生理学的研究对象和任务专家讲座

第一章绪论

生理学的研究对象和任务第1页第一节生理学研究对象和任务一、生理学概念及任务1、什么是生理学?生理学(Physiology)是生物科学一个分支，是硕士物机体功效(function)科学。包含细菌生理学、植物生理学、动物生理学、人体生理学等。人体生理学(HumanPhysiology)是研究人体功效活动规律（血液循环、呼吸、消化、排泄、内分泌、生殖、行为表现、思维等）科学。生理学是一门试验性科学。一切生理学理论都来自试验。生理学的研究对象和任务第2页2．生理学发展简史以科学试验研究为特征近代生理学是从17世纪开始。英国医生哈维(WilliamHarvey，1578-1657)用动物活体试验方法，第一次科学地说明了血液循环路径和规律，被公认为近代生理学奠基人，为当代生理学(modernphysiology)奠定了基础。20世纪初，俄国著名生理学家巴甫洛夫(И.П.Павлов，1849~1936)研究了大脑功效，创建了高级神经活动学说，对医学、生理学、心理学甚至哲学产生深远影响。1939年美国生理学家坎农(W．B．Cannon，1871—1945)在内环境恒定概念基础上，提出“稳态”概念。我国近代生理学形成标志是1926年中国生理学会成立。生理学的研究对象和任务第3页林可胜(1897-1969)是我国近代生理学和中国生理学会奠基人，又是我国消化生理学先驱。蔡翘(1897-1990)也是我国近代生理学奠基人之一，他还是我国著名医学教育家，是我国近代第一位用中国语言和文字讲授生理学和编写生理学教材人。张锡钧(1899—1988)在神经化学递质乙酰胆碱研究中取得系列创新性或果，受到国内外生理学界高度评价。冯德培、王志均等，都为我国生理学发展做出过出色贡献。生理学的研究对象和任务第4页为何要学习生理学?1．只有认识了“正常”，才能认识“异常”（疾病）；2．认识了正常，才能想方设法维持正常，预防异常；3．生理学发展可促进临床医学和预防医学发展；

4、学习与掌握一些试验技术，培养观察分析和处理问题能力。生理学的研究对象和任务第5页怎样学好生理学?端正态度，循序渐进，认真听课，及时复习；

刻苦钻研，多提问题，独立思索，纵横对比；全方面了解，重点记忆，重视试验，提升技能。

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3．生命活动基本表现蛋白质和核酸是一切生命活动物质基础。生命活动最少包含以下三种基本活动。⑴新陈代谢(Metabolism)：生物体是在不停地更新自我，破坏和去除已经衰老结构，重建新结构。这一贯通生命活动全过程，称为Metabolism。Metabolism一旦停顿，生命活动也就结束。⑵生物体对外界环境改变反应及兴奋性

生物体所处外界环境是经常发生改变，生物体能对环境改变作出适当反应，以适应改变环境。这是一切生物体普遍含有功效。

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含有对刺激产生生物电反应能力称为兴奋性（excitability）。凡能引发某种组织产生兴奋最弱(最小)刺激强度称阈刺激（thresholdstimulation)。阈刺激倒数（1/thresholdstimulation）能够作为测定兴奋性高低指标。⑶生殖(Reproduction)生物体能产生与自己相类似个体称为生殖。一个单细胞经过分裂成为两个子代细胞，就是生殖。所以，生殖也是生命活动基本表现之一。生理学的研究对象和任务第8页

二、生理学研究三个水平

（一）细胞和分子水平研究细胞生理特征是由组成细胞各个分子，尤其是生物大分子物理学和化学特征决定。在这个水平上进行研究对象是细胞和组成细胞分子，这方面知识称为细胞生理学(cellphysiology)或普通生理学（generalphysiology)。

(二)器官和系统水平研究

要了解一个器官或系统功效，它在机体中所起作用，它功效活动内在机制，以及各种原因对它活动影响，这都需要从器官和系统水平上送行现察和研究。生理学的研究对象和任务第9页(三)整体水平研究在整体情况下，体内各个器官、系统之间发生相互联络和相互影响。各种功效相互协调，使机体成为一个完整整体，在改变环境中维持正常生命活动。从整体水平上研究，就是以完整机体为研究对象，观察和分析在各种生理条件下不一样器官、系统之间相互联络、相互协调规律。

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上述三个水平研究，它们相互间不是孤立，而是相互联络、相互补充。要说明某一生理功效机制，普通需要对细胞和分子、器官和系统，以及整体三个水平研究结果进行分析和综合，得出比较全方面结论。近年来伴随物理、化学、数学、电子计算机等发展，应用这些科学结果，硕士理功效活动，发展出很多新兴研究领域，如数学模型、系统分析、计算机模拟等等。相信伴随各学科领域发展，对生理学研究会越来越深入。生理学的研究对象和任务第11页第二节机体内环境

成人液体占身体重量约60％。分为两大类：约2／3液体(约占体重40％)分布在细胞内——为细胞内液。其余1／3液体(约占体重20％)分布在细胞外——细胞外液。约1／4(约占体重5％)分布在心血管系统内，也就是血浆。约3／4(约占体重15％)分布在心血管系统之外，即组织液。细胞直接接触外界环境称为外环境(externalenvironment)。比如环境温度、湿度、阳光、空气等等（人类不但接触自然环境．还有社会环境）。

生理学的研究对象和任务第12页人体细胞普通不能直接与外界环境发生接触，直接生存环境是细胞外液。所以，细胞外液是机体中细胞所处内环境（internalenvironment）。

只有保持内环境相对稳定，复杂多细胞动物才有可能生存。内环境各种理化原因经常保持相正确恒定——稳态(homeostasis)。

这一概念不但说明了内环境是相对稳定这一现象，而且包含了机体维持内环境相对稳定调整过程。机体一切调整活动最终生物学意义在于维持内环境恒定。生理学的研究对象和任务第13页第三节

生理功效调整机体对各种功效活动调整方式主要有三种，即神经调整(nervousregulation)、体液调整(humoralregulation)和本身调整(autoregulation)。1．神经调整(Nervousregulation)神经系统(Nervoussystem)是调整全身各种功效活动系统。经过nervous调整称为nervousregulation。神经调整基本活动方式是反射(reflex)。反射通路包含五个组成部分（反射弧）：感受器→传人神经→中枢→传出神经→效应器。五部分中任何一部分结构被破坏或功效障碍都会使反射不能完成。生理学的研究对象和任务第14页

2．体液调整(Humoralregulation)普通是指由某一器官或组织分泌化学物质(hormone，激素)，经过血液循环，抵达另一器官，调整它功效活动。如肾上腺髓质能够分泌肾上腺素和去甲肾上腺素，经过血液循环达心脏和血管，调整心血管活动；甲状腺分泌甲状腺激素调整全身能量代谢等等。很多内分泌腺并不是独立于神经系统，它们也直接或间接收到神经系统调整，所以，也能够将体液调整看成是神经调整一个步骤，成为“神经—体液调整”(nervous-humoralregulation)。人体内功效调整大多是这种复合式调整。

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最近发觉一些组织可产生一些化学物质，它们并不随血流流到其它器官起作用，而是在组织液中扩散，调整邻近组织功效活动，称为局部体液原因和旁分泌调整

(paracrineregulation)。组织代谢活动产生代谢产物如C02、乳酸等，有扩张小血管作用，属于局部体液原因，所以从广义上看，上述这些调整都属humoralregulation范围。3．

本身调整（Autoregulation）机体内有些调整既不依赖神经也不依赖体液，而由本身对刺激产生适应性反应，称为Autoregulation。比如将心肌或骨骼肌拉长后，再刺激引发肌肉收缩，其收缩力显著加强。生理学的研究对象和任务第16页

第四节体内控制系统

用工程技术控制原理和方法来分析研究人体许多功效调整，能够看到功效调整过程和控制过程有共同规律。任何控制系统都由控制部分和受控部分组成。从控制论观点来分析，控制系统可分为非自动控制系统、反馈控制系统和前馈控制系统三大类。生理学的研究对象和任务第17页一、非自动控制系统非自动控制系统是一个开环系统，即系统内受控部分活动不会影响控制部分活动。这种控制方式是单向，即仅由控制部分对受控部分发出活动指令。这种控制方式使受控部分活动实际上不能起调整作用。在人体正常生理功效调整中，这种方式是极少见。生理学的研究对象和任务第18页二、反馈控制系统在整体，被调整器官(效应器)，在功效活动发生改变时，往往这一改变信息又能够经过回路反应到调整系统，改变其调整强度，形成一个调整回路。人们常惯用“反馈”(feedback)一词表示这种调整方式。在反馈控制系统中，反馈信号对控制部分活动可发生不一样影响。假如它终产物或结果降低这一过程进展速度，称为负反馈（negativefeedback）；假如是加速或加强这一过程进展速度则称为正反馈(positivefeedback)。

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（一）负反馈控制系统负反馈控制系统作用是使系统保持稳定。机体内环境之所以能维持稳态，就是因为有许多负反馈控制系统存在和发挥作用。

（二）正反馈控制系统正反馈控制系统活动使整个系统处于再生状态：与负反馈相反，正反馈不可能维持系统稳态或平衡，而是破坏原先平衡状态。正反馈控制系统数量极少，比如，血液凝固是正反馈控制、排尿反射、正常分娩过程等。人体中各种反馈调整回路中有比较简单，有则很复杂，它能够包含复杂神经调整和体液调整综合完成调整某一生理功效活动。生理学的研究对象和任务第20页

三、前馈控制系统在神经系统调整控制中，除反馈控制外，还有前馈控制(feed-forwardcontro1)。比如控制部分发出信号，指令受控部分进行某一活动，同时又经过另一快捷路径向受控部分