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1、人体科学,西北师范大学生命科学学院,绪 论 一.人体科学研究的对象、任务,人体科学是一门研究正常人体形态结构及各种机能的学科。学习人体科学的目的在于理解和掌握人体各器官系统的形态结构及其相互关系和机能活动的基本知识和基本理论，为学习研究其它生物学和医学学科打下必要的形态学基础，同时也为预防疾病、保护健康、增强体质提供科学依据。因此，人体科学是生物学和医学科学中的重要基础科目。 根据其研究方法和对象的不同，人体科学可分为解剖学、组织学及生理学等学科,解剖学 主要是用刀割和肉眼观察的方法研究人体器官系统的形态结构。 根据其研究重点和叙述方法的不同，又可分为若干分科。例如系统解剖学、局部解剖学、运动
2、解剖学、造型解剖学等。系统解剖学是按人体功能系统分别阐述人体器官的形态、结构和位置。局部解剖学是研究身体某一局部各器官的形态结构、毗邻及其相互关系。运动解剖学是以体育运动或提高运动效率为目的研究人体器官的形态结构及活动规律。造型解剖学是从美学观点出发研究机体的形态结构及变化规律。此外，还有X线解剖学、年龄解剖学、机能解剖学等。,组织学 是借助显微镜研究人体的微细结构。组织学根据其研究方法的不同也可分为若干分科，如细胞学、普通组织学、器官组织学、比较组织学等。细胞学专门研究细胞的形态结构、生理及起源的问题。普通组织学研究各种组织的形态结构、起源、分化等问题。器官组织学研究器官的微细结构、机能联系
3、及组织发生等问题。比较组织学用比较方法研究不同动物体组织结构的异同点。,生理学 是研究生命有机体各种机能的科学. 如循环、呼吸、消化和肌肉运动等。 研究对象：为人体及高等动物机体的各种机能. 人体科学的研究水平： 器官、系统水平的研究 整体水平的研究 细胞、分子水平的研究,二、人体科学的研究方法,（一）大体形态学的研究方法 一般分为尸体研究、活体研究。 1尸体研究 所用的尸体，分新鲜尸体和固定尸体两种。新鲜尸体一般用冰冻处理；固定尸体一般用福尔马林固定以达到防腐的目的。 （1）剖查法 是用解剖刀、剪、钻、锯等器械对尸体进行剖割，做出标本，进行研究。这种方法可以直接观察研究器官的形态结构及其位置
4、的相互关系。 （2）腐蚀法 在标本内注入塑料、乳胶或易熔性金属等物质，然后用强酸将其全部软组织腐蚀掉，仅留下铸型以供研究。这种方法可以研究一些构造复杂而又微细的器官，如肝、肺、肾等。,脊椎动物肺微血管,（3）透明法 先以有色凝固性物质注入血管、淋巴管或个别体腔使之充盈，再用药物使其周围组织脱色透明，以显示所要研究目标的形态位置。能研究某些极细的血管在体内的配布和位置，以及许多体腔的容积、构型及其相互关系等。 （4）冰冻切片法 利用连续的冰冻切片，作出立体重塑的描绘，以研究各种结构在不同平面的相互关系 2活体研究 （1）X射线检查法 应用这种方法可以研究骨髓及内脏在自然位置上的相互关系，也可以观
5、察某些内脏器官的机能活动状况。 （2）活体测量法 这种方法能研究人体身高、体重和体积的规律，决定人体各部的比率，并测知人体正常发育的特征。 （3）仪器探测法 如超声波探查、同位素扫描等,（二）组织学的研究方法,1光镜技术 石蜡切片术（paraffin sectioning）:取材、固定、脱水、（置换）、包埋、切片（510 m 厚）、贴片、脱蜡、染色 苏木精- 伊红染色法（hematoxylin-eosin staining， HE染色法）：苏木精为碱性染料，使染色质和核糖体着紫蓝色；伊红为酸性染料,使胞质和细胞外基质着红色 嗜酸性（acidophilia);嗜碱性(basophilia) 中
6、性（neutrophilia）,HE染色，垂体远侧部,特殊染色 用硝酸银将神经细胞染为黑色(镀银染色法) 用醛复红将弹性纤维和肥大细胞的分泌颗粒染为紫色 活体染色 即将无毒或毒性小的染料经静脉注入后，再取材制成切片观察。如注入的台盼蓝(trypan blue)可被肝、脾等器官内的巨噬细胞吞噬。 在组织化学术,常使用荧光染料染色或作为标记物,用荧光显微镜观察,甲苯胺蓝与醛复红染色,肥大细胞和弹性纤维,2.电镜技术 透射电镜术（TEM） 用于观察组织细胞的超微结构，需制备超薄切片（50 80nm 厚）并经电子散射，根据电子束在不同结构上被散射程度的差异表现为电子密度高（黑或深灰色）和电子密度低（浅
7、灰色） 扫描电镜术（SEM） 用于观察组织细胞表面结构,具有真实的立体感,无需制备切片,浆细胞,透射电镜术：组织块(lmm3)用戊二醛与饿酸两次固定，脱水后树脂包埋，用超薄切片机切片，再经醋酸铀和拧橡酸铅染色。 电子束射落到切片时，随细胞构成成分的密度以及吸附重金属铀、铅、饿的程度不同，而发生相应的电子散射。当电子束技射到密度大、吸附重金属多的结构(如溶酶体)时，电子被散射得多，因此，射落到荧光屏上的电子少而呈暗像，电镜照片上呈黑或深灰色，习惯称该结构为高电子密度；反之呈浅灰色，称低电子密度 扫描电镜术：不需要制备切片，组织块(约0.3cm大小)用戊二醛和饿酸固定后，经脱水、干燥，再于其表面喷
8、镀薄层碳与金属膜。,3组织化学术（histochemistry） 应用化学、物理、生物化学、免疫学或分子生物学的原理和技术，与组织学技术结合而产生的技术，在组织切片显示某种物质的存在和分布状态及定量信息。 分类： 一般组织化学术 免疫组织化学术 原位杂交术,（1）一般组织化学术： 组织中的某种结构成分与所加试剂发生化学反应并呈现某种颜色，在显微镜下可观察到 糖类： 用PAS（过碘酸希夫）反应显示多糖和糖蛋白，呈紫红色糖被强氧化剂过腆酸氧化后，形成多醛；后者再与无色的品红硫酸复合物(即希夫试剂)结合，形成紫红色反应产物 脂类：锇酸固定染色，呈黑色用甲醛固定，冷冻切片，用油红O、尼罗蓝或苏丹类脂溶
9、性染料染色，使脂类(脂肪、类脂)呈相应颜色 ,小肠上皮杯状细胞的粘原颗粒,核酸：福尔根反应显示DNA，甲基绿派若宁反应同时显示DNA与RNA切片先经稀盐酸处理，使DNA水解；再用希夫试剂处理，形成紫红色反应产物。如要同时显示DNA和RNA，则用甲基绿-派若宁反应。甲基绿与细胞核DNA结合呈蓝绿色，派若宁与核仁及胞质内的RNA结合呈红色 酶类：酶与特异性底物的反应产物、再与捕捉剂反应，形成有色的沉淀物 将切片置于含特异性底物的溶液中孵育，底物经酶的作用形成初级反应产物，它再和某种捕捉剂结合，形成显微镜下可见的沉淀物，即最终反应物。例如显示酸性磷酸酶，先将切片放入含有酶底物(常用一甘油磷酸纳)的溶
10、液(pH5.0)中孵育，底物经酶水解，释放磷酸；用捕捉剂硝酸铅与磷酸反应，形成微细的磷酸铅，沉淀于酶存在的部位，此时可在电镜下观察(经超薄切片技术加工后)；如再用硫化铵处理，磷酸铅被置换形成粗颗粒状的黑色硫化铅沉淀物，便可用光镜看到 由于酶都是蛋白质,故近年更多采用免疫组织化学术显示,（2）免疫组织化学（immunohistochemistry） 根据抗原、抗体特异性结合原理，检测组织切片中的肽和蛋白质。 用标记的抗体与组织中的抗原结合，标记物可于显微镜下观察。肽和蛋白质均具有抗原性。当把人或动物的某种肽或蛋白质作为抗原注入另一种动物，其体内会产生针对该抗原的特异性抗体(免疫球蛋白)。将抗体从
11、动物血清中提出后，与标记物相结合，即成为标记抗体。用后者与组织切片孵育，抗体则与组织中相应抗原特异性结合，在显微镜下通过观察标记物而获知该肽或蛋白质的分布部位。 标记物有荧光素（荧光显微镜观察）、辣根过氧化物酶（光镜或电镜观察）、胶体金（多用于电镜观察）,免疫组织化学（荧光素标记） 毛细血管内皮细胞呈vWF阳性,免疫组织化学（辣根过氧化物酶标记） 胰岛B细胞呈胰岛素阳性,免疫组织化学电镜像 示上皮细胞膜MAM6蛋白 （A 胶体金标记 B 辣根过氧化物酶标记）,（3）原位杂交术（in situ hybridization） 即核酸分子杂交组织化学术，检测基因（DNA片段）的有无、基因的表达活性（
12、mRNA）。 原理：用带标记物的已知碱基顺序的核酸探针与细胞内待测核酸按碱基配对原则进行特异性原位结合（杂交），并通过对标记物的显示和检测，而获知待测核酸的有无及相对量。 常用标记物有放射性核素35S、32P、3H和地高辛,原位杂交 脐静脉内皮细胞呈心房钠尿肽阳性,4放射自显影术（autoradiography） 通过活细胞对某种放射性物质的特异性摄入，以显示该物质在组织和细胞内的分布、含量和代谢过程，借以反映细胞的功能状态。 将放射性核素或放射性核素标记的物质注入体内，间隔一定时间后取材、制备切片，并在其上涂以薄层感光乳胶，置暗处曝光，再显影、定影。这样，在放射性核素或其标记物存在的部位，溴
13、化银被还原为黑色的微细银粒，可在光镜或电镜下观察，从而获知被检物质在组织和细胞中的分布及相对含量 应用举例 用3H标记的胸腺嘧啶核苷研究DNA合成和细胞增殖状态 用125I 观察甲状腺滤泡内碘化部位,放射自显影像（3H-TdR掺入） 增殖的肝细胞 非增殖的肝细胞,5细胞培养术（cell culture） 把从机体取得的细胞在体外模拟体内的条件下进行培养；培养组织块或器官则称组织培养术或器官培养术 用于研究细胞、组织的代谢、增殖、分化、形态和功能变化，以及各种理化因子对活细胞的影响 培养条件：适宜营养、生长因子、pH值、渗透压、O2和CO2浓度、温度，控制污染 用相差显微镜观察,体外培养的成纤维
14、细胞,体外培养的平滑肌细胞 （免疫组织化学染色显示肌动蛋白）,组织工程（tissue engineering） 用细胞培养术在体外模拟构建机体组织或器官的技术 正在构建的有皮肤、软骨、骨、肌腱、骨骼肌、血管、角膜等；其中以组织工程皮肤较为成功，已成为商品用于治疗烧伤、皮肤静脉性溃疡等疾病,三、生命现象的基本生理特征及 生理机能的调节,（一）生命现象的基本生理特征 新陈代谢：指机体主动地与外界环境之间进行物质与能量交换地过程，同时体内物质与能量也在进行转变。 同化作用、异化作用 物质代谢、能量代谢 兴奋性：当周围环境条件改变时，活组织或细胞发生反应的能力称兴奋性，这种引起反应的环境条件的迅速变化
15、称为刺激。 兴奋，抑制,适应性：当环境条件发生改变时，机体或组织的机能与结构也将在某种限度内发生相应的改变，以求与所在环境保持平衡，这种现象为适应，机体的这种能力为适应性 生长与生殖：生长是个体合成代谢超过了分解代谢的结果。生殖是个体生长到一定限度时形成另一个体的过程。,（二）生理机能的调节,神经调节 神经系统 反射 反射弧 特点：迅速而精确，持续时间短，作用部位局限 体液调节 内分泌 激素 特点：效应出现缓慢，持续时间长，作用部位较广泛,反馈： 定义：控制部分发出信息改变受控部分的状态，受控部分又发出信息，把受控的状态结果不断地报告给控制中枢。 负反馈：反馈信息可使控制中枢的原始信息减弱。 正反馈：反馈信息可使控制中枢的原始信息增强。 （三）稳态：内环境的动态平衡 内环境稳态,
