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昆虫生理学第五章循环系统昆虫的循环系统昆虫的循环系统 昆虫的循环系统昆虫的循环系统(circulatory system)属开放式，属开放式，不像哺乳动物那样具有与体腔完全分离的分级网不像哺乳动物那样具有与体腔完全分离的分级网管系统，它的整个体腔就是血腔，所有内部器官管系统，它的整个体腔就是血腔，所有内部器官都浸浴在血液中昆虫的血液兼有哺育动物的血都浸浴在血液中昆虫的血液兼有哺育动物的血液及其淋巴液的特点，因此又称液及其淋巴液的特点，因此又称血淋巴血淋巴昆虫开放式循环系统的特点是血压低，血量大，并随着取食和生理状态的不同，其血液的组成变化很大其主要功能是运输养料、激素和代谢废物，维持正常生理所需的血压、渗透压和离子平衡，参与中间代谢，清除解离的组织碎片，修补伤口，对侵染物产生免疫反应，以及飞行时调节体温等昆虫的循环系统没有运输氧的功能，氧气由气管系统直接输入各种组织器官内，所以昆虫大量失血后，不会危及生命安全，但可能破坏正常的生理代谢昆虫血液循环的特点昆虫血液循环的特点 高等高等动动物物昆虫昆虫封封闭闭着，着，严严密的静脉系密的静脉系统统开放式，无开放式，无严严密的静脉密的静脉系系统统执执行气体交行气体交换换，血液携，血液携带带O2，与呼吸关系密，与呼吸关系密切切不不带带O2，与呼吸关系，与呼吸关系不密切，只携不密切，只携带营带营养物养物质质和激素。

和激素第一节 循环器官的基本构造组成：动脉起源于外胚层，心脏起源于中胚层背血管背血管 昆虫的循环系统主要包括推动血液流动昆虫的循环系统主要包括推动血液流动的的背血管背血管及及辅搏器辅搏器，但，但背膈背膈和和腹膈腹膈也进行有节也进行有节奏的收缩活动，使血液沿着一定方向流动奏的收缩活动，使血液沿着一定方向流动抗菌肽的作用机制主要有4个方面：抗菌肽的作用机制主要有4个方面：昆虫心脏的搏动周期可分为3个阶段，即收缩期(phase of systole)、舒张期(phase of diastole)和休止期(phase of diastasis)6）其他体液免疫防御机制凝集素：广泛存在于动物、植物和微生物中，至少含有一个非催化结构域并能可逆结合单糖或寡糖的所有蛋白质在不同的昆虫中，造血器官的位置也不同：（4）昆虫抗菌肽应用前景以防御素、死亡素为代表的富含半胱氨酸残基的碱性多肽初生共生菌：与寄主的存活和繁殖有关，进行严格的垂直传播不带O2，与呼吸关系不密切，只携带营养物质和激素免疫特异性：昆虫的免疫防御识别标准会影响其免疫防御反应，由于昆虫识别也常具有专化性，从而使得昆虫不能识别另外很多其他的抗原，不能激活其免疫防御。

锥体虫、线虫会抑制酚氧化酶海藻糖 TrehaloseB，海藻糖的渗透压效应小，仅葡萄糖的一半，便于在血浆中的储存盒运输1，膜翅目幼虫的造血器官位于胸部的脂肪体附近昆虫血液可传递由身体某一部位收缩而产生的机械压力，有助于昆虫脱皮、羽化、展翅、卵孵化和呼吸通风主要功能是参与物质代谢和分泌，没有吞噬功能性别：通常在昆虫中雄性的免疫反应能力要低于雌性，雄虫为获得交配机会，就以降低免疫能力为代价不带O2，与呼吸关系不密切，只携带营养物质和激素昆虫的循环系统主要包括推动血液流动的背血管及辅搏器，但背膈和腹膈也进行有节奏的收缩活动，使血液沿着一定的方向流动一、背 血 管 背血管是位于昆虫背壁下方及消化道上方，背血窦中末端封闭，前端开口，开口在头腔内纵贯于背血窦中央的一条管状器官，一般从腹部伸达头部，由肌纤维和结缔组织组成，可以分为动脉和心脏两个部分特点：开放式心脏是背血管中呈连续膨大的部分，每个膨大的部分称为心室，心室的数目随昆虫的种类而不同背血管的前段称动脉，其直径较小，前端开口于脑及食道之间形成的血窦内，可使脑及咽侧体浸泡在血液中背血管在构造上变化较大，但大致可以分为以下3个基本类型：a直管型；b球茎型；c分枝型。

1）aorta（3）alary muscle（2）心脏）心脏 heart 心门瓣（4）背隔）背隔昆虫酚氧化酶的形式及作用B，海藻糖的渗透压效应小，仅葡萄糖的一半，便于在血浆中的储存盒运输背血管的前段称动脉，其直径较小，前端开口于脑及食道之间形成的血窦内，可使脑及咽侧体浸泡在血液中代谢产生细胞毒性物质（酚氧化反应过程中产生的过氧化物自由基和羟基自由基），使异物被杀死或钝化三羧酸循环循环再利用昆虫的血液一般占虫体容积的15一75初生共生菌：与寄主的存活和繁殖有关，进行严格的垂直传播2）昆虫抗菌肽的类型B，海藻糖的渗透压效应小，仅葡萄糖的一半，便于在血浆中的储存盒运输一、心 搏 昆虫的心脏由单细胞层的心肌所组成，里面为一层很薄的基膜，外周是结缔组织构成的围膜防御代价：昆虫的免疫防御不仅要消耗能量和食物，而且还会造成昆虫在进化过程中其体内某些与生存适合度有关的功能下降第三节 心脏的搏动与血液循环其它因素：免疫反应时间、环境温度和昆虫老化等昆虫抗菌肽不仅对细菌和真菌有广谱杀灭作用，而且对病毒、原虫及癌细胞也有杀伤作用，且不易产生抗药性细胞核很大，几乎充满整个细胞3）alary muscle（6）其他体液免疫防御机制2，成瘤作用(NoduIe formation)当小型病原物大量进入血腔时，常发生成瘤作用。

酚氧化酶（PO）又称为酪氨酸酶，是以酚氧化酶原（POO）的形式存在于昆虫血淋巴、表皮及中肠中当昆虫受到外界微生物的入侵和伤害时，通过特异性丝氨酸蛋白酶的级联反应（POO 级联）而使酚氧化酶原裂解成酚氧化酶，参与机体的免疫防御反应其主要功能是运输养料、激素和代谢废物，维持正常生理所需的血压、渗透压和离子平衡，参与中间代谢，清除解离的组织碎片，修补伤口，对侵染物产生免疫反应，以及飞行时调节体温等抗菌肽可根据分子结构特点分为4类：背背血血管管的的类类型型 直管型直管型 （蠼螋、衣鱼）（蠼螋、衣鱼）分枝型分枝型（蜚蠊）（蜚蠊）球茎型球茎型（直翅目、鞘翅目）（直翅目、鞘翅目）二、辅 搏 器（Accessory Pulsatile Organ）辅搏器是昆虫体内具有搏动能力、可以辅助心脏进行血液循环，尤其是促进血液向远离体躯的部位循环的结构通常位于触角、翅和附肢的基部或内部，一般不与背血管相连，他们由含肌纤丝的薄隔所组成，有膜状、瓣状、管状或囊状等多种形状三、造血器官三、造血器官 造血器官是昆虫体内不断分化并释放血造血器官是昆虫体内不断分化并释放血细胞的囊状构造，细胞的囊状构造，周围有膜包被，膜囊内周围有膜包被，膜囊内有相互交织的类胶原纤维和网状细胞。

有相互交织的类胶原纤维和网状细胞昆虫体内不断分化、释放血细胞的囊状结构造血器官只在幼虫时期存在，到成虫时期就会消失在不同的昆虫中，造血器官的位置也不同：在不同的昆虫中，造血器官的位置也不同：1，膜翅目幼虫的造血器官位于胸部的脂肪体附近2，鳞翅目幼虫的造血器官位于翅芽周围3，双翅目幼虫的造血器官位于大动脉上第二节 昆虫血淋巴的组成和物理性状 昆虫的血液包括血细胞和血浆两部分，除少数昆虫昆虫的血液包括血细胞和血浆两部分，除少数昆虫(如如摇蚊幼虫摇蚊幼虫)因含血红素而呈红色外，大多数呈黄色、橙色或蓝因含血红素而呈红色外，大多数呈黄色、橙色或蓝绿色昆虫的血液一般占虫体容积的绿色昆虫的血液一般占虫体容积的15一一75一、血一、血 细细 胞胞 血细胞(Hemocytes)指悬浮在血浆中的游离细胞，约占血液的2.5，昆虫血细胞种类常因观察方法的不同而有较大的差异，但最基本的血细胞可分为6类：原血细胞、浆血细胞、粒血细胞、珠血细胞、类绛色细胞和凝血细胞血血细细胞胞的的类类型型A 原血细胞 B、C.浆血细胞 D-F 粒血细胞 G 类绛色细胞 H 凝血细胞 I 珠血细胞 J 足血细胞 K蠕血细胞原血细胞：原血细胞：细胞核很大，几乎充满整个细胞。

没有吞噬功能，具有活跃的分裂和繁殖能力，并能够转化为浆细胞等其他血细胞主要功能是分裂补充血细胞浆血细胞：浆血细胞：一类形态多样的吞噬细胞，主要功能是吞噬异 物，也参与成瘤和包被作用，是重要的防卫血细胞粒细胞：粒细胞：是一类小型的颗粒细胞，由中性黏多糖和黏蛋白组成主要是起到储存盒代谢功能，并参与防卫珠细胞：珠细胞：主要由中性黏多糖和黏蛋白组成它由粒细胞发育而来，有储存盒分泌的作用，没有吞噬功能类绛色细胞：类绛色细胞：含有板状、棒状和针状的内含物，以及酪氨酸酶、糖蛋白和中性黏多糖主要功能是参与物质代谢和分泌，没有吞噬功能凝血细胞：凝血细胞：由粒细胞发育而来主要功能是凝血和防卫二、血二、血 浆浆 血浆(Plasma)是一种浸浴着所有组织和细胞的循环液体，其中水分占85左右，胞与血浆间频繁的物质交换，构成了血浆中复杂的物质体系和动态变化包括无机离子、血糖、血脂、蛋白质、氨基酸、酶类和氮素代谢物等1、控制血压：10060 mm hg一、血 细 胞 血细胞(Hemocytes)指悬浮在血浆中的游离细胞，约占血液的2.B，海藻糖的渗透压效应小，仅葡萄糖的一半，便于在血浆中的储存盒运输昆虫的血液一般占虫体容积的15一75。

代谢产生细胞毒性物质（酚氧化反应过程中产生的过氧化物自由基和羟基自由基），使异物被杀死或钝化四、昆虫血液循环的功能第二节 昆虫血淋巴的组成和物理性状细胞核很大，几乎充满整个细胞氨基酸、蛋白质、代谢物昆虫体内不断分化、释放血细胞的囊状结构A 原血细胞 B、C.性别：通常在昆虫中雄性的免疫反应能力要低于雌性，雄虫为获得交配机会，就以降低免疫能力为代价3，双翅目幼虫的造血器官位于大动脉上它由粒细胞发育而来，有储存盒分泌的作用，没有吞噬功能抗菌肽是昆虫体液免疫中重要的抗菌因子，具有广谱抗菌性离子的主要作用是参与物质运输和膜电位的形成，以及调节神经兴奋性、酶活性、pH和渗透压抗菌肽种类多，抗菌谱广，是一种的短链蛋白质或小肽，因细菌不会对其产生耐药性、无残留、不会产生富集效应受到人们青睐锥体虫、线虫会抑制酚氧化酶第六节 昆虫免疫防御的限制因素主要功能是参与物质代谢和分泌，没有吞噬功能昆虫的循环系统没有运输氧的功能，氧气由气管系统直接输入各种组织器官内，所以昆虫大量失血后，不会危及生命安全，但可能破坏正常的生理代谢C，海藻糖较稳定，难被常规的酶降解，不会干扰其他物质和正常的生化过程1，无机离子：无机离子：离子的主要作用是参与物质运输和膜电位的形成，以及调节神经兴奋性、酶活性、pH和渗透压。

2，血糖：，血糖：海藻糖 Trehalose 优点：它具有保护生物细胞和生物活性物质在脱水、干旱、高温、冷冻、高渗透压及有毒试剂等不良环境条件下活性免遭破坏的功能由于海藻糖具有广泛而独特的生物学功能，广泛受到各个国家的密切关注，以致引发了世界性的海藻糖研究和开发热潮海藻糖作为血糖对昆虫的开放式循环非常有利A，生物膜对海藻糖具有不通透性，故能防治肠壁渗漏，保证糖类的吸收和代谢调节B，海藻糖的渗透压效应小，仅葡萄糖的一半，便于在血浆中的储存盒运输C，海藻糖较稳定，难被常规的酶降解，不会干扰其他物质和正常的生化过程3，血脂和有机酸：，血脂和有机酸：甘油二酯在体内形成脂肪三羧酸循环循环再利用4，氮素化合物：，氮素化合物：氨基酸、蛋白质、代谢物5，酶类，酶类 与各种代谢相关的酶类6，其他：，其他：非肽类的激素、色素、有机酸、多元醇、神经调节物质以及消化道吸收和共生菌合成的其他物质第三节 心脏的搏动与血液循环 昆虫的血液循环主要靠心脏和辅搏器的搏动以及膈膜和肌肉的运动来完成一、心 搏 昆虫的心脏由单细胞层的心肌所组成，里面为一层很薄的基膜，外周是结缔组织构成的围膜昆虫的心脏是肌原性的，它不受神经的支配，可自发产生动作电位引起收缩，随后由心脏壁的弹性产生舒张，从而进行有节律性的搏动。

昆虫心脏的搏动周期可分为3个阶段，即收缩期(phase of systole)、舒张期(phase of diastole)和休止期(phase of diastasis)二、影响心搏的因。