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生理学第一章绪论主讲：邱春复医学生理学教研室第一节生理学的研究对象和任务一、生理学的概念及任务1、什么是生理学?生理学(Physiology)是生物科学的一个分支，是研究生物机体功能(function)的科学。包括细菌生理学、植物生理学、动物生理学、人体生理学等。人体生理学(HumanPhysiology)是研究人体功能活动规律（血液循环、呼吸、消化、排泄、内分泌、生殖、行为表现、思维等）的科学。生理学是一门实验性的科学。一切生理学的理论都来自实验。2．生理学发展简史以科学实验研究为特征的近代生理学是从17世纪开始的。英国医生哈维(WilliamHarvey，1578-1657)用动物活体实验的方法，第一次科学地阐明了血液循环的途径和规律，被公认为近代生理学的奠基人，为现代生理学(modernphysiology)奠定了基础。20世纪初，俄国著名生理学家巴甫洛夫(И.П.Павлов，1849~1936)研究了大脑的功能，创建了高级神经活动学说，对医学、生理学、心理学甚至哲学产生深远的影响。1939年美国生理学家坎农(W．B．Cannon，1871—1945)在内环境恒定概念的基础上，提出“稳态”的概念。我国近代生理学形成的标志是1926年中国生理学会的成立。林可胜(1897-1969)是我国近代生理学和中国生理学会的奠基人，又是我国消化生理学的先驱。蔡翘(1897-1990)也是我国近代生理学的奠基人之一，他还是我国著名的医学教育家，是我国近代第一位用中国语言和文字讲授生理学和编写生理学教材的人。张锡钧(1899—1988)在神经化学递质乙酰胆碱的研究中取得系列的创新性或果，受到国内外生理学界的高度评价。冯德培、王志均等，都为我国生理学的发展做出过杰出贡献。为什么要学习生理学?1．只有认识了“正常”，才能认识“异常”（疾病）；2．认识了正常，才能想方设法维持正常，防止异常；3．生理学的发展可促进临床医学和预防医学的发展；4、学习与掌握一些实验技术，培养观察分析和解决问题的能力。怎样学好生理学?端正态度，循序渐进，认真听课，及时复习；刻苦钻研，多提问题，独立思考，纵横对比；全面理解，重点记忆，重视实验，提高技能。3．生命活动的基本表现蛋白质和核酸是一切生命活动的物质基础。生命活动至少包括以下三种基本活动。⑴新陈代谢(Metabolism)：生物体是在不断地更新自我，破坏和清除已经衰老的结构，重建新的结构。这一贯穿生命活动的全过程，称为Metabolism。Metabolism一旦停止，生命活动也就结束。⑵生物体对外界环境变化的反应及兴奋性生物体所处的外界环境是经常发生变化的，生物体能对环境的变化作出适当的反应，以适应变化的环境。这是一切生物体普遍具有的功能。具有对刺激产生生物电反应的能力称为兴奋性（excitability）。凡能引起某种组织产生兴奋的最弱(最小)刺激强度称阈刺激（thresholdstimulation)。阈刺激的倒数（1/thresholdstimulation）可以作为测定兴奋性高低的指标。⑶生殖(Reproduction)生物体能产生与自己相类似的个体称为生殖。一个单细胞经过分裂成为两个子代细胞，就是生殖。因此，生殖也是生命活动的基本表现之一。二、生理学研究的三个水平（一）细胞和分子水平的研究细胞的生理特性是由构成细胞的各个分子，特别是生物大分子的物理学和化学特性决定的。在这个水平上进行研究的对象是细胞和构成细胞的分子，这方面的知识称为细胞生理学(cellphysiology)或普通生理学（generalphysiology)。(二)器官和系统水平的研究要了解一个器官或系统的功能，它在机体中所起的作用，它的功能活动的内在机制，以及各种因素对它活动的影响，这都需要从器官和系统的水平上送行现察和研究。(三)整体水平的研究在整体情况下，体内各个器官、系统之间发生相互联系和相互影响。各种功能互相协调，使机体成为一个完整的整体，在变化的环境中维持正常的生命活动。从整体水平上的研究，就是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、系统之间互相联系、互相协调的规律。上述三个水平的研究，它们相互间不是孤立的，而是互相联系、互相补充的。要阐明某一生理功能的机制，一般需要对细胞和分子、器官和系统，以及整体三个水平的研究结果进行分析和综合，得出比较全面的结论。近年来随着物理、化学、数学、电子计算机等的发展，应用这些科学成果，研究生理功能活动，发展出很多新兴的研究领域，如数学模型、系统分析、计算机模拟等等。相信随着各学科领域的发展，对生理学的研究会越来越深入。第二节机体的内环境成人液体占身体重量的约60％。分为两大类：约2／3的液体(约占体重的40％)分布在细胞内——为细胞内液。其余1／3的液体(约占体重的20％)分布在细胞外——细胞外液。约1／4(约占体重的5％)分布在心血管系统内，也就是血浆。约3／4(约占体重的15％)分布在心血管系统之外，即组织液。细胞直接接触的外界环境称为外环境(externalenvironment)。例如环境的温度、湿度、阳光、空气等等（人类不仅接触自然环境．还有社会环境）。人体的细胞一般不能直接与外界环境发生接触，直接生存的环境是细胞外液。所以，细胞外液是机体中细胞所处的内环境（internalenvironment）。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。内环境各种理化因素经常保持相对的恒定——稳态(homeostasis)。这一概念不仅说明了内环境是相对稳定的这一现象，而且包含了机体维持内环境相对稳定的调节过程。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恒定。第三节生理功能的调节机体对各种功能活动的调节的方式主要有三种，即神经调节(nervousregulation)、体液调节(humoralregulation)和自身调节(autoregulation)。1．神经调节(Nervousregulation)神经系统(Nervoussystem)是调节全身各种功能活动的系统。通过nervous的调节称为nervousregulation。神经调节的基本活动方式是反射(reflex)。反射的通路包括五个组成部分（反射弧）：感受器→传人神经→中枢→传出神经→效应器。五部分中任何一部分结构被破坏或功能障碍都会使反射不能完成。2．体液调节(Humoralregulation)一般是指由某一器官或组织分泌的化学物质(hormone，激素)，通过血液循环，到达另一器官，调节它的功能活动。如肾上腺髓质可以分泌肾上腺素和去甲肾上腺素，通过血液循环达心脏和血管，调节心血管活动；甲状腺分泌甲状腺激素调节全身的能量代谢等等。很多内分泌腺并不是独立于神经系统的，它们也直接或间接受到神经系统的调节，因此，也可以将体液调节看成是神经调节的一个环节，成为“神经—体液调节”(nervous-humoralregulation)。人体内的功能调节大多是这种复合式的调节。近来发现某些组织可产生一些化学物质，它们并不随血流流到其他器官起作用，而是在组织液中扩散，调节邻近组织的功能活动，称为局部体液因素和旁分泌调节(paracrineregulation)。组织代谢活动产生的代谢产物如C02、乳酸等，有扩张小血管的作用，属于局部体液因素，因此从广义上看，上述这些调节都属humoralregulation范围。3．自身调节（Autoregulation）机体内有些调节既不依赖神经也不依赖体液，而由自身对刺激产生适应性反应，称为Autoregulation。例如将心肌或骨骼肌拉长后，再刺激引起肌肉收缩，其收缩力明显加强。第四节体内的控制系统用工程技术控制原理和方法来分析研究人体许多功能的调节，可以看到功能调节过程和控制过程有共同的规律。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、非自动控制系统非自动控制系统是一个开环系统，即系统内受控部分的活动不会影响控制部分的活动。这种控制方式是单向的，即仅由控制部分对受控部分发出活动的指令。这种控制方式使受控部分的活动实际上不能起调节作用。在人体正常生理功能的调节中，这种方式是极少见的。二、反馈控制系统在整体，被调节的器官(效应器)，在功能活动发生改变时，往往这一变化的信息又可以通过回路反映到调节系统，改变其调节的强度，形成一种调节回路。人们常常用“反馈”(feedback)一词表示这种调节方式。在反馈控制系统中，反馈信号对控制部分的活动可发生不同的影响。如果它的终产物或结果降低这一过程的进展速度，称为负反馈（negativefeedback）；如果是加速或加强这一过程的进展速度则称为正反馈(positivefeedback)。（一）负反馈控制系统负反馈控制系统的作用是使系统保持稳定。机体内环境之所以能维持稳态，就是因为有许多负反馈控制系统的存在和发挥作用。（二）正反馈控制系统正反馈控制系统的活动使整个系统处于再生状态：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。正反馈控制系统数量很少，例如，血液凝固是正反馈控制、排尿反射、正常分娩过程等。人体中的各种反馈调节回路中有的比较简单，有的则很复杂，它可以包括复杂的神经调节和体液调节综合完成调节某一生理功能活动。三、前馈控制系统在神经系统的调节控制中，除反馈控制外，还有前馈控制(feed-forwardcontro1)。例如控制部分发出信号，指令受控部分进行某一活动，同时又通过另一快捷途径向受控部分发出前馈信号，及时地调控受控部分的活动。例如，要完成某一动作，脑发出神经冲动指令一定的肌肉收缩，同时又通过前馈机制，使这些肌肉的收缩受到制约，不致收缩过度，从而使整个动作完成得更准确。作业：1．人体生理功能活动的主要调节方式有哪些?各有何特征?其相互关系如何?2．何谓内环境和稳态?有何重要生理意义?3．简述人体机能活动的自动控制原理。谢谢！主讲人黄志华第二章细胞的基本功能CHAPTER2THEBISICFUNCTIONSOFCELL邱春復主讲医学生理学教研室第一节细胞膜的结构和物质转运功能细胞：构成机体的最基本的结构和功能单位。一、细胞膜的基本结构液态镶嵌模型(图)组成：脂质、蛋白质、糖类（图）1．脂质双分子层：细胞膜的基本骨架含：磷脂、胆固醇、鞘脂。磷脂磷脂酰胆碱磷脂酰乙醇胺磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇2．蛋白质：多为球形蛋白质表面蛋白质（外周蛋白质）整合蛋白质（镶嵌蛋白质）功能：①物质转运功能②受体功能（图）③识别功能④连接功能⑤催化功能3．糖类：糖蛋白或糖脂是细胞的特异性“标志”二、细胞膜的跨膜物质转运功能（一）单纯扩散1．定义扩散：单纯扩散：脂溶性小分子物质由高浓度向低浓度跨膜移动的过程。2．扩散通量：Mmol/s.cm2影响因素：膜内外物质浓度差、电压差膜的通透性3．转运的物质：O2，CO24．特点：①高浓度→低浓度②不耗能（二）膜蛋白介导的跨膜转运易化扩散1．定义非脂溶性小分子物质，在特殊膜蛋白质帮助下，由高浓度向低浓度一侧转运的过程。2．特点①高浓度→低浓度②不需耗能③具有选择性④通透性可改变3．通道介导的易化扩散--离子通道①转运的物质：离子：Na+、K+等②特点：a．通道蛋白功能状态可以改变图激活(开放)失活（关闭）备用（静息）b．通过“闸门”进行调控c．有选择性③转运结果：电化学势能平衡分类：化学门控通道：N-Ach受体电压门控通道：Na+通道机械门控通道：内耳毛细胞4．经载体介导的易化扩散（图）转运的物质：GS、AA进入一般细胞共同特点：①结构特异性②饱和现象③竞争性抑制被动转运：单纯扩散易化扩散主动转运:1．定义：指细胞膜将物质分子（或离子）逆浓度差和电位差转运的过程2．生物泵：实质就是ATP酶如“钠-钾泵”、“质子泵”等▲钠泵:钠-钾泵或Na+-K+-ATP酶（图）激活：细胞内的[Na+]、细胞外的[K+]作用：3个Na+移到膜外2个K+移入细胞内生理作用：形成细胞外高