山东大学医学院生理研究所.ppt

第一章 绪 论,山东大学医学院生理研究所,1.生理学概念及研究水平2.内环境及稳态3.生理功能的调节方式及特点,重点内容,第一节 生理学的研究对象和任务,一、生理学的任务 研究对象：生理学是生物学的一个主要分支，是研究生物机体正常生命活动规律和机体各组成部分功能的一门科学。,人体生理学的任务 主要研究人体各系统的器官和细胞的正常活动规律：呼吸、消化、循环、肌肉运动等生命活动的发生机制、相互关系以及内外环境的各种变化对这些生命活动的影响。,学习生理学目的,人体生理学是一门重要的基础医学理论科学。目的：防病治病，促进健康必须首先了解正常人体各组成部分功能；理解在疾病状态下身体某系统和器官结构和功能的病理变化；药物治疗对其的影响。,学习生理学的方法 1.辩证唯物主义观念。2.分析归纳（induction）、综合演绎（deduction）、逻辑推理的研究策略。用分子水平分析生命现象中基本物理、化学过程，从综合的角度以整体观念认识机体在表现其特定功能中的控制调节、信息过程、相关各因素的影响机制。3.生理学的知识有两大类“机制”的解释：不断补充、更新、深化 基本规律的认识：变化较小,生理学的应用,归纳为两大类：1.对医学和各种有关的生产实践应用:临床各学科、基础医学各学科、体育、航空、航天、潜水等。2.支持达尔文的进化理论,丰富了辩证唯物主义理论。机体的结构、功能随动物进化水平而异，其活动特征对立统一、从量变到质变的规律。,生理学与医学的关系,二、生理学研究的三个水平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。17世纪初，英国医生William Harvey首先用动物活体实验的方法研究了血液循环。在1628年发表的论著心与血的运动第一次科学地阐明了血液循环的途径与规律。并指出心脏是循环系统的中心,17-18世纪显微镜的发明和物理学、化学的迅速进步.应用显微镜发现了毛细血管，证实了Harvey对循环系统结构的推论；物质守恒与能量守恒及转化定律的提出，以及燃烧和呼吸原理的阐明，为机体新陈代谢的研究奠定了基础。,19世纪自然科学的迅速发展，生理学实验研究也大量开展，累积了大量各器官生理功能的知识。感觉器官、神经系统、血液循环、肾的排泄功能、内环境稳定等的研究，均为生理功能提供了不少宝贵资料。,我国现代生理学60余年的历史1926年北京协和医学院生理系主任林可胜发起创建了中国生理学会，出版了中国生理学杂志。当时我国比较集中的研究工作是关于胃液分泌、物质代谢、神经肌肉和心血管运动的神经调节等问题，并在学术上作出了贡献，受到国际生理学界的重视。,近二三十年来细胞、分子水平的研究深入到细胞内部环境的稳态及其调节机制、细胞跨膜信息传递的机制、基因水平的功能调控机制等。整体水平研究神经免疫内分泌学等；采用了许多先进技术，使整体生理学研究，尤其是各种特殊条件下（如劳动、运动、高空、高原、潜水等）的研究，取得了很大进展。发展总趋势:向微观的细胞分子水平深入发展，向宏观的整体水平加快扩展。,血液循环的途径与规律,Frank-Starling离体蛙心实验1895年,The Frank-Starling“Law of the Heart”（静脉回流对心功能影响）1914年,(一)细胞和分子水平的研究,以细胞和构成细胞的分子为研究对象，观察细胞内生物分子的物理学和化学特性及其亚微结构的功能。在这个水平进行研究所获取知识的学科称为细胞生理学或普通生理学。,(二)器官和系统水平的研究,以器官和系统为研究对象，观察其功能、它在机体整个生命活动中所起的作用、功能活动的内在机制及影响因素等。在这个水平进行研究所获取的知识称为器官生理学。,(三)整体水平的研究,以完整的机体为研究对象，观察和分析在各种环境条件和生理情况不同的器官、系统间的相互联系，相互协调，以及完整机体对环境变化发生各种反应的规律。,三、研究方法(一)动物实验法 慢性实验 急性实验(二)人体实验法 生理学研究中，常用有 现场测试法和实验室测试法。,慢性实验(chronic experiment)如研究动物的胃液分泌，采用假饲的实验方法,急性实验(acute experiment),在体(in vivo)实验 离体(in vitro)实验如：去大脑僵直 如：骨骼肌实验装置图,第二节 机体的内环境和稳态一.体液的概念及分布 1.概念 指机体内液体的总称（占体重60%）2.分布 细胞内液（40%）血浆 5%细胞外液（20%）组织液 15%,二、内环境（Internal environment）概念:人体的绝大多数细胞并不直接与外界环境 接触,而是浸浴在细胞外液中,细胞外液是 细胞在体内直接所处的环境，称为内环境。细胞外液包括：血浆、组织液、淋巴液、脑脊液、房水、关节腔液等。,稳态：在正常生理情况下，内环境的各种理化性质在很小的范围内发生变动。如O2和 CO2分压、渗透压、pH、体温等都保持相对稳定的状态，称为稳态。,稳态是一种动态平衡 细胞的代谢不断进行就不断的扰乱和破坏内环境稳态。通过机体的调节使细胞、组织、器官和系统正常功能的行使，参与维持内环境的稳态，使稳态不断的恢复平衡。意义：稳态是机体维持正常生命活动的必要条件。稳态偏离正常-疾病,第三节 机体生理功能的调节 当内、外环境发生改变时，机体各种功能活动发生相应变化，使机体能适应各种不同的生理情况和外界环境的变化，保持内环境相对稳定的过程称为生理功能的调节。三种调节方式：神经调节 体液调节 自身调节,一、神经调节,一、神经调节 神经调节：由神经系统的活动调节生理功能的调节方式。调节特点：快速、短暂、精确 调节基本方式：反射 调节结构基础：反射弧 反射弧组成：五部分,-换能 传入神经传导神经冲动-分析、综合，作出反应 传出神经传导神经冲动-相应活动,感受器,神经中枢,效应器,反射弧(reflex arc)：五部分必须完整,神经调节的特点：反应快 作用部位准确 作用持续时间短,二、体液调节,概念：指由机体内分泌腺和内分泌细胞分泌的某些特殊化学物质，经体液运输到全身组织细胞，发挥其生理活动调节的方式。激素：由内分泌细胞分泌，携带生物学信息，能对组织细胞功能进行调节的化学物质称为激素。激素作用的细胞为靶细胞。靶细胞-受体,激素运输途径及作用范围 全身体液调节 体液调节 局部体液调节激素分泌的方式：长距离分泌:激素血液运输 旁分泌:组织液扩散 神经分泌:神经细胞分泌体液调节特点：作用缓慢、广泛、持久。,三、自身调节,概念：指机体许多组织、细胞在不依赖于外来的神经、体液因素作用下，自身对周围环境的变化发生的适应性反应，称为自身调节。特点：准确、稳定、调节幅度小，灵敏度低。,第四节 体内的控制系统,人体生理功能的各种调节形式可用工程技术领域的自动控制理论加以解释。控制部分控制系统的基本组成 受控部分 监测装置 根据控制部分、受控部分的相互关系 非自动控制系统 控制系统分为 反馈控制系统 前馈控制系统,一、非自动控制系统,控制方式：单向性“开环”的系统 机能活动 活动或停止控制特点：对受控部分的活动不起调节作用。在人体生理功能调节中，该方式极少见的，仅在反馈机制受到抑制时，机体的反应表现为非自动控制的方式。,指令,控制部分,受控部分,二、反馈控制系统特点：“闭环”系统控制方式：双向性（分：正反馈、负反馈）在控制部分-非控制部分 双向信息联系 控制部分发出控制信号支配受控部分的活动 受控部分的功能状态经监测装置检测后发出反馈信号改变控制部分的活动。,刺激,感受器,控制系统,中枢,传入神经,传出神经,效应器,受控系统,反应,反 馈 回 路,控制部分发出信号指示受控部分发生活动，受控部分则发出反馈信号返回到控制部分，使控制部分能根据反馈信号改变自己的活动，从而对受控部分的活动进行调节,反馈控制(feed-back control),监测装置检测,反馈（feedback）受控部分发出反馈信号影响控制部分活动的过程称为反馈。,（一）负反馈控制系统概念：如果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，这种方式的调节称为负反馈。在正常人体内，绝大多数控制系统都是负反馈方式的调节。以调定点为参照水平进行调节。,意义：使机体的某项生理功能保持稳定。,（二）正反馈控制系统概念：如果反馈调节使受控部分继续加强向原先方向的活动则为正反馈。正反馈在体内较少,它使整个系统处于再生状态,破坏原先的平衡状态。排尿、排便、血凝、分娩等。意义：使机体的某项生理功能在同一方向上不断加强，以致使这一功能得以迅速完成。,血凝过程,三、前馈控制系统 意义：及时调控受控制部分的活动，使活动更加准确与协调。具有适应性、预见性。特点：对受控部分的调控较迅速、使活动 幅度小、更加准确。,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。,控制系统,受控系统,监测装置,输入信息,控制信息,输出变量,干扰信息,前馈信息,前馈控制(feed-forward control),生命的基本特征 一、新陈代谢 二、兴奋性 三、应激性 四、适应性 五、生 殖,一.兴奋性(excitability)：活组织或细胞对刺激(stimulus)发生反应的能力。电生理学中,指细胞受到剌激时产生动作电位的能力或特性。兴奋(excitation)：细胞对剌激发生反应的过程。电生理学中指动作电位的产生。刺激是原因,反应是结果-产生动作电位。,可兴奋细胞(excitation cell)：神经 肌肉 腺体常表现出较高的兴奋性,习惯上称为可兴奋细胞.,1.概念：是指细胞所处环境因素的变化。2.类型:物理、化学、机械,时间,强度,1）刺激强度,2）刺激持续时间,3）强度-时间变化率,3.刺激的三要素,二.刺 激,概念：引起组织产生反应（动作电位）所需的最小刺激强度。(阈上刺激、阈下刺激)意义：衡量组织兴奋性高低的指标。,*阈强度（阈刺激、阈值）,兴奋性,组织的兴奋性和阈刺激可兴奋细胞接受刺激后能否发生兴奋 取决于 刺激量的大小（三个参数）细胞的反应能力（功能状态）,1.概念 机体受刺激时其功能活动的改变2.形式 1)兴奋：静止 活动或活动弱 强 2)抑制：活动 静止或活动强 弱,三.反 应,阈强度（阈值）阈刺激 阈上刺激 阈下刺激刺激反应兴奋性兴奋,课 后 总 结,两者之间关系,两者间区别,课后复习 解释下列名词：生理学 内环境 稳态 反射 体液调节 负反馈 正反馈,思考题：1.生理学的研究任务是什么？2.生命活动的基本特征是什么?3.试述内环境、稳态的概念、意义及其维持机制。4.人体生理功能的调节方式有那些？试比较其特点。5.请举例说明何谓正反馈和负反馈？它们在生理功能调节中有什么意义？,