第1章 生理学绪论

一、神经调节（nervous regulation）
神经调节是指神经系统通过其的反射活动调节各种生理功能的过 程，是生理功能调节的最主要方式，而调节的基本过程是反射 （reflex）。 • 反射：在中枢神经系统的参与下， 机体对内、外环境变化所产生的规 律性适应反应。 • 反射的结构基础：反射活动的结构 基础是反射弧，由感受器 → 传入 神经 → 中枢 → 传出神经 → 效应 器五个部分所组成。 • 神经调节的特点：传导速度快，作 用迅速、准确，但效应范围局限。
一、非自动控制系统
• 是一个开环系统，系统内受控部分的活动不会影响控制部分的活 动，仅由控制部分对受控部分发出发出活动的指令，因而对受控 部分的活动不能起调节作用。 在人体正常生理功能的调节中，这种控制系统是极少见的。
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输入信息
控制信息
输出变量
控制系统
受控系统
二、反馈控制系统
• 定义和意义：是一个闭环系统。控制部分发出信号指示受控部分 发生活动，而受控部分也可以发出反馈信号返回到控制部分，使 控制部分能根据受控部分的反馈信号来改变自己的活动，从而更 好地对受控部分的活动进行调节。
器官和系统水平的研究 例 1：机体的血液循环
3. 整体水平的研究
以完整的机体为研究对象， 研究人体不同器官、系统之 间的相互联系，相互协调的 规律，正常人体在内、外环 境变化时维持正常生命活动 的机制。
整体水平的研究：用操作式条件反射研究猴随意运动 的神经控制机制
第二节 机体的内环境与稳态
体液和体液的分布
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成绩为平时成绩30% 卷面成绩70%。
二、生理学的知识结构特点
生理学的知识结构和特点
主要包括如下三个方面的知识：
• 基本知识：基本原理、基本概念、基本生理常数。 • 事实性知识：占教材内容的大部分，这些内容包括导致生 理学基本原理或基本概念形成的生理学现象和实验结果。 • 有关知识发生和发展过程的介绍：前人的发现历程、前人 对实验现象的思考和推理，以及这些思考和推理怎样导致 了生理学重大发现的历史性故事。
• 内环境：在机体中，细胞直接接触和赖以生存的环境是细胞外 液。细胞从细胞外液中摄取营养物质、向细胞外液排出代谢产 物和与细胞外液进行气体交换（摄取O2和排出CO2），故细胞 外液被称为机体的内环境。 内环境的稳态：细胞外液的各项物理（如温度、O2和CO2的分 压）和化学因素（如各种溶质的成分和浓度、pH值）的相对稳 定状态即内环境的稳态。 内环境稳态的意义：内环境的稳态（细胞外液各项物理和化学 因素的稳定）不仅是细胞维持正常生理活动的必要条件，也是 整个机体得以维持正常生命活动的必要条件。
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机体各器官在维持内环境稳态中的作用
由于机体细胞的新陈代谢活动和机体所处外环境理化因素的变 化，机体的内环境稳态会不断地遭到破坏，故保持内环境的相对稳 态是机体生命活动的一项重要任务，而保持内环境的稳态，需要机 体各器官的作用，例如：
• 肺的呼吸作用：补充细胞代谢活动需要的O2，排出细胞代谢活动 所产生的CO2，维持细胞外液中O2和CO2分压的稳态。 • 胃肠道的消化和吸收作用：补充细胞代谢所消耗的各种营养物质。 • 肾脏的排泄作用：排出细胞活动所产生的各种代谢产物和机体摄 入的有毒物质。
第三节 机体生理功能的调节
概念：在机体处于不同的生理状态和当外环境发生改变时，机 体一些器官、组织和细胞的活动会发生相应的改变，从而使得 机体能够： • 适应各种不同的生理状态和外环境的变化；
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恢复被扰乱了的内环境。
这两个方面的过程就是生理功能的调节。
分类：主要有神经调节、体液调节和自身调节三种形式 。
局部性体液调节 （自分泌和旁分 泌）
全身性体液调节
神经内分泌调节
体液调节的三种形式
三、自身调节（autoregulation）
许多组织、细胞自身也能对周围理化环境的变化做出适应性反应， 这种反应是组织、细胞本身的生理特性，并不依赖于外来的神经或体 液因素的作用，故称为自身调节。例如：血管平滑肌在受到牵拉时会 发生收缩反应，故当小动脉的灌注压升高的时候，其血流量不会增大， 这对维持局部组织的血流量稳定有一定作用。但是，自身调节的范围 小，不够灵敏。
Levels of organization of the human body
1. 细胞和分子水平的研究
主要研究人体各种细胞超微结构的机能活动，以及细胞内和细 胞膜上各种物质分子的物理和化学变化过程。例如： • 神经细胞的兴奋机制，即产生动作电位、突触后电位的机制。 • 肌细胞产生收缩的机制。 • 腺细胞的分泌机制。 重要的是，由于分子生物学的发展，现代细胞生理学研究不仅 以细胞为研究对象，而且深入到决定细胞功能表现的基因和分子 水平，使细胞生理学研究进入了分子水平。
• 体液调节的形式：包括全身性体液调节、局部性体液调节（自分泌、旁 分泌）和神经内分泌调节三种方式。另外，某些代谢产物（如CO2）也 能对一些组织细胞起到的局部调节作用。
• 体液调节的特点：传导速度缓慢，作用较持久，影响范围大，主要对机 体的新陈代谢起经常性的调节作用。
• 与神经调节之间的关系：神经调节处于主导地位，而体液调节从属于神 经调节。例如，某些内分泌腺（如肾上腺）受到自主性神经（如交感神 经）的支配，而这些内分泌腺可以认为是神经调节中反射弧的一个延长 部分。
肾血流量的自身调节：当动脉血压 在一定范围内变动时，通过肾脏小 动脉的自身调节作用，肾血流量能 够保持相对的稳定。
第四节ຫໍສະໝຸດ Baidu体内的控制系统
机体的各种生命活动和生理功能调节过程都处于体内各种不同控 制系统的精密控制之下，即便是一个细胞或一个生物大分子的活动 也是一种受控过程，但生理学讨论的主要是器官和整体水平上的各 种控制系统和控制过程，例如： • 神经系统对肌肉活动的控制。 • 神经和体液因素对心血管、呼吸、胃肠道、肾脏功能活动的控制。 运用控制论（cybernetics）原理分析人体生理功能调节的控制系 统时，可将人体的各种调节系统可分为三类：非自动控制系统、反 馈控制系统和前馈控制系统。
一、关于人体及动物生理学这门课
选用本教材的原因
• • • 内容比较全面。 篇幅基本合适。 被大多数师范类学校指定。
参考书 《生理学》第七版，朱大年、吴博威主编， 人民卫生出版社，2008。
课时数
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本学期校历上课时间共10周，本课程教学为40学时。
考试 • 题型包括：填充题、选择题、是非题、名词解释和问答题；这些 题型将随机使用。
• 体液：人体的细胞内和细胞外含有大量的液体，总称为体液。 • 体液的分布：
细 胞 内 液（ 2/3， 约 占 体 重的40%）
体液（约 占体重的 60%）
血浆（1/4，约占体重的 5%）
细 胞 外 液（ 1/3， 约 占 体 重的20%） 组 织 液 （ 3/4， 约占体重 的15%）
内环境与内环境的稳态
• 分类：受控部分的反馈信号对控制部分的活动可发生不同的影响， 如果反馈信号减弱了控制部分的活动，就是负反馈（negative feedback），而反馈信号加强了控制部分的活动则称为正反馈 （positive feedback）。 • 特点：在人体的反馈控制系统中，绝大多数是负反馈，只有极少 数是正反馈。
─ 由于生命科学是研究生物体结构和功能的科学，生理学与结构生
物学一道，构成生命科学的两个支撑点。同时，生理学是生命科 学教育中唯一的一门讲授机体功能的课程。
─ 一般而言，生理学是指“人体和动物生理学”，简称“生理学”。
特定地，还有：
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心血管生理学、呼吸生理学、神经生理学、生殖生理学……； 植物生理学、动物生理学、微生物生理学……; 病理生理学、低温生理学……； 比较生理学……。
慢性实验法
在整体上，在机体与环境保持比较自然的关系情况下，对所需 研究的部分进行多次的、较为长期的实验观察的方法。
慢性实验法的优缺点
优点：研究对象处于正常状态下，能如实的反应正常的生理情 况，从整体水平研究动物的各种生理机制，又称综合法。
生理学研究的水平
构成身体的最基本单位是细胞，由许多不同的细胞构成组织和器 官，行使某种生理功能的不同器官相互联系构成不同的系统，而整 个身体则由各个系统相互联系，相互作用构成一个复杂的整体。因 此，生理学的研究就是从细胞、器官和系统、整体这三个水平上进 行的。
内部机制。
• 不同细胞、器官和系统之间的相互联系和相互作用。 • 不同细胞、器官和系统构成一个整体而发生功能活动时，又是怎
样相互协调和相互制约，从而维持了机体正常生命活动的。
生理学的性质
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生理学是一门实验科学，即所有生理学的知识都是通过实验而获 得的。虽然自古以来，人类对自己身体的结构和功能充满了兴趣， 但那时人类对这些问题的了解都是基于尸体解剖和动物活体解剖 做出的推测而已。
比利时人Vesalius，专门进行尸体解剖，著《人体 构造》，成为现代解剖学的奠基人。 我国清代，王清任
现代生理学的奠基人
生理学的研究对象和研究任务
生理学是以人体和动物体生命活动和机体各组成部分为研究对象 的科学，因此生理学的研究对象和研究任务在于：
• 构成人体的各种细胞、各个器官和系统的正常功能活动的过程和
生理学真正成为一门实验科学是 始 于 17 世 纪 初 ， 英 国 生 理 学 家 Harvey（哈维）在活体动物身上 研究了血液循环，并于1628年出 版了他的名著《心与血的运动》， 使得生理学进入了实验科学的阶 段。
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生理学的研究方法——实验
急性实验法
慢性实验法
急性实验法 在体试验（in vivo） 在动物失去知觉的基础上（麻醉、毁脑，争取在无痛条件下），暴 露所需研究的器官、组织，进行一次性或短时间观察的方法。 离体实验（in vitro） 把需要研究的某个器官或组织从活着的或刚死去的动物身上取下， 放在一定的人工生理环境中进行实验观察的 方法。 急性实验法的优缺点 优点：实验条件较易控制，可排除其他干扰，把问题分析的 较清楚，故有分析法之称 缺点：脱离整体，结果有一定的局限性。
肌伸长反射（Myotatic reflex）
二、体液调节（humoral regulation）
体液调节是指机体某些细胞（如内分泌腺细胞和神经内分泌细胞）能够 生成和分泌某些特殊的化学物质（激素），这些物质借助于体液（血液和 细胞外液）被运输到全身或机体某一特定的组织细胞（靶细胞），通过与 靶细胞上的受体结合，调节了这些组织细胞活动的过程。
细胞和分子水平的研究： 小脑浦肯野细胞LTD发生 机制的电生理学和分子生 物学研究。
2. 器官和系统水平的研究
主要研究人体各器官和系统生理 活动的内在机制和调节机制，以及 它们对整个机体生理活动的作用和 意义，例如： • 循环系统中的心脏射血机制。
• 血液在血管中流动的流体动力学 机制。
• 神经和体液系统对心血管系统功 能的调节机制。
生理学
the Logic of Life
第一章 绪 论
第一节 研究对象和任务 第二节 机体的内环境与稳态 第三节 机体生理功能的调节 第四节 体内的控制系统
第一节 生理学的研究对象和任务
什么是生理学
─ 是生命科学的一个分支，是研究生物机体生命活动规律和机理的
一门科学（Physiology: the logic of life!）。

生理学的产生
阴阳五行，营卫气血，脏象经络的基本概念。《内经》认为经 络是人体气血联系的通路。如经络失常，气血不和，则百病生 之。还认为心主血脉，气血循环体内“如环之无端，周而复 始”。这是最早的血液循环的概念。

生理学的产生
古罗马时期盖伦的三元气说
生命基本要素是元气，即从肝中产生了带有自然元气的血液，流 到心脏后变为生命元气，这些元气流到脑基底部的颈动脉分支， 又变动物元气。然后这种微妙的液体通过中空的管状流到全身。
三、生理学的学习方法
学习方法
• 对基本知识（基本原理、基本概念、基本生理常数）：需要 做到真正地理解、熟练掌握和加以牢记。
• 对事实性知识：不要求死记硬背，但在需要使用的时候能够 按照“门牌号码”准确地从教材中找到。 • 对有关知识发生和发展过程情况的介绍：虽然不是重点，但 希望注重这部分内容的学习，并试图从前人的发现之路中得 到启发和收益，努力培养自己正确的学习和思维方法，为今 后的工作打下基础。