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生 理 学 Physiology 教学网站：http://kczy.zjut.edu.cn/slx/ Email: [email protected] Chapter 1. Introduction 第一节 生理学的任务和研究方法 第二节 机体的内环境和稳态 第三节 机体生理功能的调节 一门研究机体及其各组成部分功能活 动规律的科学 What is physiology? …… Viral Physiology Bacterial Physiology Human Physiology Physiology Plant Physiology Animal Physiology 人体生理学(human physiology)是研 究人体机能活动及其规律的科学。 * 功能（生命现象、活动规律） F * 机制 * 调节和控制 生理学的历史 希波克拉底 （Hippocrates，公元 前约460～377年） 提出“体液(humours)学说” 盖伦 C. Galen (129-200) (Ancient Greco-Roman) Leonardo da Vinci (1452-1519) (Italian) 近现代生理学的开端—17世纪 威廉·哈维 W. Harvey (1578-1657) (English) 《心与血的运动》(1628) 17-18世纪显微镜的发明和物理、化学的发展为生理学的进步提供了条件 马尔皮基 M. Malpighi (1628-1694) An Italian physiologist who used a microscope to discover the capillaries, crowning Harvey’s investigation 勒奈·笛卡尔 Rene Descartes（1596～1650） 将“反射”引入到了生理学中。 拉瓦锡（ 1743~1794 ） Antoine Laurent Lavoisier 电生理 伽伐尼 L. Galvani (1737-1798) (Italian) 19世纪 生理学开始进入全盛时期 贝尔纳 (1813-1878) A French physiologist known for his idea of the internal environment 坎农（美国） 稳态概念 Walter Bradford Cannon, 1871~1945 巴甫洛夫 Павлов (Ivan Pavlov)(1849-1936) A Russian physiologist known chiefly for his development of the concept of the conditioned reflex Awarded the Nobel Prize for Physiology & Medicine in 1904 中国生理学的发展 公元前300-400年 《黄帝内经》 ……………. 林可胜 (1897-1969) “Father of Chinese Modern Physiology” 中国生理学会 Chinese Association for Physiological Sciences (founded in 1926) 生理学的研究方法 （一）动物实验 在体实验 (in vivo) 急性实验 (acute) 慢性实验 (chronic) （二）人体实验 离体实验 (in vitro) 急性实验 in vivo 如：去大脑僵直 （中脑上、下丘之间横断脑干） 如研究动物的胃液分泌，采用假饲的实验方法 In vitro 心肌细胞 淋巴细胞 平滑肌细胞 骨胳肌细胞 神经细胞 分子生理 原核显微注射的方法建立转基因小鼠流程示意图 图a 原核显微注射的方法建立转基因小鼠流程示意图 纤维原核显微注射的方法建立转基因小鼠流程示意图 雄原核显微注射 Exercise Physiology 生理学研究的不同水平 生理学研究的三个水平 细胞分子水平 器官和系统水平 整体水平 生理学向微观的细胞分子水平深入发展，以及向宏 观的整体水平加快扩展，是当今发展的总趋势。 内环境和稳态 外环境(external environment) ：机体生存的外 界环境，包括自然环境和社会环境。 内环境(internal environment)：体内各种组织 细胞直接生存的环境。 * 体液 机体内的液体 60% 细胞内液：40％ 体液（60％） 细胞外液 血浆：4~5％ 组织间液：15~16％ * 内环境（internal environment ） 细胞生活的体液环境，即细胞外液 稳态 （ homeostasis） 内环境理化性质的相对恒定 温度 PH 渗透压 化学组成 …… 内环境的相对稳定是机体能自由和独立生存的首要条件 ——贝尔纳 稳态的实现—— 是机体自我调节的结果，是通过各器官系统的共同参与 和协调实现的。 细胞 内液 CO2 组织液 O2 CO2 O2 血浆细胞 营 养 O2 物 质 肺 排泄器官 肾 皮肤 消化、呼吸器官 稳态 失稳态 代偿 生理功能的调节 * 神经调节 （nervous regulation） 基本方式：反射（reflex） * 体液调节 （humoral regulation） 化学物质 体液运输 * 自身调节 （ autoregulation） 不依赖神经、体液因素 神经调节 (Nervous regulation) 反射(reflex) 反射弧(reflex arc) 刺激──→ 感受器 ──→ 传入神经 ──→ 反射 反应←── 效应器 ←── 传出神经 ←──中枢 Knee jerk reflex 神经调节 特点：迅速 短暂 精确 可分为 非条件反射(unconditioned reflex) 条件反射(conditioned reflex) 体液调节 (Humoral regulation) 体液调节是指机体的某些组织细胞所分泌的特殊的化学 物质，通过体液途径到达并作用于靶器官，调节靶器官 生理活动的一种调节方式。 特点：缓慢、 持久、 弥散 神经内分泌 Vasopressin Oxytocin 自身调节 (Autoregulation) 80~180 mmHg 人体内的控制系统 (Control system in human body) 诺伯特 · 维纳 Norbert Wiener (1894-1964) Originator of Cybernetics 控制论 ——关于在动物或机器中控制或 通讯的科学 1、非自动控制系统 控制部分 指 令 受控部分 活动 受控部分 活动 2、自动控制系统 控制部分 指 令 反馈信息（正、负） （1）负反馈控制系统 (negative feedback) 受控部分发出的反馈信息调整控制部分 的活动，最终使受控部分的活动向和它原先 活动相反的方向发生变化。 通过负反馈调节可使系统处于一种稳定状态。 很多，如：动脉血压的反射调节； 体温的调节； …… 干扰 调 定 点 + - 体 温 调 节 中 枢 产热过程 散热过程 温度感受器 体 核 温 度 体温 （2）正反馈控制系统 (positive feedback) 受控部分发出的反馈信息促进与加强控 制部分的活动，最终使受控部分的活动向与 它原先活动相同的方向发生变化。 如：排尿、分娩、凝血 与负反馈相反，正反馈不可能维持系统的稳态或平衡， 而是破坏原先的平 衡状态。 * 负反馈 （negative feedback ） 意义：维持稳态F 缺点：滞后、波动F * 正反馈 （positive feedback ） 意义：加速生理过程 (3) 前馈控制系统 (Feed-forward control system) 控制部分在反馈信息尚未到达前已受到 纠正信息（前馈信息）的影响，及时纠正其 指令可能出现的偏差。 前馈信息 控制部分 指 令 受控部分 活动 机体在体温降低之前就改变产热和散热活动 条件反射，如食物信号引起消化液的分泌； 有经验的运动员 前馈可以避免负反馈调节时矫枉过正产生的波动 和反应的滞后现象，使调节控制更富有预见性， 更具有适应性意义。 为什么要学习生理学？ 生理学与医学 生理学以解剖学和组织学为基础，同时又是药理学、病理生理学、病理学、内科学、 外科学、妇科学、儿科学等的重要基础。 生理学与药学、中药、药剂 如何学好生理学 ？ 理论性很强 实验性科学 导航网站 1. 2. 3. 4. 5. 6. http://www.hoflink.com/~house/humphy.html http://advan.physiology.org/ http://ajpcon.physiology.org/ http://www.fleshandbones.com/physiology/davies http://www.jphysiol.org/ http://www.prenhall.com/silverthorn/ Contents • • • • • • • • • • • • Chapter 1 Introduction Chapter 2 The Cell and its Function Chapter 3 Blood and Body Fluid Chapter 4 The Heart and Circulatory system Chapter 5 Respiration Chapter 6 Digestion and Absorption Chapter 7 Energy Metabolism and Body temperature Regulation Chapter 8 The Kidney Chapter 9 Sense Organ Chapter 10 The Nervous System Chapter 11 The Endocrine system Chapter 12 The Reproduction system B B B