Directions: Define the following terms clearly and comprehensively, including their core definition, physiological basis, measurement methods (if applicable) and functional significance.
- 肺扩散容量
- 行波理论
- 下丘脑调节肽
- 核心定义
肺扩散容量是指在单位分压差(通常为 1mmHg)作用下,单位时间内(每分钟)气体通过肺换气膜从肺泡扩散到血液(或反之)的气体量,是评价肺换气功能的核心指标,单位为 mL/(min・mmHg)。其本质是反映肺换气膜的通透性、面积及气体与血红蛋白结合能力的综合参数。
- 生理基础与影响因素
- 结构基础:肺换气膜由肺泡上皮、毛细血管内皮及两层膜之间的间质构成,总厚度仅 0.2-0.6μm,且肺泡与毛细血管接触面积达 50-100m²,为气体扩散提供了良好结构条件;
- 核心影响因素:
- 膜通透性与厚度:如肺纤维化、肺水肿时,膜厚度增加,D_L 降低;
- 扩散面积:如肺不张、肺气肿时,肺泡 - 毛细血管接触面积减少,D_L 降低;
- 气体溶解度与分子量:CO₂的溶解度是 O₂的 20 倍,故 CO₂的 D_L 远大于 O₂(正常成人静息时,O₂的 D_L 约为 20mL/(min・mmHg),CO₂约为 400mL/(min・mmHg));
- 血流与通气匹配:通气 / 血流比值(V/Q)失衡(如肺栓塞时血流减少)会间接降低 D_L,因部分通气区域无足够血流完成气体交换。
- 测量方法与临床意义
- 常用测量法:单次呼吸法(测量 O₂的 D_L)、稳态法(测量 CO 的 D_L,因 CO 与血红蛋白结合能力强,可忽略血液中溶解的 CO,简化计算);
- 临床价值:D_L 降低常见于肺间质疾病、肺血管疾病、肺气肿等,是早期诊断肺换气功能障碍的敏感指标;运动员的 D_L 通常高于普通人,体现了机体对高氧需求的适应性调节。
- 核心定义
行波理论是解释内耳(耳蜗)如何感知声音频率(音调)的核心理论,由冯・贝凯西(Georg von Békésy)通过显微镜观察提出,其核心观点为:声音刺激引起基底膜振动,振动以 “行波” 形式从耳蜗底部(靠近卵圆窗)向顶部(靠近蜗顶)传播,不同频率的声音在基底膜上形成最大振幅的部位不同,从而实现频率分辨。
- 生理机制与频率分辨逻辑
- 基底膜结构特性:基底膜从底部到顶部宽度逐渐增加(底部约 0.04mm,顶部约 0.5mm),刚度逐渐降低(底部刚度高,顶部刚度低),这种 “宽 - 刚度梯度” 是行波理论的结构基础;
- 行波传播过程:
- 高频声音(如 20000Hz):振动能量主要在基底膜底部(刚度高、宽度窄)被吸收,形成最大振幅,对应耳蜗底部的毛细胞兴奋,产生高频听觉;
- 低频声音(如 20Hz):振动能量可传播至基底膜顶部(刚度低、宽度宽),在顶部形成最大振幅,对应耳蜗顶部的毛细胞兴奋,产生低频听觉;
- 中频声音:最大振幅位于基底膜中部,实现中频频率的分辨。
- 实验证据与学术意义
- 实验支撑:冯・贝凯西通过解剖标本直接观察到基底膜的行波振动,且通过破坏耳蜗不同部位,发现破坏底部会导致高频听力丧失,破坏顶部会导致低频听力丧失,直接验证了理论;
- 学术价值:行波理论首次明确了耳蜗频率分辨的物理基础,取代了早期的 “共振理论”,为听觉生理研究奠定了基础,也为临床耳聋(如感音神经性耳聋)的定位诊断提供了理论依据(如高频听力下降提示耳蜗底部病变)。
- 核心定义
下丘脑调节肽是由下丘脑促垂体区(主要为弓状核、视上核、室旁核等)神经内分泌细胞合成并分泌的小分子肽类物质,通过垂体门脉系统运输至腺垂体,调节腺垂体激素的合成与释放,是连接神经系统与内分泌系统的关键信号分子,目前已发现的 HRPs 共 9 种(如促甲状腺激素释放激素 TRH、促性腺激素释放激素 GnRH 等)。
- 分类与功能特点
- 按功能分类:
- 促释放激素:促进腺垂体激素释放,如 TRH 促进促甲状腺激素(TSH)释放、GnRH 促进黄体生成素(LH)和卵泡刺激素(FSH)释放;
- 抑制释放激素(也称 “抑制素”):抑制腺垂体激素释放,如生长抑素(SS)抑制生长激素(GH)和 TSH 释放、催乳素抑制因子(PIF,现认为是多巴胺)抑制催乳素(PRL)释放;
- 共同功能特点:
- 微量高效:仅需纳摩尔(nmol)级浓度即可发挥显著调节作用;
- 特异性与交叉性:多数 HRPs 特异性调节一种腺垂体激素(如 TRH 主要调节 TSH),但部分存在交叉调节(如 GnRH 也可轻微促进 GH 释放);
- 脉冲式分泌:如 GnRH 以每 90-120 分钟一次的脉冲形式分泌,维持腺垂体激素的稳定释放。
- 调节机制与生理意义
- 调节路径:下丘脑通过 “神经 - 体液调节” 整合中枢神经系统信号(如光照、情绪、温度),调控 HRPs 的分泌,进而通过腺垂体激素调节外周内分泌腺(甲状腺、肾上腺皮质、性腺)的功能,形成 “下丘脑 - 腺垂体 - 靶腺轴”(如下丘脑 - 垂体 - 甲状腺轴);
- 生理意义:HRPs 是机体内分泌系统的 “中枢调节器”,维持生长发育、代谢、生殖、应激等核心生理功能的稳定,如 GH 的调节依赖 SS 与生长激素释放激素(GHRH)的平衡,TRH 的调节确保甲状腺激素水平适应环境温度变化。
Directions: Answer the following questions in depth, including their core mechanisms, regulatory pathways, experimental evidence (if applicable) and clinical implications. Ensure the logic is rigorous and the content is comprehensive.
- 大脑皮层对躯体运动的调节
- 胃泌素(gastrin)的生理作用
- 核心调节结构与功能分区
大脑皮层对躯体运动的调节主要通过 “皮层运动区” 实现,核心功能区包括:
- 初级运动皮层(M1 区,位于中央前回,Brodmann 4 区):是躯体运动调节的核心区域,具有 “交叉性调节”(一侧皮层调节对侧躯体运动)、“功能定位精细”(不同部位对应不同躯体运动,如手区占比远大于躯干区,形成 “运动小人”)、“定位与运动复杂度相关”(复杂运动如手指精细运动的皮层代表区更大)的特点;
- 运动前区(位于中央前回前方,Brodmann 6 区):主要参与运动计划与动作协调,如在执行复杂动作前,运动前区先整合视觉、听觉等感觉信息,规划运动序列;
- 辅助运动区(位于运动前区内侧):参与双侧躯体运动的协调(如双手协同动作)及运动记忆的储存(如熟练动作的自动化执行)。
- 核心调节路径与机制
大脑皮层通过两条主要通路调节躯体运动,形成 “分级调节” 体系:
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- 皮层脊髓束(直接通路):
- 路径:初级运动皮层锥体细胞→内囊→脑干→脊髓前角运动神经元;
- 功能:分为皮层脊髓侧束(交叉至对侧,支配四肢远端肌肉,负责精细运动如手指抓握)和皮层脊髓前束(不交叉或不完全交叉,支配躯干和四肢近端肌肉,负责姿势维持和粗略运动);
- 机制:直接激活脊髓前角 α 运动神经元,快速精准控制骨骼肌收缩,是精细运动的主要调节通路。
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- 皮层脑干束与皮层 - 皮层下通路(间接通路):
- 皮层脑干束:皮层运动区→脑干脑神经运动核(如面神经核、舌下神经核),调节头面部肌肉运动(如咀嚼、表情);
- 皮层 - 皮层下通路:皮层→基底神经节(尾状核、壳核)→丘脑→皮层运动区,或皮层→小脑→丘脑→皮层运动区,参与运动的协调性、节律性和姿势稳定性调节;
- 机制:通过基底神经节和小脑的 “反馈调节” 修正运动误差,如小脑可感知运动指令与实际运动的偏差,通过丘脑反馈至皮层,调整运动参数,确保动作平稳准确。
- 调节特点与临床意义
- 核心特点:分级调节(皮层→皮层下核团→脊髓→肌肉)、交叉调节(除头面部部分肌肉外,均为对侧调节)、可塑性(如长期训练可使特定运动的皮层代表区扩大,如钢琴家的手指运动区占比增加);
- 临床意义:皮层运动区损伤(如脑梗死、脑出血)会导致对侧躯体运动障碍,如中央前回损伤可导致对侧肢体瘫痪(偏瘫),且精细运动障碍(如手指运动)通常比粗略运动障碍(如躯干运动)更明显;基底神经节损伤(如帕金森病)会导致运动迟缓、震颤,小脑损伤会导致运动共济失调,均体现了大脑皮层 - 皮层下通路的调节作用。
- 胃泌素的合成与释放调节
- 合成部位:主要由胃窦部的 G 细胞合成(少量由十二指肠上段的 G 细胞合成),以两种主要形式存在:G17(17 个氨基酸,占胃泌素总量的 80%,生物活性强)和 G34(34 个氨基酸,活性较弱,半衰期较长);
- 释放刺激因素:
- 化学刺激:胃腔内的蛋白质消化产物(如肽类、氨基酸)是最强刺激,胃酸(HCl)浓度降低时也会促进释放(负反馈调节);
- 神经刺激:迷走神经末梢释放乙酰胆碱(ACh),直接激活 G 细胞释放胃泌素;
- 机械刺激:胃扩张(如进食后胃容积增加)通过牵张感受器反射性促进释放。
- 核心生理作用(按靶器官分类)
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- 对胃的作用(主要作用):
- 促进胃酸分泌:是胃泌素最核心的功能,通过激活胃底壁细胞的 CCK-B 受体,促进 H⁺-K⁺-ATP 酶活性,增加胃酸(HCl)分泌;同时促进壁细胞增殖,维持壁细胞数量稳定;
- 调节胃蛋白酶原分泌:促进胃主细胞分泌胃蛋白酶原(经胃酸激活为胃蛋白酶,参与蛋白质消化);
- 促进胃运动与排空:增强胃窦部平滑肌收缩,促进胃排空(但过量胃泌素可能导致胃排空延迟,因过度收缩可能阻塞幽门)。
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- 对肠道的作用:
- 促进胰液与胆汁分泌:通过刺激胰腺腺泡细胞分泌胰酶(如胰蛋白酶、脂肪酶),刺激胆管上皮细胞分泌胆汁,辅助小肠消化;
- 促进肠道黏膜生长:作为 “营养性激素”,促进小肠黏膜上皮细胞增殖,维持肠道黏膜屏障功能,如在肠切除术后,胃泌素可促进肠道黏膜修复。
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- 对其他器官的作用:
- 促进胰岛素释放:在进食后,胃泌素可通过胃肠 - 胰岛轴(incretin 效应)促进胰岛 β 细胞释放胰岛素,为血糖调节提供 “提前信号”;
- 调节胆囊收缩:轻微促进胆囊收缩,协助胆汁排入小肠(但作用弱于缩胆囊素 CCK)。
- 调节异常与临床关联
- 胃泌素瘤(Zollinger-Ellison 综合征):胰岛 G 细胞肿瘤过度分泌胃泌素,导致胃酸大量分泌,引发顽固性消化性溃疡、腹泻,是临床 “高胃酸血症” 的重要病因;
- 胃酸抑制药的影响:长期使用质子泵抑制剂(如奥美拉唑)抑制胃酸,会通过负反馈促进胃泌素释放,导致血清胃泌素水平升高(称为 “继发性高胃泌素血症”),但通常无明显临床症状;
- 生理调节的临床应用:如在胃肠功能紊乱患者中,可通过检测血清胃泌素水平判断是否存在胃泌素调节异常,为诊断和治疗提供依据。
以《生理学》(朱大年主编)、《医学生理学》(Guyton & Hall)为核心教材,围绕 “器官结构→生理功能→调节机制” 展开复习,如学习 “大脑皮层运动调节” 时,需结合大脑皮层分区解剖图,理解功能定位与结构的关联;学习 “胃泌素作用” 时,结合胃肠道细胞分布(G 细胞、壁细胞、主细胞)理解调节路径。
考博生理学注重 “理论的实验基础”,如行波理论需掌握冯・贝凯西的解剖观察实验,肺扩散容量需了解测量方法的原理,备考时可阅读《生理学实验方法学》等书籍,或参考《美国生理学杂志》(American Journal of Physiology)的经典论文,提升答案的学术性。
博士阶段的生理学考查常涉及临床场景,如肺扩散容量与肺疾病的关联、胃泌素瘤的病理生理机制,备考时需结合《内科学》《病理生理学》相关内容,分析生理调节异常的临床表现,避免纯理论记忆,体现 “基础医学服务临床医学” 的思维。
通过系统利用真题资料和科学的备考方法,考生可高效提升生理学专业素养和考博应试能力,助力顺利上岸上海第二医科大学博士研究生。