《生理学》第一章-绪论

第一章绪论第一节生理学的任务、研究内容及方法第三节人体与环境第四节生理功能的调节第二节生命的基本特征第五节体内的控制系统本章要求掌握：1、生理学研究的内容和研究方法2、生命的基本特征3、机体的内环境和稳态的定义4、机体调节的方式5、神经调节、体液调节和自身调节的概念6、正反馈、负反馈和前馈的概念及意义第一节生理学的任务、研究内容及方法一、生理学的概念及任务（一）概念：生理学（physiology）是研究生物机体的生命活动现象、规律和功能的一门科学。研究机体各系统、器官和细胞的正常活动过程，特别是各器官、细胞的功能表现的内部机制，不同细胞、器官、系统之间的相互联系和相互作用，从而理解机体作为一个整体。在各种疾病情况下，身体某个或某些部分发生的变化，器官在疾病时发生的功能变化、功能变化与形态变化之间的关系及对其他器官的影响等等。（二）任务：二、生理学的研究内容和方法（一）研究内容生理学的研究内容大致三个不同的水平：1.细胞和分子水平的研究方法：离体细胞、分子实验法2.器官和系统水平的研究方法：离体组织、器官实验法3.整体水平的研究方法：活体解剖实验法、慢性实验法（二）研究方法1.慢性实验(chronicexperiment)是以完整、清醒的动物为研究对象，观察和分析在各种环境条件下和机体生理条件下各器官、系统的活动及其机制。优点：便于观察某一器官在正常情况下的生理功能及其与整体的关系。如研究动物的胃液分泌，采用假饲的实验方法。2.急性实验(acuteexperiment)（1）在体实验：在麻醉条件下对动物进行手术，暴露出要观察的器官并进行实验。如：去大脑僵直（2）离体实验从活着的或刚被处死的动物体内取出某一器官、组织或分离某种细胞，将它们置于一个类似于体内的人工环境中，在一定时间内保持其正常的生理功能，观察它们的功能活动及影响因素。优点：可以严格控制细胞的环境条件，排除无关因素的干扰，使实验条件简单化，便于分析有关因素对离体器官、组织或细胞的功能影响。如：骨骼肌实验装置图第二节生命的基本特征一、新陈代谢(Metabolism)生物体不断与环境进行物质和能量交换，摄取营养物质以合成自身的物质，同时不断分解自身衰老退化物质，并将其分解产物排出体外的自我更新过程称为新陈代谢。包括两个过程：1.同化作用：2.异化作用：二、兴奋性(Excitability)刺激(stimulus)：引起机体反应的内外环境变化。反应(response)：机体应答刺激所产生的变化。可兴奋组织：接受刺激后能迅速产生某种特定生理反应的组织。兴奋(excitation)：由相对静止变为显著的运动状态，或原有的活动由弱变强。抑制(inhibition)：由运动转为相对静止，或活动由强变弱。阈强度(thresholdintensity)：能引起活组织细胞产生反应的最小刺激强度。兴奋性(excitability)：活组织细胞接受刺激产生反应（动作电位）的能力或特性。兴奋性的周期性变化当组织、细胞受到一次刺激发生兴奋时，组织、细胞的兴奋性将产生一系列有规律的周期性变化。组织、细胞兴奋过程中兴奋性的周期性变化，依次分别为绝对不应期（absoluterefractoryperiod,ARP）、相对不应期（relativerefractoryperiod,RRP）、超常期（supernormalperiod,SNP）和低常期（subnormalperiod）。绝对不应期是指组织细胞在一次兴奋初期很短的时间内，对于任何强度的刺激，都不能再产生兴奋的时期。相对不应期是指在绝对不应期之后的一段时间内，须给予大于该组织阈值的较强刺激才能引起反应的时期。超常期在相对不应期之后，只要用阈下刺激就能够引起细胞或组织再兴奋，表明细胞的兴奋性高于正常水平。低常期是指在超常期之后相当长的一段时间内，细胞的兴奋性低于正常水平，需要用阈上刺激才能引起细胞的再次兴奋。刺激引起组织发生反应具备的条件：（1）强度1）阈强度或阈值：引起组织发生反应的最小刺激强度。2）阈刺激：引起组织发生反应的最小刺激。3）阈上刺激：4）阈下刺激：（2）时间（3）刺激强度变化率三、适应性(Adaptability)适应(adaption)：机体按环境变化调整自身生理功能的过程。适应性(adaptability)：机体能根据内外环境的变化调整体内各种活动，以适应变化的能力。生理性适应:是指身体内部的协调性反应，例如，在强光照射下，瞳孔缩小以减少光线进入眼内，使视网膜免遭损伤。行为性适应:常有躯体活动的改变，例如，在低温环境中机体会出现趋热活动；遇到伤害性刺激时会出现躲避活动。四、生殖(Reproduction)生殖是生物体繁殖后代、延续种系的一种特征性活动。成熟的个体通过无性或有性繁殖方式产生或形成与本身相似的子代个体。第三节人体与环境(Bodyinternalenvioment)一、体液和体液的分布体液:人体细胞内外含有大量液体，总称为体液。分布:细胞内液:约2/3，约占体重40％。细胞外液:约1/3，约占体重20％。组织液:约3/4，约占体重15％。血浆:约1/4，约占体重5％。淋巴液:少量胸膜腔、脑脊腔及关节腔内液体注:膀胱内液体不属于细胞外液二、人体与外环境外环境:机体整体直接接触和生活的环境。例如：外界、大气环境。人体与外环境之间存在两方面的关系：1.人的活动对外环境的影响；2.外环境对人的作用。外环境包括自然环境和社会环境。1.自然环境的影响按性质可以分为：物理因素、化学因素和生物因素。例如：气温、气压、光照等。2.社会环境是影响人体功能的另一个重要方面，包括：社会因素和心理因素。三、内环境与稳态(一)内环境(internalenvironment)细胞直接接触和生活的环境。例如：细胞外液作用：1.是细胞直接进行新陈代谢的场所。例如O2和营养物质只能直接从内环境摄取，代谢产物也只能直接排到内环境中。2.是细胞生活和活动的地方。(二)稳态(homeostasis)1.稳态的概念:内环境的理、化因素保持相对稳定的状态。2.稳态的含义：①指细胞外液的理、化因素在一定水平上是恒定的。②指这个恒定状态并不是固定不变的，是一个动态平衡，在微小波动中保持相对恒定。3.稳态的实现:在整体是在神经体液机制调节下，通过各器官系统的活动而实现的。4.稳态的意义:维持细胞、器官、系统乃至整体的正常功能及生命活动的必要条件。若破坏内环境稳定，机体将发生疾病。第四节生理功能的调节一、神经调节神经调节：由神经系统的活动调节生理功能的调节方式。调节特点：快速、局限、准确、精确、协调调节基本方式：反射调节结构基础：反射弧反射弧组成：传出N纤维中枢传入N纤维效应器感受器反射弧组成：反射的类型：非条件反射——先天性的，反射弧终生不变，物种共有。如：抱握反射。条件反射——后天获得，建立在非条件反射基础之上，反射弧是可变的，个体特有。如：“望梅止渴”。二、体液调节体液调节：某些特殊的化学物质经血液运输调节机体的生理功能的调节方式。调节特点：缓慢、广泛、持久调节方式：①远分泌：内分泌腺→激素→血液运输→受体→生理效应。②旁分泌：激素不经血液运输而经组织液扩散达到的局部性体液调节。③神经分泌：神经细胞分泌的激素释放入血达到的体液调节。三、自身调节自身调节：当体内、外环境变化时，细胞、组织、器官本身不依赖神经与体液调节而产生的适应性反应。调节特点：范围较小、不十分灵敏。例如：小A的灌注压↑→血管平滑肌受到牵拉→血管平滑肌收缩→小A的口径↓→小A的灌注量不致增大。第五节体内的控制系统从控制论的角度来看，体内存在着数以千计的各种控制系统。学者们应用控制论的概念、原理和方法来认识和分析机体各种功能的调节。从控制论的观点分析，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。一、非自动控制系统非自动控制系统是一个开环系统，即受控部分的活动不会反过来影响控制部分的活动。控制方式：单向性机能活动受控部分指令控制部分例如：应激时，因压力感受性反射受到抑制，应激刺激引起交感神经系统高度兴奋，使血压、心率↑，而这些信息不能引起明显的神经调节活动，故血压和心率维持在高水平。①对受控部分的活动不起调节作用。②在人体生理功能调节中，该方式极少见的，仅在反馈机制受到抑制时，机体的反应表现为非自动控制的方式。控制特点：二、反馈控制系统反馈控制系统是一个闭环系统，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（分：正反馈、负反馈）受控部分指令机能活动正反馈信息指令受控部分机能活动负反馈信息①正反馈不是维持系统的平衡或稳态，而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、大量失血出现的“恶性循环”）。控制部分控制部分控制特点：三、前馈控制前馈控制是指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：双通路控制特点：①前馈机制可更快地对活动进行控制，使活动更加准确(如某肌肉完成一定动作)。②有些条件反射也可认为是一种前馈控制（如看到食物就唾液分泌）。控制部分受控部分指令快捷通路前馈信息复习思考题1.何谓内环境？内环境为什么要保持相对稳定？2.生理功能调节的方式有哪些？并比较其异同。3.体内的控制系统有哪几类？并比较其异同。4.何谓反馈、正反馈、负反馈、前馈？5.反应、反射和反馈有何区别？6.生理学的研究方法有哪些？可从哪些水平研究？