第一 緒論 xPPT課件

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1、 一、人體及動物生理學(xué)研究的對象、任務(wù)和方法 二、生理學(xué)的門類及與其他學(xué)科的關(guān)系 三、生理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展 四、生命現(xiàn)象的基本生理特征 五、生理機(jī)能的調(diào)節(jié) 六、內(nèi)環(huán)境和穩(wěn)態(tài)第1頁/共57頁一、人體及動物生理學(xué)研究的對象、任務(wù)和方法一、人體及動物生理學(xué)研究的對象、任務(wù)和方法生理學(xué)（physiology）是研究生命有機(jī)體各種功能（function）的科學(xué)。人及高等動物（特別是哺乳動物）機(jī)體的各種功能。第2頁/共57頁人體及動物機(jī)體的各種（正常）機(jī)能，即機(jī)體及其各組成部分所表現(xiàn)出的各種生命活動現(xiàn)象或生理活動。第3頁/共57頁研究生理功能的發(fā)生機(jī)制、條件以及機(jī)體的內(nèi)外環(huán)境中各種變化對這些功能的影響，從而

2、掌握各種生理變化的規(guī)律，為生產(chǎn)實踐和醫(yī)學(xué)實踐服務(wù)。第4頁/共57頁3 3、生理學(xué)研究的不同水平( (層次) ) Levels of physiological research整體水平器官、系統(tǒng)水平細(xì)胞、分子水平第5頁/共57頁 1）整體水平的研究以完整的機(jī)體為研究對象，主要研究各系統(tǒng)之間的功能聯(lián)系，正常機(jī)體內(nèi)、外環(huán)境之間維持相對平衡的生理過程及其機(jī)制。第6頁/共57頁 2）器官、系統(tǒng)水平的研究主要是研究機(jī)體各種器官或系統(tǒng)生理功能活動的規(guī)律及其調(diào)控機(jī)制，以及它們對整體水平的生理功能有何作用和意義等。 第7頁/共57頁 3）細(xì)胞、分子水平的研究 主要是研究機(jī)體各種細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)的功能活動，以及細(xì)

3、胞內(nèi)各種物質(zhì)（尤其是生物大分子）的物理化學(xué)變化（包括基因表達(dá)）過程第8頁/共57頁4 4、研究方法Methodology in Physiology 急性實驗：離體 (in vitro) （細(xì)胞、組織、器官）實驗和在體 (in vivo) 實驗。動物實驗法l慢性實驗：指的是在完整而且清醒的動物身上，并在機(jī)體保持內(nèi)、外環(huán)境處于相對穩(wěn)定的條件下，對動物進(jìn)行各種實驗研究的方法（在體）。第9頁/共57頁3 3、生理學(xué)研究的不同水平( (層次) ) Levels of physiological research整體水平器官、系統(tǒng)水平細(xì)胞、分子水平1.無論是分子、細(xì)胞還是組織、器官系統(tǒng)方面的變化、作用，

4、最終對一個人或動物來說都是要在整體上體現(xiàn)出其效應(yīng)，維持整個機(jī)體的生命活動的正常進(jìn)行；2.對于機(jī)體生理功能的各個水平、方面的研究所獲得的知識必須結(jié)合起來，才能更全面、準(zhǔn)確的說明生理功能及其運(yùn)行規(guī)律。還原論整合論整合生理學(xué)第10頁/共57頁二、生理學(xué)的門類二、生理學(xué)的門類及與其他學(xué)科的關(guān)系及與其他學(xué)科的關(guān)系第11頁/共57頁1、生理學(xué)的門類根據(jù)研究對象分植物生理學(xué)動物生理學(xué)：哺乳動物、鳥類、魚類、昆蟲、原生動物等等人體生理學(xué)普通生理學(xué)（如：細(xì)胞生理學(xué)）比較生理學(xué)第12頁/共57頁根據(jù)研究水平分細(xì)胞生理學(xué)器官系統(tǒng)生理學(xué)：神經(jīng)、肌肉、感官、心血管、消化、呼吸、生殖、內(nèi)分泌等整體生理學(xué)第13頁/共57頁

5、根據(jù)生產(chǎn)、生活實踐分醫(yī)學(xué)、病理運(yùn)動勞動特殊環(huán)境：航空航天、高原、潛水等工業(yè)家畜、家禽、魚類生理學(xué)第14頁/共57頁2、生理學(xué)與其它學(xué)科的關(guān)系與普通生物學(xué)、解剖學(xué)（組織學(xué)和胚胎學(xué)）與數(shù)、理、化與醫(yī)學(xué)與教育學(xué)、心理學(xué)、體育其它（農(nóng)學(xué)）第15頁/共57頁三、生理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展三、生理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展第16頁/共57頁1、古代內(nèi)經(jīng)C. Galen (130-200)(古羅馬)： 從人體解剖知識推論生理機(jī)能第17頁/共57頁2、近代lWilliam Harvey (1578-1657) (英國)：De Motu Cordis (On the Motion of the Heart and Blood)心與

6、血的運(yùn)行(1628)一書。生理學(xué)真正成為一門實驗性學(xué)科，從解剖學(xué)中獨立出來。第18頁/共57頁哈維 1578年4月1日，英國著名的生理學(xué)家和醫(yī)生威廉哈維，出生在肯特郡的?？怂雇ㄦ?zhèn)。父親原是個自由民，后出任鎮(zhèn)政府的官員。 15881593年，哈維在坎特伯雷王家學(xué)校畢業(yè)后，考入劍橋大學(xué)學(xué)習(xí)文學(xué)和醫(yī)學(xué)，1597年獲得文學(xué)學(xué)士學(xué)位。 1598年，哈維來到意大利，入帕多瓦醫(yī)科大學(xué)，在著名的解剖學(xué)家法布里克斯指導(dǎo)下學(xué)習(xí)，因為他刻苦努力，積極實踐，同學(xué)們譽(yù)為“小解剖家”。1602年4月，哈維取得帕多瓦大學(xué)的醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。回到倫敦后， 又取得劍橋大學(xué)醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。其時，他僅24歲。 1604年，哈維被選為英國

7、皇家醫(yī)學(xué)院的候補(bǔ)委員；1607年，成為正式委員。1609年，哈維經(jīng)國王和皇家醫(yī)學(xué)院院長的推薦，取得了醫(yī)師職位。他很關(guān)心病人的疾苦，親自探視行動不便的患者，主張醫(yī)生“要為窮人做好事”，常常免費為窮人治病，是一位具有人道主義思想的科學(xué)家。 1615年8月，哈維被選為皇家醫(yī)學(xué)院倫姆雷講座的主講人。1616年4月，他第一次提出了關(guān)于血液循環(huán)的理論。他的講稿至今仍收藏在大英博物館。1618年，哈維被委任為王室御醫(yī)。1640年，英國資產(chǎn)階級革命爆發(fā)，他隨同王室在國外過了三年流亡生活，這使他有機(jī)會和各個國家的學(xué)者相互學(xué)習(xí)交流，觀察和解剖各地生長的動物，豐富了他的知識領(lǐng)域。 1657年6月3日，哈維患中風(fēng)逝世

8、。他一生著述很多，最有代表性的是心血運(yùn)動論和動物生殖，這使他成為近代醫(yī)學(xué)和生理學(xué)史上的偉人。馬克思給哈維以很高的評價：他終于“把生理學(xué)(人體生理學(xué)動物生理學(xué))確立為科學(xué)。”第19頁/共57頁M . M a l p i g h i (1628-1694)(意大利)： 運(yùn)用顯微鏡觀察微循環(huán)，證實Harvey對循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的推論第20頁/共57頁 笛卡爾(Descartes, 1596-1650，法國) 首先提出“反射”的概念。第21頁/共57頁L. Galvani (1737-1798) (意大利)：發(fā)現(xiàn)生物組織的電活動，成為電生理學(xué)的奠基人。第22頁/共57頁Galvani（伽伐尼） 意大利醫(yī)生

9、和動物學(xué)家。1737年9月9日誕生于意大利的波洛尼亞。他從小接受正規(guī)教育，1756年進(jìn)入波洛尼亞大學(xué)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)和哲學(xué)。1759年從醫(yī)，開展解剖學(xué)研究，還在大學(xué)開設(shè)醫(yī)學(xué)講座。1766年任大學(xué)解剖學(xué)陳列室示教教師。1768年任講師。1782年任波洛尼亞大學(xué)教授。 1786年有一天，伽伐尼在實驗室解剖青蛙，把剝了皮的蛙腿，用刀尖碰蛙腿上外露的神經(jīng)時，蛙腿劇烈地痙攣，同時出現(xiàn)電火花。經(jīng)過反復(fù)實驗，他認(rèn)為痙攣起因于動物體上本來就存在的電，他還把這種電叫做“動物電”。 1791年他把自己長期從事蛙腿痙攣的研究成果發(fā)表，這個新奇發(fā)現(xiàn)，引起科學(xué)界大為震驚。伽伐尼晚年在生活上和政治上連遭打擊，貧病交加，1798年

10、12月4日在波洛尼亞去世，終年61歲。 伽伐尼的一個偶然發(fā)現(xiàn)，引出伏特電池的發(fā)明和電生理學(xué)的建立，這在科學(xué)史上一直傳為佳話。伏特真誠地贊揚(yáng)說，伽伐尼的工作“在物理學(xué)和化學(xué)史上，是足以稱得上劃時代的偉大發(fā)現(xiàn)之一?！睘榱思o(jì)念伽伐尼，伏特還把伏特電池叫做伽伐尼電池，引出的電流稱為伽伐尼電流。 第23頁/共57頁伏特與伽伐尼 伏特讀了伽伐尼1791年的文章，這促使他去作出了最大的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)。他開始還有些猶豫，但不久他就開始了工作，用伏特的話說，他實驗的內(nèi)容“超出了當(dāng)時已知的一切電學(xué)知識，因而它們看來是驚人的”。 起初他同意伽伐尼用蛙做萊頓瓶的觀點，但幾個月后，他開始懷疑蛙主要是一種探測器，而電源則在動

11、物之外，他還注意到，如果兩種相互接觸的不同金屬放在舌上，就會引起一種特殊的感覺，有的是酸性的，有時是堿性的。他假定，并且也能令我們驚嘆的靜電測量證明，兩種不同的金屬例如銅和鋅接觸時會得到不同的電勢。 他測量了這種電勢差，得到的結(jié)果與我們現(xiàn)在所知的它們之間的接觸電勢差沒有多大差別。至少當(dāng)連接肌肉和神經(jīng)的金屬電弧是雙金屬時，只要假定蛙是一種非常靈敏的靜電計，伽伐尼實驗就到了解釋。當(dāng)然，伽伐尼回答說，甚至當(dāng)金屬弓是單金屬的時，他也能夠觀察到肌肉的收縮。這是一種嚴(yán)峻的反對意見，伏特對這些指出了金屬的不純和其他原因來為自己辨解。 伏特對這個問題進(jìn)行了更深入的研究，使他發(fā)明了伏特電堆,這是歷史上的神奇發(fā)明

12、之一。第24頁/共57頁C. Bernard (1813-1878) (法國)： 首先提出“內(nèi)環(huán)境”的概念第25頁/共57頁巴甫洛夫 (Pavlov 1849-1936，俄國)：關(guān)于循環(huán)、消化和高級神經(jīng)活動的研究創(chuàng)立了高級神經(jīng)活動學(xué)說第26頁/共57頁3、中國生理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展現(xiàn)代生理學(xué)的發(fā)展已有80年歷史。林可勝發(fā)起創(chuàng)建中國生理學(xué)會(1926)。Chinese Journal of Physiology生理學(xué)報中國應(yīng)用生理雜志生理科學(xué)進(jìn)展 Neuroscience Bulletin第27頁/共57頁近現(xiàn)代中國著名生理學(xué)家 蔡翹(1897 10.11 - 1990 07.29)，生理學(xué)家，醫(yī)學(xué)

13、教育家。中國生理科學(xué)奠基人之一。 1920年代首先發(fā)現(xiàn)視覺與眼球運(yùn)動功能的中樞部位頂蓋前核（后稱蔡氏區(qū)）。編著中國第一本大學(xué)生理學(xué)教科書。 他在中國多所著名醫(yī)學(xué)院校擔(dān)任學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)及教學(xué)、科研工作，在神經(jīng)解剖、神經(jīng)傳導(dǎo)生理、糖代謝和血液生理等領(lǐng)域有許多重大發(fā)現(xiàn)，并為中國的航天航空航海生理科學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。第28頁/共57頁 張錫鈞（18991988），中國第一代生理學(xué)家。 1899年4月25日生于天津。1920年畢業(yè)于清華學(xué)堂。19201926年留學(xué)美國，相繼在芝加哥大學(xué)及芝加哥大學(xué)羅虛醫(yī)學(xué)院 (Rush Medical College)學(xué)習(xí) ，先后獲理學(xué)士、醫(yī)學(xué)博士和哲學(xué)博士學(xué)位, 并結(jié)識了在

14、同一實驗室進(jìn)修的英籍華人林可勝。 張錫鈞的研究主要集中在乙酰膽堿的生理功能。他在Dale實驗室進(jìn)修時創(chuàng)立了定量分析乙酰膽堿生物測定法，即蛙腹直肌法，此法可測出動物各種組織中乙酰膽堿的含量； 幫助Dale證明乙酰膽堿是一種中樞神經(jīng)化學(xué)傳遞介質(zhì)；他研究了人胎盤中乙酰膽堿對分娩的關(guān)系，提出了分娩起因的理論，早產(chǎn)與晚產(chǎn)的機(jī)制；創(chuàng)立“迷走神經(jīng)、垂體后葉反射”理論；對甲狀腺生理的研究，提出色亞基酸與甲狀腺細(xì)胞活動有關(guān)，而甲狀腺對毛發(fā)生長有特殊作用；提出經(jīng)絡(luò)皮層內(nèi)臟相關(guān)假說。發(fā)表了組織提取物中的膽堿脂、醋酸膽堿在正常分娩中的作用、分娩的起因、中樞神經(jīng)化學(xué)性之傳導(dǎo)頸動脈竇與迷走神經(jīng)之傳入神經(jīng)纖維、迷走神經(jīng)與大

15、腦垂體后葉之反射等論著八十余篇。1956年成為中國科學(xué)院第一屆學(xué)部委員。第29頁/共57頁 馮德培 張香桐張香桐第30頁/共57頁四、生命現(xiàn)象的基本生理特征四、生命現(xiàn)象的基本生理特征新陳代謝 (Metabolism)興奮性 (Excitability)適應(yīng)性 (Adaptability)生長、生殖 (Growth, Reproduction)第31頁/共57頁1.新陳代謝 (Metabolism)新陳代謝是生物體中新舊交替、自我更新的最基本的生命活動過程。合成代謝 (Anabolism) 同化作用分解代謝 (Catabolism) 異化作用第32頁/共57頁2. 興奮性 (Excitabili

16、ty)一切活組織或細(xì)胞對刺激發(fā)生反應(yīng)的能力或特性稱應(yīng)激性（感應(yīng)性，irritability）。第33頁/共57頁刺激（stimulus）：能引起生物機(jī)體發(fā)生反應(yīng)的各種環(huán)境變化（因子）。反應(yīng)（response）：環(huán)境發(fā)生變化時，生物體內(nèi)部的代謝及其外表活動發(fā)生的相應(yīng)改變。 興奮(excitation)：由相對靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒訝顟B(tài)，或功能活動由弱變強(qiáng)。 抑制(inhibition)：由活動狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬o止?fàn)顟B(tài)，或功能活動由強(qiáng)變?nèi)?。?4頁/共57頁可興奮組織 (excitable tissues)神經(jīng)、肌肉和腺體等組織，受刺激后能較迅速地產(chǎn)生特殊的生物電現(xiàn)象（動作電位）及其它反應(yīng)，在傳統(tǒng)的生理

17、學(xué)中，將它們統(tǒng)稱為可興奮組織。第35頁/共57頁興奮性和興奮興奮性：可興奮組織受到有效刺激后能產(chǎn)生動作電位的能力或性質(zhì)。興奮：可興奮組織受到有效刺激后產(chǎn)生動作電位的過程或現(xiàn)象。第36頁/共57頁3.適應(yīng)性 (Adaptability)生物體能夠根據(jù)外界情況而調(diào)整其結(jié)構(gòu)和功能，以與環(huán)境相協(xié)調(diào)（適應(yīng)）的能力，稱為適應(yīng)性。第37頁/共57頁4、生長與生殖 (Growth and Reproduction)第38頁/共57頁五、生理功能的調(diào)節(jié)方式五、生理功能的調(diào)節(jié)方式Regulation of Physiological Functions（一）神經(jīng)調(diào)節(jié) (Nervous regulation)（二）

18、體液調(diào)節(jié) (Hormonal regulation)自身調(diào)節(jié) (Self-regulation)第39頁/共57頁（一）神經(jīng)調(diào)節(jié) (Nervous Regulation)在成年哺乳動物和人，是機(jī)體最主要的調(diào)節(jié)方式神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本過程是反射 (reflex)第40頁/共57頁反 射（Reflex）在中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與下，機(jī)體對內(nèi)、外環(huán)境的刺激發(fā)生的規(guī)律性（適應(yīng)性）反應(yīng)。反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是反射弧 (reflex arc)第41頁/共57頁感受器，傳人神經(jīng)，神經(jīng)中樞，傳出神經(jīng)，效應(yīng)器第42頁/共57頁 反射可分為（巴甫洛夫 提出）：非條件反射 (Unconditioned reflex)：先天的，其反射弧

19、較為固定，其刺激性質(zhì)與反應(yīng)之間的因果關(guān)系是由種族遺傳因素所決定條件反射 (Conditioned reflex)：后天獲得的，它是建立在非條件反射的基礎(chǔ)上，是個體在生活過程中根據(jù)所處的環(huán)境條件“建立”起來的，其刺激性質(zhì)與反應(yīng)之間的因果關(guān)系是不固定的、靈活可變，且具有預(yù)見性。（學(xué)習(xí)記憶）第43頁/共57頁神經(jīng)調(diào)節(jié)的特點傳導(dǎo)迅速，作用準(zhǔn)確，表現(xiàn)自動化。感覺、運(yùn)動、語言等等第44頁/共57頁定義：機(jī)體某些細(xì)胞產(chǎn)生某些特殊的化學(xué)物質(zhì)（激素，細(xì)胞因子等），通過體液的運(yùn)輸，到達(dá)全身各器官組織或某一器官組織，從而引起該器官組織的某些特殊反應(yīng)。體液調(diào)節(jié)往往受神經(jīng)系統(tǒng)的控制，因而成為神經(jīng)調(diào)節(jié)的反射弧中傳出通路的

20、延伸部分，因而稱之為神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)。但神經(jīng)系統(tǒng)也受內(nèi)分泌系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。(二)體液調(diào)節(jié) (Hormonal regulation)第45頁/共57頁體液調(diào)節(jié)的特點傳導(dǎo)緩慢，作用較持久，影響面較大生長、發(fā)育等等。第46頁/共57頁自身調(diào)節(jié) (Self-regulation)定義：內(nèi)、外環(huán)境發(fā)生變化時，機(jī)體器官、組織、細(xì)胞可不依賴于神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)而產(chǎn)生的適應(yīng)性反應(yīng)。特點：調(diào)節(jié)范圍較小，也不十分靈敏，但對生理功能的調(diào)節(jié)仍有一定意義。（可以歸為體液調(diào)節(jié)）第47頁/共57頁反饋控制系統(tǒng)Feedback control system 運(yùn)用控制論（Cybernetics，20世紀(jì)40年代產(chǎn)生的新學(xué)科）原理分析人

21、體的調(diào)節(jié)活動。（系統(tǒng)論、控制論、信息論）第48頁/共57頁 生理功能（生命活動）自動控制原理中，受控部分不斷將信息回輸?shù)娇刂撇糠郑约m正或調(diào)整控制部分的活動，從而實現(xiàn)自動而精確的調(diào)節(jié)，這一過程稱為反饋(Feedback) 閉合回路（Closed-loop System） 具有自動控制能力第49頁/共57頁參考信息控制信息輸出變量受控系統(tǒng)控制系統(tǒng)偏差信息比較器監(jiān)視裝置反饋信息干擾信息第50頁/共57頁根據(jù)反饋信息的作用效果分為1）負(fù)反饋 (Negative feedback)：反饋信息的作用與控制信息的作用相反，起糾正控制信息的作用； 可逆，維持系統(tǒng)穩(wěn)定 (如體溫調(diào)節(jié)等)； 缺點：滯后，波動大第

22、51頁/共57頁2）正反饋 (Positive feedback)：反饋信息的作用與控制信息的作用方向一致，起加強(qiáng)控制信息的作用； 不可逆，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定 生理情況下，血液凝固、排尿反射、分娩以及動作電位發(fā)生過程中細(xì)胞膜鈉離子通道的開放和鈉離子的內(nèi)流過程； 病理情況下，大失血和心臟活動。第52頁/共57頁 前饋控制系統(tǒng) (Feed-forward control system) 在受控部分的狀態(tài)尚未發(fā)生改變之前，機(jī)體通過某種監(jiān)測裝置得到信息，以更快捷的方式調(diào)整控制部分的活動，用以對抗干擾信號對受控部分穩(wěn)態(tài)的破壞，這種調(diào)控稱為前饋。第53頁/共57頁 作用：預(yù)先監(jiān)視干擾，防止干擾的擾亂；超前洞察動

23、因，及時作出適應(yīng)性反應(yīng)。 可克服負(fù)反饋的缺點，但有可能失誤。控制信息輸出變量受控系統(tǒng)控制系統(tǒng)輸入信息監(jiān)視裝置前饋信息干擾信息第54頁/共57頁六、內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)六、內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)Internal environment and homeostasis 外環(huán)境 (External environment)： 人體生活的外部環(huán)境（如大氣環(huán)境） 內(nèi)環(huán)境 (Internal environment)： 細(xì)胞生存的細(xì)胞外液環(huán)境第55頁/共57頁l內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)經(jīng)常處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，稱為穩(wěn)態(tài)或自穩(wěn)態(tài)。l內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)保持相對恒定是維持機(jī)體生存的必要條件。l坎農(nóng)（Cannon） ，1926年穩(wěn)態(tài) (Homeostasis)第56頁/共57頁感謝您的觀看！第57頁/共57頁