肽。那些以生物胺为递质的突触，也含有电子密度不同的或大或小的突触小泡。突触膜增厚也是化学突触的一个特征。高等动物的中枢突触可分为灰ⅰ型和灰ⅱ型，或简称为灰ⅰ型和灰ⅱ型。前者突触间隙宽约30纳米，后膜明显增厚，面积较大；多见于轴突-树突突触；后者突触间隙约20纳米宽，后膜仅轻度增厚，面积较小，多见于轴突-胞体突触。当然，这两者之间也有过渡类型。

电突触没有突触小泡和线粒体的汇聚，其两个突触膜一度被误认为是融合的。事实上，它们之间有2纳米的突触间隙。因此，电突触也被称为缝隙连接。电突触两侧突触膜无明显增厚，内膜细胞质内无突触小泡聚集，但有一些直径约2 nm的空心桥连接两侧突触膜，使两侧神经元(除大分子外)的细胞质相互沟通。如果将少量荧光色素注入一个细胞质中，它往往可能通过小桥孔扩散到另一个神经元。这两个神经元被称为色素偶联神经元。

功能特点神经纤维上冲动的传递速度相对恒定，但经过化学突触时有一定的时间延迟——突触延迟。突触延迟是指从兴奋传导到突触前末梢再到突触后电位出现的时间间隔。哺乳动物中枢突触的突触延迟约为0.2 ~ 0.3毫秒，蛙神经节为2 ~ 3毫秒。兴奋通过电突触的传递不显示突触延迟。化学突触传递由于递质代谢的限制，容易疲劳；电突触的传递和纤维传导一样无疲劳。化学传递很容易被血流、代谢、药物等环境因素抑制和促进，这些环境因素可以影响递质的合成、分解、释放和受体功能。电突触的传递不易受这些因素的影响，但近年来也发现了一些调节电突触的因素。大多数需要快速和同步活动的神经元是电突触。比如支配虾弓逃避反射的快速刻板活动，主要是通过电突触实现的；至于那些细致的协调活动，特别是前面的活动需要给后面的活动留下影响的情况，比如学习和记忆，就要通过化学突触来实现。