第一章 緒論 人提及動(dòng)物生理學(xué)

人體與動(dòng)物生理學(xué)HumanandAnimalPhysiology

第一章緒論1一、生理學(xué)的任務(wù)1、概念與由來(lái)：生理學(xué)（physiology）是研究生物機(jī)體的生命活動(dòng)現(xiàn)象、規(guī)律和功能的一門(mén)科學(xué)。包括細(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。

Physiologyisthescienceofstudyingthefunctionalactivitiesanditsmechanismsinbiologicalbody.Forexample:whycanheartautomaticallybeat?第一節(jié)生理學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)422、生命活動(dòng)的基本表現(xiàn)

蛋白質(zhì)和核酸是一切生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。生命活動(dòng)至少包括以下四種基本活動(dòng)。

⑴

新陳代謝(Metabolism)

⑵

生物體對(duì)外界環(huán)境變化的反應(yīng)及興奮性

反應(yīng)（response）：環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，生物體內(nèi)部的代謝及其外表活動(dòng)發(fā)生的相應(yīng)改變。興奮性（excitability）:具有對(duì)刺激產(chǎn)生生物電反應(yīng)的能力。興奮(excitation)：由相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒?dòng)狀態(tài)，或功能活動(dòng)由弱變強(qiáng)。3抑制(inhibition)：由活動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)靜止?fàn)顟B(tài)，或功能活動(dòng)由強(qiáng)變?nèi)?。刺激（stimulus）：能引起生物機(jī)體發(fā)生反應(yīng)的各種環(huán)境變化。凡能引起某種組織產(chǎn)生興奮的最弱(最小)刺激強(qiáng)度稱閾刺激（thresholdstimulation)?？膳d奮組織(excitabletissues)神經(jīng)、肌肉和腺體等組織，受刺激后能較迅速地產(chǎn)生特殊的生物電現(xiàn)象（動(dòng)作電位）及其它反應(yīng)，在傳統(tǒng)的生理學(xué)中，將它們統(tǒng)稱為可興奮組織4閾刺激的倒數(shù)（1/thresholdstimulation）可以作為測(cè)定興奮性高低的指標(biāo)。

（3）適應(yīng)性(adaptation):動(dòng)物機(jī)體隨外界環(huán)境變化調(diào)整自身生理機(jī)能以適應(yīng)環(huán)境變化的特性。(4)

生長(zhǎng)（growth)與生殖(Reproduction)

生物體能產(chǎn)生與自己相類似的個(gè)體稱為生殖。一個(gè)單細(xì)胞經(jīng)過(guò)分裂成為兩個(gè)子代細(xì)胞，就是生殖。因此，生殖也是生命活動(dòng)的基本表現(xiàn)之一。5二、生理學(xué)研究的三個(gè)水平生理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性科學(xué)，其知識(shí)主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的。（一）細(xì)胞和分子水平的研究方法：離體細(xì)胞、分子實(shí)驗(yàn)法在這個(gè)水平上進(jìn)行研究的對(duì)象是細(xì)胞和構(gòu)成細(xì)胞的分子，這方面的知識(shí)稱為細(xì)胞生理學(xué)(cellphysiology)或普通生理學(xué)（generalphysiology)。

76（二）器官和系統(tǒng)水平的研究方法：離體組織、器官實(shí)驗(yàn)法要了解一個(gè)器官或系統(tǒng)的功能，它在機(jī)體中所起的作用，它的功能活動(dòng)的內(nèi)在機(jī)制，以及各種因素對(duì)它活動(dòng)的影響，這都需要從器官和系統(tǒng)的水平上送行現(xiàn)察和研究。7（三）整體水平的研究方法：活體解剖實(shí)驗(yàn)法、慢性實(shí)驗(yàn)法從整體水平上的研究，就是以完整的機(jī)體為研究對(duì)象，觀察和分析在各種生理?xiàng)l件下不同的器官、系統(tǒng)之間互相聯(lián)系、互相協(xié)調(diào)的規(guī)律。

8上述三個(gè)水平的研究，它們相互間不是孤立的，而是互相聯(lián)系、互相補(bǔ)充的。要闡明某一生理功能的機(jī)制，一般需要對(duì)細(xì)胞和分子、器官和系統(tǒng)，

以及整體三個(gè)水平的研究結(jié)果進(jìn)行分析和綜合，得出比較全面的結(jié)論。

近年來(lái)隨著物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、電子計(jì)算機(jī)等的發(fā)展，應(yīng)用這些科學(xué)成果，研究生理功能活動(dòng)，發(fā)展出很多新興的研究領(lǐng)域，如數(shù)學(xué)模型、系統(tǒng)分析、計(jì)算機(jī)模擬等等。相信隨著各學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展，對(duì)生理學(xué)的研究會(huì)越來(lái)越深入。

9三、生理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展人體生理的知識(shí)最初是隨著生產(chǎn)和醫(yī)療實(shí)踐而逐漸積累起來(lái)的。公元300-400年的《黃帝內(nèi)經(jīng)》一書(shū)是我國(guó)古代醫(yī)療實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的理論總結(jié)，書(shū)中闡述了經(jīng)絡(luò)、臟腑、七情六淫、營(yíng)衛(wèi)氣血等生理學(xué)理論。在其他國(guó)家，早期對(duì)人體生理知識(shí)也有不少重要的貢獻(xiàn)。例如，古羅馬名醫(yī)Galen曾從人體解剖的知識(shí)來(lái)推論生理功能，并曾進(jìn)行初步的動(dòng)物活體解剖，對(duì)醫(yī)學(xué)的貢獻(xiàn)很大。

10生理學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系

生理學(xué)的發(fā)展與醫(yī)學(xué)的密切聯(lián)系。在醫(yī)療實(shí)踐中和對(duì)人體的一般觀察中積累了關(guān)于人體生理功能的許多知識(shí)，更通過(guò)對(duì)于人體和動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)分析研究，進(jìn)一步深入探索這些生理功能的內(nèi)在機(jī)制和相互關(guān)系，逐漸形成關(guān)于人和動(dòng)物機(jī)體功能的系統(tǒng)性理論科學(xué)。醫(yī)學(xué)中關(guān)于疾病問(wèn)題的理論研究是以人體生理學(xué)的基本理論為基礎(chǔ)的；同時(shí)，通過(guò)醫(yī)學(xué)實(shí)踐又可以檢驗(yàn)生理學(xué)理論是否正確，并不斷以新的內(nèi)容和新的問(wèn)題豐富生理學(xué)理論和推動(dòng)生理學(xué)研究。因此，生理學(xué)是醫(yī)學(xué)的一門(mén)基礎(chǔ)理論科學(xué)。

11動(dòng)物生理學(xué)與醫(yī)學(xué)的相互關(guān)系示意圖12生理學(xué)真正地成為一門(mén)實(shí)驗(yàn)性科學(xué)是從17世紀(jì)開(kāi)始的。1628年英國(guó)醫(yī)生Harvey發(fā)表《動(dòng)物的血液循環(huán)和解剖學(xué)研究》，奠定了血液循環(huán)理論的基礎(chǔ)，證明了血液循環(huán)的途徑，并指出心臟是循環(huán)系統(tǒng)的中心。他的結(jié)論是在幾種動(dòng)物身上應(yīng)用活體解剖法通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)而獲得的。13在17-18世紀(jì)，顯微鏡的發(fā)明和物理學(xué)、化學(xué)的迅速進(jìn)步，都給生理學(xué)的發(fā)展準(zhǔn)備了良好的條件。例如，意大利組織學(xué)家馬爾比基應(yīng)用顯微鏡發(fā)現(xiàn)了毛細(xì)血管結(jié)構(gòu)，證實(shí)了Harvey對(duì)循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的推論；物質(zhì)守恒與能量守恒及轉(zhuǎn)化定律的提出，以及燃燒和呼吸原理的闡明，為機(jī)體新陳代謝的研究奠定了基礎(chǔ)。1604 荷蘭的詹森(1580-1642)發(fā)明第一臺(tái)顯微鏡。14到了19世紀(jì)，隨著其他自然科學(xué)的迅速發(fā)展，生理學(xué)實(shí)驗(yàn)研究也大量開(kāi)展，累積了大量各器官生理功能的知識(shí)。例如，關(guān)于感覺(jué)器官、神經(jīng)系統(tǒng)、血液循環(huán)、腎的排泄功能、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定等的研究，均為生理功能提供了不少寶貴資料。我國(guó)現(xiàn)代生理學(xué)也有60余年的歷史。1926年北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院生理系主任林可勝發(fā)起創(chuàng)建了中國(guó)生理學(xué)會(huì)，隨即出版了《中國(guó)生理學(xué)雜志》。學(xué)會(huì)的成立和專業(yè)雜志的出版，對(duì)于生理學(xué)在我國(guó)的發(fā)展起了很好的推動(dòng)作用。

15當(dāng)時(shí)我國(guó)比較集中的研究工作是關(guān)于胃液分泌、物質(zhì)代謝、神經(jīng)肌肉和心血管運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)調(diào)節(jié)等問(wèn)題，并在學(xué)術(shù)上作出了貢獻(xiàn)，受到國(guó)際生理學(xué)界的重視。近二三十年來(lái)，由于基礎(chǔ)科學(xué)和新技術(shù)的迅速發(fā)展，以及相關(guān)學(xué)科間的交叉滲透，使生理學(xué)的研究有了很大的進(jìn)展。細(xì)胞、分子水平的研究，已深入到細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié)機(jī)制、細(xì)胞跨膜信息傳遞的機(jī)制、基因水平的功能調(diào)控機(jī)制等方面，使生命活動(dòng)基本規(guī)律的研究取得了不少寶貴資料。16在整體水平研究方面，由于學(xué)科的交叉滲透，不斷產(chǎn)生了研究的新領(lǐng)域，如神經(jīng)免疫內(nèi)分泌學(xué)等；而且由于采用了許多先進(jìn)技術(shù)，使整體生理學(xué)研究，尤其是各種特殊條件下（如勞動(dòng)、運(yùn)動(dòng)、高空、高原、潛水等）的研究，取得了很大進(jìn)展。生理學(xué)向微觀的細(xì)胞分子水平深入發(fā)展，以及向宏觀的整體水平加快擴(kuò)展，是當(dāng)今發(fā)展的總趨勢(shì)。

17四、生理學(xué)的門(mén)類及與其他學(xué)科的關(guān)系（一）生理學(xué)的門(mén)類根據(jù)研究對(duì)象分：植物生理學(xué)、動(dòng)物生理學(xué)、人體生理學(xué)等。根據(jù)研究水平分：神經(jīng)肌肉生理學(xué)、感覺(jué)器官生理學(xué)等。根據(jù)醫(yī)學(xué)實(shí)踐、生產(chǎn)實(shí)踐等的分類：醫(yī)用生理學(xué)、病理生理學(xué)、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)、家畜生理學(xué)、宇宙生理學(xué)等。（二）生理學(xué)與其它學(xué)科的關(guān)系與普通生物學(xué)、解剖學(xué)、組織學(xué)和胚胎學(xué)的關(guān)系與物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)的關(guān)系與醫(yī)學(xué)的關(guān)系與教育學(xué)、心理學(xué)、體育的關(guān)系18(三)生理學(xué)發(fā)展的分支：比較生理學(xué)（comparative

physiology）是用比較的方法研究動(dòng)物的種族發(fā)生和個(gè)體發(fā)育在不同階段和不同環(huán)境條件下的生理功能特點(diǎn)及其發(fā)展規(guī)律的科學(xué)，是動(dòng)物生理學(xué)的分支。它以系統(tǒng)動(dòng)物學(xué)、比較解剖學(xué)和比較組織學(xué)為基礎(chǔ)，同時(shí)又與演化生理學(xué)、發(fā)育生理學(xué)、生態(tài)生理學(xué)（環(huán)境生理學(xué)）乃至?xí)r間生物學(xué)等學(xué)科有不可分割的聯(lián)系。

19“比較生理學(xué)”一詞，最早由比爾東（Ⅰ．Beurdop

）提出。1878年法國(guó)生理學(xué)家貝爾納（C.Bernard，1813—1878）把它確定為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科。

比較生理學(xué)的研究對(duì)象是各類動(dòng)物。研究目的在于利用與人體比較接近的某些哺乳動(dòng)物生理學(xué)或器官生理學(xué)實(shí)驗(yàn)資料，為人體生理學(xué)研究及醫(yī)療、醫(yī)藥實(shí)踐提供科學(xué)理論基礎(chǔ)。其任務(wù)是用比較的方法，從結(jié)構(gòu)差異、進(jìn)化歷史與生態(tài)條件等方面，探討同一種生理機(jī)能在各類生物中的演變，從而認(rèn)識(shí)生命的基本特性及其在進(jìn)化過(guò)程中的變化發(fā)展與對(duì)環(huán)境的適應(yīng)情況。

20比較生理學(xué)的研究?jī)?nèi)容是以比較的觀點(diǎn)對(duì)不同門(mén)類動(dòng)物體的結(jié)構(gòu)差異、進(jìn)化歷史與生態(tài)條件等方面進(jìn)行研究，探討同一種機(jī)能在各類生物中的演變，以求認(rèn)識(shí)生命的基本特性及其進(jìn)化過(guò)程中的變化與適應(yīng)。比較生理學(xué)具有重要的理論和實(shí)踐意義，可為科學(xué)研究發(fā)掘動(dòng)物模型，如大馬哈魚(yú)在產(chǎn)卵后很快就衰老死亡，從大馬哈魚(yú)的衰老死亡過(guò)程中可以看到在人類和哺乳動(dòng)物中看不到的一些與衰老有關(guān)的變化；

21北美沙漠中有一種沙鼠（Psammomys

obesus），在完全喂以新鮮飼料時(shí)，不患糖尿病，但喂普通飼料時(shí)則患糖尿病，這樣就可以不必通過(guò)外科手術(shù)或藥物而建立糖尿病的動(dòng)物模型。此外，在畜牧業(yè)中優(yōu)良品種的選擇、疾病的防治、野生動(dòng)物的馴化飼養(yǎng)等，在對(duì)生態(tài)平衡的了解等方面，也都離不開(kāi)對(duì)比較生理學(xué)的研究。比較生理學(xué)還可以為醫(yī)藥衛(wèi)生與畜牧獸醫(yī)等提供科學(xué)的理論基礎(chǔ)。

22心理生理學(xué)理論：沃爾夫（H.G.Wolff）的心理應(yīng)激理論

他通過(guò)對(duì)胃瘺病人觀察發(fā)現(xiàn)，在精神愉快時(shí)，粘膜血管充盈、分泌適量；在憤怒、仇恨時(shí)，粘膜充血，分泌增加；但在憂郁自責(zé)、孤獨(dú)時(shí)粘膜蒼白、血管收縮、分泌減少、運(yùn)動(dòng)抑制。他認(rèn)為這些生理和病理變化是心身疾病結(jié)構(gòu)性改變的前驅(qū)。他支持不同的心理刺激能激發(fā)全身性非特異性心理應(yīng)激反應(yīng)的理論。他以精心設(shè)計(jì)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)去研究心理因素和情緒對(duì)健康和疾病的影響，并以數(shù)據(jù)形式表示研究中所觀察到變化。他采用流行病學(xué)的方法證實(shí)社會(huì)因素和心理因素對(duì)健康和疾病的影響的可靠性，他還提出情緒對(duì)生理活動(dòng)的作用還受遺傳性器官罹患性和個(gè)性特征的影響。

23塞爾耶，漢斯的應(yīng)激理論

加拿大心理學(xué)家塞爾耶，漢斯（Selge,Hans）認(rèn)為當(dāng)人遇到緊張或危險(xiǎn)的場(chǎng)面或情境時(shí)，身體和精神負(fù)擔(dān)過(guò)重，恰逢這時(shí)人往往又需迅速作出重大決策來(lái)應(yīng)付這種危機(jī)，這是就導(dǎo)致應(yīng)激狀態(tài)的產(chǎn)生。在應(yīng)激狀態(tài)下，通過(guò)下丘腦—腦垂體—腎上腺軸的一系列作用，腎上腺皮質(zhì)激素大量產(chǎn)生，使機(jī)體處于充分的動(dòng)員狀態(tài)，心率血壓體溫肌肉緊張度，代謝水平等都發(fā)生顯著變化，從而增加機(jī)體活動(dòng)力量，以應(yīng)付緊急情境。緊張而持久的應(yīng)激會(huì)產(chǎn)生過(guò)度的興奮，注意和知覺(jué)的范圍縮小，言語(yǔ)不連貫不規(guī)則，行為紊亂等，這種持續(xù)的應(yīng)激狀態(tài)會(huì)通過(guò)神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的變化推毀機(jī)體的生物化學(xué)保護(hù)機(jī)制，導(dǎo)致胃潰瘍，胸腺退化，免疫力下降，甚至發(fā)生臨床休克或死亡。

“怒傷肝”、“喜傷心”、“思傷脾”、“憂悲傷肺”、“恐傷腎”

“志意和，則精神專直，魂魄不散，悔怒不起，五臟不受邪矣。”241990年12月：美國(guó)生理學(xué)會(huì)遠(yuǎn)景規(guī)劃委員會(huì)在“physiologists”上發(fā)表白皮書(shū)指出：“整合生理學(xué)(integrativephysiology)將是未來(lái)生理學(xué)的主要內(nèi)容?！闭仙韺W(xué)研究的實(shí)質(zhì)是將整體研究與細(xì)胞、分子生物學(xué)研究有機(jī)結(jié)合起來(lái)，用分子生物學(xué)現(xiàn)象解釋其在整體功能調(diào)節(jié)中的作用，同時(shí)探討整體調(diào)節(jié)機(jī)制在細(xì)胞、分子水平的變化。諾貝爾獎(jiǎng)金獲得者JamesBlack指出：“生理學(xué)將漸進(jìn)地戰(zhàn)勝分子生物學(xué)”。生理功能整合的研究，是新世紀(jì)生理學(xué)研究的重要方向之一。“整合生理學(xué)(integrativephysiology)25

第二節(jié)機(jī)體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)

(Bodyinternalenvironmentandhomeostasis)一、體液和體液的分布體液:機(jī)體細(xì)胞內(nèi)外含有大量液體，總稱為體液。分布:細(xì)胞內(nèi)液:約2/3，約占體重40％。細(xì)胞外液:約1/3，約占體重20％。組織液:約3/4，約占體重15％。血漿:約1/4，約占體重5％。淋巴液:少量胸膜腔、腦脊腔及關(guān)節(jié)腔內(nèi)液體

2626二、內(nèi)環(huán)境與外環(huán)境的概念1.外環(huán)境:(externalenvironment)

機(jī)體整體直接接觸和生活的環(huán)境。(外界、大氣環(huán)境)2.內(nèi)環(huán)境(internalenvironment):細(xì)胞直接接觸和生活的環(huán)境。(細(xì)胞外液)2727三、穩(wěn)態(tài)(homeostasis)

1.穩(wěn)態(tài)的概念:

內(nèi)環(huán)境的理、化因素保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。2.穩(wěn)態(tài)的含義：①理、化因素在一定水平上恒定。②恒定狀態(tài)并非固定不變3.穩(wěn)態(tài)的實(shí)現(xiàn):神經(jīng)、體液機(jī)制調(diào)節(jié)4.穩(wěn)態(tài)的意義:2828維持穩(wěn)態(tài)的生理意義：①穩(wěn)態(tài)是新陳代謝的必要保證。②細(xì)胞正常興奮性的維持需要膜內(nèi)外離子濃度的相對(duì)穩(wěn)定。③在外界環(huán)境劇烈變化（如溫度）時(shí)，內(nèi)環(huán)境保持相對(duì)穩(wěn)定是機(jī)體具有適應(yīng)能力的前提。

機(jī)體的一切調(diào)節(jié)活動(dòng)最終的生物學(xué)意義在于維持內(nèi)環(huán)境的恒定。

29第三節(jié)機(jī)體生理功能的調(diào)節(jié)一、神經(jīng)調(diào)節(jié)

神經(jīng)調(diào)節(jié)：由神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)調(diào)節(jié)生理功能(Nervousregulation)

神經(jīng)系統(tǒng)

(Nervoussystem)是調(diào)節(jié)全身各種功能活動(dòng)的系統(tǒng)。通過(guò)nervous的調(diào)節(jié)稱為nervousregulation。

調(diào)節(jié)特點(diǎn)：快速、局限、準(zhǔn)確、精確、協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)基本方式：反射(reflex)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：反射?。╮eflexarc）

3030反射?。焊惺芷鱾魅隢纖維中樞傳入N纖維效應(yīng)器31感受器，傳人神經(jīng)，神經(jīng)中樞，傳出神經(jīng)，效應(yīng)器32二、體液調(diào)節(jié)(Humoralregulation)

體液調(diào)節(jié)：某些特殊的化學(xué)物質(zhì)經(jīng)血液運(yùn)輸調(diào)節(jié)機(jī)體