第一章(生理学)

人体及动物生理学生命科学学院宋红生生命学院楼405

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Lifecycle

Diapause/10-14day22-28day10-14day

5-7day我的兴趣课程目标

体系、能力、素质

教学内容第1章绪论第2章细胞的基本功能第3章神经系统与感觉器官第4章血液第5章血液循环第6章呼吸第7章消化第8章排泄第9章内分泌教材与参考书考核1.平时成绩（30％）

2.期末考试（70％）第一章绪论第一节生理学的研究对象和任务第二节生理学的门类及其它学科的关系第三节生理学的产生和发展第四节生命现象的基本生理特征及生理机能之间的关系第一节

生理学的研究对象和任务（一）概念：生理学（physiology）是研究生物机体的生命活动现象、规律和功能的一门科学。是以机体的基本生命活动、各个组成部分的功能以及功能表现的物理和化学本质为研究对象的一门科学。

一、生理学的概念、任务（二）任务

研究机体各系统的器官和细胞的正常活动过程，特别是各器官、细胞的功能表现的内部机制，不同细胞、器官、系统之间的相互联系和相互作用。二、生理学研究的层次

（一）细胞和分子水平的研究

研究细胞和它所含的物质分子的活动规律（二）组织和器官水平的研究

研究各组织器官的机能（三）系统水平

功能相关的器官连接在一起形成系统（四）整体水平的研究

研究整体机能对环境变化的反应和适应三、人体及动物生理学研究的方法1、急性实验：是以失去知觉的动物作为研究对象，又可分为在体和离体两类实验。

（1）离体组织、器官实验法：把要研究的某一组织或器官从活体上或刚死去的动物体上分离出来，置于一个能使它的生理机能保持一定时间的人工环境中，作为研究的对象。（2）活体解剖实验法：使动物处于麻醉状态下或破坏其中枢神经系统的条件下进行解剖，把要研究的器官暴露出来进行实验研究。

优点：时间短，实验条件或对象简单，分析问题细致（又称分析法）。

缺点：实验脱离整体条件，麻醉或破坏动物神经中枢，对所得结果具有一定对局限性。2、慢性实验：在完整正常的动物身体上对某一器官或某一生理现象进行的实验，使在动物在清醒情况下进行实验瘘管（1）暴露器官于体外，如胃瘘术。（2）体内埋藏电极法，如将电极置入动物丘脑部，通过刺激丘脑的不同部位测定动物的进食情况。从而得知丘脑中存在一个食欲中枢。

优点：①动物长时间存活；②实验可反复进行；③保持机体的完整性及与外界环境的统一性。

缺点：应用范围受限制，如手术和方法等。第二节生理学的门类及与其他学科的关系一、生理学的门类根据研究对象分根据研究水平分根据医学实践、生产实践等的分类二、生理学与其它学科的关系与普通生物学、解剖学、组织学和胚胎学的关系与物理学、化学、数学的关系与医学的关系与教育学、心理学、体育的关系第三节生理学的产生和发展古代和中世纪的生理学知识近代生理学的发展中国现代生理学的产生和发展一、古代和中世纪的生理学知识早在公元前2世纪出现的《内经》一书，是我国最早的医学经典著作，书中表达了较完整的我国中医思想体系，包括阴阳五行，营卫气血、脏象经络等基本概念。《内经》认为经络是人体气血运行联系的通路，如经络失常，气血不和，则百病因之而生。还认为“心主血脉”，气血循行体内“如环之无端，周而复始”，最早提出了血液循环的概念。1、Galen130－200年，古希腊的著名医生和解剖学家。著有《医经》，对血液运行，神经分布、脑、心等内脏都有具体的记载，但错误较多。他一生写了131部医学著作，其中83部流传至今。他提出三位一体的“灵气说”，心血潮运动说：肝脏产生自然之气；心脏产生生命之气；脑产生智慧之气。2、Vesalius1514－1564年，比利时人，现代解剖学的奠基人，著有《人体构造》，全书7册，系统的记载了人体各器官系统的形态结构，纠正了Galen的错误。1542年，JeanFerna

在Denaturalpartmedcie中引用Aristotle提出physiologia一词，把研究人体结构和功能的内容从医学范畴中独立出来。二、近代生理学的发展在17、18世纪，显微镜的发明与化学、物理学的迅速进步都给生理学的发展创造了良好条件。1661年意大利组织学家马尔比基应用显微镜发现毛细血管的结构后，才真正完成了全部血液循环的线路。法国哲学家笛卡儿根据异物碰到角膜即引起眨眼等类现象，首先提出了反射的概念，认为动物的活动都是对于外界一定刺激的反应。这为以后神经系统生理学的发展指出了方向。俄国学者罗蒙诺索夫首次提出的物质守恒与能量守恒及转化定律，以及后来法国化学家拉瓦锡关于燃烧和呼吸原理的阐明，给机体新陈代谢的研究打下了基础。意大利学者伽尔佛尼于1791年发表了他的名著《肌肉运动中的电效应》，从此开始了生理学中另一基本问题，即关于生物电现象及其本质问题的研究。WillianHarvey1578－1657年，17世纪英国著名医生，1628年，Harvey出版了《心血的运动论》，阐述了血液循环的途径和规律。提出心血管是一个封闭的管道系统，实验证明了血液大循环的原理。标志着近代生理学即实验生理学开始成为一门独立的科学。也首先把动物实验方法引进生理学领域。因此哈维被称为近代生理学的奠基人。克劳德•贝尔纳（ClaudeBernard，1813—1878）法国人，近代生理学创始人、生理学之父用活体解剖作为生理学研究的主要手段，在实验技术的创造、科学事实的发现和新概念的建立等方面作出重要贡献。他发现：肝脏有生成糖元的功能、血管舒缩受神经控制、胰液能消化脂肪、美洲箭毒的性质和作用，以及一氧化碳的毒性等。在1857年正式提出生物“内环境”的重要概念。1865年出版的他的《实验医学导论》一书被认为是生理学发展史上的一个里程碑谢灵顿（SherringtonCS，1857-1952）英国学者脊髓反射机制的研究，《神经系统的整合动作》给反射理论以丰富的客观实验证据，使现代生理学者开始认识了神经系统是如何把机体各部分活动联系起来而取得协调一致的。谢切诺夫（1829-1905）

1863年俄国学者发表了著名的《脑的反射》，将反射概念应用于脑的活动。巴甫洛夫（1849-1936）

俄国学者，20世纪初，用慢性动物实验方法，深入探讨了当时生物科学的禁区——大脑的功能，并创建了高级神经活动系统，创建了条件反射学说，对医学、心理学、生理学以及哲学产生了深远的影响。自20世纪初开始，分析生理学与综合生理学进一步蓬勃发展，从器官生理学研究看，除脑的高级机能外，都已达到了高度发展的水平。同时，由于科学技术的进步及化学、物理学和数学的发展，20世纪形成了许多新的科学分支。20年代初形成了生物化学，50年代建成了生物物理学，60年代出现了生物数学。近二三十年来，生理学整体、器官的功能研究已逐渐被微观层次的研究所代替，更多的实验研究是细胞和分子水平以及基因变化的观察，现代生理学逐渐从器官生理学向细胞生理学与分子生理学方向发展忽视对整体功能的探讨，生理学界对生理学发展的关注，提出生理学的研究方向向何处去的问题整合生理学（intergrationphysiology）将是未来生理学的主要内容，而其中阐明人脑高级功能将是对生理学家的最后一场挑战整合生物学（intergrationbiology）——从分子到人体（frommolecularstohumans）整合生理学（IntegrativePhysiology）或系统生理学(SystemsPhysiology)

后基因组（genomics）后蛋白组（Proteomics）生理基因组学（PhysiologicalGenomics）生理蛋白组学（PhysiologicalProteomics）三、中国现代生理学的产生和发展在我国，对生理学进行系统的研究大概从1925年开始。1926年少数生理学工作者组成了中国生理学会，有会员25人，并于次年创刊了《中国生理学杂志》（1953年改称《生理学报》）。由于学会的成立和学报的出版，国内生理学的研究得以逐步发展。我国现代生理学的奠基人是林可胜教授（1897—1969），他1925年自美回国后即任北京协和医学院生理学系主任、教授，领导教学及科研工作，他不但研究工作成绩卓著，还培养了我国许多著名的生理学家。他在消化生理学和痛觉生理学两方面者是先驱，曾获国际声誉。在我国北方工作的著名生理学家还有沈隽淇教授（1894—1969）、侯宗濂教授（1900—1992）、林树模教授（1893—1982）、张锡钧教授（1899—1988）、冯德培教授（1907—1995）、赵以炳教授（1909—1987）和张香桐教授等。我国现代生理学的另一开拓者为蔡翘教授（1897—1990），他于1925年自美回国后任上海复旦大学大学学业系生理学教授，以后又在上海医学院、原中央大学医学院任教授，从事教学与科研工作，培养了一代又一代的生理学人材。他在肝的糖代谢、溶血及止血等方面的研究都取得很大成就，名闻国际。在南方工作的著名生理学家还有徐丰彦教授（1903—1993）、沈霁春教授（1903—1978）和朱壬葆教授（1909—1987）等。20世纪初期（20—30年代），神经生理学、内分泌学及营养学有新的进展或新建成学科体系在神经生理及感觉生理方面的工作者有：林可胜教授（研究消化生理调节的一般问题），蔡翘教授（研究感受器电生理反应问题）、侯宗濂教授（研究外周神经兴奋性问题）等；在内分泌学研究方面的有：林可胜教授（在研究胃液分泌机制中发现肠抑胃素，这项发现被公认为是具有重要生理意义的经典性工作）；在营养学研究方面的有：沈隽淇教授和林树模教授（研究了糖、脂肪在代谢中的相互转换问题）。递质、电生理及普通生理工作在20—30年代有新进展张锡钧教授开展了乙酰胆碱代谢方面的研究（30—40年代）冯德培教授进行了神经肌肉接点终板电位及化学传递方面的研究（40年代前后）赵以炳教授开展了神经肌肉兴奋性及各种离子对其作用问题的研究（30年代）徐丰彦教授和沈霁春教授在40年代前后开展了循环系统反射调节问题的研究。内分泌学和电生理学张锡钧教授开展了垂体生理的研究（30—40年代）朱壬葆教授进行了甲状腺、垂体与生殖腺的相互关系的研究（40年代）张香桐教授开展了诱发电位的研究（40年代）由于张香桐教授在诱发电位等研究中取得的优异成就，使他成为当代国际上著名的神经生理学家之一。1950年中国科学院正式成立了生理研究所（以后分为生理研究所与生化研究所），由冯德培教授担任所长。1982年，中国科学院又成立了脑研究所，由张香桐教授担任所长，为研究中枢神经系统生理学开辟了新的科研基地。此外，中国医学科学院、军事医学科学院、中医研究院以及许多大学和医学院校都设有研究生理学的专门机构。其次，有些综合性大学生物学系还设立了生理学专业，专门培养生理学的教学与科研人才。第四节生命现象的基本生理特征及生理机能的调节一、生命现象的基本生理特征第四节生命现象的基本生理特征及生理机能的调节一、生命现象的基本生理特征新陈代谢、兴奋性、适应性、生长和生殖是生命现象的基本生理特征。1．新陈代谢新陈代谢是指机体主动地与环境进行物质和能量交换的过程，同时体内物质和能量也在进行转变。新陈代谢过程包括两个基本方面：一方面把从外界环境摄入体内的营养物质综合成自身的物质，或暂时贮存起来，称为同化作用（或合成代谢）；另一方面是将组成自向的物质或贮存于体内的物质分解，并把分解后的终产物排出体外，称为异化作用（或分解代谢）。在进行同化作用时要吸收能量，在进行异化作用时要释放能量。后者所释放的能量，除一部分用于同化作用外，其余的供应机体各种生命活动的需要及产生热量。2．兴奋性一切活组织或细胞当其周围环境条件迅速改变时，有发生反应的能力或特性，称为兴奋性或应激性（感应性）。这种引起反应的环境条件的迅速变化称为刺激。活组织在接受刺激而发生反应时，其表现可以有两种形式：一种是由相对静止状态转变为显著活动状态，或由活动弱变为活动强，称为兴奋（excitation）

：另一种是由显著活动状态转变为相对静止状态，或由活动强变为活动弱，称为抑制（inhibition）

。兴奋和抑制是相互联系、相互制约的，它们都是活组织具有兴奋性的表现。3．适应性当环境条件发生改变时，机体或其部分组织的机能与结构也将在某种限度内随着发生相应的改变的现象称为适应，机体的这种能力称为适应性。4．生长与生殖生长、生殖是新陈代谢的具体表现。生长是个体合成代谢超过了分解代谢的结果。生殖是个体生长达到一定限度时可形成另一新个体的过程。二、生理机能的调节机体要不断地调节体内各器官、系统的活动使它们相互密切协调配合，使机体形成一个统一的整体，以便与内、外环境的变化相适应。机体的调节方式有：神经调节、体液调节、自身调节1．神经调节

通过神经系统活动对机体实现的调节。神经调节主要是通过反射来实现的。反射就是指在中枢神经系统参与下，机体对内、外环境刺激所发生的规律性反应。反射的结构基础称为反射弧。反射弧包括5个部分：感受器传入神经神经中枢传出神经效应器完整的反射弧是实现反射活动的必要条件非条件反射——通过遗传、出生后无需训练就具有的反射。例如防御反射、食物反射和性反射等。非条件反射由非条件刺激所引起，具有固定的神经联系，反射中枢位于神经系统的低级部位，是动物在种族进化过程中形成，而相继遗传给后代的。条件反射——动物出生后，通过训练而建立起来的反射。由条件刺激（无关动因）所引起，具有暂时性的神经联系，反射的高级中枢主要位于大脑皮质，是个体通过后天训练而获得的。2．体液调节

机体的某些细胞能产生某些特异性化学物质（如内分泌腺所分泌的激素），可通过血液循环输送到全身各处，对某些特定的组织起作用，以调节机体的新陈代谢、生长、发育、生殖等机能活动，这种调节称为体液调节。组织细胞的一些代谢产物在组织中含量增加时，能引起局部的血管舒张，使局部血流量增加，从而使积蓄的代谢产物能较迅速地被运走，这可称为局部体液因素调节。

①远分泌：内分泌腺→激素→血液运输→受体→生理效应。②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。③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-体液调节：神经系统通过控制内分泌腺分泌激素来调节效应器的活动。神经调节在机体调节中起着主导作用。调节方式：3、自身调节

不依赖神经和体液，只靠器官或细胞自身对刺激产生的适应性反应。

例如：小A的灌注压↑→血管平滑肌受到牵拉→血管平滑肌收缩→小A的口径↓→小A的灌注量不致增大.三种调节方式的特点神经调节：反应迅速；作用部位局限而精确；作用时间短暂；通过神经纤维传导电脉冲而实现体液调节：反应缓慢；作用范围广泛；作用时间持久；通过体液运输激素等化学物质来实现自身调节：调节比较简单；调节范围和能力有限三种调节方式的关系：神经调节起主导作用，体液调节起辅助作用，自身调节是神经调节和体液调节的必要补充三、体内的控制系统

在研究生命现象时，看到机体许多功能调节的过程与工程技术中的控制过程有许多共同的规律。从控制论的角度来看，体内存在着数以千计的各种控制系统。因此，学者们也应用控制论的概念、原理和方法来认识和分析机体各种功能的调节。从控制论的观点分析，控制系统可分为三大类：非自动控制系统、反馈控制系统和前馈控制系统（1）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会反过来影响控制部分的活动。

控制方式：单向性

机能活动受控部分指令控制部分

①对受控部分的活动不起调节作用。②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式。控制特点：（2）反馈控制系统

反馈控制系统是一个闭环系统，即受控部分的活动会反过来影响控制部分的活动。

反馈是指由受控部分发出的反馈信息返回到控制部分，不断纠正和调整控制部分对受控制部分的影响，这种调控模式称为反馈。若反馈信息能减弱控制部分对受控部分的活动，称为负反馈；若反馈信息能加强控制部分对受控部分的活动，则称为正反馈控制方式：双向性（分：正反馈、负反馈）受控部分指令机能活动增强正反馈信息指令受控部分机能活动减弱负反馈信息控制部分控制部分控制特点：①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，是不可逆的过程。负反馈是维持系统的平衡或稳态，是可逆的过程。②正常机体中负反馈机制多（压力感受性反射，体温调节）