生理学

绪论
第一节 生理学的研究内容 第二节 生命活动的基本特征 第三节 机体生理功能的调节 第四节 机体功能活动的自动控制原理
第一节 生理学的研究内容
一、生理学的概念、研究对象和任务 二、生理学研究的三个水平 三、生理学的研究方法
一、生理学的概念、研究对象和任务 概念：生理学（physiology）是研究正常生命
近年来，随着克隆(clone)技术的不断成熟与发 展，使人类无性繁殖成为可能，但是生殖性克隆技术 会对人类活动将会产生什么影响还存有很大争议。克 隆技术在推进基因动物研究、攻克遗传性疾病，生产 可供移植的内脏、器官与组织的研究中必将会发挥重 大作用，造福于人类。
第三节 机体生理功能的调节
一个正常的机体在任何时候都是以一个完整、协调、 统一的整体而存在的。机体的完整统一性可表现为组 成人体的各器官、各功能系统功能活动的协调统一。 但是，人体的功能活动状态及生存环境都在不停地变 化。因此，这种自身及其与环境的协调统一随时都会 被破坏。为了使生命活动能够正常地进行，机体就必 须不断地对组成机体的各部分功能活动进行调整，使 其相互配合协调一致，维持稳态。
条件反射是个体出生后，在生活过程中，在一定条 件下，在非条件反射的基础上新建立的反射弧所完成 的反射，如望梅止渴。
条件反射的优越性在于可使大量无关刺激成为某种 环境变化即将到来的信号，使机体提前调节相关的功 能活动。因此，条件反射具有更大的预见性、适应性、 灵活性，大大提高了机体对环境的适应能力。
二、体液调节
1.急性实验 又分为在体实验与离体实验两种：
（1）在体实验 是将动物麻醉后施行手术，暴露 某器官，观察该器官在体内与其他器官仍处于自然联 系状态下的活动规律及各种因素对之产生影响的实验。 在体实验的优点是实验条件易于控制、观察分析较为 客观，如兔的动脉血压调节实验。
（2）离体实验 是将动物的某些器官（如心脏、 肾脏）、组织（如心肌、平滑肌、神经干）或细胞， 用手术的方法将其取出，置于适宜的人工环境中进 行观察，分析它们的活动规律和原理的实验。离体 实验的优点是排除了许多无关因素的影响，实验因 素单纯，结果易于分析。如蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标 本制备实验。
生理学的发展同样也离不开自然科学及现 代科学新技术的支持。近年来，随着物理、化 学、生物科学，特别是分子生物学技术在医学 科研中的广泛应用，生理学有了很大的进步， 使人类对生命活动的认识逐步深入，如细胞周 期调控与细胞凋亡、受体生理学、离子通道、 转录因子及自由基学说等。
二、生理学研究的三个水平一反馈控制系统闭环系统，即受控部分的活动会反过来影响控制 部分的活动。
控制方式：双向性（正反馈、负反馈）
控制部分 指 令 受控部分
正反馈信息
控制部分 指 令 受控部分
机能活动 机能活动
负反馈信息
控制特点：
①正反馈是破坏原先的平衡状态。
负反馈是维持系统的平衡或稳态。
②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 （排尿反射、分娩、以及大量失血时出现的 “恶性循环”）。
生理学与医学有着密切的联系，它是医学的一门 重要基础课程。因为，不了解和掌握正常人体生理 活动的规律与原理，就难以判断疾病的发生与发展。
早在2000多年前《黄帝内经》中，就有许多关于 人体功能活动的描述与记载。如心主血脉，肺主气、 司呼吸，肾主水等。阴阳学说、经络学说阐明了人 体各种功能活动以及各组成部分间的相互依存、对 立、转化、协调统一的关系。
二、兴奋性 (excitability)
机体、组织或细胞对刺激产生反应的能力，称为兴奋性。
机体所处的环境是经常发生变化的。这些变化被机体、组织 或细胞所感受，即引起它们的功能活动发生相应的改变，并与 变化了的环境相适应。这是一切有生命活动的生物体都具有的 能力。
机体、组织、细胞等
电、温度、压 力、化学刺激
当机体环境发生改变时，引起某些内分泌腺或内分泌 细胞的分泌活动，释放激素并通过组织液或血液循环来 调节机体的新陈代谢、生长、发育、生殖及某些器官的 功 能 活 动 ， 这 种 调 节 方 式 被 称 为 体 液 调 节 (humoral regulation)。
调节特点：缓慢、广泛、持久
调节过程：内分泌腺→激素→血液运输→靶组织→生 理效应
应用控制论原理对人体的功能活动进行分析时，是 把人体的各种调节功能都看做是自动控制系统。将神 经、体液调节中的调节部分(如神经中枢)看做是控制 部分，将效应器或靶器官看做是受控部分，将受控部 分的状态或所产生的效应看做是输出变量。在控制部 分和受控部分之间，信号通过不同形式(化学的或电的 等)传递信息。
二、前馈控制系统
前馈控制是 控制部分向受控部分发出指令的同时，又通过另
一快捷通路向受控部分发出前馈信息，及时地调控受控部分的 活动。
控制方式：双通路
前馈信息
监视装置
干扰信号
输入信号 控制系统 控制信号 受控系统 输出变量
控制特点：
兴奋的表现形式多种多样，如腺细胞的分泌、肌 细胞的收缩、神经细胞产生神经冲动等。由于这些 不同改变之前均先出现生物电变化，即出现动作电 位(action potential)，故动作电位通常被认为是发生 兴奋的客观指标。接受刺激后能产生动作电位的细 胞称为可兴奋细胞(excitable cell)，如肌细胞、神经 细胞及腺细胞。
第二节 生命活动的基本特征
生物体最基本的生命活动是新陈代谢、兴奋性与生殖。
一、新陈代谢
物质代谢
新陈代谢
(metabolism)
生命活动的 最基本表现
能量代谢
合
分
成
解
代
代
谢
谢
储存
能量
生命活动
释放
维持体温
合成代谢与分解代谢是物质代谢的两个相互对立而又统一的过程。
物质代谢进行过程中相伴随而进行的能量的储存、释放、转移和利用 的过程称为能量代谢。
2. 慢性实验 是在无菌情况下，对动物施行手术， 暴露、摘除、破坏、切除或移植某些器官；待手术 创伤恢复后，动物在清醒或接近正常生活状态下， 观察其功能活动规律或功能缺损、功能紊乱表现的 实验。此类方法最大的优点在于保存了各器官的自 然关系，动物清醒并接近常态，而且实验可以反复 多次观测。如巴甫洛夫（Ivan Petrovich Pavlov）创 造的多种消化瘘管（唾液、胰液、胆汁等）对食物 化学性消化的研究。
活动现象、规律和功能的一门科学。 研究对象： 动物生理学
人体生理学
研究正常人体生命活动规律的科学,称为 人体生理学。
生命活动是 人体各器官、 各系统功能 活动的综合 表现
心脏的跳动 肌肉的收缩与舒张 神经传导兴奋 消化系统对食物的消化与吸收 肺的呼吸 血液循环 腺细胞的分泌
生理学的任务：
就是探讨各种功能活动的发生原理、发展过程、 活动规律，各种功能活动之间的联系，环境因素改 变对它们的影响，以及整体状态下它们的相互协调 与统一等等。
生理学研究领域也深入到构成细胞的各种分子， 特别是生物大分子（核酸与蛋白质）的理化特性及 功能研究，如肌细胞的收缩是由特殊蛋白质分子排 列方式的改变形成的，心肌细胞电生理学特性决定 了它们的生理学特性及心动周期的活动等。
（二）器官、系统水平
了解一个器官或一个功能系统的活动规律和原理， 以及它们在整体活动中的地位与作用，这就需要对某 个器官或某个功能系统进行观察分析。如食物在口腔、 胃肠内的消化与吸收，以及神经、体液因素对它们活 动的影响等。
三、自身调节(autoregulation)
某些组织或器官不依赖神经、体液调节，其自身对 环境改变作出的适应性反应称为自身调节。
调节特点：自身调节的幅度、范围较小，对刺激的 感受性也较低，不十分灵敏。它是机体调节的辅助方 式。
第四节 机体功能活动的自动控制原理
随着近代生物学的发展，人们认识到人体功能调节 的过程与控制论原理相类似，并且具有自动控制的性 质。因此便运用控制论的理论和方法来研究生物系统， 以了解生物体内的信息接收、传递、处理和反馈过程 与控制规律。
人体感受内、外环境的变化，并相应地调整各种功 能活动，使其相互配合、保持稳态，以适应环境的改 变，这种功能活动称之为调节（regulation）。
调节方式有神经调节、体液调节及自身调节三种。
一、神经调节
神经调节是机体最主要的调节方式 ，它是通过反射 (reflex)活动来实现的。
反射是指在中枢神经系统的参与下，机体对内、外 环境变化所作出的适应性反应。反射是高级的、适应 意义明显的反应活动，它不同于普通细胞、组织或器 官对刺激所作出的简单的反应。
由于体内的内分泌腺或内分泌细胞也直接或间接 地接受神经系统的支配，因此，机体在发动神经调 节的同时，往往还通过传出神经动员相关的内分泌 腺参与反射活动。这种神经调节与体液调节的联合 调节方式，称为神经-体液调节。
神经-体液调节将两种调节的优点联合起来，使机 体调节的效果更加合理、准确，增强了机体对环境 改变的适应能力，使机体与环境的协调统一更加完 善。
生理学是一门实验性科学，其知识主要是通过实验 获得的。针对具体研究对象的不同，可将生理学的研 究分为三个层次 ：
细胞和分子水平的研究
方法：离体细胞、分子实验法
器官和系统水平的研究
方法：离体组织、器官实验法
整体水平的研究
方法：活体解剖实验法、慢性实验法
（一）细胞、分子水平的研究
细胞是组成人体最基本的结构与功能单位。人体 的各种功能活动最终都是在细胞内进行的物理与化 学反应，如腺细胞的分泌、神经细胞的生物电活动、 肌细胞的收缩等。
可感受的内、外 环境变化
刺激(stimulus)
机体内部代谢过程及 外部活动的改变 反应(reaction)
反应的两种 表现形式
由安静转变为活动，或由活 动较弱转变为活动加强，称 为兴奋(excitation)。