第一章绪论目的要求:通过有关生物知识的介绍,使学生掌握解剖学和生理学的定义,了解人体解剖生理学研究的内容、研究的方法;掌握生命的基本特征;掌握人体生理机能的稳态调节。教学重点:人体生理机能的稳态调节教学方法:讲授与多媒体展示相结合教学主要内容:一、概述人体解剖学的发展和其他自然科学一样,是前人在漫长的历史过程中不断地探索、实践和积累知识而发展起来的。解剖学的知识可从古代的中国、印度和埃及的一些书籍中见到,这些知识也仅是当初在祭祀、狩猎屠宰和战争负伤时偶然观察获得。当时搜集有关人体结构的知识的主要动机是以研究和治疗人体疾病为目的,后来才发展为专门的学科。我国文化历史悠久,远在春秋战国时代(公元前200-300年)最早的一部医学著作《皇帝内经》就有关于人体形态的记载,秦汉时代如《汉书•王莽传》记载,对死囚的尸体进行实地解剖,并进行记录。三国时期名医华佗不但擅长医术,而且对人体结构有较深的了解,能用曼陀罗作为麻醉剂施行外科手术。王叔和著《脉经》和皇甫谧著《甲乙经》有许多内脏度量衡的记载。宋代王唯一铸铜人,分脏腑十三经和旁注腧穴,是人体模型的创始。宋代宋慈著《洗冤录》,对人体骨骼及胚胎等有较详细的记载,并附有检骨图。清代王清任著有《医林改错》一书,对古医书中错误进行订正,尤其对内脏的记载甚详。但是,由于长期封建社会制度和儒家思想的束缚,解剖学的研究未能得到较快的发展,人体解剖学在近代大大落后于欧美,1930年我国出版了较早的一本解剖图谱。西方医学对解剖学的真确记载,是从古代希腊名医希波可拉底(公元前460-377)开始的。他对头骨作了正确的叙述,但却把神经和肌腱混淆起来。希腊的另一位学者亚里士多德(公元前384-322)是动物学的创始人,他把神经和肌腱区别开来,指出心是血液循环的中枢,血液自心流入血管。但他把动物解剖所得的结果移用于人体。盖仑(130-200)是古希腊的著名医生和解剖学家,写了许多关于医学和解剖学的著作,指出血管里保存的血液,而不是空气,发现脊神经是按区域分布的。但他研究的材料只限于动物;在中世纪宗教统治一切的时代绝对禁止解剖认得尸体,以致使解剖学上的一些错误见解达千余年之久。15世纪文艺复兴以后,科学和学术上开始了独立研究和创作的新时代,人体解剖学也有了巨大的发展。具有科学家和艺术家之称的达芬奇(LeonardodaVinci,1510),也曾解剖过尸体,并留下了人体解剖后的草图,这一时期最有代表性的人物是比利时的医生维萨里(1514-1564),他是近代解剖学的创始人,于1543年出版了《人体的构造》巨著,创立并奠定了人体解剖学的基础。17世纪哈维(1578-1657)发现了血液循环的原理。马尔丕基(1628-1694)证明了动脉与静脉的沟通,并进一步研究了动、植物的微细构造。19世纪达尔文(1809-1882)的《物种起源》和《人类起源和性的选择》,为探索人体形态结构的发展规律提供了理论基础。扎果尔斯基(1764-1846)提出功能决定器官形态的见解。他们对解剖学的发展均作出了卓越的贡献。进人二十世纪,医学的发展又促进了解剖学研究的深入,随着胸外科、肝外科等各种内脏外科手术的开展,对器官内血管和管道等的形态研究提出了新的要求;电脑辅助的X-线断层图(简称CT)和超声断层图的应用,也对断面解剖学提出了新的要求;随着血管缝合手术的提高,显微外科的开展,乃有显微外科解剖学的建立。人体解剖学在不断地发展着,尤其是近数十年来,物理学、生物化学等新理论、新技术的发展,多学科综合研究的进行,更由于生物力学等边缘学科的建立与发展,解剖学等形态学的研究也有引向综合性学科的趋势,那种纯形态学研究的情况正在发生改变,一些新兴技术如示踪技术、免疫组织化学技术、细胞培养技术和原位分子杂交技术等在形态学研究中被广泛采用,使这个古老的学科唤发出青春的异彩,尤其是神经解剖学有了突飞猛进的发展。(一)解剖学和生理学的基本概念⒈解剖学是研究人体结构的学科。研究人体结构与功能之间的相互关系。可分为大体解剖学和显微解剖学。大体解剖学是主要研究较大的解剖结构和形态特征,借助解剖手术器械切割尸体的方法,用肉眼直接观察形态和构造。显微解剖学则在系统解剖学基础上,就人体某一局部,由浅而深,逐层研究,需要借助显微镜、电子显微镜等高科技设备来研究细胞内的超微结构,各器官、组织以及细胞的微细结构的科学。⒉生理学研究人体生命现象或和生理功能。是以生物机体的生命活动现象和机体各个组成部分的功能为研究对象的一门科学。生理学的任务就是研究构成人体各个系统的器官和细胞的正常活动过程,特别是各个器官、细胞功能表现的内部机制,不同细胞、器官、系统之间的互相联系和相互作用,并阐明人体作为一个整体,其各部分的功能活动是如何相互协调、相互制约,从而能在复杂多变的环境中维持正常的生命活动过程的。如阐明正常人体生命现象,就要涉及到血液循环、呼吸、消化、排泄、生殖、神经等系统以及肌肉活动的功能特点,产生的原理、活动规律以及人体内外环境变化对它们的影响。⒊解剖和生理学的联系解剖学和生理学在理论和实际应用中都是紧密联系的,人体生理学是以人体解剖学为基础,但又能促进解剖学的发展。(二)机体的组构水平⒈化学水平(或分子水平)机体所有的结构和功能特征都是由他们的化学组成所决定的。化学元素是机体的重要构成。细胞与细胞之间的物质交换,信息传递、物质循环等都会涉及向氢离子、钾离子、钙离子这样的离子,机体的一切生命活动也都涉及一些复杂的化学物质(如激素)⒉细胞水平细胞是生命活动赖以进行的最小单位。细胞作为一个相对独立的功能单位,其细胞膜控制着细胞与细胞之间的物质交换,细胞与环境之间的物质交换与代谢,生物电的传导,化学与机械信号的传递,化学物质的分泌等都是通过细胞细胞来实现。也就是说,没有耽搁细胞的活动,就没有整体功能的完成。⒊组织水平和器官水平机体由许多的细胞构成,但这些细胞的构成并不杂乱无章,结构相同的细胞有序的结合到一起,完成相同的功能,称组织。如人体的上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织;而执行相同功能的组织有序地结合在一起,构成器官。如胃、膀胱等。⒋系统水平功能相同的的器官连接在一起称系统。人体共有八大系统:运动系统、神经系统、内分泌系统、循环系统、呼吸系统、消化系统、泌尿系统、生殖系统。这些系统协调配合,使人体内各种复杂的生命活动能够正常进行。⒌整体水平不同系统联合起来在整体水平完成同一功能。一个完整的机体所进行的各项活动并不是由某一器官系统独立完成,如,排尿动作,需要神经系统的传导,需要肌肉系统的收缩等。上述五个水平的研究,都是为了更深入地掌握完整机体的生理功能。完整机体的生理功能绝不等于局部生理功能在量上的相加。因为细胞、器官及系统功能组合起来会产生质的变化,有其新的生理规律。在应用这些知识时,必须注意不能把不同生理水平的内容任意套用。(三)人体解剖生理学的研究方法生理学实验是在人工控制的条件下观察某一生理过程产生的机制及其因果关系。实验往往会给机体带来损害,因此常采用动物实验。从进化论的观点,人和动物特别是哺乳动物有许多基本相似的结构和功能,但是忽视人体特点,把从动物实验所得到的资料,简单地应用到人体,就可能发生错误。因此,在学习生理学过程中要了解实验的种类、实验的结果及其可能的推论。⒈急性实验法⑴立体组织、器官实验法往往从活着的(麻醉或击昏)的动物身上取出要研究的器官或组织,置于近乎生理状态的环境中进行实验和观察。例如为研究某种物质(激素、药物等)对心脏收缩功能的影响,最常用而且最简单的方法就是从蛙身上取出蛙心,用近似它体液的液体灌流,使蛙心仍继续不断地跳动,然后再观察各种物质的作用。又如可以在离体的神经纤维或肌纤维上研究生物电活动。目前还发展到用细胞分离和培养技术深入研究细胞内亚显微结构的功能与物理、化学等方面的变化,而探讨生命活动的基本规律。⑵活体解剖实验法一般在动物失去知觉(麻醉或去大脑)而仍存活的情况下进行实验。先进行手术暴露欲观察的器官或组织,然后再进行实验。例如观察迷走神经对动脉血压的作用时,可以先找出动物的颈(或股)动脉,进行插管,再联以检压计或压力换能装置,并记录之;再找出支配心脏的迷走神经,然后用电刺激迷走神经,观察动脉血压有什么变化。经过这样实验,动物往往不能再存活,故称急性实验法,为生理学实验中较为常用的一种方法,优点是实验条件可以人工控制,要观察的现象往往可以重复验证,对机制可以进行一定的分析。⒉慢性实验法慢性实验则以完整健康而清醒的机体为对象,在与外界环境尽量保持自然的条件下,对某一项功能进行研究。如苏联生理学者巴甫洛夫研究唾液分泌的规律时,预先把狗的一侧腮腺的导管开口移植到面部表面,待创伤愈合之后,即可以从外面的开口准确地收集唾液分泌量。然后,在清醒而比较自然的条件下进行实验,观察在环境变化时,唾液分泌量的增加或减少。他由此而提出了条件反射学说。由于这种动物可以较长期地进行实验,故称为慢性实验法。慢性实验法的优点是研究对象处于正常状态,所取得的实验结果是在正常生理活动下获得,其结论可以用来分析整体动物及各种生理活动的调节机制;缺点是应用范围受限制,许多生理学问题目前还是没能找出合适方法加与实验。二、生物活动的基本特征㈠新陈代谢机体与环境之间不断进行物质交换和能量交换,以实现自我更新的过程,称为新陈代谢。新陈代谢是生命活动最基本的特征。生物体的基本结构单位细胞只有通过新陈代谢才能不断地获得更新。新陈代谢一旦停止,生命便结束。⒈合成反应小分子合成大分子,并贮存能量的过程。⒉分解反应大分子分解成小分子,释放能量的过程。⒊交换公式是合成反应和分解反应产物中成分的重新组合,㈡生殖和生长发育⒈生殖生物体发育到一定阶段的时候产生和自己相似的子代。涉及遗传与变异的问题。⒉生长和发育生命个体在生长过程中,各器官、系统、组织都要经过从简单到复杂的变化过程,直至各器官系统功能的完善和成熟。三、人体生理机能的稳态调节㈠稳态调节的方式⒈神经调节机体不同部位之间的信号传递,可以通过神经系统来完成,神经系统建立了不同组构形式,可以将信息从一个部位传到另一个部位,互补干扰。反射是神经调节的基本形式。在中枢神经系统参与下,机体对内、外环境变化发生有适应意义的规律性应答反应,称为反射。反射的结构基础是反射弧:感受器、传入神经、中枢、传出神经、效应器。神经调节的特点:反应速度快、作用持续时间短、作用部位准确。反射可区分为非条件反射和条件反射两大类。条件反射是后天获得的,建立在非条件反射基础上,其建立过程需要大脑皮层参与。⒉体液调节是体液因素通过血液循环或其他体液途径送到全身各处,对机体的各种生理功能活动进行调节的方式。包括由内分泌的激素参与的全身性体液调节,以及由某些组织细胞产生的乳酸、组织胺等化学物质参与的局部体液因素调节两类。体液调节的特点是反应比较缓慢、持久而弥散。主要参与机体的物质代谢、生长、发育以及生殖等活动的调节。⒊自身调节是指器官、组织、细胞在不依赖于神经或体液调节的情况下自身对刺激产生的适应性反应,不依赖神经、体液因素。例如,平均动脉压在一定范围内变动时,脑血管可通过自身调节机制改变其管径,使脑血流量保持相对恒定。神经调节、体液调节、自身调节这三种方式常在机体的不同生理反应中统一起来,组成完整、互相配合的生理过程,使机体内部保持相对稳定并与环境取得平衡。㈡稳态的正、负反馈调节机制稳态是内环境处于相对稳定(动态平衡)的一种状态,是指各种物质浓度、内环境理化因素的相对恒定,这种恒定是在神经、体液、免疫等因素的调节下实现。稳态是内环境的相对稳定状态,而不是绝对稳定。机体的新陈代谢是由细胞内很多复杂的酶促反应组成的,而酶促反应的进行需要温和的外界条件,例如温度、pH等都必须保持在适宜的范围内,酶促反应才能正常进行。可见,内环境的稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。当内环境的稳态遭到破坏时,就会引起细胞新陈代谢紊乱,并导致疾病。例如,当血液中钙、磷的含量降低时,会影响骨组织的钙化,这在成年人表现为骨软化病,在儿童则表现为骨质生长障碍、骨化不全的佝偻病。血钙过高会引起肌无力,