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1、生理学生理学PHYSIOLOGY一、生理学的任务一、生理学的任务 定定义义：生生理理学学(Physiology)是是生生物物科科学学的的一一个个分分支支学学科科，是是研研究究生生物物体体及及其其组组成成部部分分正正常常功功能能活活动动规规律律的的一一门门科科学学。包包括括细细菌菌生生理理学学、植植物物生生理理学学、动动物物生生理理学学、人人体体生理学生理学等。等。 生生生生命命命命活活活活动动动动是是是是指指指指整整整整个个个个生生生生物物物物体体体体及及及及其其其其各各各各组组组组成成成成部部部部分分分分所所所所表表表表现现现现的的的的各种生命现象或生理功能。各种生命现象或生理功能。各种生命
2、现象或生理功能。各种生命现象或生理功能。第一章第一章 绪论绪论第一节第一节 生理学的任务和研究方法生理学的任务和研究方法2 2、研究对象：、研究对象：生物体生物体 自然界中有生命物体的总称，包括一切动物、植物、微生物。自然界中有生命物体的总称，包括一切动物、植物、微生物。3 3、研究任务：、研究任务：（1 1）有机体正常功能活动过程中，器官、细胞活动的）有机体正常功能活动过程中，器官、细胞活动的现象、过程、规律、机制、影响因素现象、过程、规律、机制、影响因素；（2 2）各个器官、系统之间的相互联系和作用。）各个器官、系统之间的相互联系和作用。4、学习目的：掌握各种生理变化的、学习目的：掌握各种
3、生理变化的规律规律人人体体生生理理学学(Human Physiology)是是一一门门非非常常重重要要的的基基础础医医学学理理论论课课程程。以以人人体体解解剖剖学学、组组织织学学为为基基础础，同同时时又又是是药药理理学学、病病理理学学等等后后续续课课程程和和临临床床各各课课程程的的基础，起着承前启后的作用。基础，起着承前启后的作用。医学主干课程考研必考科目全国执业医师资格统考的必考科目诺贝尔奖：生理学或医学奖二、生理学和医学的关系二、生理学和医学的关系血液循环血液循环 心动周期、心音和心动周期、心音和心脏听诊心脏听诊的关系的关系 心率变异性与植物神经对心肌电活动的影响在心率变异性与植物神经对心
4、肌电活动的影响在分析体分析体表心电图表心电图各波的意义，如各波的意义，如房性、室性早搏房性、室性早搏 呼吸呼吸 每分通气量、肺活量、氧离曲线，每分通气量、肺活量、氧离曲线， 二氧化碳、氢离二氧化碳、氢离子和氧气对呼吸的影响，子和氧气对呼吸的影响，呼吸机、煤气中毒呼吸机、煤气中毒 消化与吸收消化与吸收 食管下端括约肌的功能与食管下端括约肌的功能与胃食管返流病胃食管返流病 肠道正常菌群肠道正常菌群 与与便秘、肥胖、免疫、癌症便秘、肥胖、免疫、癌症 尿的生成和排出尿的生成和排出 肾小球的过滤作用及其调节与肾小球的过滤作用及其调节与肾脏疾病肾脏疾病的关系的关系 神经系统神经系统 递质和受体、神经元的功
5、能递质和受体、神经元的功能 与疾病的关系，如：神与疾病的关系，如：神经性中毒、帕金森病、老年痴呆等经性中毒、帕金森病、老年痴呆等 感官功能与临床，如视力表、晕车等感官功能与临床，如视力表、晕车等 内分泌内分泌 激素间的相互作用，如协同、拮抗和允许激素间的相互作用，如协同、拮抗和允许 糖皮质激素（糖皮质激素（氢化可的松、强的松、地塞米松）（一）、生理学发展简史（一）、生理学发展简史黄帝内经黄帝内经 公元前公元前300-400300-400年年 解剖、生理解剖、生理 古希腊古希腊 GalenGalen心与血的运动心与血的运动 1628 1628年（英国）年（英国） HarveyHarvey 迅速发
6、展迅速发展 1919世纪世纪 中国生理学会成立中国生理学会成立 19261926年年 多水平纵深发展多水平纵深发展 近二三十年近二三十年 三、生理学的研究方法三、生理学的研究方法生理学发展简史生理学发展简史 以以科科学学实实验验研研究究为为特特征征的的近近代代生生理理学学是是从从17世世纪纪开开始始的的。英英国国医医生生哈哈维维(William Harvey，1578-1657)用用动动物物活活体体实实验验的的方方法法，第第一一次次科科学学地地阐阐明明了了血血液液循循环环的的途途径径和和规规律律，被被公公认认为为近近代代生生理理学学的的奠奠基基人人，为为现现代代生生理理学学 奠奠定定了基础。了
7、基础。 20世世纪纪初初，俄俄国国著著名名生生理理学学家家巴巴甫甫洛洛夫夫(18491936)研研究究了了大大脑脑的的功功能能，创创建建了了高高级级神神经经活活动动学学说说，对对医医学学、生生理学、心理学甚至哲学产生深远的影响。理学、心理学甚至哲学产生深远的影响。 1939年年美美国国生生理理学学家家坎坎农农(18711945)在在内内环环境境恒恒定定概念的基础上，提出概念的基础上，提出“稳态稳态”的概念。的概念。 我国近代生理学形成的标志是我国近代生理学形成的标志是1926年中国生理学会的年中国生理学会的成立。成立。 林林可可胜胜(1897-1969)是是我我国国近近代代生生理理学学和和中中
8、国国生生理理学学会会的的奠奠基基人人，又又是是我我国国消消化化生生理理学学的的先先驱。驱。 蔡蔡翘翘(1897-1990)也也是是我我国国近近代代生生理理学学的的奠奠基基人人之之一一，他他还还是是我我国国著著名名的的医医学学教教育育家家，是是我我国国近近代代第第一一位位用用中中国国语语言言和和文文字字讲讲授授生生理理学学和和编写生理学教材的人。编写生理学教材的人。 张张锡锡钧钧(18991988)在在神神经经化化学学递递质质乙乙酰酰胆胆碱碱的的研研究究中中取取得得系系列列的的创创新新性性或或果果，受受到到国国内内外生理学界的高度评价。外生理学界的高度评价。 冯冯德德培培、王王志志均均等等，都都
9、为为我我国国生生理理学学的的发发展展做出过杰出贡献。做出过杰出贡献。（二）、生理学的研究方法（二）、生理学的研究方法慢性实验慢性实验急性实验急性实验在体实验在体实验离体实验离体实验1、动物实验、动物实验2、人体实验（、人体实验（临床观察）生理学实验分类生理学实验分类实验对象实验对象人体实验（血压，心跳，心电图，脑电图，CT，核磁，血糖，血常规，凝血实验，）动物实验（正常动物，各种人类疾病动物模型，基因缺陷动物，）实验进程实验进程急性实验（acute experiment）离体实验（in vitro）在体实验（in vivo）慢性实验（chronic experiment）优点优点 V.S. V
10、.S. 缺点缺点 如研究动物的胃液分泌，采用假饲的实验方法如研究动物的胃液分泌，采用假饲的实验方法w慢性实验慢性实验(chronic experiment)(chronic experiment)生理学实验生理学实验 以动物实验为主以动物实验为主在人工创造的一定条件下，对生命现象进行客观观察在人工创造的一定条件下，对生命现象进行客观观察和分析，以获得生理学知识的一种研究手段。和分析，以获得生理学知识的一种研究手段。尊重实验动物尊重实验动物!器官与细胞实验四四、生生理理学学研研究究的的三个水平三个水平细胞、分子水平细胞、分子水平整体水平整体水平器官、系统水平器官、系统水平1、整体水平：、整体水平
11、： 活体解剖实验法、慢性实验法活体解剖实验法、慢性实验法 以以完完整整机机体体作作为为研研究究对对象象，观观察察和和分分析析在在各各种种条条件件下下，完完整整机机体体的的各各器器官官各各系系统统之之间间的的相相互互联系和相互协调的规律。联系和相互协调的规律。2、器官和系统水平、器官和系统水平 离体组织、器官实验法离体组织、器官实验法机体内各器官或系统的生理活动功能，机体内各器官或系统的生理活动功能，活动规律以及受哪些因素的影响。活动规律以及受哪些因素的影响。1.功能功能2.功能原理功能原理3.功能的评价功能的评价4.特点特点5.调节或影响调节或影响3、细胞和分子水平：、细胞和分子水平：离体细胞
12、、分子实验法离体细胞、分子实验法 研究组成机体的细胞及分子的功能，机制研究组成机体的细胞及分子的功能，机制及相互关系及相互关系整合生理学、转化性研究整合生理学、转化性研究学习生理学的方法学习生理学的方法: :结结构构与与功功能能的的关关系系: :机机体体的的某某种种结结构构, ,必必然然有有相相应应的的功功能能,功功能能建建立立在在结结构构之之上上, , 所所以以应应对对相相关关组组织织结构内容进行必要的复习。结构内容进行必要的复习。局局部部与与整整体体的的关关系系: :机机体体以以其其整整体体适适应应于于自自然然界界, ,但但为为了了叙叙述述方方便便, ,常常以以分分子子、细细胞胞、器器官官
13、、系系统统水水平平阐阐述述其其功功能能, ,在在理理解解其其各各水水平平的的功功能能的的基基础础上上, , 应应注注意意各各水水平平之之间间存存在在相相互互依依赖赖、相相互互制制约约的的关关系系, ,还还应应非常重视各功能活动发生的条件和影响它们的因素非常重视各功能活动发生的条件和影响它们的因素。 听听、录录与与习习、记记的的关关系系: :对对知知识识的的学学习习, , 课课前前适适当当预预习习, ,课课堂堂认认真真听听课课和和作作必必要要的的听听课课笔笔记记, , 尤尤其其认认真真听听课课是是良良好好的的学学习习方方法法; ;及及时时地地、有有计计划划地地复复习习, , 往往可取得事半功倍的
14、学习效果。往往可取得事半功倍的学习效果。学习生理学的目的：学习生理学的目的：1只有认识了只有认识了“正常正常”，才能认识，才能认识“异常异常”（ 疾病）；疾病）；2认识了正常，才能想方设法维持正常，防止异常；认识了正常，才能想方设法维持正常，防止异常；3生理学的发展可促进临床医学和预防医学的发展；生理学的发展可促进临床医学和预防医学的发展；4、学学习习与与掌掌握握一一些些实实验验技技术术，培培养养观观察察分分析析和和解解决决问问题题的能力。的能力。第二节第二节 机体的内环境和稳态机体的内环境和稳态外外环环境境体液（体重60%）细胞外液1/3细胞内液2/3组织间液3/4血液1/4生理学中将围绕在
15、多细胞动物体内细胞周围的体液，即细胞外液，称为机机体体的的内内环环境境(internal environment)。以及淋巴液和脑脊液一、机体的内环境一、机体的内环境二、内环境的稳态二、内环境的稳态 内内环环境境的的稳稳态态(homeostasis)或自自稳稳态态，是指内环境的理化性质，如温度、pH、渗透压和各种体液成分等的恒定状态（动态平衡）。体温：36.537.5度血浆酸碱度：7.357.45血浆渗透压：37度时为770kPa血糖：80120mg%水：90%到92%影响内环境稳影响内环境稳态的因素：态的因素：外因：外因：外界环外界环境因素的变化境因素的变化内因：内因：体内细体内细胞不断进行
16、的胞不断进行的代谢活动内环代谢活动内环境理化性质和境理化性质和化学成分的动化学成分的动态变化的范围态变化的范围 机体的新陈代谢是由细胞内很多复杂的酶促反应组成的，机体的新陈代谢是由细胞内很多复杂的酶促反应组成的，而酶促反应的进行需要温和的外界条件，例如温度、而酶促反应的进行需要温和的外界条件，例如温度、pH等都等都必须保持在适宜的范围内，并且需要足够的营养物质、氧气和必须保持在适宜的范围内，并且需要足够的营养物质、氧气和水分，酶促反应才能正常进行。可见，水分，酶促反应才能正常进行。可见，内环境的稳态是机体进内环境的稳态是机体进行正常生命活动的必要条件，能够为细胞活动提供理化性质相行正常生命活动
17、的必要条件，能够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对恒定的环境，维持正常新陈代谢和生命活动。 当内环境的稳态遭到破坏时，就会引起细胞新陈代谢紊乱，当内环境的稳态遭到破坏时，就会引起细胞新陈代谢紊乱，并导致疾病。例如，当血液中钙、磷的含量降低时，会影响骨并导致疾病。例如，当血液中钙、磷的含量降低时，会影响骨组织的钙化，这在成年人表现为骨软化病，在儿童则表现为骨组织的钙化，这在成年人表现为骨软化病，在儿童则表现为骨质生长障碍、骨化不全的佝偻病。血钙过高则会引起肌无力等质生长障碍、骨化不全的佝偻病。血钙过高则会引起肌无力等疾病。疾病。拓展意义拓展意义 随着控制论和其他生
18、命科学的发展，稳态已不仅指内环随着控制论和其他生命科学的发展，稳态已不仅指内环境的稳定状态，也扩展到有机体内极多的保持协调、稳定的境的稳定状态，也扩展到有机体内极多的保持协调、稳定的生理过程，例如生命活动功能以及正常姿势（直立以及行路生理过程，例如生命活动功能以及正常姿势（直立以及行路姿势）的维持等；也用于机体的不同层次或水平（细胞、组姿势）的维持等；也用于机体的不同层次或水平（细胞、组织器官、系统、整体、社会群体）的稳定状态；以及在特定织器官、系统、整体、社会群体）的稳定状态；以及在特定时间内（由几毫秒直至若干万年）保持的特定状态。时间内（由几毫秒直至若干万年）保持的特定状态。稳态不稳态不仅
19、是生理学，也是当今生命科学的一大基本概念。它对控制仅是生理学，也是当今生命科学的一大基本概念。它对控制论、遗传学（基因的稳态调节）、心理学（情绪稳态等）、论、遗传学（基因的稳态调节）、心理学（情绪稳态等）、病理学、临床医学等多种学科都有重要意义。病理学、临床医学等多种学科都有重要意义。 人人体体对对内内、外外环环境境变变化化的的反反应应，其其目目的的是是为为了了与与环环境境的的变变化化相相适适应应，使使其其经经常常处处于于相相对对平平衡衡的的稳稳态态，以以保保证证机机体体正正常常生生命命活活动动的的实实现现。机机体体通通过过自自身身的的调调节节系系统统和和控控制制系系统统对对各各种种生生理理功
20、功能能进进行行有有效效的的调调控控，主主要要的的调调节节方方式式有有三三种种：神神经经调调节节、体体液液调调节节以以及及器器官官、组组织织和和细细胞胞的的自自身身调节调节，其中神经调节起主导作用。，其中神经调节起主导作用。第三节第三节 机体生理功能的调节机体生理功能的调节神经调节是人体最主要的调节方式，其活动的基本方式是反射。反射(reflex)：在中枢神经系统参与下，机体对内、外环境的刺激发生规律性的适应性反应。（条件/非条件）反射弧(reflexarc)：反射的结构基础，由五个部分组成 一、神经调节（一、神经调节（ Neural regulation）神神经经调调节节特特点点：作作用用迅迅
21、速速、精确，局限、短暂。精确，局限、短暂。体体液液调调节节是指体内的一些细胞能生成并分泌某些特殊的化学物质（如激素、代谢产物等），经体液（血浆、组织液、淋巴）运输，到达全身的组织细胞或某些特殊的组织细胞，调节其活动。体液调节往往受神经系统的控制，因而成为神经调节的反射弧中传出通路的延伸部分，故可称之为神经-体液调节。神经调节与体液调节二者有密不可分，相辅相成的联系。 二、体液调节二、体液调节(Hormonal regulation)体液调节特点作用缓慢，历时持久，影响广泛，精确度差。体液调节特点作用缓慢，历时持久，影响广泛，精确度差。如调节代谢、生长发育与生殖等基本功能如调节代谢、生长发育与生
22、殖等基本功能 殖。 机机体体的的器器官官、组组织织、细细胞胞在在内内外外环环境境发发生生变化时，所产生的适应性反应。变化时，所产生的适应性反应。不依赖于神经调节和体液调节不依赖于神经调节和体液调节。三、自身调节（三、自身调节（ autoregulation） 例子：例子： 如当动脉血压在如当动脉血压在10.623.9Kpa之间变动时，之间变动时，肾血流量可保持相对稳定。肾血流量可保持相对稳定。 动脉血压动脉血压脑血管脑血管脑供血脑供血特点：准确、稳定，但调节范围有限特点：准确、稳定，但调节范围有限。 自从1948年诺伯特维纳发表了著名的控制论控制论关于在动物和机器中控制和通讯的科学一书以来，控
23、制论的思想和方法已经渗透到了几乎所有的自然科学和社会科学领域。维纳把控制论看作是一门研究机器、生命社会中控制和通讯的一般规律的科学，是研究动态系统在变的环境条件下如何保持平衡状态或稳定状态的科学。他特意创造“Cybernetics”这个英语新词来命名这门科学。“控制论”一词最初来源希腊文“mberuhhtz”，原意为“操舵术”，就是掌舵的方法和技术的意思。在柏拉图（古希腊哲学家）的著作中，经常用它来表示管理的艺术。二、体内的控制系统二、体内的控制系统控制系统控制系统3.前馈控制系统前馈控制系统1.非自动控制系统非自动控制系统2.反馈控制系统反馈控制系统受控系统受控系统例如：应激反应中，当应激性
24、刺激特别强大时，可能由于下丘脑神经元和垂体对血中糖皮质激素的敏感性减退，亦即糖皮质激素血中浓度升高时不能反馈抑制它们的活动，使应激性刺激能导致ACTH与糖皮质激素的持续分泌；这时，肾上腺皮质能不断地根据应激性刺激的强度作出相应的反应。寒冷下丘脑生长素靶细胞 1.非自动控制系统是一个非自动控制系统是一个开环开环系统，即系统内受控部分的活动系统，即系统内受控部分的活动不会影响控制部分的活动。不会影响控制部分的活动。这种控制方式是单向单向的，即只由控制部控制部分分发出活动指令控制受控部分受控部分，受控部分则不能反回信息。这种控制方式对受控部分的活动实际上不能起调节作用。在人体正常生理功能的调节中，这
25、种方式的控制系统是极少见的。 2.反馈控制系统即自动控制系统，是一个闭环系统（反馈控制系统即自动控制系统，是一个闭环系统（open-loop system），其控制部分不断接受受控部分的影响，即受控部分不断），其控制部分不断接受受控部分的影响，即受控部分不断有反馈信息返回输给控制部分，改变着它的活动。有反馈信息返回输给控制部分，改变着它的活动。这种控制系统具这种控制系统具有自动控制的能力。有自动控制的能力。负负反反馈馈（negative feedback）：如如果果经经过过反反馈馈调调节节，受受控控部部分分的的活活动向和它原先活动相反的方向发生改变，这种方式的调节称负反馈。动向和它原先活动相反
26、的方向发生改变，这种方式的调节称负反馈。 它是维持稳态的重要机制，人体内的各种调节过程大部分属于负反馈方式。正正反反馈馈（positive feedback）：如如果果反反馈馈调调节节使使受受控控部部分分继继续续加加强强向向原来方向的活动，则称正反馈。原来方向的活动，则称正反馈。它使某一生理活动过程逐步增强直至完成。3.前馈控制系统前馈控制系统（feed-forwardcontrol）指控制部分发出信号，指令指控制部分发出信号，指令受控部分进行某一活动，同时又通过另一快捷途径向受控部分发出受控部分进行某一活动，同时又通过另一快捷途径向受控部分发出前馈信号，及时地调控受控部分的活动。前馈信号，及
27、时地调控受控部分的活动。使正常人体在内外环境因素的不断变化中能较好地保持各种机能的稳定。 负反馈调节：负反馈调节：易出现矫枉过正，滞后易出现矫枉过正，滞后 前反馈调节：前反馈调节：防患于未然。防患于未然。例如，冬泳的人在换上泳装跳入冰水前，人体内的温度还没有降低，但空气低温已刺激皮肤冷感受器，通过中枢神经系统内信息的传递，提前发动了体温调节机制，增加产热，控制散热，以保持体温相对稳定。再者，泳者进入泳场更衣室准备换装时，泳场环境产生的视觉、听觉刺激，就已通过条件反射的方式发动体温调节机制，这些都是前馈控制的表现。方式方式作用作用生理意义生理意义负反馈负反馈反馈信号传递给控制部分，控制反馈信号传
28、递给控制部分，控制系统经分析后，发出指令使受控系统经分析后，发出指令使受控部分的活动减弱部分的活动减弱 。维持原来的平衡状维持原来的平衡状态。态。 正反馈正反馈反馈信号使受控部分的活动再加反馈信号使受控部分的活动再加强，如此循环，促使整个系统处强，如此循环，促使整个系统处于再生状态。于再生状态。 从而使某个生理活从而使某个生理活动不断加强，并迅动不断加强，并迅速完成。速完成。 前馈前馈控制部分在输出变量未发生偏差控制部分在输出变量未发生偏差引起反馈信息之前，就对受控部引起反馈信息之前，就对受控部分发出纠正信息。分发出纠正信息。 避免负反馈调节的避免负反馈调节的波动性和反应的滞波动性和反应的滞后性，更好地保持后性，更好地保持稳态。稳态。反馈与前馈的比较反馈与前馈的比较
