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第37章 生理之美一

心血管系统的美在于耦合封闭,各种层次的耦合使得复杂系统是动态和静态,线性和非线性的,离散和连续的共同体。

窦房结的的频率是60-100,房室结是40-60,在不同的时空有不同的表达

强调路径的唯一性,窦房结到房室结再到左右束支再到浦肯野纤维

心脏跳动的规律性,宏观的传递

各种通道蛋白的依次开启,其次序,强度,持续时间,作用对象等构成的网络的本征值是周期性的,可以傅里叶分解

阈值是网络的变形的一个重要指标

自律细胞的4相的自动除极是自动节律性兴奋的基础,这实际上是K,CA离子通道的周期性开启有关

闭合体系的运输性和更新,信号的传递,稳态的维持,通路的自我防卫和调节

自耦合的必要性,肺循环是体循环的基础

极化状态,即层级分化是网络运动的基础。差异的存在是必须的,这是分配的标准。同时能够储存能量作为一个缓冲体系。而选择性的存在使得网络的工作更为特化

钠电流作为背景,在0和4期分别由不同通道

正反馈是疯狂的增长,势必有相应的抑制机制伴随,如0相的钠内流

离子流的伴随增长,先NA再CA在看K

体液是环境,其个层次的相对平衡使重要的,其某一层次就是外界所能观测到的整体性质。这些平衡使通过各种途径的调节达到的,即概率网络。

网络的基本单位是通路,如神经的反射弧(感受器、传入神经纤维、神经中枢、传出神经纤维和效应器)

体液调节则是扩散化的网络形式,它以全身血液循环为动力运输作用,通过细胞对特定分子的作用调节多层次,如细胞组织器官系统,这说明了序列的重要性,即组合,基因,蛋白层次的对应

还有一些是范围较小的自身调节,其作用范围有限,颗粒度小

以上的调节是结构,其形式则是各种反馈。负反馈是主要的,其使得周期正常运转;正反馈则是加速平衡崩溃以形成新的平衡,如分娩

通道蛋白的开闭和各种离子的进出是一种耦合

通透性助于形成梯度以存储势能差

选择性的形成

主动转运是细胞在人体这个共同体的一个基本操作,局域的信息是可以流动的,这使得我们的细胞执行简单的动作,但在整体上形成相互协作的社会;有主动,必然有被动相随,这种分布是能量的自动分配导致的;当层次往上递增,则需要胞吞胞吐,这则是更广范围的变化,但在这个层次耦合

受体是重要的一阶的识别,不同的受体识别即组合(时空顺序)是二阶的,其各自通路的互相影响即引发的变化(宏观的电变化,微观的化学反应)

特异性是识别的第一要素,饱和性是调节的机制,可逆性是层次多次反复的结构适应

重点是外界变化的信息传递,有感应的特殊蛋白,也有感应感应蛋白变化的蛋白,这些层次的反复包含使得信息得以传递,但总有一个层次与整体变化相对应

不同细胞对刺激的敏感性不同,其对不同的层次的刺激的响应也不同。神经细胞,腺细胞和一般的组织细胞的响应不同

单细胞的全或无,在组织的层次是有缓冲体系的局部电位,这是层次的包含耦合

局部兴奋有线性变化,有作用范围,可叠加,这是微观的作用形式

电位差的稳定式动态的,使得其对于变化敏感,即微小的变化改变蛋白对钠的通透性可以引发电位变化,虽然很快有反馈性的钾通道蛋白变化使得重新恢复平衡,但信息传递的目的达到了

变化需要达到阈值,变化以单位的量子式作用

受体的结合(竞争性地与受体或作用物质结合,增强或减弱),生成和清除

心脏的收缩和舒张的周期

各个学科是生物层次的一个本征值。因而发挥网络的效应和各种耦合

层次耦合,相互作用,相对运动,可统合于更大的系统;形态的互补:神经节位置,换元的突触的神经递质和相对的受体和效应;互补的次级效应:皮肤和肌肉的血管、汗腺、竖毛肌、肾上腺髓质,只有交感神经支配。相互作用的动态平衡是个持久的过程,即作为背景存在;回路形成,相同趋势则表现为生理效应不同。网络的偏向不同,这是表达的特异性

以机体的循环为基底,血液循环,神经分布,组织的耦合。

交换,机体分解为一张膜,有通透性和势能差

分维,气管的不断分支,支气管分化为单层膜的肺泡

交感神经→NE+β2受体→平滑肌舒张→气道口径↑→气道阻力↓

迷走神经→Ach+M受体→平滑肌收缩→气道口径↓→气道阻力↑

支气管平滑肌上分布的受体:β2肾上腺素能受体,M胆碱能受体

全身的平滑肌,其他具有相似受体的细胞的分布,受体的分布,神经的分布

吸气肌群:膈肌和肋间外肌;呼气肌:肋间内肌和腹部肌群;功能不同,但解剖位置相近,这也是一种耦合

流动,气,血,离子等等需要一定的压力即势差和通道即阻力

变化引发的次级变化是概率性的一定的序列之后使得压力超过某个阈值就可以引发另一维度的变化,如肺内压和外界大气压的对比使得气体交换,也如钠通道蛋白引发的细胞膜的电位变化

胸内压始终为负使得交换可以持续进行

弹性(肺弹性阻力,胸廓弹性阻力)和非弹性阻力(气道阻力),是固定和可变区的关系

肺泡的连通会有马太效应的大肺泡吞并小肺泡,这是物理的性质,但生物就在于其层次的耦合,肺泡会有表面活性物质

通气/血流比值4。2/5=0。84衡量肺换气功能的指标(比例是指标)

调节是网络式的,是个节律性的周期,可以使用微分方程表示,其有多层次的耦合,是化学的动态平衡

神经层次,中枢和传递的网络本身也是一个层次。还有感受器的作用,其内部的分层:外周和中枢,颈动脉体和主动脉体,1和2型细胞,其具体的作用对刺激的敏感,网络式的通路构建

具体的因素的影响:PCO2↑,PO2↓,[H+]↑的作用

(1)三者都通过作用外周或中枢化学感受器而兴奋呼吸中枢而使呼吸变化;

(2)PO2↓主要作用于外周,PCO2↑主要作用于中枢,[H+]↑对中枢敏感;

(3)PO2↓对外周是兴奋,对中枢是抑制;PCO2↑、[H+]↑对外周和中枢都是兴奋;

(***O2对正常呼吸调节作用不大,一定水平的PCO2是维持呼吸的重要因素;

(5)PCO2对中枢的作用是通过生成[H+]来实现,有一定的时间延搁。

其还存在相互作用

频率是活动的度量,也可以是本征

有节律的中心,如同心脏的运动,周期性变化,提供源动力。视为中心节点,应该有多个中心层次和一般的外部节点,其构建的网络是层次耦合的结果

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