生理學(xué)概述專業(yè)知識(shí)講座專家講座

第一章緒論

主講：邱春復(fù)醫(yī)學(xué)生理學(xué)教研室生理學(xué)概述專業(yè)知識(shí)講座第1頁第一節(jié)生理學(xué)研究對(duì)象和任務(wù)一、生理學(xué)概念及任務(wù)1、什么是生理學(xué)?生理學(xué)(Physiology)是生物科學(xué)一個(gè)分支，是碩士物機(jī)體功效(function)科學(xué)。包含細(xì)菌生理學(xué)、植物生理學(xué)、動(dòng)物生理學(xué)、人體生理學(xué)等。人體生理學(xué)(HumanPhysiology)是研究人體功效活動(dòng)規(guī)律（血液循環(huán)、呼吸、消化、排泄、內(nèi)分泌、生殖、行為表現(xiàn)、思維等）科學(xué)。生理學(xué)是一門試驗(yàn)性科學(xué)。一切生理學(xué)理論都來自試驗(yàn)。生理學(xué)概述專業(yè)知識(shí)講座第2頁2．生理學(xué)發(fā)展簡史以科學(xué)試驗(yàn)研究為特征近代生理學(xué)是從17世紀(jì)開始。英國醫(yī)生哈維(WilliamHarvey，1578-1657)用動(dòng)物活體試驗(yàn)方法，第一次科學(xué)地說明了血液循環(huán)路徑和規(guī)律，被公認(rèn)為近代生理學(xué)奠基人，為當(dāng)代生理學(xué)(modernphysiology)奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)初，俄國著名生理學(xué)家巴甫洛夫(И.П.Павлов，1849~1936)研究了大腦功效，創(chuàng)建了高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)學(xué)說，對(duì)醫(yī)學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)甚至哲學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。1939年美國生理學(xué)家坎農(nóng)(W．B．Cannon，1871—1945)在內(nèi)環(huán)境恒定概念基礎(chǔ)上，提出“穩(wěn)態(tài)”概念。我國近代生理學(xué)形成標(biāo)志是1926年中國生理學(xué)會(huì)成立。生理學(xué)概述專業(yè)知識(shí)講座第3頁林可勝(1897-1969)是我國近代生理學(xué)和中國生理學(xué)會(huì)奠基人，又是我國消化生理學(xué)先驅(qū)。蔡翹(1897-1990)也是我國近代生理學(xué)奠基人之一，他還是我國著名醫(yī)學(xué)教育家，是我國近代第一位用中國語言和文字講授生理學(xué)和編寫生理學(xué)教材人。張錫鈞(1899—1988)在神經(jīng)化學(xué)遞質(zhì)乙酰膽堿研究中取得系列創(chuàng)新性或果，受到國內(nèi)外生理學(xué)界高度評(píng)價(jià)。馮德培、王志均等，都為我國生理學(xué)發(fā)展做出過出色貢獻(xiàn)。生理學(xué)概述專業(yè)知識(shí)講座第4頁為何要學(xué)習(xí)生理學(xué)?1．只有認(rèn)識(shí)了“正常”，才能認(rèn)識(shí)“異?！保膊。?．認(rèn)識(shí)了正常，才能想方設(shè)法維持正常，預(yù)防異常；3．生理學(xué)發(fā)展可促進(jìn)臨床醫(yī)學(xué)和預(yù)防醫(yī)學(xué)發(fā)展；

4、學(xué)習(xí)與掌握一些試驗(yàn)技術(shù)，培養(yǎng)觀察分析和處理問題能力。生理學(xué)概述專業(yè)知識(shí)講座第5頁怎樣學(xué)好生理學(xué)?端正態(tài)度，循序漸進(jìn)，認(rèn)真聽課，及時(shí)復(fù)習(xí)；

刻苦鉆研，多提問題，獨(dú)立思索，縱橫對(duì)比；全方面了解，重點(diǎn)記憶，重視試驗(yàn)，提升技能。

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3．生命活動(dòng)基本表現(xiàn)蛋白質(zhì)和核酸是一切生命活動(dòng)物質(zhì)基礎(chǔ)。生命活動(dòng)最少包含以下三種基本活動(dòng)。⑴新陳代謝(Metabolism)：生物體是在不停地更新自我，破壞和去除已經(jīng)衰老結(jié)構(gòu)，重建新結(jié)構(gòu)。這一貫通生命活動(dòng)全過程，稱為Metabolism。Metabolism一旦停頓，生命活動(dòng)也就結(jié)束。⑵生物體對(duì)外界環(huán)境改變反應(yīng)及興奮性

生物體所處外界環(huán)境是經(jīng)常發(fā)生改變，生物體能對(duì)環(huán)境改變作出適當(dāng)反應(yīng)，以適應(yīng)改變環(huán)境。這是一切生物體普遍含有功效。

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含有對(duì)刺激產(chǎn)生生物電反應(yīng)能力稱為興奮性（excitability）。凡能引發(fā)某種組織產(chǎn)生興奮最弱(最小)刺激強(qiáng)度稱閾刺激（thresholdstimulation)。閾刺激倒數(shù)（1/thresholdstimulation）能夠作為測定興奮性高低指標(biāo)。⑶生殖(Reproduction)生物體能產(chǎn)生與自己相類似個(gè)體稱為生殖。一個(gè)單細(xì)胞經(jīng)過分裂成為兩個(gè)子代細(xì)胞，就是生殖。所以，生殖也是生命活動(dòng)基本表現(xiàn)之一。生理學(xué)概述專業(yè)知識(shí)講座第8頁

二、生理學(xué)研究三個(gè)水平

（一）細(xì)胞和分子水平研究細(xì)胞生理特征是由組成細(xì)胞各個(gè)分子，尤其是生物大分子物理學(xué)和化學(xué)特征決定。在這個(gè)水平上進(jìn)行研究對(duì)象是細(xì)胞和組成細(xì)胞分子，這方面知識(shí)稱為細(xì)胞生理學(xué)(cellphysiology)或普通生理學(xué)（generalphysiology)。

(二)器官和系統(tǒng)水平研究

要了解一個(gè)器官或系統(tǒng)功效，它在機(jī)體中所起作用，它功效活動(dòng)內(nèi)在機(jī)制，以及各種原因?qū)λ顒?dòng)影響，這都需要從器官和系統(tǒng)水平上送行現(xiàn)察和研究。生理學(xué)概述專業(yè)知識(shí)講座第9頁(三)整體水平研究在整體情況下，體內(nèi)各個(gè)器官、系統(tǒng)之間發(fā)生相互聯(lián)絡(luò)和相互影響。各種功效相互協(xié)調(diào)，使機(jī)體成為一個(gè)完整整體，在改變環(huán)境中維持正常生命活動(dòng)。從整體水平上研究，就是以完整機(jī)體為研究對(duì)象，觀察和分析在各種生理?xiàng)l件下不一樣器官、系統(tǒng)之間相互聯(lián)絡(luò)、相互協(xié)調(diào)規(guī)律。

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上述三個(gè)水平研究，它們相互間不是孤立，而是相互聯(lián)絡(luò)、相互補(bǔ)充。要說明某一生理功效機(jī)制，普通需要對(duì)細(xì)胞和分子、器官和系統(tǒng)，以及整體三個(gè)水平研究結(jié)果進(jìn)行分析和綜合，得出比較全方面結(jié)論。近年來伴隨物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、電子計(jì)算機(jī)等發(fā)展，應(yīng)用這些科學(xué)結(jié)果，碩士理功效活動(dòng)，發(fā)展出很多新興研究領(lǐng)域，如數(shù)學(xué)模型、系統(tǒng)分析、計(jì)算機(jī)模擬等等。相信伴隨各學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展，對(duì)生理學(xué)研究會(huì)越來越深入。生理學(xué)概述專業(yè)知識(shí)講座第11頁第二節(jié)機(jī)體內(nèi)環(huán)境

成人液體占身體重量約60％。分為兩大類：約2／3液體(約占體重40％)分布在細(xì)胞內(nèi)——為細(xì)胞內(nèi)液。其余1／3液體(約占體重20％)分布在細(xì)胞外——細(xì)胞外液。約1／4(約占體重5％)分布在心血管系統(tǒng)內(nèi)，也就是血漿。約3／4(約占體重15％)分布在心血管系統(tǒng)之外，即組織液。細(xì)胞直接接觸外界環(huán)境稱為外環(huán)境(externalenvironment)。比如環(huán)境溫度、濕度、陽光、空氣等等（人類不但接觸自然環(huán)境．還有社會(huì)環(huán)境）。

生理學(xué)概述專業(yè)知識(shí)講座第12頁人體細(xì)胞普通不能直接與外界環(huán)境發(fā)生接觸，直接生存環(huán)境是細(xì)胞外液。所以，細(xì)胞外液是機(jī)體中細(xì)胞所處內(nèi)環(huán)境（internalenvironment）。

只有保持內(nèi)環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，復(fù)雜多細(xì)胞動(dòng)物才有可能生存。內(nèi)環(huán)境各種理化原因經(jīng)常保持相正確恒定——穩(wěn)態(tài)(homeostasis)。

這一概念不但說明了內(nèi)環(huán)境是相對(duì)穩(wěn)定這一現(xiàn)象，而且包含了機(jī)體維持內(nèi)環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定調(diào)整過程。機(jī)體一切調(diào)整活動(dòng)最終生物學(xué)意義在于維持內(nèi)環(huán)境恒定。生理學(xué)概述專業(yè)知識(shí)講座第13頁第三節(jié)

生理功效調(diào)整機(jī)體對(duì)各種功效活動(dòng)調(diào)整方式主要有三種，即神經(jīng)調(diào)整(nervousregulation)、體液調(diào)整(humoralregulation)和本身調(diào)整(autoregulation)。1．神經(jīng)調(diào)整(Nervousregulation)神經(jīng)系統(tǒng)(Nervoussystem)是調(diào)整全身各種功效活動(dòng)系統(tǒng)。經(jīng)過nervous調(diào)整稱為nervousregulation。神經(jīng)調(diào)整基本活動(dòng)方式是反射(reflex)。反射通路包含五個(gè)組成部分（反射?。焊惺芷鳌鷤魅松窠?jīng)→中樞→傳出神經(jīng)→效應(yīng)器。五部分中任何一部分結(jié)構(gòu)被破壞或功效障礙都會(huì)使反射不能完成。生理學(xué)概述專業(yè)知識(shí)講座第14頁

2．體液調(diào)整(Humoralregulation)普通是指由某一器官或組織分泌化學(xué)物質(zhì)(hormone，激素)，經(jīng)過血液循環(huán)，抵達(dá)另一器官，調(diào)整它功效活動(dòng)。如腎上腺髓質(zhì)能夠分泌腎上腺素和去甲腎上腺素，經(jīng)過血液循環(huán)達(dá)心臟和血管，調(diào)整心血管活動(dòng)；甲狀腺分泌甲狀腺激素調(diào)整全身能量代謝等等。很多內(nèi)分泌腺并不是獨(dú)立于神經(jīng)系統(tǒng)，它們也直接或間接收到神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)整，所以，也能夠?qū)Ⅲw液調(diào)整看成是神經(jīng)調(diào)整一個(gè)步驟，成為“神經(jīng)—體液調(diào)整”(nervous-humoralregulation)。人體內(nèi)功效調(diào)整大多是這種復(fù)合式調(diào)整。

生理學(xué)概述專業(yè)知識(shí)講座第15頁

最近發(fā)覺一些組織可產(chǎn)生一些化學(xué)物質(zhì)，它們并不隨血流流到其它器官起作用，而是在組織液中擴(kuò)散，調(diào)整鄰近組織功效活動(dòng)，稱為局部體液原因和旁分泌調(diào)整

(paracrineregulation)。組織代謝活動(dòng)產(chǎn)生代謝產(chǎn)物如C02、乳酸等，有擴(kuò)張小血管作用，屬于局部體液原因，所以從廣義上看，上述這些調(diào)整都屬humoralregulation范圍。3．

本身調(diào)整（Autoregulation）機(jī)體內(nèi)有些調(diào)整既不依賴神經(jīng)也不依賴體液，而由本身對(duì)刺激產(chǎn)生適應(yīng)性反應(yīng)，稱為Autoregulation。比如將心肌或骨骼肌拉長后，再刺激引發(fā)肌肉收縮，其收縮力顯著加強(qiáng)。生理學(xué)概述專業(yè)知識(shí)講座第16頁

第四節(jié)體內(nèi)控制系統(tǒng)

用工程技術(shù)控制原理和方法來分析研究人體許多功效調(diào)整，能夠看到功效調(diào)整過程和控制過程有共同規(guī)律。任何控制系統(tǒng)都由控制部分和受控部分組成。從控制論觀點(diǎn)來分析，控制系統(tǒng)可分為非自動(dòng)控制系統(tǒng)、反饋控制系統(tǒng)和前饋控制系統(tǒng)三大類。生理學(xué)概述專業(yè)知識(shí)講座第17頁一、非自動(dòng)控制系統(tǒng)非自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)開環(huán)系統(tǒng)，即系統(tǒng)內(nèi)受控部分活動(dòng)不會(huì)影響控制部分活動(dòng)。這種控制方式是單向，即僅由控制部分對(duì)受控部分發(fā)出活動(dòng)指令。這種控制方式使受控部分活動(dòng)實(shí)際上不能起調(diào)整作用。在人體正常生理功效調(diào)整中，這種方式是極少見。生理學(xué)概述專業(yè)知識(shí)講座第18頁二、反饋控制系統(tǒng)在整體，被調(diào)整器官(效應(yīng)器)，在功效活動(dòng)發(fā)生改變時(shí)，往往這一改變信息又能夠經(jīng)過回路反應(yīng)到調(diào)整系統(tǒng)，改變其調(diào)整強(qiáng)度，形成一個(gè)調(diào)整回路。人們常慣用“反饋”(feedback)一詞表示這種調(diào)整方式。在反饋控制系統(tǒng)中，反饋信號(hào)對(duì)控制部分活動(dòng)可發(fā)生不一樣影響。假如它終產(chǎn)物或結(jié)果降低這一過程進(jìn)展速度，稱為負(fù)反饋（negativefeedback）；假如是加速或加強(qiáng)這一過程進(jìn)展速度則稱為正反饋(positivefeedback)。

生理學(xué)概述專業(yè)知識(shí)講座第19頁

（一）負(fù)反饋控制系統(tǒng)負(fù)反饋控制系統(tǒng)作用是使系統(tǒng)保持穩(wěn)定。機(jī)體內(nèi)環(huán)境之所以能維持穩(wěn)態(tài)，就是因?yàn)橛性S多負(fù)反饋控制系統(tǒng)存在和發(fā)揮作用。

（二）正反饋控制系統(tǒng)正反饋控制系統(tǒng)活動(dòng)使整個(gè)系統(tǒng)處于再生狀態(tài)：與負(fù)反饋相反，正反饋不可能維持系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)或平衡，而是破壞原先平衡狀態(tài)。正反饋控制系統(tǒng)數(shù)量極少，比如，血液凝固是正反饋控制、排尿反射、正常分娩過程等。人體中各種反饋調(diào)整回路中有比較簡單，有則很復(fù)雜，它能夠包含復(fù)雜神經(jīng)調(diào)整和體液調(diào)整綜合完成調(diào)整某一生理功效活動(dòng)。生理學(xué)概述專業(yè)知識(shí)講座第20頁

三、前饋控制系統(tǒng)在神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)整控制中，除反饋控制外，還有前饋控制(feed-forwardcontro1)。比如控制部分發(fā)出信號(hào)，指令受控部分進(jìn)行某一活動(dòng)，同時(shí)又經(jīng)過另一快捷路徑向受控部