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【教学章节】第一章 绪论

【学时分配】2学时

【教学目的】掌握内环境与稳态；反馈调节以及生理功能的自控原理。熟悉机体生理功能的调节。了解人体生理学的研究对象、生理学的任务。

【教学重点】掌握内环境与稳态；反馈调节（负反馈、正反馈、前馈）。

【教学难点】生理功能的自控原理。

【教学方法】多媒体教学；启发、讨论式教学。

【教具准备】多媒体电脑、多媒体投影仪、多媒体课件。

【授课内容】

第一节 生理学的研究对象和任务

　　一、生理学的研究对象

　　生理学（physiology）是一门研究生物体功能活动规律的科学。只有活的机体、活的器官、活的细胞才具有功能。所以, 生理学的研究对象是活体（有生命的物体）。

　　二、生理学的任务

　　生理学的任务是研究生物机体的功能，就是整个生物及其各个部分所表现的各种生命现象或生理作用，如呼吸、消化、循环等的产生原理、发生条件及机体内外环境变化对它的影响。疾病的各种临床表现，都是正常功能发生改变的结果。只有掌握了正常的，才能区分和鉴别异常的。所以，生理学是一门重要的基础课，是医学生的一门必修课。

　　三、现代生理学的奠基人

　　生理学是一门实验性科学，科学实验是创立和发展生理学的源泉。但它真正成为实验性科学，是从17世纪开始的。17世纪初英国的William Harvey在研究古典医学著作时，发现先辈们对于心脏及血液运动没有一个明晰的概念。于是用动物活体实验的方法，对青蛙、兔、羊、狗等八十余种动物进行了深入研究。在1628年发表了论著《心与血液的运动》（DeMotuCordis），第一次科学的阐明了血液循环的途径和规律，揭开了现代生理学的序幕。恩格斯对Harvey的发现给予了高度的评价:“Harvey由于发现了血液循环而把生理学确立为科学。”

　　四、生理学研究的三个水平

　　1.细胞和分子水平的研究：以细胞及构成细胞的分子为研究对象，观察其亚微结构的功能和细胞内生物分子的物理化学变化过程。这方面的知识称为细胞生理学（cell physiology）或普通生理学（general physiology）。

　　2.器官和系统水平的研究：以器官、系统为研究对象，观察其功能和调节机制。这方面的知识称为器官生理学。

　　3.整体水平的研究：以完整的机体为研究对象，观察和分析在各种生理条件下不同的器官、系统之间相互联系、相互协调的规律。

　　以上三个水平的研究是互相联系、互相补充的，对于阐明生物体功能活动的规律都是不可缺少的。

第二节 机体的内环境与稳态

　　一、内环境

　　人体的细胞从细胞外液中摄取氧和其它营养物质，同时将二氧化碳和其它代谢产物排入细胞外液。因此，细胞直接生活的环境是细胞外液，细胞外液是机体中细胞所处的内环境(internal environment)。

　　二、稳态

　　1859年法国Claude Bernard 首先指出，只有保持内环境相对稳定，复杂的多细胞动物才有可能生存。强调了内环境稳定的生理学意义。此后，美国的Walter Cannon 提出了稳态的概念，用来表示内环境的稳定。维持内环境理化性质相对稳定的状态，称为稳态（homeostasis）；所谓保持相对稳定是指在正常生理情况下内环境的各种理化性质只在很小的范围内发生变动，是一种动态平衡状态。因为一方面外环境变化的影响和细胞的新陈代谢不断破坏内环境的稳态，另一方面通过机体的调节使其不断的恢复平衡。可以认为机体的一切调节活动最终的生物学意义在于维持内环境的相对稳定。稳态是一个十分重要的概念，它揭示了生命活动的一个最重要的规律；现在，生理学中关于稳态的概念已经被用于泛指体内各个水平上的生理活动在神经、体液等因素调节下保持相对稳定和相互协调的状况。

第三节 机体生理功能的调节

　　机体对各种功能活动的调节方式主要有三种，即神经调节、体液调节和自身调节，其中神经调节起主导作用。

　　一、神经调节

　　神经系统是调节全身各种功能活动的调节系统，通过神经系统的调节称为神经调节（nervous regulation）。神经系统活动的基本过程是反射。在中枢神经系统参与下，机体对内外环境变化产生的适应性反应，称为反射（reflex）。完成反射活动的结构基础称为反射弧（reflex arc），由感受器、传入神经、中枢、传出神经和效应器五个基本成分组成。神经调节的特点是作用迅速、准确和短暂。

　　二、体液调节

　　机体的某些细胞能生成并分泌某些特殊的化学物质，后者经体液运输到达全身的组织细胞或体内某些特殊的组织细胞，调节其功能活动，称为体液调节（humoral regulation）。体内的内分泌细胞分泌的特殊的化学物质（激素），往往由血液运输至全身，调节细胞的活动。但也有一些可由组织液扩散作用于邻近的细胞，调节这些细胞的活动，称为局部性的体液调节或旁分泌（paracrine）调节。此外，下丘脑的一些神经细胞也能合成激素，其随神经轴突的轴浆流至末梢，由末梢释放入血，这种方式称为神经分泌（neurosecretion）。体液调节的特点是缓慢、广泛和持久。

　　三、自身调节

　　当内外环境变化时，组织、细胞在不依赖于外来的神经或体液因素的情况下，自身对内外环境变化发生的适应性反应，称为自身调节（autoregulation）。自身调节的特点是准确、稳定，但调节幅度小、灵敏度较差。

第四节体内的控制系统

　　上世纪40年代，通过运用数学和物理学的原理和方法，分析研究各种工程技术的控制和人体的各种功能调节，得出了一些有关调节和控制过程的共同规律，产生了一个新的学科——控制论。任何控制系统都由控制部分和受控部分组成，从控制论的观点来分析，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

　　由控制部分对受控部分发出活动的指令，但受控部分的活动不会影响控制部分的活动。控制方式是单向的，是一个开环系统。

　　二、反馈控制系统

　　由控制部分对受控部分发出活动的信号，而受控部分的活动可被一定的感受装置感受，感受装置再将受控部分的活动作为反馈信号送回到控制部分，使控制部分的活动发生相应的变化，从而对受控部分的活动进行调节，是一个闭环系统。在反馈控制系统中，若反馈调节使受控部分的活动向和它原先活动相反的方向发生改变，称为负反馈（negativefeedback）调节；若反馈调节使受控部分继续加强向原来方向的活动，则称为正反馈（positivefeedback）调节。

　　1．负反馈控制系统：较多见，作用是使系统保持稳定。内环境稳态的维持就是因为有许多负反馈控制系统的存在和发挥作用。体内许多负反馈调节机制中都设置了一个“调定点”（set point），负反馈调节机制对受控部分活动的调节就以这个调定点为参照水平，即规定受控部分的活动只能在靠近调定点的一个狭小范围内变动。在不同的条件下，调定点是可以发生变动的；生理学中将调定点发生变动的过程称为重调定（resetting）。

　　2．正反馈控制系统：较少见，能使整个系统处于再生状态，使这一过程最后到达极端，或结束这一过程。作用是破坏原先的平衡状态。

　　反馈控制系统的缺点是反应有一定的波动和时间滞后现象。

　　三、前馈控制（feed-forwardcontrol）系统：控制部分对受控部分发出活动信号的同时，又通过另一快捷途径向受控部分发出前馈信号，及时的调控受控部分的活动。作用是有更好的预见性和适应性。前馈控制系统的缺点是有可能失误。

【思考题】

　　1.试述生理学的研究可分为哪几个水平？

　　2.什么是内环境的稳态？它有何生理意义？

　　3.机体对功能活动的调节方式主要有哪些？各有何特点？相互之间关系怎样？

　　4.试述人体功能活动的自动控制原理。

　　5.什么是反馈与前馈？试比较二者有何不同？

　　6.在给患者进行肌肉注射时，为什么要求进针、出针快，推药慢？

【参考资料】

　　1. 姚泰主编. 生理学.第五版.北京：人民卫生出版社，2000

　　2. 姚泰主编. 人体生理学.第三版.北京：人民卫生出版社，2001

　　3. 陈孟勤主编.中国生理学史.北京:北京医科大学出版社,2001

　　4. 朱文玉主编.王志均院士---九十华诞. 北京:北京医科大学出版社,2000

　　5. Guyton AC. Textbook of Medical Physiology, 10th edition, Philadelphia, Saunders , 2000