正常人体功能学--绪论

正常人体功能 主讲 郭孝辉QQ群 499342624 第一章绪论 导入 王均瑶均瑶集团创始人 2004年11月因劳累过度 患肠癌 英年早逝 年仅38岁 当时身价35亿 案例 孙伯伯 某杂志社编辑 长年累月审阅 撰写稿件 单位组织职工赴温泉度假村参观及休养 孙伯伯特意要了一个单间 准备赶写几篇稿子 这天中午大家吃完午饭 都准备回各自房间休息 他调侃地对保健医生李阿姨说 中午可不要骚扰我哟 我还要赶稿子呢 下午有一个参观蝴蝶展的自由活动 想到孙伯伯有过吩咐要赶稿子 就没有打扰他 五点左右 准备吃晚饭 仍不见孙伯伯的身影 给他房间打了多遍电话没有人接 让服务员打开其房间 孙伯伯已没有了呼吸和脉搏 后经法医鉴定 认定系因病猝死 思考 一 孙伯伯猝死的原因是什么 二 孙伯伯的教训告诉我们什么 在这个世界上 最宝贵的财富是人的生命 而生命对每个人却只有一次 因此 每个人都应该懂得珍爱生命 第一节概述 一 正常人体功能研究的对象和任务正常人体功能 是研究在正常状态下 人体生命活动本质和规律的一门科学 它融合了传统的 生理学 生物化学 和 遗传与优生 等多门学科的基本知识 将宏观的整体功能与微观的代谢机制有机结合起来 从整体水平 系统和器官 细胞和分子三种水平 探索生命活动的奥秘 是一门重要的医学基础课程 正常人体功能 是以人体以及组成人体的各系统 组织器官 细胞和生物大分子为研究对象 研究内容包括 人体的物质组成物质代谢与调节遗传信息的传递与调控各种生命活动的规律等 如躯体的运动 食物的消化和吸收 气体的吸入和呼出 血液的循环 腺体的分泌 代谢产物的排泄 大脑的思维活动 后代的繁衍等等 生命活动即生命现象 正常人体功能的研究任务就是阐明人体正常生命活动的现象 过程 发生机制和影响因素等 从而掌握各种生命活动发展 变化的规律 揭示各种功能活动对保持和促进人体健康的意义 生理学的发展 公元前五世纪 古希腊希波克拉底 西方医学奠基人 提出 四体液学说 即血液 粘液 黄 胆 液和黑 胆 液 人体内某种体液过多会改变人的性格甚至引起疾病 希波克拉底誓言 是希波克拉底警诫人类的古希腊职业道德的圣典 1948年 世界医协大会对这个誓言加以修改 定名为 日内瓦宣言 后来又通过决议 把它作为国际医务道德规范 1543年出版 人体构造 系统完善的记述了人体各器官系统的形态结构 为医学的新发展开辟了道路 维萨里与尼古拉 哥白尼一样 为了捍卫科学真理 遭教会迫害 在归航途中 航船遇险 年仅50岁的维萨里不幸身亡 威廉 哈维经过十二年的努力 采用八十余种动物进行实验研究 发现了血液循环和心脏的功能 其贡献是划时代的 论著 心与血的运动 是历史上第一部基于实验证据的生理学著作 成为用实验方法解决生命科学和医学问题的典范 心脏是血液循环的中心 血液从心脏通过动脉流向各种组织 再经静脉流回心脏 形成闭路循环 1660年和1668年两位科学家分别用显微镜看到了蛙的肺的毛细血管和蝌蚪尾部血液通过毛细血管的实际循环过程 证实了威廉 哈维的推论 恩格斯对哈维的发现给予了高度的评价 哈维由于发现了血液循环而把生理学 人体生理学和动物生理学 确立为科学 因此 威廉 哈维被公认为生理学和实验医学的创始人 后人将1628年视为近代生理学的起点 新加坡华侨 1925年协和医学院任教 1926年 中国人林可胜教授发起并成立了中国生理学会 由他发现的 肠抑胃素 也是中国人发现的第一个激素 因此 林可胜教授被公认为中国近代生理学的创始人 肠抑胃素 胃肠激素的一种 由小肠上部粘膜分泌的 可抑制胃液的分泌 具有与胃泌素相反的作用 这两种激素共同参与胃液分泌的调节 生理学的研究方法 威廉 哈维在 论动物的心脏与血液运动的解剖学研究 一书的序言中呼吁 无论学和教应当以实验为据 而不应当以书籍为据 应当以巧妙的自然为师 而不应当以知识的教条为师 生理学是一门实验性科学 动物实验方法 注意实验方法的结合 动物实验结果用于人体时 要持慎重态度 以人体为实验对象时 应遵循自愿 知情和非创伤原则 1822年 在一次偶然事故中 一名叫亚力西斯 圣马丁的加拿大人腹部被严重射伤 他的伤口由美国军医威廉 鲍芒治疗 枪伤虽然治愈 但腹部外面的弹孔却未愈合 胃上留下了一个洞 在1825 1833年的8年时间内 亚力西斯 圣马丁同意威廉 鲍芒通过这个弹孔在胃中置入试管和衬垫 以便采集胃液 并研究胃液对食物的作用 威廉 鲍芒于1933年发表了 胃液的实验与观察以及消化生理 成为历史上第一个描述胃的运动 分泌和消化的科学家 被誉为美国生理学之父 为了表彰亚力西斯 圣马丁的功绩 加拿大生理学会于1962年在他的墓碑上镶了一块金属牌 用英 法两种文字写着 通过他的痛苦 他为全人类做出贡献 二 正常人体功能与医学 护理学的关系 医学的目的是治疗和预防疾病以及提高人体自身素质 人体出现的各种疾病 无一不是正常生命活动发生量变和质变的结果 只有全面掌握人体的正常代谢反应 功能活动规律和代谢机制 才能正确认识疾病的发生 发展规律 从而掌握防治疾病 促进康复的理论和技能 并进一步提出保持和增进健康 提高生命质量的措施 现代护理学的目的是帮助病人恢复健康 帮助健康人提高健康水平 在护理专业领域 护理工作的范畴已从 以疾病为中心 的治疗型护理扩展到 以人的健康为中心 的整体护理 护理人员也从被动的执行者转变为相对独立的决策者 要能够根据护理对象的生理 心理 行为等各种因素 具有诊断和处理健康问题的能力 例如 护理人员要全面收集护理对象的资料 评估其身心的健康需要 做出护理诊断 制定护理计划 采取护理措施 进行健康指导等 这些都要求护理人员具有坚实的正常人体功能的知识和技能 并为进一步学好护理专业课及从事护理工作实践奠定必要的理论基础 三 正常人体功能的研究水平 正常人体功能是一门实验性科学 其理论知识主要来自于实验研究和临床实践的科学总结 由于人体的结构和功能极其复杂 需要从分子和细胞水平 器官和系统水平 整体水平三个不同的层次进行研究 人体各个器官的功能都是由所含细胞的特性决定的 而各种细胞的生理特性又取决于所含物质分子的组成及其理化特性 因此 要揭开人体及其各器官功能的奥秘 就必须深入到细胞和分子水平 细胞和分子水平的研究是以细胞和构成细胞的分子为研究对象 研究其理化特性 结构功能和代谢规律 当今生命科学研究的重大课题 人类基因组计划 就属于这一水平的研究 器官和系统水平的研究是以器官 系统为研究对象 研究各器官 系统的功能 活动规律 调节机制和影响因素等 例如 心脏为什么会有规律的跳动 它是如何泵血的 在整个生命活动中起什么作用 受哪些因素的影响和调节等 整体水平的研究是以完整的机体为研究对象 研究人体在各种环境条件下 各器官 系统之间的相互影响和配合 作为完整机体与环境变化相适应的规律和机制 例如 剧烈运动时 为了适应骨骼肌活动增强的需要 在神经 内分泌系统的调节下 呼吸系统活动增强 呼吸加深加快 更多地吸入O2和排出CO2 心跳加强加快 运输更多的O2 消化 泌尿系统的活动相对减弱 节省血液供心脏 脑 骨骼肌使用 共同维持机体处于运动状态的健康水平 第二节生命活动的基本特征 生命活动的基本特征 是指人类和自然界中所有的生物体均具有的最本质的共同特征 即生物体与非生物体之间最本质的区别 适应性 一 新陈代谢 新陈代谢是指机体与周围环境之间不断地进行物质交换和能量交换 以实现自我更新的过程 是生命活动的最基本特征 机体的一切生命活动都是在新陈代谢的基础上实现的 新陈代谢一旦停止 生命也就随之终结 合成代谢 同化作用 是指机体不断从外界摄取营养物质 并将其合成 转化为自身的物质 同时储存能量的过程 分解代谢 异化作用 是指机体不断分解自身的物质 同时释放能量供生命活动的需要 并将其分解产物排出体外的过程 二 兴奋性 兴奋性是指组织或细胞接受刺激后产生反应的能力或特性 傅园慧 一 刺激与反应 刺激 stimulus 能被组织或细胞感受到的环境变化 刺激的种类很多 按其性质可分为 物理性刺激 如声 光 电 机械 温度 放射线等 化学性刺激 如酸 碱 药物等 生物性刺激 如细菌 病毒 寄生虫等 社会心理性刺激 如语言 文字 思维 情绪等 思考 1 张阿姨为什么会突然晕倒并停止呼吸和心跳 2 通过张阿姨的经历 我们能获得哪些启示 3 从两位医学生身上 我们能够学到些什么 案例 课本 第一页 导入情境 反应 reaction 机体或组织接受刺激后所产生的一切变化 如骨骼肌受外力牵拉后引起收缩 外界气温升高后 汗腺分泌汗液等 不同的组织对刺激发生反应的形式不同 归纳起来有两种基本表现形式 即兴奋和抑制 兴奋是指组织或细胞接受刺激后 由相对静止变为活动状态 或活动由弱变强 如电刺激动物的交感神经 可引起动物心跳加强 加快 就是一种兴奋反应 抑制是指组织或细胞接受刺激后 由活动变为相对静止状态 或活动由强变弱 如电刺激动物的迷走神经 引起动物心跳减慢 减弱 就是一种抑制反应 交感神经是植物神经系统的重要组成部分 由脊髓发出的神经纤维到交感神经节 再由此发出纤维分布到内脏 心血管和腺体 交感神经的主要功能使瞳孔散大 心跳加快 皮肤及内脏血管收缩 冠状动脉扩张 血压上升 小支气管舒张 胃肠蠕动减弱 膀胱壁肌肉松弛 唾液分泌减少 汗腺分泌汗液 立毛肌收缩等 当机体处于紧张活动状态时 交感神经活动起着主要作用 副交感神经系统的作用与交感神经作用相反 可保持身体在安静状态下的生理平衡 迷走神经为第10对脑神经 是脑神经中最长 分布最广的一对 支配呼吸 消化两个系统的绝大部分器官以及心脏的感觉 运动以及腺体的分泌 因此 迷走神经损伤可引起循环 消化和呼吸系统功能失调 兴奋和抑制是反应过程中既对立又协调的两个过程 组织或细胞接受刺激后产生兴奋反应还是抑制反应 主要取决于刺激的质和量以及机体所处的功能状态 相同的功能状态 刺激的强弱不同 反应可以不同 例如 疼痛刺激可引起心跳加强 呼吸加快 血压升高等 这是中枢兴奋反应的表现 但过度剧烈的疼痛则引起心跳减弱 呼吸变慢 血压降低 甚至意识丧失 这却是抑制反应的表现 当机体的功能状态不同时 同样的刺激 引起的反应也不同 例如 饥饿和饱食的人 对食物的反应截然不同 二 衡量兴奋性的指标 阈值 实验证明 任何刺激要引起组织或细胞产生反应必须具备三个条件 刺激三要素 即足够的刺激强度 足够的刺激持续时间和一定的强度 时间变化率 单位时间内强度变化的幅度 在生理学实验和医学实践中 电刺激是常用的刺激方法 因为电刺激的刺激强度 持续时间和强度 时间变化率均容易控制 而且对细胞损伤较小 如果将刺激持续时间 强度 时间变化率固定不变 刺激必须达到一定的强度 才能引起细胞产生反应 这种能引起细胞产生反应的最小刺激强度 称为阈强度 threshoidintensity 简称阈值 阈值通常可作为衡量细胞兴奋性高低的指标 它与兴奋性呈反变关系 即阈值增大说明细胞的兴奋性下降 阈值减小说明细胞的兴奋性升高 强度 阈值的刺激称为阈刺激强度阈值的刺激称为阈上刺激 各种刺激只有作用在具有兴奋性的生物体上 才会产生反应 说明兴奋性是反应产生的基础 如果兴奋性丧失了 生物体就失去了与环境间的联系 生命活动也将停止 植物人 植物人 指与植物生存状态相似的特殊的人体状态 其对外界刺激能产生一些本能的反射 如咳嗽 喷嚏 打哈欠等 但机体已没有意识 知觉 思维等人类特有的高级神经活动 护理应用临床上 护士给病人作肌内注射时 为了尽量减轻病人的疼痛 要做到态度和蔼 两快一慢 两快一慢 即进针快 出针快 推药慢思考 1 护士给病人作肌内注射时 两快一慢 为什么会减轻病人的疼痛 2 如果你是患者 你希望护士是什么态度 三 生殖 生殖生物体发育成熟后 能够产生与自己相似的子代个体 任何生物个体的寿命都是有限的 只有通过生殖活动产生新的个体才能使生命得以延续 种族得以繁衍 所以 生殖是生命活动的基本特征之一 每一个孩子都会好奇地问 我是从哪里来的 我长得为什么这么像我妈妈小时的照片 四 适应性 适应性 机体能根据所处环境的变化来调节自身活动以适应变化的能力 长期进化的结果分为 生理性适应和行为性适应 机体的适应性与环境变化的强度及适应的持续时间有关 长期适应的结果可在分子水平积累 并通过基因的固化而已传给后代 第三节机体与环境 机体的一切生命活动都是在一定的环境中进行的 脱离环境 机体或细胞将无法生存 一 机体与外环境 人体所处的不断变化的外界环境 称为外环境 1 自然环境空气 阳光 水 土壤 动植物 微生物等 生存的物质基础 2 社会环境社会制度 文化教育 人际关系 居住条件 医疗条件等 直接影响间接影响亚健康 健康 不仅指一个人身体有没有出现疾病或虚弱现象 还是指一个人生理上 心理上和社会上的完好状态 健康公式 健康 情绪稳定 运动适量 饮食合理 科学休息 亚健康 指介于健康和疾病之间的一种生理功能低下的状态 通俗地讲 亚健康状态 是指在医院检查化验不出毛病 又自我感觉身体不舒服的情况 被称为 世纪病 如今 由于社会心理因素影响而导致疾病的情况明显增多 所以要特别注意人的社会性 外环境千变万化 这些变化都会对人体产生不同的刺激 人体也不断地做出反应 以适应外环境的变化 达到人体与外环境的统一与协调 人体适应环境外界气温降低时 人体适应性反应 皮肤血管收缩 减少散热量 骨骼肌紧张性增强甚至出现寒战 增加产热量 维持体温的相对稳定 改造环境如果气温过低 人体还可采取增加衣着 建造房屋 安装取暖设备等措施 有意识地对体温进行调节 以保持在寒冷环境中的体热平衡 人体不仅有被动适应环境的能力 而且还有客观认识环境和能动改造环境的能力 随着科学技术 社会经济的发展 人类赖以生存的自然环境不断受到破坏 如环境污染 植被破坏 水土流失 生态失衡等等 因此 人体作为生态系统的重要组成部分 既要依赖环境 适应环境 又要不断地影响环境 改善环境 以保持人与自然的和谐统一 促进社会经济的可持续发展 二 机体的内环境和稳态 一 机体的内环境 机体的绝大多数细胞并不直接与外环境相接触 而是生活在体内的液体环境中 细胞外液 机体内的液体总称为体液 体重40 内环境作用 1 为细胞提供物质2 接受细胞排出物3 为细胞活动提供条件 稳态 内环境是细胞直接进行新陈代谢的场所 对细胞的生存以及维持细胞的生理功能十分重要 内环境 internalenvironment 细胞外液是细胞直接接触和赖以生存的环境 称为机体的内环境 以区别整个机体所处的外环境 二 稳态 内环境的稳态 内环境中各种物理 化学性质保持相对稳定的状态 如 代谢使CO2增加和pH降低 呼吸增强 使其恢复内环境的稳态是细胞维持正常功能的必要条件 也是机体维持正常生命活动的基本条件 内环境的稳态不能维持 疾病就会随之发生 机体一切调节活动的最终目的是维持稳态 含义 1 稳定的 不随外环境的变动而变动体温 2 动态平衡 这种稳定状态不是静止不变的 是在微小波动中保持相对稳定 稳态的实现 在神经 体液机制调节下 通过各器官系统的活动而实现 途径 反馈稳态意义 为细胞活动提供理化性质相对恒定的环境 维持正常新陈代谢和生命活动 知识拓展 内环境概念的提出一百多年前 法国著名的生理学家克劳德 伯尔纳首次提出了机体的内环境这一概念 他通过大量实验观察到 机体生存在两个环境中 一个是不断变化着的外环境 另一个是比较稳定的内环境 克劳德 伯尔纳 1813 1878 实验生理学奠基人 他一生的实验研究几乎遍及生理学的各个领域 他的研究为现代生理学和生物化学以及巴甫洛夫的工作奠定了基础 他从理论上确立了生理学在医学科学中的地位 护理应用 陈爷爷 76岁 患糖尿病近二十年 平时不注意控制饮食 靠每日早 晚皮下注射胰岛素控制血糖 近一周来 血压180 95mmHg 双下肢水肿 今晨起胃区疼痛伴严重呕吐 腹泻入院 经检查 其空腹血糖浓度为13 6mmol L 血K 浓度为3 1mmol L 红细胞4 8 1012 L 白细胞12 109 L 尿糖 医生诊断陈爷爷为糖尿病 高血压 急性胃肠炎 低钾血症 思考 1 作为责任护士 要对陈爷爷失稳态的各项指标进行评估 陈爷爷的哪些指标属于失稳态 2 应对陈爷爷采取哪些护理措施 血压 收缩压 140mmHg 舒张压 90mmHg空腹血糖 3 9 6 1mmol L 2 77mmol L 7 0mmol L 血K 3 5 5 5mmol L 红细胞 男性4 0 5 5X1012 L 女性3 5 5 0X1012 L 白细胞 4 0 10 0X109 L 第四节人体功能的调节 人体功能的调节是指人体对内 外环境变化所做出的适应性反应的过程 它能使体内各器官和系统的功能相互协调构成一个整体 来适应各种内 外环境的变化 以维持内环境的稳态 一 人体功能的调节方式 一 神经调节 概念 通过神经系统的活动对机体生理功能进行的调节基本方式 反射 概念 是指在中枢神经系统参与下 机体对刺激产生的规律性反应 反射 结构基础 反射弧 5部分 类型 非条件反射 条件反射 人或其他动物生来就具有的比较简单的反射活动 也叫无条件反射 指在一定条件下 外界刺激与有机体反应之间建立起来的暂时神经联系 刺激 感受器 传入神经 中枢反应 效应器 传出神经 每一种反射的完成 都有赖于其反射弧结构和功能的完整 反射弧的五个组成部分中 任何一个环节受到破坏或出现功能障碍 都将导致这一反射消失 非条件反射和条件反射的比较 吸吮反射 当用乳头或手指碰新生儿的口唇时 会相应出现口唇及舌的吸吮蠕动 出生后3 4个月自行消失 逐渐被主动的进食动作所代替 膝反射 膝反射是指在膝半屈和小腿自由下垂时 轻快地叩击膝腱 膝盖下韧带 引起股四头肌收缩 使小腿作急速前踢的反应 望梅止渴 整个机体的一切活动 就其本质来说 都属于反射活动 只要感受器感受到内 外环境的变化 机体就可通过相应的神经反射 对内 外环境的变化产生恰当的应答 以适应环境的变化 维持内环境的稳态 神经调节是机体最主要的调节方式主要特点 调节迅速 精细而准确 作用时间短暂等特点 二 体液调节 概念 是指体液中的化学物质通过体液运输的方式对机体功能进行的调节 分类 1 远距分泌调节 主要方式 2 旁分泌调节 辅助方式 特点 调节速度较慢 作用范围较广 持续时间较长 体液调节的主要方式 远距分泌 参与体液调节的化学物质主要是内分泌腺或内分泌细胞分泌的激素 如胰岛素 生长激素 肾上腺皮质激素等 这些激素通过血液运输到全身的组织细胞 对其功能活动产生调节作用 称为远距分泌 是体液调节的主要方式 例如 胰岛B细胞分泌的胰岛素 经血液循环运输到全身各处 促进组织细胞对葡萄糖的摄取和利用 以维持机体血糖浓度的相对稳定 接受某种激素调节的细胞 称为该种激素的靶细胞 体液调节的辅助方式 旁分泌由组织细胞产生的代谢产物 如CO2 H 乳酸等 可经局部组织液扩散调节邻近细胞的活动 人体内大多数内分泌腺或内分泌细胞接受神经系统的支配 在这种情况下 体液调节便成为神经调节反射弧的传出部分 是反射传出通路的一种延伸 这种调节称为神经 体液调节 例如 肾上腺髓质受交感神经节前纤维支配 交感神经兴奋时 一方面可通过神经纤维直接作用于心脏 血管和其他内脏功能器官 另一方面可引起肾上腺髓质分泌肾上腺素和去甲肾上腺素增多 从而使神经和体液因素共同参与机体的调节活动 三 自身调节 例如 心肌的收缩力在一定范围内与收缩前心肌纤维的初长度成正比收缩前心肌纤维越长 其产生的收缩力越大 收缩前心肌纤维越短 其产生的收缩力越小 这一现象在脱离了神经和体液因素影响下的离体灌流心脏中同样存在 说明自身调节完全是由体内组织细胞自身的特性决定的 概念 是指体内的某些组织细胞不依赖于神经和体液因素的作用 自身对刺激产生的一种适应性反应 离体心脏灌流实验将动物心脏取出 连接到特定的灌流装置 用灌流液灌注 排除了神经和体液的控制 自身调节特点 调节范围局限 幅度较小 灵敏度较低 但对维持某些组织细胞功能的相对稳定具有一定作用 二 人体功能调节的反馈控制 经研究发现 在人体功能活动的三种调节中都具有自动化的特点 与现代控制论的原理相似 从控制论的角度来看 体内存在着数以千