八年制《生理学》第三版-绪论课件.ppt

1、第一篇第一篇 绪绪 论论Chapter 1 Introduction学学 习习 要要 点点 掌握: 熟悉： 了解： 1. 内环境、稳态和生物节律的定义2. 体液调节、神经调节、自身调节的概念、特点和意义及其相互 之间的关系3. 人体自动控制系统的类别、功能意义及它们之间的的异同1. 生理学与医学的关系； 生理学的研究方法2. 生命活动的基本特征； 生理学的发展历程，明确发展方向1. 生理学的研究对象和任务 2. 生理学的研究层次，立足局部把握整体第一章第一章 机体的功能活动、内环境及其稳态机体的功能活动、内环境及其稳态第一节 生理学研究的对象和任务第二节 生理学的常用研究方法第三节 生命活动的

2、基本特征第七节 生理学发展的回顾和展望第六节 人体内自动控制系统第五节 机体生理功能的调节第四节 机体的内环境、稳态和生物节律生生 理理 学学( (physiologyphysiology) )：是一门研究机体生命活动各种现象及其功能活动规律的科学。第一节第一节 生理学的研究对象和任务生理学的研究对象和任务 (The object and mission of physiological study) 一、生理学的研究对象一、生理学的研究对象 1 1. . 生理学分支：生理学分支： 按研究对象分动物生理学(animal physiology) 植物生理学(plant physiology)人体

3、生理学(human physiology)按所处环境分太空生理学(space physiology) 潜水生理学(diving physiology)高原生理学(plateau physiology)2 2. . 与生理学有关的新兴学科：与生理学有关的新兴学科： 电生理学(electrophysiology)、生理心理学( physiologic psychology)、神经生物学 (neurobiology)和神经科学 (neuroscience)等。按研究系统、器官分神经生理学(animal physiology) 心血管生理学(cardiovascular physiology)消化生理

4、学(digestive physiology)肾脏生理学(kidney physiology) .二、生理学的研究任务二、生理学的研究任务 通常所讲的生理学指的是人体生理学，人体生理学人体生理学(human physiology)是研究人体机能活动及其规律的科学。 1. 研究人体各细胞、组织、器官和系统的正常功能活动现象和规律及其内在机制 2. 立足整体，研究各系统、器官、细胞乃至基因分子之间的相互联系三、机体各系统的功能互相配合构成生命活动的总三、机体各系统的功能互相配合构成生命活动的总和和 医学是关于疾病的科学，而生理学是关于生命的科学. Medical science is a scie

5、nce about disease, while physiology is a science about life.四、生理学与医学的关系四、生理学与医学的关系 (The relationship between physiology and medicine) 诺贝尔生理学或医学奖奖章正面和背面基础理论科学枢纽课程五、从不同层面认识生理学五、从不同层面认识生理学OrgansCell and tissueHuman system 生理学研究的三层面 (The three levels of physiological study) 1. 从器官和系统层面研究生理学3. 从整体层面研究生理学

6、2. 从细胞和分子层面研究生理学1. 1. 从器官和系统层面研究生理学从器官和系统层面研究生理学 阐明器官和系统的功能活动规律以及影响因素2. 2. 从细胞和分子层面研究生理学从细胞和分子层面研究生理学 分子、细胞层面的研究有助于对器官功能的深入了解。 如2014年诺贝尔生理学或医学奖得主J.OKeefe和Moser夫妇研究发现大脑海马区存在“位置细胞”和“网格细胞”，从而发挥大脑的定位功能。中心法则3. 3. 从整体层面研从整体层面研究生理学究生理学 以完整的机体为研究对象，分析在各种生理条件下不同器官、系统之间相互联系和协调的规律。第二节第二节 生理学的常用研究方法生理学的常用研究方法 （

7、the method of physiological study）q一、动物实验按其进程通常可分为急性实验和慢性实验一、动物实验按其进程通常可分为急性实验和慢性实验q1 1. .急性实验急性实验(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q2 2. .慢性实验慢性实验(Chronic experiment) 如研究动物的胃液分泌，采用假饲的实验方法食管瘘食管瘘胃瘘胃瘘 二、人体生理研究采用直接或间接的方法二、人体生理研究采用直接或间接的方法 对人体功能的研究对人体功能的研究 1. 1. 直接方法：

8、人体身高、体重、血压、心率、肺活量、直接方法：人体身高、体重、血压、心率、肺活量、血细胞数量等生理参数的记录。血细胞数量等生理参数的记录。 2. 2. 间接方法：心电图、脑电图、间接方法：心电图、脑电图、B B超技术为人体生物电和器超技术为人体生物电和器官形态功能的研究提供了条件。官形态功能的研究提供了条件。 脑电图心电图三、科学方法是进入生理学研究领域的钥匙三、科学方法是进入生理学研究领域的钥匙 科学方法包括研究技术和方法论。v 物理学和化学方法、技术生理学常用研究方法；v 统计学和数学方法；v 电子仪器和微电极的应用推动了电生理学的发展；v 信息论、控制论以及系统论等的应用，计算机的技术

9、的发展与广泛运用； v 现代分子生物学的发展；现代科学技术为人体研究开辟了 新的途径 ：如仿真学，数学建模等 第三节第三节 生命活动的基本特征生命活动的基本特征 (Basic properties of the living body) v 新 陈 代 谢(metabolism)v 兴 奋 性(excitability)v 适 应 性(adaptability)v 生 殖(reproduction)新陈代谢新陈代谢(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。 一、新陈

10、代谢是生命活动最基本的特征一、新陈代谢是生命活动最基本的特征刺激刺激(stimulus)：作用于机体的内外环境：作用于机体的内外环境变化。反应反应(response)：机体对刺激所产生 的应答性变化。可兴奋组织可兴奋组织：接受刺激后能迅速产生 某种特定生理反应的组织。 兴奋性兴奋性(Excitability)二、兴奋性反映组织细胞接受刺激产生反应的能力二、兴奋性反映组织细胞接受刺激产生反应的能力兴奋兴奋(excitation)： 由相对静止变为显著的运动状态， 或原有的活动由弱变强。抑制抑制(inhibition)： 由运动转为相对静止，或活动由强变弱。阈强度阈强度(threshold int

11、ensity) ：能引起活组织细胞产生反应 的最小刺激强度。兴奋性兴奋性(excitability)：活组织细胞接受刺激产生反应 （动作电位）的能力。阈值兴奋性1适应适应(adaption)：机体按环境变化调整自身生 理功能的过程。适应性适应性(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。 三、适应性是机体适应内外环境变化的能力三、适应性是机体适应内外环境变化的能力生理性适应/行为性适应四、生殖是机体繁衍后代、延续种系的基本能力四、生殖是机体繁衍后代、延续种系的基本能力 1. 生殖生殖(reproduction) 生物体繁殖后代、延续种系的一种特征

12、性活动。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。 2. 2. 辅助生殖技术：辅助生殖技术： 体外受精体外受精- -胚胎移植胚胎移植 (in vitro fertilization and embyo transfer,IVF-ET) 卵泡浆内单精子显微注射卵泡浆内单精子显微注射 (intra-cytoplasmic sperm injection,ICSI) 胚胎植入前遗传学诊断胚胎植入前遗传学诊断 (pre-implantation genetic diagnosis,PGD) 第四节第四节 机体的内环境、稳态和生物节律机体的

13、内环境、稳态和生物节律（the inner environment, homeostasis and biorythm）一、内环境的稳态是维持机体正常生命活动的必要条件一、内环境的稳态是维持机体正常生命活动的必要条件 1.1. 外环境外环境(external environment) ：机体生存的外界环境， 包括自然环境和社会环境。 2.2. 内环境内环境(internal environment)：体内各种组织细胞 直接接触并赖以生存的环境。细胞内液细胞内液(intracellular fluid)细胞外液细胞外液(extracellular fluid)3. 3. 体液体液(Body fl

14、uid)的组成的组成体液细胞内液 2/32/3细胞外液 1/31/3血浆 1/4组织液 3/43/44. 内环境稳态(Homeostasis)v 定义： 内环境并不是静止不变的固定状态，而是各种理化因素在变化中达到动态平衡的一种相对恒定状态。内环境的化学成分和理化特性保持相对恒定。v 意义：维持人的正常生命活动和新陈代谢的进行。生物节律(Biorhythm) q生物体内的各种功能活动按一定的时间顺序发生变化， 如果这种变化能按一定时间规律周而复始的出现，就叫节律性变化，而变化的节律就叫生物节律(biorhythm)。q日-月-年周期 q生物节律存在的意义 二、生物节律是机体对外部环境变化的主动

15、适应二、生物节律是机体对外部环境变化的主动适应(The regulation of physiological function)第五节第五节 机体生理功能的调节机体生理功能的调节v 神经调节(nervous regulation)v 体液调节(humoral regulation)v 自身调节(autoregulation)一、神经调节的基本形式是反射一、神经调节的基本形式是反射q反射反射(reflex) q反射弧反射弧(reflex arc)1 1. .神经调节神经调节(Nervous regulation) 在中枢神经系统参与下，机体对外界刺激作出的有规律的适应性应答. 特点：反应迅速，

16、起作用快，调节精确。特点：反应迅速，起作用快，调节精确。2. 2. 反射反射神经系统活动的基本形式神经系统活动的基本形式 反射(reflex)分为条件反射条件反射(conditioned reflex)和非条件反非条件反射射(unconditioned reflex)。 条件反射条件反射非条件反射非条件反射来源获得性先天性部位大脑反射脑干和脊髓的反射神经联系的永久性暂时易变的神经联系永久固定的神经联系刺激条件任何无关刺激均可变成条件反射的刺激该感受器的特殊刺激分化程度高度分化较简单适用范围适用范围广适应具有很大的限制3. 3. 反射弧反射弧 神经系统活动的结构基础神经系统活动的结构基础 二、体

17、液调节是一种较为原始的调节方式 1. 1. 体液调节体液调节(Humoral regulation) 指机体的某些组织细胞所分泌的特殊的化学物质，通过体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。 2. 2. 特点特点：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。 3. 3. 特殊的化学物质特殊的化学物质 1）激素 2）其他化学物质，如组胺、各种细胞因子、某些气体分子(CO、H2S、NO等)，以及一些代谢产物(CO2等)。4. 4. 体液调节与神经调节的比较体液调节与神经调节的比较 比较项目神经调节体液调节 作用途径反射弧

18、体液运输反应速度迅速较缓慢作用范围准确、比较局限较广泛作用时间短暂比较长三、自身调节是由某些细胞或组织器官内在特性决定的三、自身调节是由某些细胞或组织器官内在特性决定的 1. 1. 自身调节自身调节(autoregulation) 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。 2. 2. 特点：特点：调节强度较弱，影响范围小，且灵敏度低 （局部代谢产物性自身调节、肌原性自身调节）局部代谢产物性自身调节、肌原性自身调节）第六节第六节 人体内自动控制系统人体内自动控制系统(Adaptive control system)1. 1. 背景背

19、景q2 0 世 纪 3 0 年 代 ， 美 国 哈 佛 大 学 的 生 理 学 家A.Rosenblueth 和数学家 N.Wiener等，组织了每月的科学方法讨论会。q矛盾：一方面分工过细； 另一方面各门学科相互交叉而走向综合的趋势。q1947年创了“控制论”这个崭新的学科，1948年Wiener所著的控制论一书出版。q运用控制论原理分析人体的调节活动时，人体的各种功能调节可分为三类控制系统。 v 非自动控制系统是一个开环系统（open-loop system），其控制部分不受受控部分影响，即受控部分不能反馈改变控制部分的活动。 v 这种控制系统无自动控制能力，在机体内也不常见。 v1 1.

20、 .定义：闭环系统定义：闭环系统（closed-loop system），其控制部分不断接受受控部分的影响，即受控部分不断有反馈信息返回输给控制部分，改变着它的活动。 一、反馈控制系统是机体维持稳态的一、反馈控制系统是机体维持稳态的 闭环自动控制系统闭环自动控制系统v2. 2. 具有自动控制的能力具有自动控制的能力反馈控制系统示意图v负反馈负反馈(negative feedback) 在闭环控制系统中，受控部分发出的反馈信息在比较器的参与下，影响控制部分并使其向相反方向调节受控部分的活动，这种反馈称为负反馈。 通过负反馈调节可使系统处于一种稳定状态。 3. 3. 负反馈控制系统负反馈控制系统

21、（窦内压窦弓反射作用动脉血压 ） TRH: 促甲状腺激素释放激素 T3、T4: 甲状腺素TSH: 促甲状腺素v正反馈(positive feedback) 在闭环控制系统中，受控部分发出的反馈信息在比较器的参与下，影响控制部分并使其向相同方向调节受控部分的活动，这种反馈称为正反馈。 与负反馈相反，正反馈不可能维持系统的稳态或平衡，而是打破原先的平衡状态。 （例如：排尿、排便反射，分娩，凝血过程等） 4. 4. 正反馈控制系统正反馈控制系统 1. 1. 前馈控制系统前馈控制系统(feed-forward control system) 控制部分发出信号使受控部分进行某一活动，同时由某一监测装置发

22、出前馈信号，作用于控制部分，使其及早做出适应性反应，及时调控受控部分的活动。2. 2. 特点特点：使系统活动快速、准确，避免负反馈调节产生的波动和反应滞后现象。二、前馈控制系统使机体的调节活动更富预见性和适应性二、前馈控制系统使机体的调节活动更富预见性和适应性控制部分受控部分监测装置比较器比较器前馈信息偏差信息反馈信息控制信息输出变量前馈控制系统示意图（例如：进食时，血糖水平的调节；参加赛跑前，呼吸、循环活动发生的变化等）三、前馈控制与反馈控制的比较三、前馈控制与反馈控制的比较比较项目比较项目前馈控制前馈控制反馈控制反馈控制调节路径开环与否调节路径开环与否 开环闭环测量对象测量对象干扰量被控变

23、量调节器调节器专用调节器通用调节器是否存在偏差是否存在偏差有时失误几无偏差意义意义准确、快速，有预见性维持生理功能的相对稳定第七节第七节 生理学发展的回顾和展望生理学发展的回顾和展望希波克拉底（希波克拉底（HippocratesHippocrates，公元前，公元前459459377377年）：古希腊年）：古希腊 医学之父医学之父 四种体液理论四种体液理论盖伦（盖伦（Claudius GelenClaudius Gelen，130-201130-201）：古罗马）：古罗马 用气质代替了体液理论中的人格用气质代替了体液理论中的人格 血液的运动理论；三种灵魂学说血液的运动理论；三种灵魂学说 威廉威

24、廉哈维哈维 (William Harvey (William Harvey，157815781657)1657)：英国：英国 发明血液循环和心脏功能；动物心血运动解剖论发明血液循环和心脏功能；动物心血运动解剖论 十七世纪：生理学成为独立学科的萌芽时期十七世纪：生理学成为独立学科的萌芽时期一、生理学发展的回顾一、生理学发展的回顾(History of physiology) 哈勒（哈勒（HallerHaller，1708170817771777） 研究了骨的形成，胎儿的发育和呼吸生理，并通过实验指出研究了骨的形成，胎儿的发育和呼吸生理，并通过实验指出感官感受刺激由神经纤维传导，一切神经又集中于大

25、脑。感官感受刺激由神经纤维传导，一切神经又集中于大脑。 柏尔（柏尔（BellBell，1774177418421842，英国），英国） 通过急性动物实验，证明了脊神经前根传导运动，后根通过急性动物实验，证明了脊神经前根传导运动，后根纤维传导感觉。纤维传导感觉。 伯尔纳（伯尔纳（Claude BernardClaude Bernard，1834183418781878，法国），法国） 被誉称为被誉称为“欧洲生理学之父欧洲生理学之父”，研究了消化液分泌的机理，用著，研究了消化液分泌的机理，用著名的名的“伯尔纳糖穿刺伯尔纳糖穿刺”实验证实了延髓中存在着血糖调节中枢，实验证实了延髓中存在着血糖调节中枢

26、，他还证明了交感神经的缩血管机能，内环境的概念也是他首先提他还证明了交感神经的缩血管机能，内环境的概念也是他首先提出的，他认为血液和淋巴无论在生物体内外都会保持稳定，当这出的，他认为血液和淋巴无论在生物体内外都会保持稳定，当这种稳定的环境被打乱的时候，生物体会开始重建这种环境。种稳定的环境被打乱的时候，生物体会开始重建这种环境。十八世纪：生理学生根发芽、蓬勃生长的时期十八世纪：生理学生根发芽、蓬勃生长的时期十九世纪：十九世纪：生理学研究业绩昭著，在中期获得发展壮大生理学研究业绩昭著，在中期获得发展壮大二十世纪：二十世纪：借助信息论、控制论、系统论等现代科学理借助信息论、控制论、系统论等现代科学

27、理论和迅猛发展的现代科学技术，生理学获得了突飞猛进论和迅猛发展的现代科学技术，生理学获得了突飞猛进的进步的进步二三十年代：胰岛素和神经递质二三十年代：胰岛素和神经递质四十年代：电生理四十年代：电生理五十年代：生物电现象本质深入研究，电子显微镜的问世五十年代：生物电现象本质深入研究，电子显微镜的问世六七十年代：在细胞水平上认识和理解生理学现象六七十年代：在细胞水平上认识和理解生理学现象七十年代末：膜片钳技术的发展七十年代末：膜片钳技术的发展单细胞、单通道水平单细胞、单通道水平八十年代：神经递质与受体研究八十年代：神经递质与受体研究九十年代：九十年代：“脑的十年脑的十年”的研究，为二十一世纪的研究，为二十一世纪“脑计划脑计划”的开展奠定基础的开展奠定基础二、生理学展望二、生理学展望 (Prospect of physiology) v研究生理学的问题：多层次、多角度、多方位、全视野。v整体层面、系统层面、器官层面、细胞层面、分子水平层面。v与更多学科领域相互结合、相互渗透、相互融合 。v形态与功能、微观与宏观、基础与临床的结合， 实现理论与应用的转化1.生理学研究的对象和任务是什么？2.生命的基本特征有哪些？3.生理学与医学的关系？4.生理学研究要怎么样开展？5.内环境和稳态的生理意义，机体如何维持稳态？6.生理功能的调节方式？各自特点？以及如何调节？复习思考题复习思考题