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1、,人体生理学 PHYSIOLOGY,公元前五世纪，古希腊希波克拉底（Hippocrates，约公元前459-377）认为：人的健康是由人体内四种物质的平衡来决定的。这四种物质叫体液。即血液、粘液、黄（胆）液和黑（胆）液。人体内某种体液过多会改变人的性格甚至引起疾病。如多血质的人乐观、自信。而体内黑胆液过多则使人伤心、忧郁。,1543年出版人体构造，系统完善的记述了人体各器官系统的形态结构，为医学的新发展开辟了道路。,威廉哈维经过十二年的努力，采用八十余种动物进行实验研究，最后，将他多年来的研究成果写成论动物的心脏与血液运动的解剖学研究（Exercitatio anatomica de motu
2、 cordis et sanguinis in animalibus） , 于1628年公之于世。动脉是从心脏输出血液的血管，静脉是运回血液到心脏的血管，血液能从动脉透入静脉，动脉与静脉的移行是在四肢及身体的远端部分；心脏是一种肌肉，其瓣膜阻止了血液的逆流，心脏运动是血液循环的唯一原因。,William Harvey在论动物的心脏与血液运动的解剖学研究一书的序言中呼吁：“无论学和教应当以实验为据，而不应当以书籍为据，应当以巧妙的自然为师，而不应当以知识的教条为师”。,生理学是一门实验性科学。,十七世纪之前，许多生理学的理论知识散在记述在其它医学的典籍中而未能成为一门独立的学科。十六世纪末叶，英
3、国哲学家培根（Francis Bacon，15161626）倡导只有观察和实验才是真正的科学方法。,1660年和1668年，Malpighi 和Leunwenhock 分别用显微镜看到了蛙的肺的毛细血管和蝌蚪尾部血液通过毛细血管的实际循环过程，证实了Harvery 的推论。恩格斯对哈维的发现给予了高度的评价：“哈维由于发现了血液循环而把生理学(人体生理学和动物生理学)确立为科学。” 后人将1628年视为近代生理学的起点。,1822年，在一次偶然事故中，一名叫亚力西斯圣马丁（Alexis St. Martin）的加拿大人腹部被严重射伤。他的伤口由美国军医威廉鲍芒（William Beaumont
4、）治疗，枪伤虽然治愈，但腹部外面的弹孔却未愈合，胃上留下了一个洞！在1825-1833年的8年时间内，亚力西斯圣马丁同意威廉鲍芒通过这个弹孔在胃中置入试管和衬垫，以便采集胃液，并研究胃液对食物的作用。威廉鲍芒于1933年发表了胃液的实验与观察以及消化生理，成为历史上第一个描述胃的运动、分泌和消化的科学家，被誉为美国生理学之父。为了表彰亚力西斯圣马丁的功绩，加拿大生理学会于1962年在他的墓碑上镶了一块金属牌，用英、法两种文字写着：“通过他的痛苦，他为全人类做出贡献。”,生理学(physiology)：生物科学的一个分支，以生物机体的生命活动现象和机体各个组成部分的功能为研究对象的一门科学。人体
5、生理学的任务：研究构成人体各个系统的器官和细胞的正常活动过程。各个器官、细胞功能表现及内部机制；不同细胞、器官、系统之间的相互联系和相互作用；各部分的功能活动与整体的关系；整体与复杂多变的环境之间的关系。,生理特性 肌肉收缩,基因表达,生物大分子理化特性,生理学研究的三个水平,细胞和分子水平的研究,各个器官的功能都是由构成该器官的各个细胞的特性决定的。细胞的生理特性又是由构成细胞的各个成分，特别是细胞中各种生物大分子的物理学和化学特性决定的。在细胞和分子水平上进行的研究，其研究对象是细胞和构成细胞的分子。在这个水平上进行研究和获取知识的学科称为细胞生理学(cell physiology)或普通
6、生理学(general physiology)。,要了解一个器官或系统的功能，它在机体中所起的作用，它的功能活动的内在机制，以及各种因素对它活动的影响，都需要从器官和系统的水平上进行观察和研究。在这个水平上的研究所获得的知识，就是器官生理学(organ physiology),生理学研究的三个水平,器官和系统水平的研究,生理学研究的三个水平,整体水平水平的研究,从整体水平上的研究，就是要以完整的机体为研究对象，观察和分析在各种环境条件和生理情况下不同的器官、系统之间互相联系、互相协调，以及完整机体对环境变化发生各种反应的规律。所以整体水平上的研究比细胞水平和器官、系统水平上的研究更加复杂。,生
7、理学研究的任务,生命现象的描述,活动的规律,内外环境对这些功能的影响,不同细胞、器官、系统之间得人相互联系和相互作用（调节）,在整体活动中的意义,内环境（internal environment）,体液占体重60%,细胞内液（2/3）,细胞外液（1/3）,血浆（1/4）：,体重 5%,组织液（3/4）：,体重 15%,细胞内外成分差别很大,细胞外：Na+ 、Cl-、O2、G、AA、等 细胞内：K+、O2等,内环境：细胞外液，包括血浆、组织液、淋巴液、脑脊液、房水、关节腔液等内环境作用：1.为细胞提供物质2.接受细胞排出物3.为细胞活动提供条件 （稳态）,内环境的成分与作用,内环境的稳态：内环境
8、中各种物理、化学性质保持相对稳定的状态。保持相对稳定或稳态，是指在正常生理情况下内环境的各种理化性质只在很小的范围内发生变动。,稳态(homeostasis),如何实现内环境稳态,内环境的稳态是在神经系统和体液的调节下，通过各个器官、系统的协调活动来共同实现 的。,稳态泛指体内各个水平上的生理活动在神经、体液等因素调节下保持相对稳定和相互协调的状况。细胞的代谢不断进行就不断的扰乱和破坏内环境稳态。通过机体的调节使细胞、组织、器官和系统正常功能的行使，参与维持内环境的稳态，使稳态不断的恢复平衡稳态意义：为细胞活动提供理化性质相对恒定的环境，维持正常新陈代谢和生命活动。,概念：通过神经系统的活动对
9、机体功能进行调节。基本方式：反射(reflex) 反射：在中枢神经系统的参与下，机体对刺激产生的规律性反应。结构基础：反射弧(reflex arc) 反射弧的组成：感受器、传入神经、中枢、传出神经和效应器类型：非条件反射和条件反射,机体调节-神经调节,颈动脉窦和主动脉弓压力感受性反射 （负反馈调节）,神经调节的特点： 反应快作用部位准确作用持续时间短,概念：体内的一些细胞能生成并分泌某些特殊的化学物质，后者经由体液运输，到达全身的组织细胞或某些特殊的组织细胞，通过作用于细胞上相应的受体(receptor)，对这些细胞的活动进行调节。,机体调节-体液调节,体液调节物质：由内分泌细胞分泌，携带生物
10、学信息，能对组织细胞功能进行调节的化学物质称为激素。 激素作用的细胞为靶细胞。靶细胞-受体,机体调节-体液调节物质,激素分泌的方式：长距离分泌:激素血液运输旁分泌:组织液扩散神经分泌:神经细胞分泌,激素运输途径及作用范围全身体液调节 体液调节 局部体液调节,体液调节特点：作用缓慢、广泛、持久。,神经-体液调节：神经细胞直接或间接地调节一些内分泌细胞的作用，使这些内分泌细胞成了反射弧的传出纤维的延长部分，以这种方式发挥的调节作用称为神经-体液调节。,概念：环境变化时，器官、组织、细胞不依赖神经或体液调节而产生的适应性反应。肾血流自身调节：动脉血压在80-180mmHg范围内变动时， 肾血流量能保
11、持相对稳定。脑血流自身调节：动脉血压在60-140mmHg范围内变动时， 脑血流量能保持相对稳定。自身调节特点：调节幅度小，灵敏度低，准确、稳定。,机体调节-自身调节,体内的控制系统,人体功能调节过程和工程控制有许多共同的规律。从控制论的角度来看，人体内存在数以千计的各种控制系统(control system)；甚至在一个细胞内也存在着许多极其精细复杂的控制系统，对细胞的各种功能进行调节。因此，学者们也应用控制论的概念、原理和方法来认识和分析机体各种功能的调节。从控制论的观念来分析，任何控制系统都由控制部分和受控部分组成。控制系统可分为三大类：,非自动控制系统反馈控制系统前馈控制系统,非自动控
12、制系统是一种“开环”系统。控制部分发出指令到达受控部分，而受控部分的活动不会反过来影响控制部分的活动。控制方式：单向性,控制特点：对受控部分的活动不起自动调节作用；在人体正常生理功能的调节中，这种控制极少见。仅在反馈机制受到抑制时，机体的反应表现为非自动控制。例如：应急时，因压力感受器受抑制，应急刺激引起交感神经系统高度兴奋，使心率加快、血压升高，而这些信息不能引起明显的神经调节活动，故心率、血压维持在高水平。,体内的控制系统-非自动控制系统,反馈控制系统是一种“闭环”系统，控制部分发出信号，指示受控部分活动，而受控部分的活动可被一定的感受装置感受，感受装置再将受控部分的活动情况作为反馈信号送
13、回到控制部分，控制部分可以根据反馈信号来改变自己的活动，调整对受控部分的指令，因而能对受控部分的活动进行调节。,控制方式：双向性,在控制部分-非控制部分 双向信息联系控制部分发出控制信号支配受控部分的活动受控部分的功能状态经监测装置检测后发出反馈信号改变控制部分的活动。,体内的控制系统-反馈控制系统(feedback control system),正反馈控制系统的意义：有助于一个完整生理过程的完成。,血液凝固 排尿 分娩,正反馈(positive feedback)： 反馈信息的作用性质与控制信息的作用性质相同的反馈。,控制部分,控制信息,反馈信息,（+）,受控部分,机能活动,体内的控制系统
14、-正馈控制系统,血凝过程,负反馈控制系统负反馈(negative feedback)：反馈信息的作用性质与控制信息的作用性质相反的反馈。,负反馈控制系统的作用：维持内环境稳态。血压调节体温调节,人体绝大多数功能都可以看成“自动控制”系统。,前馈控制：控制部分向受控部分发出指令的同时，又通过另一快捷通路向受控部分发出前馈信息，及时地调控受控部分的活动。控制方式：双通路,控制特点：前馈控制可更快的对活动进行控制，使活动更加准确；有些条件反射也可以认为是前馈控制，可使机体对环境变化做预见性和超前性活动，减少负反馈的波动性和滞后性。,前馈控制系统(feed-forward control system
15、),生命活动的基本特征-新陈代谢,生命活动的基本特征-兴奋性,机体对内、外环境变化产生反应的能力。1.刺激与反应 刺激（stimulus）：可被机体感受并引起产生反应的体内、外环境条件的变化。按刺激的性质分类：机械性、化学性、生物性、社会心理性刺激等,刺激强度的表示方法：阈刺激：刚好引起组织产生反应的最小刺激。阈强度或阈值（threshold）：阈刺激的强度阈上刺激：阈下刺激：刺激能否引起反应的三要素：刺激强度作用时间强度-时间变化率,生命活动的基本特征-兴奋性,可兴奋细胞接受刺激后能否发生兴奋取决于 刺激量的大小（三个参数）细胞的反应能力（功能状态）,反应（reaction）：受到刺激后机体
16、功能活动的变化。兴奋：某种功能活动出现或加强；抑制：某种功能活动减弱或停止。 兴奋性：组织细胞对刺激产生动作电位的能力。可兴奋组织：神经、肌肉和腺体衡量组织细胞兴奋性的指标：阈值,兴奋性 1/阈值,生命活动的基本特征-兴奋性,适应性机体根据内外环境的变化而调整体内各部分活动和关系的功能。行为适应：本能性行为适应生理适应：身体内部的协调性反应生殖:人体生长发育到一定阶段时，男性和女性两种个体中发育成熟的生殖细胞相结合，形成与自己相似的子代个体，这种功能称为生殖。,生命活动的基本特征-适应性、生殖,小 结机体生存在两个环境中，一个是不断变化的外环境，另一个是相对稳定的内环境。体内所有生命活动的机制，尽管种类不同，功能各异，但只有一个目的：保持内环境的稳态，稳态是正常生命活动的必要条件。 稳态是一个动态平衡，机体通过神经、体液、自身调节保持内环境的相对稳定。各种功能活动通过反馈机制达到自动而精确的调节。,Thank You !,
