目次運動生理學索引 xviii ■ 譯者序 xix ■ 本書章節導遊 xx ■ 致謝 xxiv
1
恆定：人體生理學的架構 1
(Homeostasis: A Framework for Human Physiology)
1.1 人體生理學涵蓋的範圍 2
1.2 身體是如何組成的？ 2
肌肉細胞與組織 3
神經元與神經組織 3
表皮細胞與表皮組織 3
結締組織細胞與結締組織 4
器官與器官系統 4
1.3 體液的分區 4
1.4 恆定：生理學的決定性特徵 5
1.5 恆定控制系統的一般特性 7
回饋系統 8
設定點重設 8
前饋調節 9
1.6 恆定控制系統的組成 9
反射 9
局部恆定反應 11
1.7 細胞間化學信使在恆定中扮演的角色 11
1.8 恆定相關過程 12
適應及水土適應 12
生物韻律 12
體內化學物質的平衡 13
1.9 生理學一般原理 14
臨床案例研究 17
測驗題─記憶與理解 18
生理問題探索解答 19
2
身體的化學組成及其與生理學的關聯 20
(Chemical Composition of the Body and Its Relation to Physiology)
2.1 原子 21
原子組成 21
原子序 22
原子量 22
離子 23
身體的組成原子 23
2.2 分子 23
共價鍵 23
離子鍵 25
氫鍵 25
分子形態 25
離子分子 26
自由基 26
2.3 溶液 27
水 27
分子的溶解度 28
濃度 28
氫離子與酸度 29
2.4 有機分子的分類 30
碳水化合物 30
脂質 31
蛋白質 34
核酸 38
臨床案例研究 41
測驗題─記憶與理解 42
生理問題探索解答 43
3
細胞結構、蛋白質與代謝路徑 44
(Cellular Structure, Proteins, and Metabolic Pathways)
第一節
細胞構造 45
3.1 顯微鏡下的細胞 45
3.2 膜 46
膜的結構 46
膜的聯結 49
3.3 胞器 51
細胞核 51
核糖體 51
內質網 51
高爾基體 52
內小體 52
粒線體 52
溶小體 53
過氧化酶體 54
穹窿體 54
細胞骨架 55
第二節
蛋白質合成、分解與分泌 57
3.4 基因編碼 57
3.5 蛋白質合成 58
轉錄：信使核糖核酸合成 58
轉譯：多胜肽合成 60
蛋白質合成調控 63
突變 64
3.6 蛋白質分解 64
3.7 蛋白質分泌 64
第三節
蛋白質與配體的互動 66
3.8 結合區特性 66
化學專一性 67
親和力 68
飽和度 68
競爭性 69
3.9 結合區特性的調節 69
異位性調節 69
共價性調節 70
第四節
化學反應與酵素 71
3.10 化學反應 72
反應速率的決定因素 72
可逆與不可逆反應 72
質量作用定律 73
3.11 酵素 73
輔助因子 74
3.12 酵素輔助反應的調節 74
受質濃度 74
酵素濃度 75
酵素活性 75
3.13 多重酵素反應 76
第五節
代謝路徑 77
3.14 細胞的能量轉移 78
糖解作用 78
克氏循環 80
氧化磷酸化反應 82
3.15 碳水化合物、脂肪與蛋白質代謝 83
碳水化合物代謝 83
脂肪代謝 86
蛋白質與胺基酸代謝 87
代謝總結 88
3.16 必需營養物質 89
維生素 89
臨床案例研究 91
測驗題─記憶與理解 92
生理問題探索解答 94
4
分子穿越細胞膜的移動 95
(Movement of Molecules Across Cell Membrane)
4.1 擴散 96
擴散的大小和方向 96
擴散速率與距離 97
穿越膜的擴散 97
4.2 輔助運輸系統 100
輔助擴散 101
主動運輸 102
4.3 滲透 105
細胞外滲透度及細胞體積 108
4.4 內吞作用與胞吐作用 109
內吞作用 109
胞吐作用 111
4.5 表皮細胞輸送 111
臨床案例研究 114
測驗題─記憶與理解 115
生理問題探索解答 117
5
細胞傳訊生理學 118
(Cell Signaling in Physiology)
5.1 受體 119
受體的種類 119
受體與配體之間的互動 119
受體的調控 122
5.2 訊息傳遞路徑 122
由脂溶性信使引發之路徑 122
由水溶性信使引發之路徑 123
主要的第二信使 126
其他信使 129
訊息傳遞路徑活性的終止 131
臨床案例研究 133
測驗題─記憶與理解 134
生理問題探索解答 135
6
神經傳訊及神經系統的結構 136
(Neuronal Signaling and the Structure of Nervous System)
第一節
神經系統的細胞 137
6.1 神經元的結構與維持 137
6.2 神經元的功能分類 138
6.3 膠細胞 140
6.4 神經的生長與再生 141
神經元的生長與發育 141
神經元的再生 142
第二節
細胞膜電位 143
6.5 電學基本原理 143
6.6 靜止細胞膜電位 144
靜止膜電位的性質與大小 144
離子濃度差的貢獻 145
離子通透度不同的貢獻 147
離子唧筒的貢獻 148
靜止膜電位生成摘要 148
6.7 階梯電位與動作電位 149
階梯電位 149
動作電位 150
第三節
突觸 158
6.8 突觸的功能性解剖 158
電性突觸 158
化學突觸 159
6.9 神經遞質釋放的機制 159
6.10 突觸後細胞的活化 160
神經遞質與受體結合 160
神經遞質從突觸移除 160
興奮性化學突觸 160
抑制性化學突觸 161
6.11 突觸整合 161
6.12 突觸強度 163
突觸前機制 163
突觸後機制 164
藥物及疾病對突觸傳遞的調節 164
6.13 神經遞質與神經調質 165
乙醯膽鹼 166
生物胺 166
胺基酸神經遞質 168
神經胜肽 169
氣體 169
嘌呤 170
6.14 神經作用器的聯繫 170
第四節
神經系統的結構 171
6.15 中樞神經系統：腦 171
前腦：大腦 173
前腦：間腦 174
後腦：小腦 175
腦幹：中腦、橋腦，與延腦 175
6.16 中樞神經系統：脊髓 175
6.17 週邊神經系統 176
6.18 自主神經系統 178
6.19 與腦部有關的保護組成 182
腦膜與腦脊髓液 182
血腦障壁 182
臨床案例研究 185
測驗題─記憶與理解 186
生理問題探索解答 187
7
感覺生理 189
(Sensory Physiology)
第一節
一般原理 190
7.1 感覺受器 190
接受器電位 191
7.2 初級感覺編碼 192
刺激種類 192
刺激強度 193
刺激位置 193
中樞對於輸入訊息的調控 196
7.3 感覺系統的上行神經通路 196
7.4 聯合皮質與知覺處理 198
影響知覺的因子 198
第二節
特定感覺系統 200
7.5 體感覺 200
觸覺與壓覺 200
體姿及運動 200
溫覺 201
痛覺 201
體感覺系統之神經路徑 204
7.6 視覺 204
光 204
眼睛解剖概述 205
視覺的光學 206
光接受器細胞及光轉換 208
視覺的神經通路 210
顏色視覺 213
色盲 213
眼球的移動 214
眼睛的常見疾病 215
7.7 聽覺 215
聲音 215
聲音在耳中的傳導 216
柯氏器上的毛細胞 218
聽覺的神經通路 219
7.8 前庭系統 220
半規管道 221
橢圓囊與圓囊 222
前庭訊息及其路徑 222
7.9 化學感覺 223
味覺 223
嗅覺 224
臨床案例研究 227
測驗題─記憶與理解 229
生理問題探索解答 230
8
意識、腦與行為 232
(Consciousness, the Brain, and Behavior)
8.1 意識狀態 233
腦電圖 233
清醒狀態 234
睡眠 234
意識狀態的神經基質 236
昏迷與腦死 238
8.2 意識經驗 239
注意力選擇 239
意識經驗的神經機制 240
8.3 動機與感情 241
動機 241
感情 242
8.4 意識的變態 243
精神分裂 243
情緒失調：抑鬱及雙極性障礙 244
精神性藥物、依賴性及抗藥性 245
8.5 學習與記憶 246
記憶 246
學習與記憶的神經基礎 247
8.6 大腦的專屬與語言 248
臨床案例研究 251
測驗題─記憶與理解 253
生理問題探索解答 253
9
肌肉 255
(Muscle)
第一節
骨骼肌 256
9.1 構造 256
細胞構造 256
結締組織構造 257
纖維構造 258
肌節構造 258
其他肌纖維構造 259
9.2 骨骼肌收縮的分子機制 260
細胞膜興奮：神經肌肉連結 260
興奮—收縮連結 263
纖維滑動機制 265
9.3 單一肌細胞收縮的力學 267
單次收縮 268
負重—速度關係 270
頻率—張力關係 270
長度—張力關係 271
9.4 骨骼肌的能量代謝 272
肌酐酸 272
氧化磷酸化 273
糖解反應 273
肌肉疲乏 274
9.5 骨骼肌細胞的種類 274
9.6 整塊肌肉的收縮 276
肌肉張力的控制 276
縮短速度的控制 277
肌肉對運動的調適 277
肌肉與骨骼的槓桿作用 279
9.7 骨骼肌病變 280
肌肉抽筋 280
低鈣強直 280
肌肉萎縮 281
重症肌無力 281
第二節
平滑肌與心肌 284
9.8 平滑肌構造 284
9.9 平滑肌收縮及其控制 285
橫橋的活化 285
細胞漿質鈣離子的來源 286
細胞膜活化 287
平滑肌的種類 289
9.10 心肌 290
心肌的細胞結構 290
心肌的興奮與收縮連結 290
臨案案例研究 293
測驗題─記憶與理解 295
生理問題探索解答 296
10
身體動作的控制 298
(Control of Body Movement)
10.1 運動控制的階級管轄 299
主動與非主動動作 300
10.2 運動神經元的地方性控制 301
中間神經元 301
地方輸入訊息 301
10.3 腦中運動中樞及所控制的下行通路 306
大腦皮質 306
皮質下及腦幹神經核 307
小腦 307
下行通路 308
10.4 肌肉張力 310
不正常的肌肉張力 310
10.5 立姿及平衡的維持 310
10.6 步行 311
臨床案例研究 313
測驗題─記憶與理解 314
生理問題探索解答 315
11
內分泌系統 317
(The Endocrine System)
第一節
激素的一般性質與激素控制系統 318
11.1 激素與內分泌腺體 318
11.2 激素的構造與生成 318
胺類激素 319
胜肽與蛋白質類激素 319
類固醇激素 321
11.3 激素在血液中的輸送 325
11.4 激素的代謝與排泄 325
11.5 激素的作用機制 325
激素受體 325
激素與受體結合所引發的事件 326
激素的藥理作用 327
11.6 控制激素分泌的輸入 327
受血漿中礦物質離子或有機養分控制 327
受神經元控制 328
受其他激素控制 328
11.7 內分泌失調類型 328
分泌不足 328
分泌過多 329
反應不足及反應過度 329
第二節
下視丘與腦下腺 331
11.8 下視丘與腦下腺參與之控制系統 331
腦下腺後葉激素 332
腦下腺前葉激素與下視丘 332
第三節
甲狀腺 337
11.9 甲狀腺激素的合成 337
11.10 甲狀腺功能的控制 339
11.11 甲狀腺激素的作用 339
代謝作用 340
允許作用 340
生長與發育 340
11.12 甲狀腺功能不足與甲狀腺功能亢進 340
第四節
內分泌對壓力的反應 342
11.13 皮質醇的生理功能 342
11.14 皮質醇於壓力下的功能 343
11.15 腎上腺功能不足與庫興氏症候群 344
11.16 壓力下分泌的其他激素 345
第五節
生長的內分泌控制 346
11.17 骨骼生長 346
11.18 影響生長的環境因子 347
11.19 激素對生長的影響 347
生長激素與類胰島素生長因子 347
甲狀腺激素 349
胰島素 349
性激素 349
皮質醇 349
第六節
鈣離子恆定的內分泌控制 350
11.20 鈣離子恆定的作用位置 350
骨骼 350
腎臟 351
胃腸道 351
11.21 激素控制 351
副甲狀腺素 351
1,25-雙羥維生素D 352
降鈣素 353
11.22 代謝性骨骼疾病 353
血鈣過高 353
血鈣過低 354
臨床案例研究 355
測驗題─記憶與理解 357
生理問題探索解答 358
12
心血管生理 360
(Cardiovascular Physiology)
第一節
循環系統綜覽 361
12.1 循環系統組成 361
血液 361
血漿 362
血球 362
血流 365
循環 366
12.2 壓力、流量以及阻力 367
第二節
心臟 370
12.3 解剖構造 370
心肌 371
12.4 心跳的協調 373
興奮的順序 373
心臟的動作電位及竇房結的活化 374
心電圖 376
興奮－收縮連結 376
心臟的不反應期 378
12.5 心臟週期的機械事件 378
心舒中期到心舒晚期 381
心縮期 381
心舒早期 381
肺循環壓力 382
心音 382
12.6 心輸出量 383
心跳速率的控制 383
心搏量的控制 384
12.7 心臟功能的測定 386
第三節
血管系統 388
12.8 動脈 389
動脈壓 390
體動脈壓的測量 391
12.9 微動脈 391
局部控制 393
外因性控制 395
內皮細胞與血管平滑肌 396
特定器官的微動脈控制 396
12.10 微血管 396
微血管網的解剖構造 398
微血管的血流速度 399
通過微血管壁的擴散：營養物質以及代謝產物的交換 399
通過微血管壁的整體流：細胞外液的分布 400
12.11 靜脈 403
靜脈壓的決定因素 403
12.12 淋巴系統 405
淋巴液流動的機制 406
第四節
心血管功能的整合：體動脈壓的調節 408
12.13 感壓接受器反射 411
動脈感壓接受器 411
延腦心血管中樞 412
動脈感壓接受器反射的運作 413
其他感壓接受器 413
12.14 血液體積與動脈壓的長期調節 414
12.15 其他心血管反射以及反應 414
第五節
健康與疾病的心血管功能型態 416
12.16 失血及其他造成低血壓的原因 416
休克 417
12.17 直立體姿 417
12.18 運動 418
最大耗氧量以及運動訓練 421
12.19 高血壓 421
12.20 心臟衰竭 422
12.21 肥大性心臟病變 424
12.22 冠狀動脈疾病及心臟病 424
成因與預防 425
藥物治療 426
介入性治療 426
中風與短暫性缺血發作 426
第六節
凝血：防止血液流失 428
12.23 血小板栓的形成 428
12.24 血栓的形成 429
12.25 抗凝血系統 432
對抗血栓形成的因子 432
纖維蛋白分解系統 433
12.26 抗凝血藥物 433
臨床案例研究 435
測驗題─記憶與理解 438
生理問題探索解答 439
13
呼吸生理 442
(Respiratory Physiology)
13.1 呼吸系統的架構 443
主呼吸道與血管 443
氣體交換的場所：肺泡 445
肺臟與胸壁之間的關係 446
13.2 通氣與肺力學原理 446
如何維持呼吸之間透壁壓的穩定平衡？ 448
吸氣 449
呼氣 451
肺順應性 452
呼吸道阻力 453
肺容積與肺容量 454
肺泡通氣量 455
13.3 肺泡與組織的氣體交換 456
氣體分壓 458
肺泡內氣體分壓 458
肺泡與血液間的氣體交換 460
肺泡中通氣量與血流量的配合 461
組織與血液間的氣體交換 462
13.4 氧在血液中的運送 462
氧分壓對血紅素氧飽和度的影響 463
血液中二氧化碳與其他因子，以及不同同功型血紅素對血紅素氧飽合度的影響 465
13.5 二氧化碳在血液中的運送 466
13.6 氫離子在組織與肺之間的運送 467
13.7 呼吸的控制 467
產生週期性呼吸動作的神經機制 468
氧分壓、二氧化碳分壓及氫離子濃度對呼吸的控制 469
運動時呼吸的控制 473
其他的呼吸反應 474
13.8 缺氧 475
為什麼通氣－灌流異常對氧的影響要比對
二氧化碳的大？ 475
肺氣腫 475
高海拔地區的水土適應 476
13.9 肺臟的非呼吸性功能 476
臨床案例研究 480
測驗題─記憶與理解 481
生理問題探索解答 483
14
腎臟以及水和無機離子的調節 484
(The Kidneys and Regulation of Water and Inorganic Ions)
第一節
腎臟生理學基本原理 485
14.1 腎臟功能 485
14.2 腎臟及泌尿系統的構造 485
14.3 腎臟的基本作用 489
腎絲球過濾 490
腎小管重吸收 493
腎小管分泌 494
腎小管細胞的代謝 495
細胞膜通道及轉運子的調節 495
腎小管「各段的分工」 495
14.4 清除率的觀念 495
14.5 排尿作用 496
尿失禁 497
第二節
離子與水平衡的調節 498
14.6 鈉與水的全身性平衡 498
14.7 腎臟處理鈉和水的基本方式 499
鈉離子的初級主動重吸收 499
鈉離子的重吸收帶動水的重吸收 499
尿液濃縮：逆流倍增系統 501
14.8 腎臟對於鈉的調節 505
腎絲球過濾率的控制 506
鈉離子重吸收的控制 506
14.9 腎臟對於水的調節 509
滲透度接受器對於血管加壓素分泌的控制 509
感壓接受器對於血管加壓素分泌的控制 510
14.10 摘要例證：對出汗的反應 510
14.11 口渴和嗜鹽 510
14.12 鉀的調節 511
腎臟對於鉀離子的調節 511
14.13 腎臟對鈣與磷酸根離子的調節 512
14.14 摘要：分工 513
14.15 利尿劑 513
第三節
氫離子的調節 516
14.16 氫離子增減的來源 516
14.17 人體對於氫離子的緩衝 517
14.18 恆定控制的整合 517
14.19 腎臟機制 517
碳酸氫根的處理 517
將新生成的碳酸氫根加入血漿 518
14.20 酸中毒和鹼中毒的分類 519
臨床案例研究 521
測驗題─記憶與理解 523
生理問題探索解答 524
15
食物的消化與吸收 526
(The Digestion and Absorption of Food)
15.1 消化系統總覽 527
15.2 胃腸道管壁的結構 528
15.3 胃腸道及附屬器官的一般功能 531
15.4 消化與吸收 533
碳水化合物 534
蛋白質 534
脂肪 535
維生素 537
水及礦物質 538
15.5 胃腸活動如何調節？ 538
基本原則 539
口、咽及食道 541
胃 543
胰臟分泌 548
膽汁生成與分泌 550
小腸 552
大腸 553
15.6 消化系統的病理生理 554
潰瘍 554
嘔吐 556
膽結石 556
乳糖不耐症 557
便秘與腹瀉 557
臨床案例研究 561
測驗題─記憶與理解 562
生理問題探索解答 563
16
有機代謝及能量平衡的調節 564
(Regulation of Organic Metabolism and Energy Balance)
第一節
碳水化合物、蛋白質及脂肪代謝的控制與整合 565
16.1 吸收期與吸收後期發生的事件 565
吸收期 565
吸收後期 568
16.2 吸收期及吸收後期的內分泌及
神經控制 570
胰島素 570
升糖素 574
通往肝臟及脂肪組織的腎上腺素及
交感神經 574
皮質醇 575
生長激素 575
低血糖 576
16.3 運動及壓力下的能量恆定 576
第二節
全身能量平衡及溫度的調節 578
16.4 能量消耗的一般原理 578
代謝率 579
16.5 全身能量儲存的調節 580
進食的控制 581
過重及肥胖 582
進食疾病：精神性厭食症及貪食症 583
我們該吃什麼？ 583
16.6 體溫的調節 583
熱量流失或獲得的機制 584
溫度調節反射 585
對溫度的水土適應 587
16.7 發燒與過熱 587
臨床案例研究 590
測驗題─記憶與理解 592
生理問題探索解答 594
17
生殖生理 595
(Reproduction)
第一節
配子生成、性別決定與性別分化；生殖內分泌學的一般原理 596
17.1 配子生成 596
17.2 性別決定 598
17.3 性別分化 598
性腺的分化 598
內外性器官的分化 598
腦部的性別分化 601
17.4 生殖內分泌學的一般原理 602
雄性素 602
雌性素與助孕酮 603
性腺類固醇的作用 603
下視丘－腦下腺－性腺控制 603
第二節
男性生殖生理 605
17.5 解剖構造 605
17.6 精子生成 606
賽氏細胞 607
萊氏細胞 607
成熟精子的生成 608
17.7 精子輸送 608
勃起 608
射精 609
17.8 男性生殖功能的激素控制 609
睪丸的控制 609
睪固酮 610
17.9 青春期 611
第二性徵與生長 611
性行為 611
同化類固醇的使用 611
17.10 性腺功能不足症 611
17.11 男性更年期 612
第三節
女性生殖生理 613
17.12 解剖構造 614
17.13 卵巢功能 614
卵子生成 615
濾泡生長 615
黃體形成 617
卵巢激素的合成位置 617
17.14 卵巢功能的控制 617
濾泡期早期和中期之濾泡發育與雌性素
合成 618
黃體生成素之分泌高峰與排卵 620
黃體期 621
17.15 月經週期中子宮的變化 621
17.16 性腺類固醇的其他作用 623
17.17 青春期 623
17.18 女性性反應 624
17.19 懷孕 624
卵子輸送 624
性交、精子輸送及能化 624
受精 625
早期發育、著床與胎盤形成 626
懷孕期激素與其他變化 629
分娩 630
哺乳 633
避孕 635
不孕 636
17.20 停經 636
臨床案例研究 639
測驗題─記憶與理解 640
生理問題探索解答 642
18
免疫系統 643
(The Immune System)
18.1 負責免疫防禦的細胞及其分泌 644
免疫細胞 644
免疫細胞的分泌：細胞介素 645
18.2 先天免疫反應 645
體表的防禦 645
發炎 645
干擾素 650
類Toll受體 651
18.3 後天免疫反應 652
概論 652
淋巴器官及淋巴球起源 652
B細胞及T細胞的功能：體液與細胞負責的
反應 654
淋巴球受體 654
將抗原呈現給T細胞 658
天生殺手（NK）細胞 659
免疫耐受性的發生 660
由抗體所負責之免疫反應：對於細菌、細胞外病毒及毒素之防禦 660
對於病毒感染細胞及癌細胞的防禦 664
18.4 感染的全身性表現 665
18.5 改變身體對抗感染能力的因子 667
後天免疫缺陷症候群（AIDS） 668
抗生素 669
18.6 有害的免疫反應 669
移植物排斥 669
輸血反應 669
過敏 670
自體免疫疾病 672
過度的發炎反應 672
臨床案例研究 678
測驗題─記憶與理解 680
生理問題探索解答 681
19
醫學生理學：以臨床病例做整合 682
(Medical Physiology: Integration Using Clinical Cases)
第一節
一位表現心悸及不耐熱女性的病例研究 683
19.1 病例陳述 683
19.2 身體檢查 683
19.3 實驗室檢驗 684
19.4 診斷 684
19.5 生理整合 686
19.6 治療 686
第二節
一位長途飛行後出現胸痛男性的
病例研究 687
19.7 病例陳述 687
19.8 身體檢查 687
19.9 實驗室檢驗 688
19.10 診斷 688
19.11 生理整合 689
19.12 治療 689
第三節
一位具有腹痛、發燒及循環系統衰竭
男性的病例研究 690
19.13 病例陳述 690
19.14 身體檢查 690
19.15 實驗室檢驗 690
19.16 診斷 691
19.17 生理整合 692
19.18 治療 693
第四節
一位具有噁心、臉紅及出汗大學生
的病例研究 694
19.19 病例陳述 694
19.20 身體檢查 694
19.21 實驗室檢驗 695
19.22 診斷 695
19.23 生理整合 695
19.24 治療 696
附錄A：測驗題解答 A-1
附錄B：臨床名詞索引 A-17
附錄C：血中經常測定變數的濃度範圍值 A-21
圖片來源 CI
名詞解釋／索引 GI-1
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