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1、人 体 生 理 学 Human Physiology,第一章 绪论,1 人体及动物生理学的研究对象及任务 2 研究的三个水平 3 常用研究方法 4 生命的基本特征 5 机体的内环境、稳态和生物节律 6 生理功能的调节 7 机体功能活动的自动控制 8 生理学发展的回顾和展望,1 人体及动物生理学的研究对象及任务,生理学(physiology)是一门研究正常机体生命活动各种现象及其功能活动规律的科学。 人体及动物生理学(human and animal physiology)是研究正常人体及高等动物机体功能活动及其规律的科学。,2 生理学研究的三个水平,细胞及分子水平的研究 器官和系统水平的研究
2、整体水平的研究,3 生理学的常用研究方法,慢性实验(chronic experiment) 如研究动物的胃液分泌，采用假饲的实验方法,急性实验(acute experiment),在体(in vivo)实验 离体(in vitro)实验 如：去大脑僵直 如：骨骼肌实验装置图,4 生命的基本特征,新陈代谢(metabolism) 兴奋性(excitability)： 生殖(procreation)：,新陈代谢(Metabolism),生物体不断与环境进行物质和能量交换，摄取营养物质以合成自身的物质，同时不断分解自身衰老退化物质，并将其分解产物排出体外的自我更新过程称为新陈代谢。,兴奋性(Exci
3、tability),刺激(stimulus)：引起机体反应的内外环境变化。 反应(response)：机体应答刺激所产生的理化过程和生理功能的变化。 可兴奋组织(excitable tissues)：接受刺激后能迅速产生某种特定生理反应的组织(神经、肌肉和腺体)。,刺激与反应的关系,刺激引起反应的三个条件 强度：阈强度（threshold intensity）：引起组织细胞发生反应的最小刺激强度。可反映组织兴奋性的高低。 时间：刺激必须持续一定的时间才能引起组织反应 强度变率：单位时间内强度增减的量。越大，刺激作用越强；越小，刺激作用越弱。,兴奋(excitation)：组织细胞接受刺激后，由
4、静息状态变为活动状态，或活动由弱增强。 抑制(inhibition)：组织细胞接受刺激后，由活动状态变为静息状态，或活动由强变弱。 兴奋性(excitability)：机体、组织或细胞受到刺激时产生反应（动作电位）的能力。,适应性(Adaptability),适应(adaption)：机体按环境变化调整自身生理功能的过程。 适应性(adaptability)：机体能根据内外环境的变化调整体内各种活动，以适应变化的能力。 生理性适应 病理性适应,生殖(Reproduction),生殖是生物体繁殖后代、延续种系的一种特征性活动。成熟的个体通过无性或有性繁殖方式产生或形成与本身相似的子代个体。,5
5、机体的内环境、稳态和生物节律,内环境和稳态 (Internal environment and homeostasis) 外环境(external environment) ：机体整体直接接触和生活的外界环境(如外界和大气等)。 内环境(internal environment)：细胞直接接触和生活的环境(细胞外液)。,内环境和稳态 (Internal environment and homeostasis),细胞内液(intracellular fluid) 细胞外液(extracellular fluid) 稳态（homeostasis ）内环境的稳态并不是静止不变的固定状态，而是各种理化
6、因素在变化中达到动态平衡的一种相对恒定状态。如温度 PH 渗透压 化学组成 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。,体液(body fluid),体液:人体细胞内外含有大量液体，总称为 体液。机体内的液体 60% 细胞内液（intracellular fluid）40% 细胞外液（extracellular fluid）20% 血浆（plasma）5% 组织液（interstitial fluid）15%,生物节律 (Biorhythm),生物体的各种功能活动经常按照一定的时间顺序发生周期性变化，周而复始地重复出现，这种变化的节律称为生物节律(biorhy
7、thm)。 生物节律的调控中枢可能在下丘脑视交叉上核。 生物节律的重要生理意义是使机体对环境变化 作更完善的适应。,6 生理功能的调节 (The regulation of physiological function),自身调节(Autoregulation) 自身调节是指某些细胞或组织器官凭借本身内在特性，而不依赖神经调节和体液调节，对内环境变化产生特定适应性反应的过程。 特点：调节强度较弱，影响范围小，且灵敏度较低，调节常局限于某些器官或组织细胞内，但对于该器官或组织细胞生理活动的功能调节仍然具有一定的意义。,体液调节(Humoral regulation),体液调节主要是指内分泌细胞所
8、分泌的激素或组织细胞所产生的一些特殊化学物质(神经肽和细胞因子等)经体液（血液或组织液）途径到达并作用于靶器官，调节靶器官生理活动的一种调节方式。,特点：作用缓慢而持久，作用面较广泛，调节方式相对恒定，它对人体生命活动的调节和自身稳态的维持起着重要作用。 体液调节有远距分泌、旁分泌、神经分泌、腔分泌等多种方式。 大多数内分泌腺或内分泌细胞是直接或间接受中枢神经系统控制的，因此称为神经-体液调节。,调节方式：内分泌腺激素血液运输受体生理效应。,神经调节(Nervous regulation),通过神经系统的反射活动对机体的生理功能 进行调节的一种方式。 反射(reflex) ：在中枢神经系统的参
9、与下， 机体对刺激所作的规律性反应。 反射弧(reflex arc) ：反射的结构基础，包括感受器、传入神经、中枢、传出神经和效应器等5部分。,神经调节,特点：作用迅速、调节精确、范围局限、 时间短暂。 可分为: 非条件反射(unconditioned reflex)与生俱来的初级神经活动。 条件反射(conditioned reflex)后天形成的高级神经活动，更具有适应性。,一、非自动控制系统开环系统(open-loop system) ，即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调节作用。在人体生理功能调节中，该方式 极少见。,机能活动
10、,受控部分,指 令,7 机体功能活动的自动控制 (Adaptive control system in human body),二、自动控制系统,闭环系统(closed-loop system) ，即受控部分的活动会反过来影响控制部分的活动。(一)反馈控制系统按照控制论原理，把人体的调节系统可以看做自动控制系统，神经、体液调节是属于控制部分；而效应器则属受控部分，它的状态及其所产生的效应称之为输出变量，其返回至控制部分的信息称为反馈信息，从而能不断纠正和调整控制部分对受控部分的影响，以达到精确的调节，这种调节方式称为反馈调节。,控制系统,受控系统,控制信息,反馈信息,输出变量,反馈控制系统模式
11、图,控制系统一般是指反射中枢或内分泌腺 受控系统一般是指效应器或靶器官,正反馈(positive feedback),在闭环控制系统中，受控部分发出的反馈信息与控制信息的作用相同，使控制信息的效应加强，这种反馈称为正反馈。,膀胱内压 膀胱感受器 排尿中枢 膀胱逼尿肌 尿道括约肌 排尿尿道感受器,兴奋,正反馈：排尿反射,负反馈(negative feedback),在闭环控制系统中，受控部分发出的反馈信息与控制信息的作用相反，抑制控制部分的活动，使控制信息的效应减弱或抑制，这种反馈称为负反馈。当反馈信息的作用与控制信息的作用相反，使控制信息的效应减弱或抑制，这种反馈方式称为负反馈。通过负反馈调节
12、可使系统处于一种稳定状态。,控制特点： 正反馈是破坏原先的平衡状态(使某种生 理活动尽快完成)。负反馈是维持系统的平衡或稳态。 正常机体中有大量的负反馈机制（压力感 受性反射，体温调节），正反馈机制很少（排尿、排便、分娩、血液凝固等）。,(二)前馈控制系统 (Feedforward control system),当控制部分发出信号，指令受控部分进行某一活动时，受控部分不发出反馈信号，而是由某一监测装置在受到刺激后发出干扰信息，干扰信息可以通过体内有关的感受装置直接作用于控制部分，使其及早做出适应性反应，在输出变量尚未出现偏差而发生负反馈时就能及时发出纠正信息，及时地调控受控部分的活动，做到防
13、患于未然。这种干扰信息对控制部分的直接作用称为前馈。,控制系统,受控系统,控制信息,输出变量,干扰信息,输入信息,感受装置,前馈控制系统模式图,前馈可以避免负反馈调节时矫枉过正产生的波动和反应的滞后现象，使机体的调控过程不至于出现较大波动和反应滞后现象，使调节控制更富有预见性，更具有适应性意义。,8 生理学发展的回顾和展望,一 生理学发展的回顾 2000多年前，黄帝内经一书阐述了经络、脏腑等生理学理论，至今对我国的医疗保健事业仍具有重要的指导意义。 古罗马名医盖伦（Claudius Gelen，130-201）曾从人体解剖的知识来推论生理功能，并提出了“三元气”学说。,1628年，实验生理学的
14、奠基人、英国医生威廉哈维(William Harvey，1578-1657)所著的心与血的运动一书出版，标志着现代生理学的开始。这是历史上第一本基于实验证据的生理学著作，这本书科学地阐明了血液循环的途径和规律，并指出心脏是循环系统的核心。此后生理学在各个器官、系统和细胞分子水平都在不断深入发展。,1718世纪，显微镜的发明和物理学、化学的迅速进步，推动了生理学的发展。 19世纪，自然科学的迅速发展极大地推动了生理学的实验研究。 本世纪初，巴甫洛夫创立条件反射学说。 40年代，Hodgkin和Huxley用微电极技术直接测量膜电位。 近20多年来，随着自然科学的进步和高新实验技术的应用，生理学的
15、研究工作已经深入到了细胞和分子水平。,我国现代生理学的发展史 1926年中国生理学会成立。 1927年中国生理学杂志创办。 新中国成立后的50年，生理学有了很大发展。,二、生理学展望 (Prospect of physiology),研究生理学的问题：多层次、多角度、多方位、全视野。 整体层面、系统层面、器官层面、细胞层面、分子水平层面。 与更多学科领域相互结合、相互渗透、相互融合。 微观研究与宏观研究结合，回归整体。,复习思考题,1. 人体及动物生理学研究的对象和目的是什么？ 2. 生命活动具有哪些基本特征？ 3. 内环境和稳态的生理意义。 4. 试述神经调节、体液调节和自身调节的 特点。 5. 比较正反馈、负反馈与前馈之间的异同及生理意义。,
