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生理学纲要

时间:2005-12-30 20:56来源:Internet 作者:bioguider 阅读:

第一章 绪论

第一节 生理学的研究对象和任务
生理学是研究机体生命活动规律的科学。人体生理学是专门研究人体正常生命活动规律的一门科学。人体正常生命活动,就是整个人体以及构成人体的各器官、系统,在正常活动时所表现的形式及其所起的作用。如呼吸、消化、血液循环、排泄、生殖、感觉、运动、以及思维等活动。生理学的任务就是要阐明这些活动的过程、发生的原理和条件以及体内外环境对它们的影响等,从而认识和掌握生命活动的规律,为卫生保健和医疗实践服务。
对于人体生命活动的深入了解,有赖于对组成人体的各种器官和细胞等功能的认识深化。
由于人体的结构可分为许多层次,所以生理学的研究通常是在以下三个不同水平进行的:
1.整体水平 以完整机体为研究对象。它研究人体与环境之间的对立统一关系,以及体内各系统机能活动之间的相互关系。例如,研究生产劳动、体育运动以及思维、情绪变化对人体整体及各系统机能活动的影响;研究气温变化、高压、缺氧等对人体机能活动的影响及人体对环境的适应过程等。
2.器官、系统水平 以器官、系统为研究对象。研究体内各系统、各器官的机能活动有什么特殊性,其机能活动是怎样发生和发展的,要求哪些条件,受哪些因素的影响,在整体生命活动中起什么作用等。例如,研究心脏是怎样射血的,心搏的快、慢、强。弱受哪些因素的影响等。
3.细胞、分子水平 以细胞及其所含的物质分子为研究对象。主要研究细胞内细胞器的结构和功能,以及各种生物分子的特殊理化变化过程。例如要阐明心肌收缩的原理,就必须研究心肌细胞膜、内质网、肌原纤维等结构的机能活动,以及心肌细胞中蛋白质等生物分子与有关离子运动的理化过程。这些内容的研究,就是从细胞和分子水平进行的。随着生理学的发展,越来越需要从细胞、分子水平进行研究。
以上三个水平的研究,虽然在内容及方法上有所不同,但三者密切联系,相辅相成。目的是为了更深刻、更全面地掌握机体生命活动规律。
第二节 生命的基本特征
科学家们通过对各种生物体,特别是对细菌和原生动物等简单生物的研究,发现生命至少包括三种基本活动,即新陈代谢、兴奋性和生殖。因为这些活动为活的生物体所特有,所以认为是生命的基本特征。了解生命的基本特征,有助于对机体生命活动规律的理解。
一、新陈代谢
新陈代谢是反映机体与其周围环境之间所进行的物质交换和它本身不断的自我更新过
程。
机体不断地从外界环境中摄取营养物质,把它们加工改造成自身成分,并贮存能量,此过程称为合成代谢,又叫同化作用。在合成代谢的同时,机体也不断地分解自身成分,释放其中的能量,供生命活动所需,并将废物排出体外,此过程称为分解代谢,又叫异化作用。
物质的合成和分解,称为物质代谢;伴随物质代谢而产生的能量的贮存,释放和利用等过程,称为能量代谢。物质代谢和能量代谢是新陈代谢同一过程的两个方面,是不可分割地联系在一起的。
新陈代谢是机体与环境最基本的联系,也是生命的基本因素。机体在新陈代谢的基础上表现出生长、发育、生殖、运动等一切生命现象。新陈代谢一旦停止,生命也就结束。
二、兴奋性
一切活体组织或机体都具有随环境条件的变化改变自身结构和功能的能力或特性,称为兴奋性。随着科学的发展,现代生理学给兴奋性下了更严格的定义,即兴奋性是指组织随环境变化而产生特殊生物电反应--动作电位的能力。由于神经、肌肉、腺体具有上述能力,因此,在生理学中把它们称为可兴奋组织。
(一)刺激和反应
机体内外环境中发生的变化并非都能为细胞或机体所感受,在生理学中把能为细胞或机体感受到的内外环境变化称为刺激。刺激的种类很多,可分为化学刺激、电流刺激、机械刺激和生物刺激等。由于电流的强度和通电时间容易控制,且可重复使用而不易损伤组织,所以电流刺激在生理学实验和研究中最为常用。

 

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细胞或机体受刺激后所发生的一切应答性变化,称为反应。如果刺激的作用时间足够,那么,任何刺激必须达到一定强度,才能引起组织反应。引起组织发生反应的最小刺激强度,称为阈强度、阈值或刺激阈。具有阈强度的刺激,称为阈刺激;小于阈强度的刺激,称为阈下刺激;大于阈强度的刺激,称为阈上刺激。组织的阈值高低,可反映组织兴奋性的高低。
兴奋性的高低指的是反应发生的难易程度,易于发生反应的兴奋性高,不易发生反应的兴奋性低。阈值越低,说明组织对该种刺激越敏感,即兴奋性越高;反之,阈值越高,则说明组织对该种刺激越迟钝,即兴奋性越低。由此可见,组织的兴奋性与阈值是反比关系。
刺激和反应之间具有因果关系,即刺激是因,反应是果。这就是说由于刺激作用于机体才能发生反应;而机体发生反应又是某种刺激所制造的结果。各种组织发生反应时表现各不相同,但归纳起来只有两种带有共性的基本表现形式,即兴奋和抑制。
(二)兴奋和抑制
组织在安静时,仍在不停地进行着新陈代谢,仍在积累能量,为反应的发生做好准备。在这种安静条件下,组织所处的功能状态,称为生理静息状态。它是实现各种功能活动的基础。兴奋是指组织受刺激后,由生理静息状态转变为活动状态,或由弱活动变为强活动。在现代生理学中则具体指动作电位的产生过程。抑制是指组织受刺激后,由活动状态转入生理静息状态,或由强活动变为弱活动。
一种刺激究竟引起组织兴奋还是抑制,取决于刺激的质和量以及组织当时的功能状态。同样刺激,由于刺激的强度不同,反应可不同。例如,中等强度的疼痛刺激可以引起兴奋,表现为心跳加强、呼吸加快、血压升高等;但剧烈的疼痛反而引起抑制,表现为心跳减慢减弱,呼吸变慢,血压下降,甚至意识丧失。同样的刺激,由于机体功能状态不同,引起的反应也不一样。例如,饥饿和饱食的人,对食物的反应是不同的。
总之,生物机体对环境变化作出适应性反应,乃是生物机体普遍具有的功能,也是生物机体赖于生存的必要条件。
三、生殖
生物体生长发育到一定阶段后,能够产生与自己相似的子代个体,这种功能称为生殖或自我复制。单细胞生物的生殖过程,就是一个亲代细胞通过简单的分裂或较复杂的有丝分裂分成两个子代细胞。高等动物发育到一定阶段同样具有生殖功能,但是它们已分化为雌性和雄性个体,要由两性生殖细胞结合生成子代个体。这种生殖过程虽然复杂的多,但父系与母系的遗传信息是分别由雄性和雌性生殖细胞的脱氧核糖核酸带给子代的。
任何生物体的寿命都是有限的,必然要衰老、死亡。一切生物都是通过生殖或自我复制延续种系的。所以生殖也是生命的基本特征之一。
第三节 人体功能活动的特征
一、内环境与稳态
(一)内环境
人是生存于大气环境中的个体,人的生存和发展有赖于他同这一大气环境之间的物质交换和能量交换。但是,体内数以亿计的细胞,绝大多数并不与整个机体生存的环境相接触,而是生存在与之迥然不同的液体环境之中。因此就把整个机体所处的生存环境称为机体外环境,简称外环境;而把体内细胞所处的生存环境称为机体内环境,简称内环境。那么内环境是由体内何种成分组成的呢?大家知道,人体内含有大量水分,这些水及溶解于其中的溶质,总称为体液。体液遍布于细胞内外,分布于细胞内者称为细胞内液,分布于细胞外者称为细胞外液(如血浆、组织液、淋巴液等等)。细胞外液充满于细胞间隙,细胞浸浴在细胞外液之中,细胞在自我更新中正是与细胞外液直接进行物质交换和能量交换的。不难看出,细胞所处的生存环境是由细胞外液构成的,所以内环境就是细胞外液。
(二)稳态
不论是外环境或是内环境,都应具备一定条件才能满足机体或细胞的代谢需要。细胞对内环境的要求是非常严格的,内环境中的种种条件,如温度、PH值、渗透压、各种物质浓度等等,其数值的波动只能限于一定范围之内,否则将会严重干扰细胞代谢。内环境种种条件保持质和量的相对恒定的状态,称为稳态。稳态不是一种凝固不变的状态,而是一种相对稳定的动态平衡。这种动态平衡的保持,有赖于机体完善的自我调节机制。
内环境的相对稳定状态是细胞进行正常生命活动的必要条件。例如人体的新陈代谢过程是细胞内很多复杂的酶促反应组成的,这些酶促反应只有在理化条件保持在一个狭小范围内时才能顺利进行。如果内环境的理化性质发生变化、新陈代谢则不能正常进行,严重时,危及生命。因此,内环境稳态具有重要的生理意义。
二、机体活动的调节
人体是由大量的细胞组成,但是这些细胞不是简单地堆积在一起。人类在长期进化过程中,各种细胞之间逐步建立起不同形式的机能联系,并在这些联系的基础上组成了一整套机能调节系统。通过它对各种生理功能进行调节,机体才能够保持其自身的稳定和对环境的适应。所谓调节是指机体根据内外环境的变化来调整和节制体内的活,使机体内部以及机体与环境之间达到平衡统一的生理过程。

(责任编辑:泉水)
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