1、生理学生理学 PHYSIOLOGY第一章第一章 绪绪 论论第一节第一节 生理学的任务和研究方法生理学的任务和研究方法第二节第二节 机体的内环境和稳态机体的内环境和稳态第三节第三节 机体机体生理功能的调节生理功能的调节一、生理学及其任务一、生理学及其任务什么是生理学什么是生理学(physiology)?(physiology)? 生生生命活动、生命现象、生命活动、生命现象、 生命过程、活动规律生命过程、活动规律 理理道理、原理、机制、机理道理、原理、机制、机理 生理学生理学 概念：概念：生理学（生理学（physiologyphysiology）是研究生物体及其）是研究生物体及其各组成部分各组成部
2、分正常功能活动规律正常功能活动规律的一门学科。的一门学科。 生理学的研究对象和任务：生理学的研究对象和任务：功能功能知识基础：解剖、组胚、生化等知识基础：解剖、组胚、生化等实验性科学实验性科学现象现象机制机制正常功能活动的现象和过程正常功能活动的现象和过程 产生这些活动的内在机制产生这些活动的内在机制 各功能活动的相互联系和作用各功能活动的相互联系和作用二、生理学与医学的关系二、生理学与医学的关系 生理学是医学科学的主干课程，将为后继医学课生理学是医学科学的主干课程，将为后继医学课程的学习奠定基础。程的学习奠定基础。 十七世纪之前，许多生理学的理十七世纪之前，许多生理学的理论知识散在记述在其它
3、医学的典籍中论知识散在记述在其它医学的典籍中而未能成为一门独立的学科。而未能成为一门独立的学科。 十六世纪末，英国哲学家培根十六世纪末，英国哲学家培根（Francis BaconFrancis Bacon，1516151616261626）倡）倡导只有导只有观察和实验观察和实验才是真正的科学方才是真正的科学方法。法。 三、生理学发展简史三、生理学发展简史 威廉威廉哈维经过十二年的努力，哈维经过十二年的努力，采用鱼、蛙、狗、猪等八十余种动物采用鱼、蛙、狗、猪等八十余种动物进行实验研究，最后，将他多年来的进行实验研究，最后，将他多年来的研究成果写成研究成果写成心与血的运动心与血的运动一书一书, ,
4、 于于16281628年年公之于世。公之于世。 动脉是从心脏输出血液的血管，动脉是从心脏输出血液的血管，静脉是运回血液到心脏的血管，血液静脉是运回血液到心脏的血管，血液能从动脉能从动脉透入透入静脉，动脉与静脉的移静脉，动脉与静脉的移行是在四肢及身体的远端部分；心脏行是在四肢及身体的远端部分；心脏是一种肌肉，其瓣膜阻止了血液的逆是一种肌肉，其瓣膜阻止了血液的逆流，心脏运动是血液循环的唯一原因。流，心脏运动是血液循环的唯一原因。 近代生理学奠基人近代生理学奠基人 1660 1660年和年和16681668年，年，Malpighi Malpighi 和和Leunwenhock Leunwenhock
5、 分别用显微镜看分别用显微镜看到了蛙的肺的毛细血管和蝌蚪尾到了蛙的肺的毛细血管和蝌蚪尾部血液通过毛细血管的实际循环部血液通过毛细血管的实际循环过程，证实了过程，证实了Harvery Harvery 的推论。的推论。 恩格斯对哈维的发现给予了恩格斯对哈维的发现给予了高度的评价：高度的评价：“哈维由于发现了哈维由于发现了血液循环而把生理学血液循环而把生理学( (人体生理人体生理学和动物生理学学和动物生理学) )确立为科学。确立为科学。” 后人将后人将16281628年视为近代生理年视为近代生理学的起点。学的起点。到到 18 18 世纪中叶，瑞士的哈勒（世纪中叶，瑞士的哈勒（A.Von Haller
6、A.Von Haller）的大量成功研究，使生理学赋予确切的定义的大量成功研究，使生理学赋予确切的定义-PhysiologyPhysiology。20 20 世纪初，俄国生理学家巴甫洛夫创建了高级神世纪初，俄国生理学家巴甫洛夫创建了高级神经活动学说，对医学，生理学、心理学产生了深经活动学说，对医学，生理学、心理学产生了深远的影响。远的影响。19391939年美国生理学家坎农年美国生理学家坎农(W.B. Cannon)(W.B. Cannon)提出了提出了内环境稳定和稳态的概念。内环境稳定和稳态的概念。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 1926 年生理学会年生理学会
7、的成立，的成立，1927 1927 年年中国生理学杂志中国生理学杂志问世。问世。林可胜教授成为我国近代生理学的奠基人。林可胜教授成为我国近代生理学的奠基人。四、生理学的研究方法及研究水平四、生理学的研究方法及研究水平 生理学是一门实验性科学生理学是一门实验性科学1.1.急性实验急性实验(acute experiment)(acute experiment)（1 1）在体实验）在体实验：在麻醉条件下对动物进行手术，：在麻醉条件下对动物进行手术，暴露出要观察的器官并进行实验。暴露出要观察的器官并进行实验。 如：去大脑僵直如：去大脑僵直 动脉血压的记录动脉血压的记录 （2 2）离体实验）离体实验 从
8、活着的或刚被处死的动物体内取从活着的或刚被处死的动物体内取出某一器官、组织或分离某种细胞，将出某一器官、组织或分离某种细胞，将它们置于一个类似于体内的人工环境中，它们置于一个类似于体内的人工环境中，在一定时间内保持其正常的生理功能，在一定时间内保持其正常的生理功能，观察它们的功能活动及影响因素。观察它们的功能活动及影响因素。如：骨骼肌实验装置图如：骨骼肌实验装置图2.2.慢性实验慢性实验(chronic experiment)(chronic experiment) 是以完整、清醒的动物为研究对象，观察和是以完整、清醒的动物为研究对象，观察和分析在各种环境条件下和机体生理条件下各器官、分析在各
9、种环境条件下和机体生理条件下各器官、系统的活动及其机制。系统的活动及其机制。优点：便于观察某一器官在正常情况下的生优点：便于观察某一器官在正常情况下的生理功能及其与整体的关系。如研究动物的胃液分理功能及其与整体的关系。如研究动物的胃液分泌，采用假饲的实验方法。泌，采用假饲的实验方法。生理学的研究内容大致三个不同的水平：生理学的研究内容大致三个不同的水平：（一）器官和系统水平的研究（一）器官和系统水平的研究 研究各器官及系统的功能，如研究心脏的泵血功能、研究各器官及系统的功能，如研究心脏的泵血功能、呼吸节律的形成机制。呼吸节律的形成机制。 （二）细胞和分子水平的研究（二）细胞和分子水平的研究 研
10、究细胞生命现象的基本物理化学过程，如研究神研究细胞生命现象的基本物理化学过程，如研究神经细胞的动作电位及其产生的离子机制。经细胞的动作电位及其产生的离子机制。（三）整体水平的研究（三）整体水平的研究 研究器官系统之间的功能联系以及机体与环境之间研究器官系统之间的功能联系以及机体与环境之间的相互关系的相互关系, , 如研究环境温度对人体的影响。如研究环境温度对人体的影响。五、如何学好生理学五、如何学好生理学 深刻理解深刻理解 前后联系前后联系 比较思维比较思维 设问学习设问学习 逻辑推理逻辑推理 逆向思维逆向思维 重视实验重视实验 写好报告写好报告 第二节第二节 机体的内环境和稳态机体的内环境和
11、稳态一、体液与内环境一、体液与内环境体液体液是机体内液体的总称。是机体内液体的总称。1 1、体液、体液(body fluid)(body fluid) ：占体重：占体重6060 细胞内液细胞内液(intracellular fluid)(intracellular fluid)：2/32/3在细胞内在细胞内 细胞外液细胞外液(extracellular fluid)(extracellular fluid)：1/31/3在细胞外在细胞外 其中：血浆其中：血浆5 5、组织液、组织液1414、淋巴液和脑脊液、淋巴液和脑脊液1 12 2、内环境：、内环境：细胞外液（体内细胞直接生存的环境）细胞外液（
12、体内细胞直接生存的环境）内环境作用：内环境作用： 1.1.为细胞提供物质为细胞提供物质 2.2.接受细胞排出物接受细胞排出物 3.3.为细胞活动提供条件为细胞活动提供条件 （稳态）（稳态）二、稳态二、稳态(homeostasis)(homeostasis) 内环境的理、化因素保持内环境的理、化因素保持相对稳定相对稳定的状态。的状态。 1.1.稳态的含义稳态的含义 理、化因素在一定水平上恒定。理、化因素在一定水平上恒定。 恒定状态并非固定不变的，而是一个动态平衡。恒定状态并非固定不变的，而是一个动态平衡。 2.2.稳态的实现稳态的实现 神经、体液机制调节下，通过各器官系神经、体液机制调节下，通过
13、各器官系统的活动而实现的。统的活动而实现的。 3.3.稳态的意义稳态的意义 维持细胞、器官、系统乃至整体的正常维持细胞、器官、系统乃至整体的正常功能及生命活动的必要条件。若破坏内环境稳定，机体将发生功能及生命活动的必要条件。若破坏内环境稳定，机体将发生疾病。疾病。 4.4.稳态概念的扩展稳态概念的扩展 泛指通过机体各种调节机制使某个泛指通过机体各种调节机制使某个生理过程保持相对恒定的状态，如体温的相对稳定。生理过程保持相对恒定的状态，如体温的相对稳定。第三节第三节 机体生理功能的调节机体生理功能的调节一、神经调节一、神经调节(nervous regulation)二、体液调节二、体液调节(hu
14、moral regulation)三、自身调节三、自身调节(autoregulation) 一、神经调节一、神经调节 概念：概念： 通过通过反射反射而影响生理功能而影响生理功能的一种调节方式，是人体生的一种调节方式，是人体生理功能调节中理功能调节中最主要最主要的形式。的形式。 基本方式：基本方式：反射反射(reflex) ：在中枢神经在中枢神经系统的参与下，机体对刺激系统的参与下，机体对刺激产生的规律性反应。产生的规律性反应。结构基础：结构基础：反射弧反射弧(reflex arc) (reflex arc) 反射弧的组成：反射弧的组成：类型：类型：非条件反射和条件反射非条件反射和条件反射神经调
15、节的特点：神经调节的特点：迅速、精确、时间短暂。迅速、精确、时间短暂。二、体液调节二、体液调节 概念概念：某些特殊的化学物质经体液途径而影响生理：某些特殊的化学物质经体液途径而影响生理功能的调节方式。功能的调节方式。 特点特点：缓慢、广泛、持久：缓慢、广泛、持久 调节方式调节方式：远距分泌：内分泌腺远距分泌：内分泌腺激素激素血液运输血液运输受体受体生理效应。生理效应。旁分泌：激素不经血液运输而经组织液扩散达到的局部性体旁分泌：激素不经血液运输而经组织液扩散达到的局部性体液调节。液调节。神经分泌：神经细胞分泌的激素释放入血达到的体液调节。神经分泌：神经细胞分泌的激素释放入血达到的体液调节。 三、
16、自身调节三、自身调节 概念：概念：组织细胞不依赖神经或体液调节而由自组织细胞不依赖神经或体液调节而由自身对刺激产生适应性反应的过程。身对刺激产生适应性反应的过程。 肾血流自身调节：肾血流自身调节：动脉血压在动脉血压在80-180mmHg范围内变动时，肾血流量能保持相对稳定。范围内变动时，肾血流量能保持相对稳定。 脑血流自身调节：脑血流自身调节：动脉血压在动脉血压在60-140mmHg范围内变动时，脑血流量能保持相对稳定。范围内变动时，脑血流量能保持相对稳定。 自身调节特点：自身调节特点：调节幅度小，不灵敏，局限。调节幅度小，不灵敏，局限。体内的控制系统体内的控制系统 人体功能调节过程和工程控制
17、有许多共同的规律。人体功能调节过程和工程控制有许多共同的规律。 从控制论的观念来分析，任何控制系统都由从控制论的观念来分析，任何控制系统都由控制部分和控制部分和受控部分受控部分组成。控制系统可分为三大类：组成。控制系统可分为三大类：非自动控制系统非自动控制系统反馈控制系统（自动控制系统）反馈控制系统（自动控制系统）前馈控制系统前馈控制系统一、非自动控制系统一、非自动控制系统 非自动控制系统是一个开环系统，即受控部分的活动不非自动控制系统是一个开环系统，即受控部分的活动不会反过来影响控制部分的活动。会反过来影响控制部分的活动。 控制方式控制方式：单向性：单向性 机能活动机能活动受控部分受控部分指
18、指 令令控制部分控制部分 例如：应激时，因压力感受性反射受到抑制，应激刺激引例如：应激时，因压力感受性反射受到抑制，应激刺激引起交感神经系统高度兴奋，使血压、心率起交感神经系统高度兴奋，使血压、心率，而这些信息不能，而这些信息不能引起明显的神经调节活动，故血压和心率维持在高水平。引起明显的神经调节活动，故血压和心率维持在高水平。 对受控部分的活动不起调节作用。对受控部分的活动不起调节作用。 在人体生理功能调节中，该方式极少见的，在人体生理功能调节中，该方式极少见的，仅在反馈机制受到抑制时，机体的反应表现为非自动控制的方仅在反馈机制受到抑制时，机体的反应表现为非自动控制的方式。式。控制特点控制特
19、点： 二、二、反馈控制系统反馈控制系统是一种是一种“闭环闭环”系统系统，控制部分发出信号，指示受控部分活，控制部分发出信号，指示受控部分活动，而受控部分的活动可被一定的感受装置感受，感受装置动，而受控部分的活动可被一定的感受装置感受，感受装置再将受控部分的活动情况作为反馈信号送回到控制部分，再将受控部分的活动情况作为反馈信号送回到控制部分，控控制部分可以根据反馈信号来改变自己的活动，调整对受控部制部分可以根据反馈信号来改变自己的活动，调整对受控部分的指令，因而能对受控部分的活动进行调节。分的指令，因而能对受控部分的活动进行调节。 控制部分控制部分受控部分受控部分机能活动机能活动控制信息控制信息
20、反馈信息反馈信息控制方式：控制方式：双向性双向性 (一一)负反馈控制系统负反馈控制系统 负反馈负反馈(negative feedback)：反馈信息的作用性质与反馈信息的作用性质与控制信息的作用性质控制信息的作用性质相反相反的反馈。的反馈。 负反馈控制系统的意义：负反馈控制系统的意义：维持内环境稳态。维持内环境稳态。 血压调节血压调节 体温调节体温调节控制信息控制信息受控部分受控部分机能活动机能活动反馈信息反馈信息控制部分控制部分 (二二)正反馈控制系统正反馈控制系统 正反馈正反馈(positive feedback)：反馈信息的作用性质与控反馈信息的作用性质与控制信息的作用性质制信息的作用性
21、质相同相同的反馈。的反馈。 正反馈控制系统的意义：正反馈控制系统的意义：有助于一个完整生理过程的完有助于一个完整生理过程的完成。成。血液凝固、排尿、分娩血液凝固、排尿、分娩在病理情况下出现的恶性循环也是一种正反馈在病理情况下出现的恶性循环也是一种正反馈受控部分受控部分控制信息控制信息机能活动机能活动反馈信息反馈信息控制部分控制部分 前馈控制系统前馈控制系统(feed-forward control system) 前馈控制：前馈控制：控制部分控制部分向向受控部分受控部分发出指令的同时，又通发出指令的同时，又通过另一快捷通路向过另一快捷通路向受控部分受控部分发出前馈信息，及时地调控发出前馈信息，
22、及时地调控受控受控部分部分的活动。的活动。 控制方式：控制方式：双通路双通路 控制部分控制部分受控部分受控部分指令指令快捷通路前馈信息快捷通路前馈信息前馈控制系统的意义：前馈控制系统的意义：前馈机制可更快地对活动进行控制，使活动更加准确前馈机制可更快地对活动进行控制，使活动更加准确(如某如某肌肉完成一定动作肌肉完成一定动作)。条件反射也可认为是一种前馈控制条件反射也可认为是一种前馈控制如动物见到食物就引起唾液分泌，这比食物入口后刺激如动物见到食物就引起唾液分泌，这比食物入口后刺激唾液分泌来得更快。说明前馈富有预见性，有利于适应唾液分泌来得更快。说明前馈富有预见性，有利于适应反应。反应。如进食时，迷走神经兴奋，可引起胰岛素分泌调节血糖如进食时，迷走神经兴奋，可引起胰岛素分泌调节血糖水平，可防止食物消化吸收后发生的血糖过度波动。水平，可防止食物消化吸收后发生的血糖过度波动。
