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2012年8月10日星期五

内分泌腺和激素

内分泌腺和激素
内分泌系统(Endocrine)是负责调控动物体内各种生理功能正常运作的两大控制系统之一,由分泌激素(荷尔蒙)的无导管腺体(内分泌腺)所组成。另一个控制系统是神经系统。荷尔蒙又称为激素,是一种化学传导物质,自腺体分泌出来后,借由体液或进入血液经由循环系统运送到标的器官而产生作用。
定义:所有分泌激素的腺体。
功能:通过激素调节身体的活动。


动物体内无导管的腺体称为内分泌腺,其分泌物称激素,它直接进入血液或淋巴,传播到不同组织的细胞内发挥调节器官系统和维持体内环境稳定的作用。这种分泌方式称内分泌。

内分泌腺主要有垂体、甲状腺、甲状旁腺、肾上腺、胸腺、松果腺、性腺(睾丸和卵巢)和胰腺的胰岛等。

胎盘和胃肠道虽分别属于生殖和消化器官,但因也具有内分泌功能,也可看做内分泌器官。下丘脑是神经系统的一部分,因与垂体在功能上的密切关系,且本身有分泌功能,因而下丘脑 -垂体也被当做一个功能性内分泌机构。

激素除内分泌腺的分泌物外,随着生理学和生物化学的发展,某些细胞(如神经元,胃肠G细胞)分泌的具有激素作用的某些化学物质,不论它是借血液运送到别处,或仅在局部起作用,也被称之为激素,因而有神经激素和局部激素之分。


激素分泌的调节和运输

激素分泌的调节非常精密,其微量的变化可以在纳克(nanogram,ng)或皮克(picogram,pg)级上。一般分3种调节,有的激素分泌须有一种以上的调节机制。

①神经的调节
即由下丘脑接受体内外的各种刺激后,释放激素对腺垂体的分泌进行调节。

②体液的调节
代谢物浓度的增高或降低可改变有关激素的分泌。简单的型式如高血糖使胰岛素释放,低血糖使胰高血糖素分泌。还有某一激素调节另一激素分泌的型式,如促甲状腺激素可促进甲状腺的分泌,甲状腺分泌的甲状腺素反过来又抑制腺垂体的分泌等等。

③遗传调节
指遗传密码决定内分泌器官的机能表现。

  激素的转运方式因不同的激素而异。蛋白质或多肽激素在腺体内产生后常贮存于该腺体内,当机体需要时才分泌到邻近的毛细血管中。类固醇激素则不贮存,产生后即释放。在循环血液中单纯的类固醇激素很多,但因与它们的载体蛋白(如甲状腺素结合球蛋白,皮质类固醇结合球蛋白以及性激素结合球蛋白等)结合而限制了向组织中的扩散,同时延长了作用的时间。

激素的作用机理

受激素作用的器官或细胞称为靶器官或靶细胞。靶细胞的细胞膜上或细胞质内有识别某一激素的特种蛋白,称为受体。只有受体存在,才能使激素这一信息变成动力,从而使细胞表现其特有功能。作用的强弱一方面取决于该种激素的含量,另一方面取决于细胞受体的数目。激素的含量愈多,在足够数目的受体下,则作用愈强。激素与受体结合后,由于控制了细胞活动的一些正常调节过程,如控制细胞内调节物(如环一磷酸腺苷)的生成或破坏,控制蛋白质的合成使细胞产生酶或增加其生成量,控制分子通过膜的转运等,因而能产生特有的生物学效应。现在已研制成的抗激素则能使激素的生物学效应降低或消失。蛋白质或多肽类抗激素有抗胰岛素、抗甲状旁腺激素、抗降血钙素和抗胰高血糖素等。此外,非蛋白质或多肽类激素与类固醇激素之间也有拮抗作用,如抗孕激素、抗雄激素和抗雌激素,以及抗皮质激素等也可称为抗激素。雌激素就是天然的抗雄激素,孕激素则是天然的抗雌激素。

内分泌腺的种类和功能


垂体

一个稍扁圆的红褐色腺体,位于颅底蝶骨的垂体窝内,外被覆硬脑膜,借一很细的柄悬于间脑底下方。家畜中牛的垂体最大,约重2~5克,而猪的垂体仅0.3~0.5克。垂体的大小因年龄和功能状态而变化,如妊娠期间的垂体常会增大。

  垂体分为腺垂体和神经垂体。从神经垂体分泌的激素主要是具有生物学活性的8肽,其中有4种是天然存在的,即催产素、精氨酸加压素(大多数哺乳动物)、赖氨酸加压素(猪)和精氨酸催产素(家禽)。加压素的主要作用是促使水在肾内的重吸收,防止过多水分从尿中排出,即所谓抗利尿作用,这类激素也常称为抗利尿激素;大剂量时可使血压升高。催产素的作用是收缩子宫和促使乳腺排乳,是分娩和哺乳期间的重要调节物,对家禽产蛋也有作用。
腺垂体分泌的激素有:
①促性腺激素,包括促卵泡激素和促黄体生成激素。对母畜可促进卵巢内卵泡的生长、卵母细胞的成熟、雌激素的分泌、排卵、黄体的发育和孕酮分泌;对公畜则可保使睾丸分泌雄激素,生成精子和合成雄激素结合蛋白。
②催乳激素。在家畜分娩时促使泌乳;对鸽子还可刺激嗉囊生成嗉囊乳;对雪貂和绵羊有促使黄体分泌的作用。
③促甲状腺激素。
④促肾上腺皮质激素。可分别促使甲状腺或肾上腺皮质的活动加强,分泌甲状腺素或皮质激素,产生很广泛的效应。
⑤生长激素。可促进组织和骨骼的生长。
⑥促黑素细胞激素。其作用还未确定,可能有关色素沉着,并对中枢神经系的中枢兴奋状态有调节作用。

甲状腺

位于喉头和气管接连处的两侧呈鲜红或红褐色的腺体,分为左右两叶,以腺峡相连。猪的腺峡发达,两叶几乎联成整块;马的腺峡不发达;骆驼则无峡部。甲状腺能聚集碘并分泌含碘的激素,如甲状腺素和三碘甲状腺原氨酸(分别简写为T1和T3)可促进机体的新陈代谢(动物)和生长发育,并与家畜被毛的生长与脱落以及泌乳有关,对生殖机能和神经系统的发育也有影响。由哺乳动物甲状腺腺泡壁上的C-细胞分泌的降血钙素可使血钙降低。
甲状旁腺

位于甲状腺的侧旁,有的就在甲状腺包囊内,是与甲状腺独立无关的腺体。其数目和位置因畜种而异,如猪只有一对,位于甲状腺的前方;牛有两对,一对在甲状腺外颈总动脉分支处,另一对在甲状腺内;马有两对,一对在甲状腺前,一对在后。家禽和低等脊椎动物甲状旁腺的腮后腺也分泌降血钙素对体内钙的代谢进行调节,使血钙稳定于常值范围。

肾上腺

位于左右肾脏的前内侧、呈棕红色。外层为皮质,中央为髓质。皮质分泌的类甾醇激素,按生理效应又可分为糖皮质激素和盐皮质激素。前者包括皮质素(可的松)、皮质醇(氢化可的松)和皮质酮等,其作用主要是促进蛋白质分解为氨基酸,并转化为糖,同时阻止组织对糖的氧化利用,从而使血糖升高,是调节糖代谢的重要激素之一;大剂量分泌能增强家畜对各种有害刺激(如寒冷、饥饿、缺氧、创伤和感染等)的耐受能力,还有抗过敏和抗炎症的作用。后者包括醛固酮和去氧皮质酮等,可促使肾脏远曲小管对钠、氯和水的重吸收而抑制对钾的重吸收,以维持体内钠和钾的平衡以及细胞外液水分和血量的相对稳定。肾上腺髓质分泌胺类激素包括肾上腺素和去甲肾上腺素。家畜在紧急状态下的心跳增快、心输出量增多、血压升高、竖毛、瞳孔扩大和血糖含量升高等反应,都受这类激素控制。

胰岛

胰脏腺体组织中不与腺导管相联的大小不等的细胞群。其总重量约为胰腺的 1~3%。胰岛中的α细胞(禽类胰岛中占多数)和β细胞(家畜胰岛中占多数)都分泌激素。β细胞分泌的胰岛素可促进细胞对葡萄糖的利用,使血糖转化为肝糖原和肌糖原,抑制肝糖原的分解以及体内脂肪和蛋白质的向糖转化,以保证血糖的适当含量。如胰岛素分泌不足,血糖高过一定阈限,就会生成糖尿。α细胞分泌胰高血糖素,其作用与胰岛素相反,可使肝糖原分解加速,促进糖的异生,从而使血糖升高。如切除禽类的胰腺,常会出现低血糖。

胸腺

属淋巴组织,是灰红色的小叶状腺体,位于胸腔的心纵膈,分为左右两叶。胎儿和幼畜的胸腺体积较大,接近性成熟时最大,以后逐渐萎缩。由胸腺组织分泌的胸腺素,可使来自骨髓、脾和其他组织的淋巴原始细胞成熟而具有免疫作用。

松果腺
这个脑是从右边看的
位于第3脑室顶壁的后部,四叠体与丘脑间的凹陷处,为小卵圆形或松子形的红褐色器官。家畜的松果腺也是神经内分泌器官,光线对视网膜的刺激可经神经束到达松果腺。分泌两类激素:一类是吲哚类化合物,以黑素紧张素为主,在低等脊椎动物中可使皮肤细胞内的黑色素聚集而使肤色变浅;在高等脊椎动物中则能抑制腺垂体,使促性腺激素的分泌减少,间接地抑制卵巢的活动。分泌的另一类激素是肽类物质,如催产素等。

性腺


睾丸和卵巢的统称,前者是形成精子的器官,后者是形成卵子的器官。由它们生成和分泌的性激素常可分为4类:雌激素、孕激素、松弛激素和雄激素。雌激素由成熟卵泡上皮中的颗粒细胞分泌,能影响母畜第二性征的发育,促使阴道、子宫角和输卵管粘膜增长,加强子宫和输卵管的收缩,对雌性的行为和本能也有一定作用。卵泡排卵后形成的黄体能分泌孕激素;若排出的卵细胞受精,母体妊娠,则黄体生长加强,分泌孕激素的时间也延长。孕激素可促使子宫内膜具有分泌性,为受精卵的附植准备条件,使阴道分泌粘液,降低子宫肌肉的敏感性和活动性,有助孕和维持妊娠的作用;此外还可促进乳腺的发育和母性行为。松弛激素由妊娠过程中的卵巢黄体分泌,可使荐髋关节松弛,产道加宽,以利于分娩。产自睾丸的雄激素可促进附性器官如前列腺、精囊腺、尿道球腺、输精管、阴茎和阴囊的生长、发育和分泌活动,刺激第二性征的生成,刺激性行为和性欲,还可维持精子的生成过程,促进肌肉发育和骨骼生长。另一种睾丸抑制素则可抑制垂体促性腺激素的分泌。

其他兼有内分泌机能的器官

主要包括:

胎盘
除保证胚胎从母体获得营养外,也是妊娠期间暂时的内分泌器官,可分泌促性腺激素、雌激素和孕激素等多种激素。如孕马血清促性腺激素的应用价值较大,有促排卵和促黄体生成的作用。

下丘脑
这一部位的某些神经细胞能分泌多种激素,分别促进或抑制腺垂体有关激素的分泌。已知有 3种是对垂体的促激素(促甲状腺激素、促肾上腺皮质激素、促性腺激素)起释放作用;有6种对另外3种激素(生长激素、催乳激素、促黑素细胞激素)起促释放作用和抑制释放作用。神经系统通过下丘脑和垂体对各内分泌腺的活动进行直接或间接的调节。

胃和肠
在消化生理中,胃粘膜某种细胞产生的促胃激素,通过血液循环而作用于胃腺,能促使分泌胃酸;肠粘膜某种细胞产生的促胰液素能促使分泌胰液。这类物质现也通称为消化道激素或胃肠激素。此外,消化道内还分泌胆囊收缩素、抑胃多肽、胃动素和肠胰高血糖素;以及由神经系统产生的肽类物质,如脑啡肽和生长抑素等。



2012年8月4日星期六

肌肉

肌肉
肌肉是组成人体的一种组织,分布在各组织器官及骨骼表面,每一块肌肉与支配肌肉的神经,营养肌肉的血管,分隔包裹肌肉,连接肌肉与骨骼的结缔组织一起,共同构成一个器官。人体总共有七百多块肌肉。其中骨骼肌的肌细胞的形状细长,呈纤维状,故肌细胞通常称为肌纤维。肌肉分为骨骼肌、心肌和平滑肌三种,其功能皆为产生力并导致运动。心肌和平滑肌的收缩不由意识控制且为生存所必需,例如心脏的收缩或是肠胃道的蠕动等。骨胳肌的自主收缩用来移动身体且能够被精细地控制,例如眼睛的运动或大腿股四头肌的总体运动。自主肌肉纤维分成快慢两种,慢肌纤维可以持续较长的时间,但力量较小;快肌纤维收缩地较快,力量也较大,但也较快感到疲劳。


每块肌肉都分别有神经与之相连,当神经将刺激的讯息传至肌肉时,肌肉便行收缩。骨骼肌的收缩,完全受大脑意志的控制,所以有随意肌之称。如果连接某块肌肉的神经受到损伤,这块肌肉便因缺少神经传来的讯息而不再收缩,继而渐渐萎缩。


肌肉种类

人体的肌肉有三种:
  • 骨骼肌(或称“横纹肌”或“随意肌”)是通过肌腱固定在骨骼上,以用来影响骨骼如移动或维持姿势等动作。平均而言,骨骼肌最多可达成人男性体重的42%,成人女性的36%。
  • 平滑肌(或称“非随意肌”)出现在食道、胃、肠脏、支气管、子宫、尿道、膀胱、血管的内壁上,甚至也出现在皮肤上(用来控制毛发的直立)。和骨骼肌不同,平滑肌不受意识所控制。
  • 心肌也是一种“非随意肌”,但在结构上则和骨骼肌较相近,且只在心脏内出现。
种类
骨骼肌
平滑肌
心肌(横纹肌)
组成
多核愈合细胞
纺锤形之单核细胞
多核愈合细胞
横纹
有横纹
无横纹
有横纹
生理
随意肌受中枢神经控制
不随意肌受自主神经控制
不随意肌
位置
附着于骨骼上
血管,消化管及其他内脏
心壁,构成心脏肌肉
收缩速度
最快(0.1秒内完成)
最慢(3~180秒内完成)
中等(0.1~0.5)秒内完成
功能
形成体躯运动
形成消化及内脏运动
心搏促成循环
肌纤维形状
长圆柱形两端钝
长纺织形两端尖
长圆柱行肌纤维分支而融合
每一肌纤维之核数
多核
单核
单核
核的位置
细胞边缘
细胞中央
细胞中央

心肌和骨骼肌是条纹状的:它们的基本组成单位是肌小节(sarcomere),由肌小节规则排列成束状;但平滑肌却不是这样,并没有肌小节,也不是排成束状。骨骼肌的排列为规则且相平行的束状,而心肌则是以交错、不规则的角度相连接(称之为心肌间盘)。条纹状的肌肉有爆发力,而平滑肌一般来说是持续的保持紧缩。

肌肉的组成

如果我们像一个细胞那么小,能够随意进入人的身体,那么当我们来到肌肉群中时,就会发现肌肉是由一道道钢缆一样的肌纤维捆扎起来的。这些钢缆组合成较粗较长的缆绳群组,当肌肉用力时,它们就像弹簧一样一张一缩。在那些最粗的缆索之内,有肌纤维、神经、血管,以及结缔组织。每根肌纤维是由较小的肌原纤维组成的。每根肌原纤维,则由缠在一起的两种丝状蛋白质(肌凝蛋白和肌动蛋白)组成。这就是肌肉的最基本单位,那些大力士们的大块大块的肌肉,全是由这两种小得根本无法想像的蛋白组合成的,当它们联合起来以后,就能做出惊天动地的动作来。人就是靠这些肌肉一点一点地改变了地球的面貌。

肌肉为何会增长

为什么练健美能长肌肉?很多健美运动的爱好者只知其然,不知其所以然。而知其所以然对提高健美训练的科学性十分重要。为此和大家谈谈肌肉增长的生物学基础。

一 肌肉增长与年龄的关系

人体肌肉的增长是随年龄增长而不断变化的,可分为快速增长、相对稳定和明显下降三个阶段。男子从出生起,随着机体不断生长发育,肌肉逐年增长,二十五岁时达到最高值,以后又逐年缓慢下降。女子二十二岁左右达到最高值。

少年时期肌肉的含水量比成人高,而肌肉蛋白能源物质等的储备比成人低,肌纤维较细,肌力弱、耐力差,易于疲劳。年龄越小与成人的差异越大。所以,年龄较小的少年不宜进行长时间、大运动量、高强度的肌肉训练。近青年期后,肌肉增长相对稳定,这时进行大运动量、高强度的训练效果最好。在肌肉明显下降期进行训练效果相对要差一些,但只要身体正常健康,坚持适当的肌肉训练仍能取得较好的效果。

进行健美训练,关键是要根据肌肉不同的发展阶段和自身情况,掌握好肌肉负荷的强度和运动量,避免训练不足和过度训练,这样才能促使肌肉不断增长。

二 肌肉增长的解剖学基础

肌肉的粗细,决定了肌肉力量的大小。衡量肌肉发达程度的指标,是肌肉的生理横断面。就是说,肌肉中的肌纤维数量多且粗壮,肌肉的生理横断面大,肌肉就发达。肌肉生理横断面受后天因素的影响很大。肌肉主要是由蛋白质构成的。健美训练能使肌纤维增粗、增多,肌肉的生理横断面增大,原因就在于训练能刺激肌肉,使蛋白质的合成代谢更加旺盛,从而为肌肉生长提供了物质保证。

三 肌肉增长的生理学基础

肌肉不断增长要靠长期艰苦训练的积累。训练时,体内各组织细胞消耗了大量能量物质,这些能量物质只有在训练后通过休息和营养物质的补充,使合成代谢超过分解代谢,才能逐步得到恢复。恢复在一定时间内会超过原来的水平,出现所谓 “超量恢复”。实践和研究证明,在超量恢复阶段进行下一次训练,效果最好。

能量消耗的多少和恢复的快慢同肌肉活动的剧烈程度密切相关。在一定范围内,肌肉活动量越大,消耗过程越剧烈,超量恢复就越明显。所谓“在一定范围内”是指运动量不能过大,否则能量消耗过多,不易恢复。长期过大还会造成训练过度,甚至出现伤害事故。只有掌握好、运用好超量恢复的规律,遵守循序渐进的原则,才能使肌肉稳步增长。

四 肌肉增长的生物化学基础

经常进行健美锻炼的人与普通人相比,肌肉里的能量物质三磷酸腺苷和磷酸肌酸要多,血管更丰富,耐酸能力和无氧酵解能力更强。训练水平越高,能量储备越多,运动的耐受能力越强,肌肉中新生的毛细血管也越多。毛细血管增多,可使肌肉中的血流量增加,新陈代谢加快,同时也增加了肌肉的体积。所以只有坚持长期的健美训练,才能加强肌肉的物质代谢,提高肌肉的能量储备,使肌纤维增粗、增多,肌肉块增大。

肌肉的拮抗性


骨骼肌附于骨上,当肌肉收缩时便会牵动骨,故由肌肉和骨的联合作用乃发生运动。每块肌肉都具有两端,该两端通常越过关节,分别附于不同的骨上,收缩时,一端肌肉所附的骨不动,另一端肌肉所附的骨便藉关节的活动而被拉向不动的一骨。在完成某一动作时,并非仅靠单块肌肉的收缩,而是由一组肌肉同时收缩或舒张,始能完成。例如手臂弯曲时,不仅二头肌收缩,位于手臂外侧的三头肌必须舒张,前臂始能被拉起而完成一曲臂动作。

人体的任何一个动作都是由许多肌肉协同完成的。其中,有的肌肉作用相同,叫协同肌:有的作用相反,叫拮抗肌。如右图所示:肌肉牵动着骨绕关节(支点)活动,一组肌肉的拉力(作用力)与另一组肌肉的阻力(负荷)是相反的,这两组肌肉就是拮抗肌。


反之,三头肌收缩时,二头肌必须舒张,手臂始能伸直。肌肉这种两两成对,运动时互相配合的情形,叫做拮抗作用,行拮抗作用的肌肉,叫做拮抗肌。二头肌收缩时,可使前臂弯曲,此类肌肉,叫做屈肌;与其行拮抗作用的三头肌收缩时,前臂便伸直,此类肌肉,叫做伸肌。由此可知,屈肌收缩时,相对的伸肌必须舒张,骨骼才能活动。

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2012年7月29日星期日

关节

关节

一只手上的各种关节
关节(joint)在解剖学里指的是两块或两块以上的骨之间能活动的连接。在解剖学上有不动关节和动关节(连接处有液体)两种关节。关节一般由相邻接的两骨相对形成,如有三个以上的骨参加构成的叫做复关节。构成关节的两骨相对的骨面上,被覆以软骨,形成关节面。周围包以结缔组织的被囊-关节囊,囊腔内含有少量滑液。构成关节两骨的相对面叫做关节面,一般是一凸一凹互相适应。凸的叫做关节头,凹的称为关节窝。关节面为关节软骨所被覆,除少数关节(胸锁关节、下颌关节)的关节软骨是纤维软骨外,其余均为透明软骨。关节软骨使关节头和关节窝的形态更为适应,其表面光滑,面间有少许滑液,磨擦系数小于冰面,故使运动更加灵活,且由于软骨具有弹性,因而可承受负荷和减缓震荡。关节软骨无血管神经分布,由滑液和关节囊滑膜层血管渗透供给营养。


关节的基本构造



构成关节的两骨相对的骨面上,被覆以软骨,形成关节面。周围包以结缔组织的被囊-关节囊,囊腔内含有少量滑液。

关节的构造模式图
关节面

构成关节两骨的相对面叫做关节面articular face,一般是一凸一凹互相适应。凸的叫做关节头,凹的称为关节窝。关节面为关节软骨articularcartilage所被覆,除少数关节(胸锁关节、下颌关节)的关节软骨是纤维软骨外,其余均为透明软骨。关节软骨使关节头和关节窝的形态更为适应,其表面光滑,面间有少许滑液,磨擦系数小于冰面,故使运动更加灵活,且由于软骨具有弹性,因而可承受负荷和减缓震荡。关节软骨无血管神经分布,由滑液和关节囊滑膜层血管渗透供给营养。

关节囊

关节囊articular capsule包在关节的周围,两端附着于与关节面周缘相邻的骨面。关节囊可分为外表的纤维层和内面的滑膜层。纤维层由致密结缔组织构成,其厚薄、松紧随关节的部位和运动的情况而不同,此层有丰富的血管、神经和淋巴管分布。滑膜层薄而柔润,其构成以薄层疏松结缔组织为基础,内面衬以单层扁平上皮一间皮,周缘与关节软骨相连续。滑膜上皮可分泌滑液,滑液是透明蛋清样液体,略呈碱性,除具润滑作用外,还是关节软骨和关节盘等进行物质代谢的媒介。

关节腔

关节腔由关节囊滑膜层和关节软骨共同围成,含少量滑液,呈密闭的负压状态,这种结构也体现了关节运动灵活性与稳固性的统一。



关节的辅助结构
韧带


韧带ligament由致密结缔组织构成,呈扁带状、圆束状或膜状,一般多与关节囊相连,形成关节囊局部特别增厚的部分,有的则独立存在。韧带的附着部与骨膜或关节囊相编织。韧带的主要功能是限制关节的运动幅度,增强关节的稳固性,其次是为肌肉或肌腱提供附着点,有的韧带如膝关节的髌韧带本身就是由肌腱延续而成的。此外尚有一些韧带位于关节内,叫关节(囊)内韧带,如股骨头圆韧带、膝交叉韧带等,它们的周围都围以滑膜层。

关节盘

一些关节的关节腔内生有纤维软骨板,叫做关节盘articular disc。盘的周缘附着于关节囊,关节盘将关节腔分隔为上、下两部。它的作用是使关节头和关节窝更加适应,关节运动可分别在上、下关节腔进行,从而增加了运动的灵活性和多样化。此外它也具有缓冲震荡的作用。膝关节内的关节盘不完整,是两片半月形的软骨片,叫做半月板,其功能与关节盘相似。

关节唇

关节唇articular labrum是由纤维软骨构成的环,围在关节窝的周缘,以加深关节窝,增加关节的稳固性。

滑膜襞

滑膜襞plica synovialis是滑膜层突入关节腔所形成的皱襞。如襞内含脂肪组织则形成滑膜脂肪襞或脂垫。滑膜襞增大了滑膜的表面积,利于滑液的分泌和吸收,另外,在关节(尤其是负重较大的)运动时,起缓和冲撞和震荡的作用。


动关节:1-球窝关节; 2-椭圆关节; 3-鞍状关节; 4-屈戌关节; 5-枢轴关节


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2012年7月28日星期六

人体骨骼

人体骨骼

人体骨骼结构图
骨骼是组成脊椎动物 内骨骼的坚硬器官 ,功能是运动、支持和保护身体,制造红血球和白血球,以及储藏矿物质。骨组织是一种密实的结缔组织。骨骼由各种不同的形状组成,有复杂的内在和外在结构,使骨骼在减轻重量的同时能够保持坚硬。骨骼的成分之一是矿物质化的骨骼组织,其内部是坚硬的蜂巢状立体结构;其他组织还包括了骨髓、骨膜、神经、血管和软骨。

人体的骨骼具有支撑身体的作用,其中的硬骨组织和软骨组织皆是人体结缔组织的一部分(而硬骨是结缔组织中唯一细胞间质较为坚硬的)。 成人有206块骨头,而小孩的较多有213块,由于诸如头骨会随年纪增长而愈合,因此成人骨骼个数少个一两块或多一两块都是正常的。人的206块骨中有29块颅骨。尽管成年人的颅骨中有23块愈合在一起,但你仍能分辨出这23块骨头。另外,成人有28-32个牙(恒齿),多的一般称为智齿 ,小孩乳齿20颗。骨与骨之间的间隙一般称之为关节 ,除了少部分的不动关节可能以软骨连接之外,大部分是以韧带连接起来的。 关节可分成不动关节、可动关节以及难以被归类的中间型可称为少动关节。

光有骨骼是不具有让身体运动的作用的,一般俗称的运动系统(这种分类其实是不严谨的,因为通常骨骼已经可以被称做骨骼系统,包含软骨硬骨以及连结骨与骨的韧带甚至包含关节部分(关节液,因为关节是位置不是细胞更不是组织)。所谓的运动系统,应该是被译作" 超系统"的super system之一,人体一般分为六种super system还包含了肌肉(骨骼肌)系统。 骨骼肌是横纹肌,可随意志伸缩,一般一种"动作"是由一对肌肉对两块骨头(一个关节)作拮抗 ,而肌肉末端以肌腱和经过关节的下一个骨头连接。 其实韧带和肌腱也是结缔组织,所以运动(超)系统中只有肌肉组织跟结缔组织,顶多再包含骨髓内的神经及控制肌肉的运动神经属于神经组织。

骨的结构

一般俗称的"骨",主要由骨质、 骨髓和骨膜三部分构成。 骨髓里面有丰富的血管和神经组织 。 以长骨为例,长骨的两端是呈窝状的骨松质,中部的是致密坚硬的骨密质,骨中央是骨髓腔,骨髓腔及骨松质的缝隙里容着的是骨髓。婴幼儿的骨髓腔内的骨髓是红色的(即红骨髓 ),有造血功能,随着年龄的增长,逐渐失去造血功能,例如肋骨这些扁骨内的骨髓最后都会因为脂肪及纤维/纤维结缔组织等结缔组织堆积而形成黄骨髓并且失去造血功能。但长骨两端和扁骨的骨松质内,终生保持着具有造血功能的红骨髓。 骨膜是覆盖在骨表面的结缔组织膜,里面有丰富的血管和神经,起营养骨质的作用,同时,骨膜内还有成骨细胞,能增生骨层,能使受损的骨组织愈合和再生的作用。 造骨细胞osteoblast和蚀骨细胞osteoclast这两种硬骨细胞会不断的在反覆进行建造和破坏骨骼的工作。 如果形成的比例较高,比如人类的婴儿和青少年两大成长期,骨头便有可能延长、变粗、变致密;相对的侵蚀的速率较快的话,可能降低身高(老倒缩)或是形成骨质疏松 。

骨是由有机物和无机物组成的,有机物主要是蛋白质 ,使骨具有一定的韧度,而无机物主要是钙质和磷质,使骨具有一定的硬度。人体的骨就是这样由若干比例的有机物以及无机物组成,所以人骨既有韧度又有硬度,只是所占的比例有所不同;人在不同年龄,骨的有机物与无机物的比例也不同,以儿童及少年的骨为例,有机物的含量比无机物为多,故此他们的骨,柔韧度及可塑性比较高,而老年人的骨,无机物的含量比有机物为多,故此他们的骨,硬度比较高,所以容易折断。

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骨骼的功能
  • 保护功能:骨骼能保护内部器官 ,如颅骨保护脑 ; 肋骨保护胸腔。
  • 支持功能:骨骼构成骨架,维持身体姿势。
  • 造血功能:骨髓在长骨的骨髓腔和海绵骨的空隙,透过造血作用制造血球。
  • 贮存功能:骨骼贮存身体重要的矿物质 ,例如钙和磷 。
  • 运动功能:骨骼、骨骼肌、肌腱、 韧带和关节一起产生并传递力量使身体运动。
大部分的骨骼或多或少可以执行上述的所有功能,但是有些骨骼只负责其中几项。

2012年7月8日星期日

耳朵

耳朵
听觉作用


听觉和平衡觉的受器皆位於耳内,人耳可分外耳、中耳及内耳三部分;外耳包括耳壳和听管。人的耳壳不能转动,放在辨别声音的方向以及收集音波等方面,皆不若其他哺乳动物者有效(哺乳动物通常能转动耳壳以收集声音)。听管内有脂腺的分泌物,管壁内层有毛,两者皆可阻止异物入耳。

中耳与听管交界处有一薄膜,称为鼓膜,由外耳传来的音波,可以振动鼓膜。中耳为一小空腔,横越中耳腔有三块小骨,该三骨依序为槌骨、砧骨和镫骨,彼此前後衔接。由外耳传来的音波振动鼓膜後,便可经由该三小骨而向内耳传递。中耳腔内有空气,其下方有一耳咽管与咽腔相通,该管与咽腔相通处平时关闭,但在咀嚼或吞咽时便会打开,容空气进入中耳;以平衡鼓膜内外两侧的气压。耳咽管的关闭,可以阻断自己的声音由咽喉部直接经耳咽管进入耳,否则声音仓太大。假若病菌自耳咽管进入中耳,便会引起中耳炎。

内耳与中耳相接处亦有薄膜,中耳内的镫骨便与此薄膜相接。内耳为复杂而曲折的管道,故亦称此管道为迷路。该管道分耳蜗、前庭和三个半规管,管内充满淋巴。耳蜗和听觉有关,前庭和半规营则与平衡觉有关。耳蜗内有听觉受器,由中耳传来音波之振动,会振动耳蜗内的淋巴,於是刺激听觉受器而产生冲动,再出听神经传至大脑皮层而产生听觉。


耳朵的生理构造,主要可分为外耳、中耳、内耳三个部份,连接听神经至大脑,构成了人类的听觉系统(如上图)。耳部的构造由外耳耳廓进入外耳道后,接着的是中耳耳膜(鼓膜);中耳腔内有三块听小骨,分别是锤骨、砧骨及镫骨。镫骨接触到内耳之卵圆孔,声音由此传入内耳。

内耳的构造可分为二大部分。耳蜗部分司听觉,前庭半规管部分司平衡,耳蜗部分集合成耳蜗神经,半规管部分集合成前庭神经,此二神经再合在一起形成耳蜗前庭神经,就是第八对脑神经,由此再走入脑干的听觉神经核,接着上达大脑的听觉中枢。听觉中枢的主要区域在大脑的颞叶。故耳朵只是用来传导声音,最终仍须靠大脑听声音。每部份的听觉器官都各自具备了独特的功能,分述如下表:

生理构造
包含器官
各器官之基本功能
外耳
  1.耳廓 收集声波,产生主体效果。
  2.耳道 把声波传到耳膜,有扩大效果。
中耳
  3.耳膜 外耳、中耳之分界线,声波撞击耳膜时,会引起耳膜之振动,传入三块听小骨。
  4.锤骨 合称「三小听骨」,以「杠杆原理」,把声波的能量转成「机械能」,从外耳经中耳送到内耳,有扩大效果。
  5.钻骨
  6.镫骨
  7.卵圆窗 是内耳门户,镫骨振动,影响其振动,引起内耳淋巴液波动,最后经由卵圆窗得到释放。
  8.耳咽管 连接中耳腔与咽喉部,排除积聚在中耳的液体,维持耳膜两边气压平衡。
内耳
  9.前庭 维持身体平衡。
 10.半规管
 11.耳蜗 有数以千计的绒毛细胞,将「液态能」转换成「电能」,连接听神经传至大脑。
 12.听神经 将电能传送至大脑,以产生听觉。




声音的传导途径:声音→耳壳→外耳道耳膜三小听骨卵圆窗耳蜗听神经大脑
|--------外耳(声能)-------|---中耳(机械能)---|-内耳(液态能)-|-中枢(电能)-|

所以,当外耳、中耳、内耳听神经及脑听觉中枢的任何部位有病变时,均会造成听力障碍。


人耳结构可分成三部分:外耳、中耳和内耳。在声音从自然环境中传送至人类大脑的过程中,人耳的三个部分具有不同的生理作用。

(一) 外耳
外耳是指能从人体外部看见的耳朵部分,即耳廓和外耳道。耳廓对称地位于头两侧,主要结构为软骨。耳廓具有两种主要功能,它即能排御外来物体以保护外耳道和鼓膜,还能起到从自然环境中收集声音并导入外耳道的作用。将手作杯状放在耳后,很容易理解耳廓的作用效果,因为手比耳廓大,能收集到更多的声音,所以这时你听所到的声音会感觉更响。当声音向鼓膜传送时,外耳道能使声音增强,此外,外耳道具有保护鼓膜的作用,耳道的弯曲形状使异物很难直入鼓膜,耳毛和耳道分泌的耵聍也能阻止进入耳道的小物体触及鼓膜。外耳道的平均长度2.5cm,可控制鼓膜及中耳的环境,保持耳道温暖湿润,能使外部环境不影响和失策以中耳和鼓膜。外耳道外部的2∕3是由软骨组成。

(二) 中耳

中耳由鼓膜、中耳腔和听骨链组成。听骨链包括锤骨、砧骨和镫骨,悬于中耳腔。中耳的基本功能是把声波传送到内耳。声音以声波方式经外耳道振动鼓膜,鼓膜斜位于外耳道的末端呈凹型,正常为珍珠白色,振动的空气粒子产生的压力变化使鼓膜振动,从而使声能通过中耳结构转换成机械能。由于鼓膜前后振动使听骨链作活塞状移动,鼓膜表面积比镫骨足板大好几倍,声能在此处放大并传输到中耳。由于表面积的差异,鼓膜接收到的声波就集中到较小的空间,声波在从鼓膜传到前庭窗的能量转换过程中,听小骨使得声音的强度增加了30分贝。为了使鼓膜有效地传输声音,必须使鼓幕布人外两侧的压力一致。当中耳腔内的压力与体外大气压的变化相同时,鼓膜才能正常的发挥作用。耳咽管连通了中耳腔与口腔,这种自然的生理结构起到平衡内外压力的作用。

(三) 内耳

内耳的结构不容易分离出来,它是位于颞骨岩部内的一系列管道腔,我们可以把内耳看成三个独立的结构:半规管、前庭和耳蜗。前庭是卵圆窗内微小的、不规则开关的空腔,是半规管、镫骨足板、耳蜗的汇合处。半规管可以感知各个方向的运动,起到调节身体平衡的作用。耳蜗是被颅骨所包围的象蜗牛一样的结构,内耳在此将中耳传来的机械能转换成神经电冲动传送到大脑。为了便于理解耳蜗的功能,我们用来显示镫骨足板与耳蜗的前庭窗的连接。耳蜗内充满着液体并被基底膜所隔开,位于基底膜上方的是螺旋器,这是收集神经电脉冲的结构,耳蜗横断面显示了螺旋器的构造。当镫骨足板在前庭窗处前后运动时,耳蜗内的液体也随着移动。耳蜗液体的来回运动导致基底膜发生位移,基底膜的运动使包埋在覆膜内的毛细胞纤毛弯曲,而毛细胞与听神经纤维末梢相连接,当毛细胞弯曲时神经纤维就向听觉中枢传送电脉冲,大脑接收到这种电脉冲时,我们就听到了“声音”。


平衡作用




我们的耳朵能帮助我们保持平衡。在每个耳朵里,有3个充满了液体的半规管。当头部运动时,液体流动,感受器向脑发送关于头部位置改变的信号。脑于是发出指令,确保身体平衡。人体维持平衡主要依靠内耳的前庭部、视觉、肌肉和关节等本体感觉三个系统的相互协调来完成的。其中内耳的前庭系统最重要,它的功能结构上其实就象眼睛一样,是一种特殊分化的感受器,主要感知头位及其变化。

在人类内耳的构造中,象蜗牛触角一样的三个半圆形管道,叫半规管。在半规管内亦有内淋巴,而半规管的两个脚里边也有毛细胞。所以内淋巴流动的时候亦会带动毛细胞弯曲倾倒,产生一种运动的感觉。半规管主要是感受正负角加速度的刺激,亦就是感受旋转运动的变化。由于三个半规管所在平面互相垂直,所以可以感受四面八方旋转运动的刺激。



三个半规管互相垂直,且位於三个不同的平面上,不论头部向任何方向转动,至少其中一个半规管会受淋巴振动的刺激而产生冲动,由听神经传到大脑,就会有头部转动的感觉,此即为平衡觉。人类习惯放在平面活动,假若身体上下移动时,例如在颠簸的海上航行,半规管受到不寻常的刺激,便有晕船的感觉。 

前述的半规管是在头部转动时产生平衡觉,此为动的平衡觉;而前庭则在头部静止时产生头部位置的感觉,是为静的平衡觉,例如人若将头部朝下倒立,即刺激前庭,其冲动传到大脑,便会有头部位置和平时不同的感觉。


如果人做前后左右直来直去的运动是靠什么感觉到的呢?那是靠内耳的前庭部里的球囊和椭圆囊了。球囊和椭圆囊亦有内淋巴和毛细胞,另外还有耳石膜。当人做直线加速运动时,耳石膜里的位觉砂会向相反的方向运动,道理和瓶子里的石子一样,当向右晃动瓶子的时候,石子会滚动到瓶子左边,向左晃动瓶子的时候,石子会滚动到瓶子右边,从而刺激毛细胞产生平衡感觉。


头部处于正常位置时,耳石与毛细胞间呈一定的压力关系。头部位置改变时,两者在空间的相对位置也发生改变,耳石就不同程度地牵拉毛细胞的纤毛,从而刺激了毛细胞。毛细胞兴奋后,冲动经前庭神经传至前庭神经核,反射性地引起肌紧张的变化,维持了身体平衡。半规管的适宜刺激是旋转加速运动。在头旋转时,内淋巴因惰性而向与旋转相反的方向移位,终帽随之弯曲变形,这就间接地刺激了毛细胞及其基部的前庭神经末梢。电生理研究表明:当头部在静位状态下,终帽内的神经末梢发放一定的冲动。当终帽向一侧移位,即当水平管内淋巴流向壶腹和垂直管内淋巴流出壶腹而导致终帽弯曲时,冲动发放增加;当向相反方向移位时,发放就减少。旋转在等速持续进行时,发放开始时与加速度时相同,以后逐渐恢复到原先水平,而旋转突然停止时(减速运动),则终帽也受到移位,但方向与开始时相反。虽然内淋巴移位在3秒内即停止,而终帽却要25~30秒钟才回到静息状态,此时,人会有一种向相反方向旋转的感觉。


总之,耳朵的平衡感觉是范围广泛的反射运动,需要眼球、颈肌和四肢的肌反射共同参与完成。

更多参考:点我

2012年7月2日星期一

眼睛的调节

眼睛的调节

远近调节

人眼如何实现远近调焦的?

现代化的照相机都有自动调焦的对光系统,但都是单机调焦。人类是用两只眼看远近,也就是说人眼看东西时,怎样才可使两眼看到的东西既看得清楚同时又能看成一个,这就是眼科学中的双眼单视问题,这是一个很有趣味也是防治近视所要了解的一个极为重要的问题。


生物进化中,视觉功能也是由低级动物只靠光感来判断前进和后退,逐渐进化到哺乳动物有了形觉功能,可以辨别物体的细节。人眼不但有形觉功能,还具有‘双眼单视和辨别物体远近和表面凹凸的立体视觉。为了能使两眼看远看近时看得清楚,就要不断地改变晶状体的形状进行调节。另一方面,为了维持双眼单视,还要靠眼球外面的内直肌忽张忽弛,才可使两眼的视线聚焦在眼前同一目标。

     正常情况下,5米以外的平行光线,通过眼的屈光系统(角膜、房水、晶状体、玻璃体),不需要调节,可以聚焦在视网膜黄斑中心凹处,形成清晰的像。看近时,大脑发出神经冲动,使睫状肌收缩,晶状体表面曲率改变(晶状体通过晶状体悬韧带与睫状肌相连),同时伴有眼睛内聚,瞳孔缩小,使光线聚焦在视网膜黄斑中心凹处,形成清晰的像,随年龄的增加,晶状体硬度增加,弹性减低,眼的调节能力减弱,出现看近不清晰,需要戴老花镜。

晶状体在视远近不同物体时,大小不会发生变化,只是通过睫状肌的收缩和松弛,发生厚度上的变化。在看近处物体时,睫状肌收缩,晶状体厚度增加,屈光能力变大。

对眼睛看远近物时调节的总结:

看近物时
看远处时
睫状肌
收缩
放松
悬韧带
放松
拉紧
焦距
缩短
拉长


睫状体位于虹膜的根部与脉络膜之间,为一宽约6mm的环状组织,其矢断面呈三角形,内含睫状肌。睫状体与晶状体赤道部之间有纤细的晶状体悬韧带相连结。晶 状体形如双凸透镜,富有弹性,当睫状体收缩时,悬韧带松驰,晶状体借助自身弹性变凸,焦距变短,屈光度改变,看近的物体就很清晰,若长时间看近处的物体, 为了保持双眼单视,双眼还需内转,睫状体长时间处于收缩紧张状态,我们就会感到眼睛疲劳。


当我们看远处5m之外物体时,光线平行进入眼睛,两眼视轴平行, 调节松驰,这时睫状体放松,使悬韧带保持张紧,晶状体变得较为扁平,使其曲率半径增大,焦距变长,远处物体就看得清楚。随着年龄的增大,大约在40~45 岁开始,晶状体逐渐硬化,弹性下降,睫状体的功能也逐渐下降,看近处物体时,因调节作用减弱,就会觉得不清楚,为了看清目标,常习惯把目标放得远一些,而 看远处物体因无需太多调节,则还可以看清,临床上称为“老视”,俗称“老花”,这时就要配眼镜来补充调节功能的下降。 http://www.cnblogs.com/diylab/archive/2011/01/17/1932386.html

■ 睫状肌虽然和悬韧带相连,但是并不是「一体成形」,而是由睫状肌带动悬韧带动作。

 悬韧带主要由秦氏小带的纤维组成,秦氏小带纤维附着于水晶体的表面被膜上,平常它的张力使水晶体呈现较扁平状。

 例如在看近物时,睫状肌收缩,把自己拉往前且使额部移向眼睛的轴心,这使得悬韧带作用于水晶体的张力放松,而使水晶体从扁平变得较球状,而把焦距对准近物,使得近物之影像变清晰。




光暗调节

人类和很多动物(除了少数鱼类)的瞳孔由不自觉的虹膜伸缩控制大小,以调节入眼内的光线强度。此称为瞳孔反射。例如,人类瞳孔在强光下直径大约1.5毫米,在暗淡光线中扩大到8毫米左右。

动物的瞳孔形状由玻璃体的光学特性、视网膜的形状和敏感度,以及物种的生存环境和需要决定。一般为圆形或缝状,有些水生动物的瞳孔则有更奇异的形状。缝状瞳孔常见于活动在不同光线强度下的动物。在强光下,这类瞳孔缩成细缝,然而仍然允许光线落到视网膜很大部分。开缝的方向可能与动物需要以高敏感度察觉的运动方向有关。例如家猫的瞳孔为竖立,便于察觉老鼠等猎物的横向运动。很多蛇类也是缝状瞳孔。


在用闪光灯照相的时候,瞳孔来不及及时关闭,闪光照亮眼底血管丰富的视网膜,形成红眼现象。具有“防红眼”功能的相机是预闪一次光,使瞳孔在正式闪光的时候已经达到收缩状态。

瞳孔反射


要了解什么是瞳孔反射,首先要知道什么是瞳孔。瞳孔是动物或人眼睛内虹膜中心的小圆孔,为光线进入眼睛的通道。虹膜上平滑肌的伸缩,可以使瞳孔的口径缩小或放大,控制进入瞳孔的光量。它在亮光处缩小,在暗光处散大。在虹膜中有两种细小的肌肉,一种叫瞳孔括约肌,它围绕在瞳孔的周围,宽不足1mm,它主管瞳孔的缩小,受动眼神经中的副交感神经支配;另一种叫瞳孔开大肌,它在虹膜中呈放射状排列,主管瞳孔的开大,受交感神经支配。这两条肌肉相互协调,彼此制约,一张一缩,以适应各种不同的环境。

瞳孔的大小可以控制进入眼内的光量。一般人瞳孔的直径可变动于1.5-8.0mm之间。假定人由光亮处进入暗室时瞳孔直径可增加5倍,那么瞳孔的受光面积应增大25倍;可见瞳孔的变化,有保持在不同光照情况下进入眼内的光量较为恒定的作用。但暗室中较强阳光照射的光照强度实际减弱约100万倍,因而单靠瞳孔大小的改变,远不足以使进入眼内的光量光亮保持恒定。事实上,人眼在不同的亮度情况下是靠视网膜中不同的感光细胞来接受光刺激的,在暗光处起作用的视杆细胞细胞对光的敏感程度要比在亮光处起作用的视锥细胞大得多,因此在暗处看物,只需进入眼内光量适当增加即可。

瞳孔扩散

交感神经的信号可导致扩瞳肌肉收缩,从而扩散瞳孔。面部交感神经受损可以导致单侧瞳孔缩小(Horner's syndrome)。
刺激皮肤、剧烈痛觉以及突如其来的惊奇声音等均可使瞳孔扩大。
人类在看到引起兴趣的物品,或者兴奋的时候瞳孔也会扩大。心理学的研究发现,瞳孔大于平均的人脸,特别是女性的脸被认为更美。
阿托品等药物可以扩散瞳孔,视光学中用来消除验光过程中瞳孔反射的影响。另外LSD、可卡因等毒品也可导致瞳孔扩散。
瞳孔扩散被用来确认死亡,是判断死亡的其中一个指标。

瞳孔缩小

眼睛遇到强光时,虹膜括约肌(iris sphincter muscle)收缩导致瞳孔缩小以保护眼底。这个过程受脑干支配。因而医学上用失去瞳孔反射来判定死亡。
人看到厌恶或憎恨的对象的时候瞳孔会收缩。另外吗啡、海洛因等药物也会导致瞳孔缩小。

光线
环状肌
放松收缩
辐射状肌
收缩放松
瞳孔
放大缩小

几个与眼睛和视觉有关的flash课件

凸透镜的应用


http://newbbs.etiantian.com/coopersch/bbs/temp/1132211947109.swf


人眼的光学系统



http://jpkc.tongji.edu.cn/jpkc/guangxue/sucai/xsflas/rydg.swf

眼睛的结构


眼睛的科学



生理光学--眼睛与视觉


眼睛与视力矫正