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人体及动物生理学

Physiologyofhuman&animals第一章绪论

Chapter1Introduction人体及动物生理学一、人体及动物生理学研究的对象、任务和方法二、生理学的门类及与其他学科的关系三、生理学的产生和发展四、生命现象的基本生理特征五、生理机能的调节六、内环境和稳态一、人体及动物生理学研究的对象、任务和方法生理学（physiology）是研究生命有机体各种功能（function）的科学。人及高等动物（特别是哺乳动物）机体的各种功能。1、研究对象Object人体及动物机体的各种（正常）机能，即机体及其各组成部分所表现出的各种生命活动现象或生理活动。2、研究任务研究生理功能的发生机制、条件以及机体的内外环境中各种变化对这些功能的影响，从而掌握各种生理变化的规律，为生产实践和医学实践服务。3、生理学研究的不同水平(层次)

Levelsofphysiologicalresearch整体水平器官、系统水平细胞、分子水平

1）整体水平的研究以完整的机体为研究对象，主要研究各系统之间的功能联系，正常机体内、外环境之间维持相对平衡的生理过程及其机制。

2）器官、系统水平的研究主要是研究机体各种器官或系统生理功能活动的规律及其调控机制，以及它们对整体水平的生理功能有何作用和意义等。

3）细胞、分子水平的研究主要是研究机体各种细胞的超微结构的功能活动，以及细胞内各种物质（尤其是生物大分子）的物理化学变化（包括基因表达）过程4、研究方法

MethodologyinPhysiology急性实验：离体(invitro)（细胞、组织、器官）实验和在体(invivo)实验。动物实验法慢性实验：指的是在完整而且清醒的动物身上，并在机体保持内、外环境处于相对稳定的条件下，对动物进行各种实验研究的方法（在体）。3、生理学研究的不同水平(层次)

Levelsofphysiologicalresearch整体水平器官、系统水平细胞、分子水平1.无论是分子、细胞还是组织、器官系统方面的变化、作用，最终对一个人或动物来说都是要在整体上体现出其效应，维持整个机体的生命活动的正常进行；2.对于机体生理功能的各个水平、方面的研究所获得的知识必须结合起来，才能更全面、准确的说明生理功能及其运行规律。还原论整合论整合生理学二、生理学的门类

及与其他学科的关系1、生理学的门类根据研究对象分植物生理学动物生理学：哺乳动物、鸟类、鱼类、昆虫、原生动物等等…人体生理学普通生理学（如：细胞生理学）比较生理学根据研究水平分细胞生理学器官系统生理学：神经、肌肉、感官、心血管、消化、呼吸、生殖、内分泌等整体生理学根据生产、生活实践分医学、病理运动劳动特殊环境：航空航天、高原、潜水等工业家畜、家禽、鱼类生理学2、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）与数、理、化与医学与教育学、心理学、体育其它（农学）三、生理学的产生和发展

1、古代《内经》C.Galen(130-200)(古罗马)：从人体解剖知识推论生理机能2、近代William

Harvey(1578-1657)(英国)：《DeMotu

Cordis(OntheMotionoftheHeartandBlood)心与血的运行》(1628)一书。生理学真正成为一门实验性学科，从解剖学中独立出来。哈维1578年4月1日，英国著名的生理学家和医生威廉·哈维，出生在肯特郡的福克斯通镇。父亲原是个自由民，后出任镇政府的官员。1588—1593年，哈维在坎特伯雷王家学校毕业后，考入剑桥大学学习文学和医学，1597年获得文学学士学位。1598年，哈维来到意大利，入帕多瓦医科大学，在著名的解剖学家法布里克斯指导下学习，因为他刻苦努力，积极实践，同学们誉为“小解剖家”。1602年4月，哈维取得帕多瓦大学的医学博士学位。回到伦敦后，又取得剑桥大学医学博士学位。其时，他仅24岁。1604年，哈维被选为英国皇家医学院的候补委员；1607年，成为正式委员。1609年，哈维经国王和皇家医学院院长的推荐，取得了医师职位。他很关心病人的疾苦，亲自探视行动不便的患者，主张医生“要为穷人做好事”，常常免费为穷人治病，是一位具有人道主义思想的科学家。1615年8月，哈维被选为皇家医学院伦姆雷讲座的主讲人。1616年4月，他第一次提出了关于血液循环的理论。他的讲稿至今仍收藏在大英博物馆。1618年，哈维被委任为王室御医。1640年，英国资产阶级革命爆发，他随同王室在国外过了三年流亡生活，这使他有机会和各个国家的学者相互学习交流，观察和解剖各地生长的动物，丰富了他的知识领域。1657年6月3日，哈维患中风逝世。他一生著述很多，最有代表性的是《心血运动论》和《动物生殖》，这使他成为近代医学和生理学史上的伟人。马克思给哈维以很高的评价：他终于“把生理学(人体生理学动物生理学)确立为科学。”M.Malpighi(1628-1694)(意大利)：运用显微镜观察微循环，证实Harvey对循环系统结构的推论笛卡尔(Descartes,1596-1650，法国)首先提出“反射”的概念。L.Galvani(1737-1798)(意大利)：发现生物组织的电活动，成为电生理学的奠基人。Galvani（伽伐尼）意大利医生和动物学家。1737年9月9日诞生于意大利的波洛尼亚。他从小接受正规教育，1756年进入波洛尼亚大学学习医学和哲学。1759年从医，开展解剖学研究，还在大学开设医学讲座。1766年任大学解剖学陈列室示教教师。1768年任讲师。1782年任波洛尼亚大学教授。1786年有一天，伽伐尼在实验室解剖青蛙，把剥了皮的蛙腿，用刀尖碰蛙腿上外露的神经时，蛙腿剧烈地痉挛，同时出现电火花。经过反复实验，他认为痉挛起因于动物体上本来就存在的电，他还把这种电叫做“动物电”。1791年他把自己长期从事蛙腿痉挛的研究成果发表，这个新奇发现，引起科学界大为震惊。伽伐尼晚年在生活上和政治上连遭打击，贫病交加，1798年12月4日在波洛尼亚去世，终年61岁。伽伐尼的一个偶然发现，引出伏特电池的发明和电生理学的建立，这在科学史上一直传为佳话。伏特真诚地赞扬说，伽伐尼的工作“在物理学和化学史上，是足以称得上划时代的伟大发现之一。”为了纪念伽伐尼，伏特还把伏特电池叫做伽伐尼电池，引出的电流称为伽伐尼电流。伏特与伽伐尼伏特读了伽伐尼1791年的文章，这促使他去作出了最大的发明和发现。他开始还有些犹豫，但不久他就开始了工作，用伏特的话说，他实验的内容“超出了当时已知的一切电学知识，因而它们看来是惊人的”。起初他同意伽伐尼用蛙做莱顿瓶的观点，但几个月后，他开始怀疑蛙主要是一种探测器，而电源则在动物之外，他还注意到，如果两种相互接触的不同金属放在舌上，就会引起一种特殊的感觉，有的是酸性的，有时是碱性的。他假定，并且也能令我们惊叹的静电测量证明，两种不同的金属例如铜和锌接触时会得到不同的电势。他测量了这种电势差，得到的结果与我们现在所知的它们之间的接触电势差没有多大差别。至少当连接肌肉和神经的金属电弧是双金属时，只要假定蛙是一种非常灵敏的静电计，伽伐尼实验就到了解释。当然，伽伐尼回答说，甚至当金属弓是单金属的时，他也能够观察到肌肉的收缩。这是一种严峻的反对意见，伏特对这些指出了金属的不纯和其他原因来为自己辨解。

伏特对这个问题进行了更深入的研究，使他发明了伏特电堆,这是历史上的神奇发明之一。C.Bernard(1813-1878)(法国)：首先提出“内环境”的概念巴甫洛夫(Pavlov1849-1936，俄国)：关于循环、消化和高级神经活动的研究创立了高级神经活动学说3、中国生理学的产生和发展现代生理学的发展已有80年历史。林可胜发起创建中国生理学会(1926)。ChineseJournalofPhysiology《生理学报》《中国应用生理杂志》《生理科学进展》

NeuroscienceBulletin近现代中国著名生理学家蔡翘(189710.11-199007.29)，生理学家，医学教育家。中国生理科学奠基人之一。1920年代首先发现视觉与眼球运动功能的中枢部位——顶盖前核（后称蔡氏区）。编著中国第一本大学生理学教科书。他在中国多所著名医学院校担任学术领导及教学、科研工作，在神经解剖、神经传导生理、糖代谢和血液生理等领域有许多重大发现，并为中国的航天航空航海生理科学研究奠定了基础。张锡钧（1899～1988），中国第一代生理学家。1899年4月25日生于天津。1920年毕业于清华学堂。1920～1926年留学美国，相继在芝加哥大学及芝加哥大学罗虚医学院(RushMedicalCollege)学习，先后获理学士、医学博士和哲学博士学位,并结识了在同一实验室进修的英籍华人林可胜。张锡钧的研究主要集中在乙酰胆碱的生理功能。他在Dale实验室进修时创立了定量分析乙酰胆碱生物测定法，即蛙腹直肌法，此法可测出动物各种组织中乙酰胆碱的含量；帮助Dale证明乙酰胆碱是一种中枢神经化学传递介质；他研究了人胎盘中乙酰胆碱对分娩的关系，提出了分娩起因的理论，早产与晚产的机制；创立“迷走神经、垂体后叶反射”理论；对甲状腺生理的研究，提出色亚基酸与甲状腺细胞活动有关，而甲状腺对毛发生长有特殊作用；提出经络皮层内脏相关假说。发表了《组织提取物中的胆碱脂》、《醋酸胆碱在正常分娩中的作用》、《分娩的起因》、《中枢神经化学性之传导——颈动脉窦与迷走神经之传入神经纤维》、《迷走神经与大脑垂体后叶之反射》等论著八十余篇。1956年成为中国科学院第一届学部委员。冯德培张香桐张香桐四、生命现象的基本生理特征

新陈代谢(Metabolism)兴奋性(Excitability)适应性(Adaptability)生长、生殖(Growth,Reproduction)1.新陈代谢(Metabolism)新陈代谢是生物体中新旧交替、自我更新的最基本的生命活动过程。合成代谢(Anabolism)同化作用分解代谢(Catabolism)异化作用2.兴奋性(Excitability)一切活组织或细胞对刺激发生反应的能力或特性称应激性（感应性，irritability）。刺激（stimulus）：能引起生物机体发生反应的各种环境变化（因子）。反应（response）：环境发生变化时，生物体内部的代谢及其外表活动发生的相应改变。兴奋(excitation)：由相对静止状态转变为活动状态，或功能活动由弱变强。抑制(inhibition)：由活动状态转变为相对静止状态，或功能活动由强变弱。可兴奋组织(excitabletissues)神经、肌肉和腺体等组织，受刺激后能较迅速地产生特殊的生物电现象（动作电位）及其它反应，在传统的生理学中，将它们统称为可兴奋组织。兴奋性和兴奋兴奋性：可兴奋组织受到有效刺激后能产生动作电位的能力或性质。兴奋：可兴奋组织受到有效刺激后产生动作电位的过程或现象。3.适应性(Adaptability)生物体能够根据外界情况而调整其结构和功能，以与环境相协调（适应）的能力，称为适应性。4、生长与生殖(GrowthandReproduction)五、生理功能的调节方式

RegulationofPhysiologicalFunctions（一）神经调节(Nervousregulation)（二）体液调节(Hormonalregulation)自身调节(Self-regulation)（一）神经调节(NervousRegulation)在成年哺乳动物和人，是机体最主要的调节方式神经调节的基本过程是反射(reflex)反射（Reflex）在中枢神经系统参与下，机体对内、外环境的刺激发生的规律性（适应性）反应。反射的结构基础是反射弧(reflexarc)感受器，传人神经，神经中枢，传出神经，效应器反射可分为（巴甫洛夫提出）：非条件反射(Unconditionedreflex)：先天的，其反射弧较为固定，其刺激性质与反应之间的因果关系是由种族遗传因素所决定条件反射

(Conditionedreflex)：后天获得的，它是建立在非条件反射的基础上，是个体在生活过程中根据所处的环境条件“建立”起来的，其刺激性质与反应之间的因果关系是不固定的、灵活可变，且具有预见性。（学习记忆）神经调节的特点传导迅速，作用准确，表现自动化。感觉、运动、语言等等定义：机体某些细胞产生某些特殊的化学物质（激素，细胞因子等），通过体液的运输，到达全身各器官组织或某一器官组织，从而引起该器官组织的某些特殊反应。体液调节往往受神经系统的控制，因而成为神经调节的反射弧中传出通路的延伸部分，因而称之为神经-体液调节。但神经系统也受内分泌系统的调节。(二)体液调节(Hormonalregulation)体液调节的特点传导缓慢，作用较持久，影响面较大生长、发育等等。自身调节(Self-regulation)定义：内、外环境发生变化时，机体器官、组织、细胞可不依赖于神经和体液调节而产生的适应性反应。特点：调节范围较小，也不十分灵敏，但对生理功能的调节仍有一定意义。（可以归为体液调节）反馈控制系统

Feedbackcontrolsystem运用控制论（Cybernetics，20世纪40年代产生的新学科）原理分析人体的调节活动。（系统论、控制论、信息论）生理功能（生命活动）自动控制原理中，受控部分不断将信息回输到控制部分，以纠正或调整控制部分的活动，从而实现自动而精确的调节，这一过程称为反馈(Feedback)闭合回路（Closed-loopSystem）具有自动控制能力参考信息控制信息输出变量受控系统控制系统偏差信息比较器监视装置反馈信息干扰信息根据反馈信息的作用效果分为1）负反馈

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