八年制《生理學》第三版-緒論

第一篇緒論Chapter1Introduction學習要點

掌握:

熟悉：

了解：

1.內環境、穩態和生物節律的定義2.體液調節、神經調節、自身調節的概念、特點和意義及其相互之間的關系3.人體自動控制系統的類別、功能意義及它們之間的的異同1.生理學與醫學的關系；生理學的研究方法2.生命活動的基本特征；生理學的發展歷程，明確發展方向1.生理學的研究對象和任務2.生理學的研究層次，立足局部把握整體第一章機體的功能活動、內環境及其穩態第一節生理學研究的對象和任務第二節生理學的常用研究方法第三節生命活動的基本特征第七節生理學發展的回顧和展望第六節人體內自動控制系統第五節機體生理功能的調節第四節機體的內環境、穩態和生物節律生理學(physiology)：是一門研究機體生命活動各種現象及其功能活動規律的科學。第一節生理學的研究對象和任務

(Theobjectandmissionofphysiologicalstudy)一、生理學的研究對象

1.生理學分支：

按研究對象分動物生理學(animalphysiology)

植物生理學(plantphysiology)人體生理學(humanphysiology)按所處環境分太空生理學(spacephysiology)

潛水生理學(divingphysiology)高原生理學(plateauphysiology)2.與生理學有關的新興學科：

電生理學(electrophysiology)、生理心理學(physiologicpsychology)、神經生物學

(neurobiology)和神經科學

(neuroscience)等。按研究系統、器官分神經生理學(animalphysiology)

心血管生理學(cardiovascularphysiology)消化生理學(digestivephysiology)腎臟生理學(kidneyphysiology)

...二、生理學的研究任務通常所講的生理學指的是人體生理學，人體生理學(humanphysiology)是研究人體機能活動及其規律的科學。

1.研究人體各細胞、組織、器官和系統的正常功能活動現象和規律及其內在機制2.立足整體，研究各系統、器官、細胞乃至基因分子之間的相互聯系三、機體各系統的功能互相配合構成生命活動的總和

醫學是關于疾病的科學，而生理學是關于生命的科學.

Medicalscienceisascienceaboutdisease,

whilephysiologyisascienceaboutlife.四、生理學與醫學的關系

(Therelationshipbetweenphysiologyandmedicine)

諾貝爾生理學或醫學獎獎章正面和背面基礎理論科學樞紐課程五、從不同層面認識生理學OrgansCellandtissueHumansystem

生理學研究的三層面

(Thethreelevelsofphysiologicalstudy)

1.從器官和系統層面研究生理學3.從整體層面研究生理學2.從細胞和分子層面研究生理學1.從器官和系統層面研究生理學

闡明器官和系統的功能活動規律以及影響因素2.從細胞和分子層面研究生理學

分子、細胞層面的研究有助于對器官功能的深入了解。如2014年諾貝爾生理學或醫學獎得主J.O’Keefe和Moser夫婦研究發現大腦海馬區存在“位置細胞”和“網格細胞”，從而發揮大腦的定位功能。中心法則3.從整體層面研究生理學

以完整的機體為研究對象，分析在各種生理條件下不同器官、系統之間相互聯系和協調的規律。第二節

生理學的常用研究方法

（themethodofphysiologicalstudy）一、動物實驗按其進程通常可分為急性實驗和慢性實驗1.急性實驗(Acuteexperiment)

在體

(invivo)

實驗

離體(invitro)實驗

如：去大腦僵直

如：骨骼肌實驗裝置圖2.慢性實驗(Chronicexperiment)

如研究動物的胃液分泌，采用假飼的實驗方法食管瘺胃瘺

二、人體生理研究采用直接或間接的方法對人體功能的研究

1.直接方法：人體身高、體重、血壓、心率、肺活量、血細胞數量等生理參數的記錄。

2.間接方法：心電圖、腦電圖、B超技術為人體生物電和器官形態功能的研究提供了條件。

腦電圖心電圖三、科學方法是進入生理學研究領域的鑰匙

科學方法包括研究技術和方法論。

物理學和化學方法、技術——生理學常用研究方法；統計學和數學方法；電子儀器和微電極的應用推動了電生理學的發展；信息論、控制論以及系統論等的應用，計算機的技術的發展與廣泛運用；現代分子生物學的發展；現代科學技術為人體研究開辟了新的途徑：如仿真學，數學建模等

第三節

生命活動的基本特征

(Basicpropertiesofthelivingbody)

新陳代謝(metabolism)

興奮性(excitability)

適應性(adaptability)

生殖(reproduction)新陳代謝(Metabolism)

生物體不斷與環境進行物質和能量交換，攝取營養物質以合成自身的物質，同時不斷分解自身衰老退化物質，并將其分解產物排出體外的自我更新過程稱為新陳代謝。

一、新陳代謝是生命活動最基本的特征刺激(stimulus)：作用于機體的內外環境變化。反應(response)：機體對刺激所產生的應答性變化。可興奮組織：接受刺激后能迅速產生某種特定生理反應的組織。興奮性(Excitability)二、興奮性反映組織細胞接受刺激產生反應的能力興奮(excitation)：由相對靜止變為顯著的運動狀態，或原有的活動由弱變強。抑制(inhibition)：由運動轉為相對靜止，或活動由強變弱。閾強度(thresholdintensity)：能引起活組織細胞產生反應的最小刺激強度。興奮性(excitability)：活組織細胞接受刺激產生反應（動作電位）的能力。適應(adaption)：機體按環境變化調整自身生理功能的過程。適應性(adaptability)：機體能根據內外環境的變化調整體內各種活動，以適應變化的能力。

三、適應性是機體適應內外環境變化的能力生理性適應/行為性適應四、生殖是機體繁衍后代、延續種系的基本能力

1.生殖(reproduction)

生物體繁殖后代、延續種系的一種特征性活動。成熟的個體通過無性或有性繁殖方式產生或形成與本身相似的子代個體。

2.輔助生殖技術：

體外受精-胚胎移植

(invitrofertilizationandembyotransfer,IVF-ET)

卵泡漿內單精子顯微注射

(intra-cytoplasmicsperminjection,ICSI)

胚胎植入前遺傳學診斷

(pre-implantationgeneticdiagnosis,PGD)

第四節機體的內環境、穩態和生物節律

（theinnerenvironment,homeostasisandbiorythm）一、內環境的穩態是維持機體正常生命活動的必要條件

1.

外環境(externalenvironment)：機體生存的外界環境，包括自然環境和社會環境。

2.

內環境(internalenvironment)：體內各種組織細胞直接接觸并賴以生存的環境。細胞內液(intracellularfluid)細胞外液(extracellularfluid)3.體液(Bodyfluid)的組成體液細胞內液2/3細胞外液1/3血漿1/4組織液3/44.內環境穩態(Homeostasis)定義：內環境并不是靜止不變的固定狀態，而是各種理化因素在變化中達到動態平衡的一種相對恒定狀態。內環境的化學成分和理化特性保持相對恒定。意義：維持人的正常生命活動和新陳代謝的進行。生物節律(Biorhythm)

生物體內的各種功能活動按一定的時間順序發生變化，如果這種變化能按一定時間規律周而復始的出現，就叫節律性變化，而變化的節律就叫生物節律(biorhythm)。日-月-年周期生物節律存在的意義二、生物節律是機體對外部環境變化的主動適應(Theregulationofphysiologicalfunction)第五節機體生理功能的調節

神經調節(nervousregulation)體液調節(humoralregulation)自身調節(autoregulation)

一、神經調節的基本形式是反射反射(reflex)反射弧(reflexarc)1.神經調節(Nervousregulation)

在中樞神經系統參與下，機體對外界刺激作出的有規律的適應性應答.特點：反應迅速，起作用快，調節精確。2.反射——神經系統活動的基本形式

反射(reflex)分為條件反射(conditionedreflex)和非條件反射(unconditionedreflex)。

3.反射弧——神經系統活動的結構基礎

二、體液調節是一種較為原始的調節方式

1.體液調節(Humoralregulation)

指機體的某些組織細胞所分泌的特殊的化學物質，通過體液途徑到達并作用于靶器官，調節靶器官生理活動的一種調節方式。

2.特點：作用緩慢而持久，作用面較廣泛，調節方式相對恒定，它對人體生命活動的調節和自身穩態的維持起著重要作用。3.特殊的化學物質

1）激素

2）其他化學物質，如組胺、各種細胞因子、某些氣體分子(CO、H2S、NO等)，以及一些代謝產物(CO2等)。4.體液調節與神經調節的比較

三、自身調節是由某些細胞或組織器官內在特性決定的

1.自身調節(autoregulation)指某些細胞或組織器官憑借本身內在特性，而不依賴神經調節和體液調節，對內環境變化產生特定適應性反應的過程。

2.特點：調節強度較弱，影響范圍小，且靈敏度低（局部代謝產物性自身調節、肌原性自身調節）第六節人體內自動控制系統

(Adaptivecontrolsystem)1.背景20世紀30年代，美國哈佛大學的生理學家A.Rosenblueth和數學家N.Wiener等，組織了每月的科學方法討論會。矛盾：一方面分工過細；另一方面各門學科相互交叉而走向綜合的趨勢。1947年創了“控制論”這個嶄新的學科，1948年Wiener所著的《控制論》一書出版。運用控制論原理分析人體的調節活動時，人體的各種功能調節可分為三類控制系統。

非自動控制系統是一個開環系統（open-loopsystem），其控制部分不受受控部分影響，即受控部分不能反饋改變控制部分的活動。

這種控制系統無自動控制能力，在機體內也不常見。1.定義：閉環系統（closed-loopsystem），其控制部分不斷接受受控部分的影響，即受控部分不斷有反饋信息返回輸給控制部分，改變著它的活動。

一、反饋控制系統是機體維持穩態的

閉環自動控制系統2.具有自動控制的能力反饋控制系統示意圖負反饋(negativefeedback)在閉環控制系統中，受控部分發出的反饋信息在比較器的參與下，影響控制部分并使其向相反方向調節受控部分的活動，這種反饋稱為負反饋。

通過負反饋調節可使系統處于一種穩定狀態。

3.負反饋控制系統（竇內壓竇弓反射作用動脈血壓

）

TRH:促甲狀腺激素釋放激素

T3、T4:

甲狀腺素TSH:

促甲狀腺素正反饋(positivefeedback)在閉環控制系統中，受控部分發出的反饋信息在比較器的參與下，影響控制部分并使其向相同方向調節受控部分的活動，這種反饋稱為正反饋。與負反饋相反，正反饋不可能維持系統的穩態或平衡，而是打破原先的平衡狀態。（例如：排尿、排便反射，分娩，凝血過程等）4.正反饋控制系統

1.前饋控制系統(feed-forwardcontrolsystem)控制部分發出信號使受控部分進行某一活動，同時由某一監測裝置發出前饋信號，作用于控制部分，使其及早做出適應性反應，及時調控受控部分的活動。2.特點：使系統活動快速、準確，避免負反饋調節產生的波動和反應滯后現象。二、前饋控制系統使機體的調節活動更富預見性和適應性控制部分受控部分監測裝置比較器前饋信息偏差信息反饋信息控制信息輸出變量前饋控制系統示意圖（例如：進食時，血糖水平的調節；參加賽跑前，呼吸、循環活動發生的變化等）三、前饋控制與反饋控制的比較第七節生理學發展的回顧和展望希波克拉底（Hippocrates，公元前459～377年）：古希臘

醫學之父四種體液理論蓋倫（ClaudiusGelen，130-201）：古羅馬用氣質代替了體液理論中的人格血液的運動理論；三種靈魂學說威廉·哈維(WilliamHarvey，1578～1657)：英國發明血液循環和心臟功能；《動物心血運動解剖論》

十七世紀：生理學成為獨立學科的萌芽時期一、生理學發展的回顧(Historyofphysiology)哈勒（Haller，1708～1777）

研究了骨的形成，胎兒的發育和呼吸生理，并通過實驗指出感官感受刺激由神經纖維傳導，一切神經又集中