1、第一章第一章 绪绪 论论第一节第一节 生理学的任生理学的任务和研究方法务和研究方法第三节第三节 机机 体体 生生 理理 功功 能能 的的 调调 节节第二节第二节 机机 体体 的的 内内 环环 境境 与与 稳稳 态态(Introduction)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一、生理学及其任务一、生理学及其任务 （1）生理学是生物科学的分支。）生理学是生物科学的分支。（2）生理学是在生物学的基础上，阐明机体及其每一组）生理学是在生物学的基础上，阐明机体及其每一组成部分（整体及其组成的系统、器官、成部分（整体及其组成的系统、器官、细胞）细胞）所表现各种所表现各种正常的功能
2、活动及其产生机制、是研究循环、呼吸、泌尿、正常的功能活动及其产生机制、是研究循环、呼吸、泌尿、生殖及肌肉运动等器官和组织活动规律、原理的一门科学。生殖及肌肉运动等器官和组织活动规律、原理的一门科学。按研究对象又分为：按研究对象又分为：人体生理学人体生理学：由于人体生理学是研究正常人体的各种生命活动，：由于人体生理学是研究正常人体的各种生命活动，所以也叫做正常人体生理学，简称生理学（循环、呼吸、泌尿、消化、所以也叫做正常人体生理学，简称生理学（循环、呼吸、泌尿、消化、生殖）生殖）动物生理学动物生理学 植物生理学等植物生理学等 （3）生理学研究的基本原则：）生理学研究的基本原则：1.是以活体作为研
3、究对象，是以活体作为研究对象，2.机体的正常生命活动。机体的正常生命活动。二、生理学和医学的关系 生理学的发展和医学的发展是紧密联系在一起的，人生理学的发展和医学的发展是紧密联系在一起的，人类与疾病长期斗争中，积累了众多的人体功能知识，也向类与疾病长期斗争中，积累了众多的人体功能知识，也向生理学提出了许多亟待解决的问题，生理学的每一步的发生理学提出了许多亟待解决的问题，生理学的每一步的发展都会对医学产生巨大的推动作用：展都会对医学产生巨大的推动作用：1.1.生物电生理的研究与发展使临床诊断疾病的技术发生了生物电生理的研究与发展使临床诊断疾病的技术发生了革新。革新。2.2.心肺制备生理实验方法为
4、体外循环技术提供了基础。心肺制备生理实验方法为体外循环技术提供了基础。3.3.受体研究的发展为疾病的治疗提供了许多有效的手段。受体研究的发展为疾病的治疗提供了许多有效的手段。同时，通过医学实践可以检验生理学理论是否正确。同时，通过医学实践可以检验生理学理论是否正确。生理学是一门重要的医学基础理论科学，它以人体解剖学生理学是一门重要的医学基础理论科学，它以人体解剖学和组织胚胎学为基础，同时又是药理学、病理学、内、外、和组织胚胎学为基础，同时又是药理学、病理学、内、外、妇及儿科学等后续临床课的基础。妇及儿科学等后续临床课的基础。学习生理学的方法学习生理学的方法:-:-应注意以下几点应注意以下几点:
5、结构与功能的关系结构与功能的关系:按照唯物主义观点按照唯物主义观点,有某种有某种结构结构,必然有相应的功能必然有相应的功能,有某种功能也必然有一定有某种功能也必然有一定的结构基础的结构基础 ,功能建立在结构之上功能建立在结构之上,所以应对相关所以应对相关组织结构内容进行必要的复习。组织结构内容进行必要的复习。对知识的学习对知识的学习,课前适课前适当预习当预习,课堂认真听课和作必要的听课笔记课堂认真听课和作必要的听课笔记,尤其认尤其认真听课是良好的学习方法真听课是良好的学习方法;及时地、有计划地复习及时地、有计划地复习,往往可取得事半功倍的学习效果。往往可取得事半功倍的学习效果。机体以其整体适应
6、于自然界机体以其整体适应于自然界,但为了叙述方便但为了叙述方便,常以分子、细胞、器官、系统水平阐常以分子、细胞、器官、系统水平阐述其功能述其功能,在理解其各水平的功能的基础上在理解其各水平的功能的基础上,应注意各应注意各水平之间存在相互依赖、相互制约的关系水平之间存在相互依赖、相互制约的关系,还应非常重还应非常重视各功能活动发生的条件和影响它们的因素。视各功能活动发生的条件和影响它们的因素。局部与整体的关系局部与整体的关系:听听、录与习录与习、记的关系记的关系:生理学是一门实验科学，一切生理学的生理学是一门实验科学，一切生理学的知识都来自于生命现象的客观观察。观查是知识都来自于生命现象的客观观
7、察。观查是指在不损伤人体健康的自然生活条件下，真指在不损伤人体健康的自然生活条件下，真实地观察、记录、分析功能活动的客观表现。实地观察、记录、分析功能活动的客观表现。而生理学真正成为实验科学则是从而生理学真正成为实验科学则是从1717世纪开世纪开始，英国医生始，英国医生HarveyHarvey做了大量的的实验研究。做了大量的的实验研究。三、生理学的研究方法三、生理学的研究方法 亚里士多德亚里士多德 人体血管内充满着空气 盖仑盖仑 血液在人体内像潮水一样流动之后，便消失在人体四周。维萨里和塞尔维特维萨里和塞尔维特 血液在心肺之间进行小循环 维萨里受到宗教裁判所的迫害，被判处死刑塞尔维特1553年
8、10月，在日内瓦被当作“异教徒”，活活烧死。哈维哈维(1578-1657(1578-1657)心血液运动论:1628 生理学实验 1.1.人工条件下，对生命活动现象进行的客观观察人工条件下，对生命活动现象进行的客观观察和分析。（客观？人工？）和分析。（客观？人工？）2.2.实验时经常对机体、器官、组织和细胞功能活实验时经常对机体、器官、组织和细胞功能活动的表现进行单独分析。动的表现进行单独分析。3.3.生理学实验对象：动物（主），人体（次、不生理学实验对象：动物（主），人体（次、不损伤）损伤）4.4.由于人和动物机体结构和功能相似，动物实验由于人和动物机体结构和功能相似，动物实验结果推断人体生
9、理功能可行。应注意人和动物结结果推断人体生理功能可行。应注意人和动物结构和功能的差异，不能简单将动物实验结果直接构和功能的差异，不能简单将动物实验结果直接用在人体上。用在人体上。5.5.生理学实验：动物实验生理学实验：动物实验 、人体实验。、人体实验。（一）实验对象（一）实验对象（二）实验方法（二）实验方法1.1.动物实验动物实验2.2.人体实验人体实验1.1.急性实验：实验对象急性实验：实验对象-完整动物或者实验器官、组织和细胞，人工完整动物或者实验器官、组织和细胞，人工实验条件下，短时间内对实验对象进行观察和记录。实验条件下，短时间内对实验对象进行观察和记录。在体动物实验：实验动物清醒或麻
10、醉条件下，手术暴露研究组织，在体动物实验：实验动物清醒或麻醉条件下，手术暴露研究组织，一定条件下，观察组织功能变化。（血压、呼吸、蛙心起搏点）一定条件下，观察组织功能变化。（血压、呼吸、蛙心起搏点）离体动物实验：将实验用组织取出体外，合适的理化环境，给予一离体动物实验：将实验用组织取出体外，合适的理化环境，给予一定条件，观察其功能的改变。（离体蛙心灌流）定条件，观察其功能的改变。（离体蛙心灌流）优点：实验条件简单，易控制，便于观察优点：实验条件简单，易控制，便于观察 缺点：研究对象脱离整体，实验结果可能和在体真实情况不同。缺点：研究对象脱离整体，实验结果可能和在体真实情况不同。2.2.慢性实验
11、：实验对象慢性实验：实验对象-完整、清醒动物，外界环境最好为自然环境，完整、清醒动物，外界环境最好为自然环境，可较长时间反复多次观察生理功能的改变。可较长时间反复多次观察生理功能的改变。例如：颈部唾液插管。例如：颈部唾液插管。主要用于人体常见的大量体检调查用，例如测心电，血压，呼吸；主要用于人体常见的大量体检调查用，例如测心电，血压，呼吸；学习各项生理指标等等。学习各项生理指标等等。四、生理学的研究水平四、生理学的研究水平研究人体生理功能大体上是从以下三个水平进行：研究人体生理功能大体上是从以下三个水平进行：1.1.整体水平的研究整体水平的研究 2.2.器官、系统水平的研究器官、系统水平的研究
12、 3.3.细胞、分子水平的研究细胞、分子水平的研究（一）整体水平：研究对象是人体整个机体，机体与环境之间的相互影响。（一）整体水平：研究对象是人体整个机体，机体与环境之间的相互影响。（二）器官和系统水平：研究对象是器官和系统，阐明器官和系统在机体中所起的作用，（二）器官和系统水平：研究对象是器官和系统，阐明器官和系统在机体中所起的作用，作用如何发挥，其作用的活动受哪些因素的影响。作用如何发挥，其作用的活动受哪些因素的影响。例如：心脏如何射血，血管如何调配血液供给，血液在血管内流动规律，各种体液因素例如：心脏如何射血，血管如何调配血液供给，血液在血管内流动规律，各种体液因素对心血管活动的调节规律
13、，其研究内容称为器官和系统生理学。对心血管活动的调节规律，其研究内容称为器官和系统生理学。（三）细胞和分子水平：研究对象是细胞及其所含的物质分子。细胞是人体最基本的结（三）细胞和分子水平：研究对象是细胞及其所含的物质分子。细胞是人体最基本的结构和功能单位，整个机体生命活动和各个器官、系统的功能活动均与细胞生理特性有关。构和功能单位，整个机体生命活动和各个器官、系统的功能活动均与细胞生理特性有关。例如：心脏的功能与心肌的生理特性密切相关，心脏收缩射血与心肌的四大特性有关。例如：心脏的功能与心肌的生理特性密切相关，心脏收缩射血与心肌的四大特性有关。（四）整合生理学的提出：（四）整合生理学的提出：上
14、述三个水平的研究，相互之间不是孤立的，而是相互联系相互补充。要阐明某一器官功能及机制，必须从细胞和分子水平、器官水平及整体水平进行研究，不能将不同水平的研究截然分隔开来，也不能认为分子水平的研究是“高级”的，整体水平是“低级”的。因此，现在针对机体的功能将不同水平的研究结果综合及联系分析，以求得对该机能全面认识，此种生理学方式的研究称为整合生理学。整合生理学。一、机体的内环境一、机体的内环境（一）体液（一）体液(body fluid)及其组成及其组成体液体液:人体细胞内外含有大量液体，总称为体液。人体细胞内外含有大量液体，总称为体液。分布分布:细胞内液细胞内液(intracellular fl
15、uid):):约约2/32/3，约占体重，约占体重4040。细胞外液细胞外液(extracellular fluid):):约约1/31/3，约占体重，约占体重2020。组织液组织液:约约3/43/4，约占体重，约占体重1515。血血 浆浆:约约1/41/4，约占体重，约占体重5 5。淋巴液淋巴液:少量少量胸膜腔、脑脊腔及关节腔内液体胸膜腔、脑脊腔及关节腔内液体注注:膀胱内液体不属于细胞外液膀胱内液体不属于细胞外液（二）体液的分隔和相互沟通（二）体液的分隔和相互沟通1.细胞膜细胞膜 屏障作用：细胞内液与细胞间液 窗口作用：细胞内液与细胞间隙液中的物质可跨膜 移动，水的跨膜移动受膜两侧渗透压和静
16、 水压的压差（梯度）2.毛细血管壁毛细血管壁 屏障作用：血浆与细胞间液 窗口作用：体液跨毛细血管壁的移动取决于管壁两 侧渗透压和静水压的压差 3.内环境的概念及其提出内环境的概念及其提出 概念提出：机体接触的外界环境称为外环境，外环境是不断变化的。体内细胞直接生存于细胞外液中而不与外界环境接触。概念：1.细胞外液称为机体的内环境。2.法国生理学家Bernanl 1852年提出这一概念，是因他在实验 中观察到，尽管机体所处的外环境变化很大，但细胞外液的 理化性质变化很小。二、内环境的稳态二、内环境的稳态(homeostasis)(一一)稳态的概念及其提出稳态的概念及其提出 稳态的提出：美国生理学
17、家cannon1929年提出。稳态的概念：内环境理化性质相对恒定（温度、酸碱度、渗透压及液体成分）例如：体温36-37.4；渗透压280-290mmol/L;血钾3.5-5.5mmol/L 血pH值7.35-7.45（二）稳态的维持及生理意义 稳态的维持稳态的维持 1.在机体新陈代谢过程中，内、外的变化都可使内环境的稳态遭到破坏，但通过机体的调节机制，能够使破坏的内环境恢复到相对稳定的状态。例如例如：1）血pH值7.35-7.45，人体在普通膳食（碳水化合物、脂肪 类、蛋白质和氨基 酸）情况下，体内产生大量的代谢物质。2）通过血液内酸、碱性物质构成的缓冲系统或通过肺、肾的 调节功能，消除体内过
18、剩的酸或碱，从而保持机体酸碱 相对的平衡状态，使血pH值恒定在7.35-7.45。2.保持与协调机体稳态的生理过程:3.机体不同层次或水平的稳定状态 生理意义生理意义 机体各类组织细胞的活动需要合适的理化环境，适宜的温度、酸碱度、渗透压，内环境的稳态得以保持；若稳态被破坏，细胞的正常功能不能维系，器官组织甚至机体被损害，危及生命。第三节第三节 机体生理功能的调节机体生理功能的调节主要调节方式主要调节方式:三种三种 神经调节神经调节 (neuroregulation)(neuroregulation)体液调节体液调节 (humoral(humoral regulation)regulation)
19、自身调节自身调节 (autoregulation(autoregulation)一、生理功能的调节方式一、生理功能的调节方式(一一)神经调节神经调节 神经调节：神经系统的活动通过神经纤维的联系，对机神经调节：神经系统的活动通过神经纤维的联系，对机体组织、器官和系统的生理功能和活动发挥调节作用。体组织、器官和系统的生理功能和活动发挥调节作用。调节特点：快速、局限、准确、协调调节特点：快速、局限、准确、协调 调节基本方式：调节基本方式：A.反射反射-在中枢在中枢N系统的参与下，机体对内外环境的刺激所作出系统的参与下，机体对内外环境的刺激所作出的适应性反应的适应性反应 例如：眼对强光；耳朵对噪声：鼻
20、对异味例如：眼对强光；耳朵对噪声：鼻对异味.。B.反射活动的结构基础：反射弧五部分：感受器、传入神经、反射活动的结构基础：反射弧五部分：感受器、传入神经、中枢、传出神经、效应器、中枢、传出神经、效应器、C.反射弧结构和功能的完整性是反射进行的基础反射弧结构和功能的完整性是反射进行的基础,任一环节的破任一环节的破坏，反射不能进行。坏，反射不能进行。传出传出N纤维纤维中中 枢枢传入传入N纤维纤维效应器效应器感受器感受器(二二)体液调节体液调节 体液调节体液调节：体内特殊化学物质（激素）经体内特殊化学物质（激素）经体液途径，对机体、器官和组织的功能活动进体液途径，对机体、器官和组织的功能活动进行调节
21、。行调节。调节特点调节特点：缓慢而持久，缓慢而持久，范围较广泛，范围较广泛，调节方式相对恒定。调节方式相对恒定。远距分泌远距分泌(telecrine)：机体内分泌细胞分泌的激素通过血液循环运送到靶细胞发挥调节作用 例如：甲状腺分泌的甲状腺激素释放到血液中，经血液循环到全身各处，调节机体的新陈代谢、生长、发育等活动。远距分泌是一种全身性体液调节。旁分泌旁分泌(paracrine)：某些激素不经血液运输，而是经组织液的扩散对邻近细胞发挥作用。神经分泌神经分泌(neurosecretion)：中枢N系统内有些神经细胞具有内分泌功能，可合成及分泌化学物质，经血液循环运送至靶细胞发挥作用。这些物质称为神
22、经激素，其方式称神经分泌。例如：下丘脑视上核和室旁核的的神经细胞分泌血管升压素，经轴突运到神经垂体储存，需要时释放入血，作用肾小管上皮细胞发挥作用。调节方式：调节方式：(三三)自身调节自身调节 自身调节概念自身调节概念：指器官、组织、细胞不依指器官、组织、细胞不依赖于神经及体液调节而产生的适应性反应。赖于神经及体液调节而产生的适应性反应。例如：心室肌收缩力在一定范围内可随收缩前心肌纤维例如：心室肌收缩力在一定范围内可随收缩前心肌纤维长度的增加而增强。长度的增加而增强。调节特点调节特点：调节的范围较小，常限于一个调节的范围较小，常限于一个器官或一部分。器官或一部分。例如：小例如：小A A的灌注压
23、的灌注压血管平滑肌受到牵拉血管平滑肌受到牵拉血管平滑血管平滑肌收缩肌收缩小小A A的口径的口径小小A A的灌注量不致增大的灌注量不致增大.二、二、体内的控制系统体内的控制系统 神经和体液因素对系统、器官、组织和细胞生神经和体液因素对系统、器官、组织和细胞生理功能的调节作用是自动的、精确的，是因神经、理功能的调节作用是自动的、精确的，是因神经、体液因素和系统、器官、组织和细胞存在着双向联体液因素和系统、器官、组织和细胞存在着双向联系，既有上游部分发出信息送到下游部分，也有反系，既有上游部分发出信息送到下游部分，也有反方向下游部将信息送回上游，是闭合回路。这就如方向下游部将信息送回上游，是闭合回路
24、。这就如同工程学中的控制系统，控制部分和受控部分存在同工程学中的控制系统，控制部分和受控部分存在着双向联系，由控制部分发送到受控部分的信息称着双向联系，由控制部分发送到受控部分的信息称为控制信息，由受控部分回送到控制部分的信息称为控制信息，由受控部分回送到控制部分的信息称为反馈信息。为反馈信息。（一）反馈控制系统一）反馈控制系统 （feedback control system）反射中枢和内分泌腺可看做控制部分，神经纤维所支反射中枢和内分泌腺可看做控制部分，神经纤维所支配的组织、器官，或内分泌腺分泌的激素所作用的组织和器配的组织、器官，或内分泌腺分泌的激素所作用的组织和器官可被看做受控部分，反
25、射中枢产生的神经冲动和内分泌腺官可被看做受控部分，反射中枢产生的神经冲动和内分泌腺分泌的激素作用到组织、靶器官改变后者的功能状态；后者分泌的激素作用到组织、靶器官改变后者的功能状态；后者的状态作为信息也会调节前者的功能。的状态作为信息也会调节前者的功能。控制方式：控制方式：双向性、闭环系统双向性、闭环系统正反馈正反馈负反馈负反馈分类分类反馈控制系统模式图反馈控制系统模式图输出输出变量变量参考信息参考信息感受器感受器监测装置监测装置（反馈信息）（反馈信息）（控制信息）（控制信息）干扰信息干扰信息控制部分控制部分受控部分受控部分1.1.负反馈负反馈（negative feedback）:定义：反馈
26、信息抑制或减弱控制部分的定义：反馈信息抑制或减弱控制部分的活动，使控制部分的作用向相反效应转活动，使控制部分的作用向相反效应转 化，化，由兴奋转向抑制，或反之。由兴奋转向抑制，或反之。意义：维持内环境稳态。意义：维持内环境稳态。如体温调节如体温调节-2 37 参考信息参考信息3737T T调节中枢调节中枢受控部分受控部分监测装置监测装置（反馈信息）（反馈信息）（控制信息）（控制信息）偏差信息偏差信息+23539缺点：滞后、波动缺点：滞后、波动干扰信息干扰信息2.2.正反馈正反馈（positive feedback）:定义：受控部分发出的反馈信息促进定义：受控部分发出的反馈信息促进和加强控制部分
27、的活动，最终使受控部分和加强控制部分的活动，最终使受控部分的活动有增强的作用。的活动有增强的作用。意义：使某一生理功能迅速加强，直至意义：使某一生理功能迅速加强，直至完成。完成。例：排尿、排便、分娩及凝血例：排尿、排便、分娩及凝血 正反馈不是维持系统的平衡或稳态，正反馈不是维持系统的平衡或稳态，而是破坏原先的平衡状态。负反馈是维持系统而是破坏原先的平衡状态。负反馈是维持系统的平衡或稳态。的平衡或稳态。正常机体中有大量的负反馈机制（压力正常机体中有大量的负反馈机制（压力感受性反射，体温调节），正反馈机制很少感受性反射，体温调节），正反馈机制很少（排尿反射、排便反射、分娩、血液凝固、大（排尿反射、
28、排便反射、分娩、血液凝固、大量失血出现的量失血出现的“恶性循环恶性循环”）。）。反馈控制特点：反馈控制特点：（三）前馈控制（三）前馈控制 （feed-forward control system）控制部分在接受反馈信息之前受到另一控制部分在接受反馈信息之前受到另一纠正信息（前馈信息）的影响，立即纠正其纠正信息（前馈信息）的影响，立即纠正其控制信息控制信息指令的偏差，称其为前馈。指令的偏差，称其为前馈。控制方式：双通路控制方式：双通路例如：例如：1.体温的维持：寒冷体温刺激下丘脑体温调节中枢机体产热、皮肤血管收缩，散热体温属于负反馈控制。正常人体温即使处在冬天寒冷条件下也保持恒定，这是由于机体具
29、有前馈控制系统，气温改变信息通过视、听传递的脑，后者发出指令增加产热活动和减少散热措施。高热量食物，保暖衣物。这种产热活动和散热措施可在寒冷刺激到来之前就实施。2.控制部分发出控制信息之前，通过快捷途径向受控部分发出快捷信号，及时调整受控部分的活动。如完成某一动作，脑发出信息引起支配的肌肉收缩，同时又发出前馈信息，使肌肉收缩受到制约，不致收缩过度，使动作完成更精细。控制特点：控制特点：前馈机制可更快地对活动进行控制，使前馈机制可更快地对活动进行控制，使活动更加准确活动更加准确(如某肌肉完成一定动作如某肌肉完成一定动作)。监测装置监测装置 控制部分控制部分受控部分受控部分输出变量输出变量（前馈信息）（前馈信息）干扰信息干扰信息 思考题思考题1.维持机体稳态的重要调解过程是（）A.神经调节 B.体液调节 C.自身调节 D.正反馈调节 E.负反馈调节2.下列情况中，属于自身调节的是（）A.人在过度通气后呼吸暂停B.动脉血压维持相对恒定C.体温维持相对恒定D.血糖水平维持相对恒定E.平均动脉压在一定范围内升降时，肾血流量维持相对恒定E E3.破坏反射弧中的任何一个环节，下列哪一种调节将不能进行（）A.神经调节B.体液调节C.自身调节D.旁分泌调节E.自分泌调节A A4.属于负反馈调节的过程见于（）A.排尿反射B.减压反射C.分娩反射D.血液凝固E.排便反射B B
