S~第01章_绪论.doc
http://www.100md.com
参见附件(93kb)。
第01章_绪论
Introduction to Physiology
生理学研究的主题-稳态
Homeostasis-the Theme of Physiology
Physiology一词来源于希腊语(physio＝nature，-logy＝study of)，其原意是指对自然界的生物体和非生物体进行系统的探索和研究。生理学是生物科学的一个分支，本教材为人体生理学(human physiology),观察物件为生物机体(living organisms)和人体，研究人体各种生命现象和生命过程(Phenomena of life & life process)发生的机制、条件，探索各器官系统是如何相互协调，维持一个生命活动所必需的前提-稳态(homeostasis)。19世纪法国生理学家Claude Bernard于1865年首次把浸浴细胞的细胞外液(extracellullar fluid，ECF)称之为内环境(internal environment)，内环境的各种理化成分(如温度、PH值、渗透压、Na+、K+、Ca2+、Cl-、O2分压、CO2分压以及葡萄糖浓度等)保持相对稳定。在此基础上美国生理学家Cannon(1871-1945)于1929年提出稳态的新概念。通过各种生理机制的相互协调，维持内环境各种理化成分的相对稳定称为稳态。
人体生活在充满空气的外环境，每个细胞已不直接和外环境进行物质交换，而是从ECF中获取O2和营养物质，而把CO2和代谢废物首先排入ECF，通过ECF这一内环境从肺获得O2并排出CO2，从消化道获取水、各种营养物质和矿物质，把代谢废物通过肾脏排出体外。(图1-1)
一、生理学研究的三个水准(Functions at Three Levels)
生理学研究生命活动，例如心脏搏动和血液回圈、呼吸运动、消化吸收和泌尿等等。要研究循环系统的功能，必须从以下三个水准去观察分析。
(一)细胞分子水准(Cellular and Molecular Level)
这一水准的研究要回答生命活动发生的分子生物学机制，而机制(mechanism)一词有必要在此作一解释。从生理学的观点来看，所有的生命现象(biological phenomena)最终要用物理学和化学的原理加以解释，而解释生命现象的理化原理称为机制。例如心脏有规律的搏动，是因为特殊传导系统中窦房结的起博细胞4期自动去极化，其离子机制是外向电流Ik在复极达最大复极电位时开始关闭，Ik进行性衰减是4期自动去极化的第一部分。当4期去极化达-50mv时，启动T-型Ca2+离子通道，内向电流Ica-T是4期自动去极化的后一部分。窦房结每分钟自动去极化的频率高达100次/min，成为心脏的起博点(pacemaker)，是正常的心脏节律，称为"窦性心律"。这一水准研究所积累资料称为细胞生理学(cell physiology)或普通生理学(general physiology)。
(二)器官、系统水准(Organ or System Level)
这一水准的研究着重阐明器官和系统是如何进行正常活动。例如在一个心动周期内心脏各部分如何配合完成射血机能，由于窦房结4期自动去极化，兴奋波通过特殊传导系统，依次兴奋心房、心室，引起有次序的房、室舒缩活动，加上瓣膜开闭的配合，引起血液在房室和动脉之间的定向流动，完成向动脉射血，从静脉接受血液充盈，在一个心动周期中产生压力、容积的规律性变化。这一水准研究所获得的资料称为器官生理学(organ physiology)，如心血管生理学(cardiovascular physiology)、胃肠生理学(gastrointestinal physiology)。
(三)整体水准(Organismal Level)
整体水准强调各器官、系统之间的相互影响和配合。在某一特定情况下，例如剧烈运动，在神经、内分泌系统的调节下，心跳加快加强，心输出量增加，而血管系统中的血流量发生重新分配，骨胳肌血流量增多，消化、内分泌系统机能相对减少，尿量减少。呼吸系统活动增强，呼吸加深加快以满足氧耗量的增加和加快对CO2的清除。
二、生理学研究的方法(Methods Used for Physiology)
生理学研究生物体生命活动的规律，是一门实验性的科学。若要从事实验性的研究，正确的方法包括以下几个方面。
(一)生理学研究的方法和步骤(Steps in the Scientific Methods)
首先通过长期的观察捕捉"有趣的现象"(interesting phenomena)。例如科学家观察到神经、肌肉细胞膜内外存在着一个内负外正的电位差，许多人考虑为什么？于是，1902年Berenstein提出假说(hypothesis)，膜电位是由于膜内外K+分布不均，而静息细胞膜只对K+有通透性，但他未能加以证实。后来由Hodgkin和Huxley设计一系列严密的实验(experiment)，特别是找到了一个理想的实验材料-枪乌鲗的巨大神经(squid axon)，证明Berenstein的假说基本上是正确的。得出静息膜电位接近K+的平衡电位的结论(conclusion)，而这一结论又被许多实验室加以再验证(retesting)，由此，科学家们发表了一系列出色的研究论文(publication)。总之，正确的科研思维方法是：observationg →interesting phenomena →hypothesis →experiment →conclusion →retesting →publication。
(二)动物实验(Experiment on Animals)
一般可分为急性实验和慢性实验(acute/chronic experiment)。急性实验又分为离体(in vitro)和在体(in vivo)两类。离体实验是指将动物的器官、组织或细胞游离出来，在适当条件下进行实验。例如，坐骨神经腓肠肌标本，蛙心灌流等。在体实验，大多数是在麻醉条件下，观察某一器官系统的功能活动。例如在家兔颈总动脉插入套管测定动脉血压，刺激减压神经、静脉注射某些药物时观察动脉血压的变化。急性实验一般取得实验结果后，动物按法规处死。慢性实验，一般是指首先在麻醉条件下，例如摘除某一内分泌腺，等动物恢复后数天，观察可能出现的机能变化。再例如Ivan Pavlov(1849-1936)在狗的腹部做一个胃瘘，长期观察分析胃液分泌。
80年代分子生物学的进展，生理学的研究也可以用分子克隆技术将某种受体的基因加以分离，从DNA序列和氨基酸的序列研究受体的特性。采用什么方法技术加以研究，要根据实验研究的目的来确定。
第二节生理功能的稳态调节
Homeostatic Regulation of Physiological Functions
上述已经提出细胞正常的功能活动必须维持一个相对稳定的内环境，而稳态则是通过许多生理机制的协调所维持的内环境理化性质的稳定 ......
第01章_绪论
Introduction to Physiology
生理学研究的主题-稳态
Homeostasis-the Theme of Physiology
Physiology一词来源于希腊语(physio＝nature，-logy＝study of)，其原意是指对自然界的生物体和非生物体进行系统的探索和研究。生理学是生物科学的一个分支，本教材为人体生理学(human physiology),观察物件为生物机体(living organisms)和人体，研究人体各种生命现象和生命过程(Phenomena of life & life process)发生的机制、条件，探索各器官系统是如何相互协调，维持一个生命活动所必需的前提-稳态(homeostasis)。19世纪法国生理学家Claude Bernard于1865年首次把浸浴细胞的细胞外液(extracellullar fluid，ECF)称之为内环境(internal environment)，内环境的各种理化成分(如温度、PH值、渗透压、Na+、K+、Ca2+、Cl-、O2分压、CO2分压以及葡萄糖浓度等)保持相对稳定。在此基础上美国生理学家Cannon(1871-1945)于1929年提出稳态的新概念。通过各种生理机制的相互协调，维持内环境各种理化成分的相对稳定称为稳态。
人体生活在充满空气的外环境，每个细胞已不直接和外环境进行物质交换，而是从ECF中获取O2和营养物质，而把CO2和代谢废物首先排入ECF，通过ECF这一内环境从肺获得O2并排出CO2，从消化道获取水、各种营养物质和矿物质，把代谢废物通过肾脏排出体外。(图1-1)
一、生理学研究的三个水准(Functions at Three Levels)
生理学研究生命活动，例如心脏搏动和血液回圈、呼吸运动、消化吸收和泌尿等等。要研究循环系统的功能，必须从以下三个水准去观察分析。
(一)细胞分子水准(Cellular and Molecular Level)
这一水准的研究要回答生命活动发生的分子生物学机制，而机制(mechanism)一词有必要在此作一解释。从生理学的观点来看，所有的生命现象(biological phenomena)最终要用物理学和化学的原理加以解释，而解释生命现象的理化原理称为机制。例如心脏有规律的搏动，是因为特殊传导系统中窦房结的起博细胞4期自动去极化，其离子机制是外向电流Ik在复极达最大复极电位时开始关闭，Ik进行性衰减是4期自动去极化的第一部分。当4期去极化达-50mv时，启动T-型Ca2+离子通道，内向电流Ica-T是4期自动去极化的后一部分。窦房结每分钟自动去极化的频率高达100次/min，成为心脏的起博点(pacemaker)，是正常的心脏节律，称为"窦性心律"。这一水准研究所积累资料称为细胞生理学(cell physiology)或普通生理学(general physiology)。
(二)器官、系统水准(Organ or System Level)
这一水准的研究着重阐明器官和系统是如何进行正常活动。例如在一个心动周期内心脏各部分如何配合完成射血机能，由于窦房结4期自动去极化，兴奋波通过特殊传导系统，依次兴奋心房、心室，引起有次序的房、室舒缩活动，加上瓣膜开闭的配合，引起血液在房室和动脉之间的定向流动，完成向动脉射血，从静脉接受血液充盈，在一个心动周期中产生压力、容积的规律性变化。这一水准研究所获得的资料称为器官生理学(organ physiology)，如心血管生理学(cardiovascular physiology)、胃肠生理学(gastrointestinal physiology)。
(三)整体水准(Organismal Level)
整体水准强调各器官、系统之间的相互影响和配合。在某一特定情况下，例如剧烈运动，在神经、内分泌系统的调节下，心跳加快加强，心输出量增加，而血管系统中的血流量发生重新分配，骨胳肌血流量增多，消化、内分泌系统机能相对减少，尿量减少。呼吸系统活动增强，呼吸加深加快以满足氧耗量的增加和加快对CO2的清除。
二、生理学研究的方法(Methods Used for Physiology)
生理学研究生物体生命活动的规律，是一门实验性的科学。若要从事实验性的研究，正确的方法包括以下几个方面。
(一)生理学研究的方法和步骤(Steps in the Scientific Methods)
首先通过长期的观察捕捉"有趣的现象"(interesting phenomena)。例如科学家观察到神经、肌肉细胞膜内外存在着一个内负外正的电位差，许多人考虑为什么？于是，1902年Berenstein提出假说(hypothesis)，膜电位是由于膜内外K+分布不均，而静息细胞膜只对K+有通透性，但他未能加以证实。后来由Hodgkin和Huxley设计一系列严密的实验(experiment)，特别是找到了一个理想的实验材料-枪乌鲗的巨大神经(squid axon)，证明Berenstein的假说基本上是正确的。得出静息膜电位接近K+的平衡电位的结论(conclusion)，而这一结论又被许多实验室加以再验证(retesting)，由此，科学家们发表了一系列出色的研究论文(publication)。总之，正确的科研思维方法是：observationg →interesting phenomena →hypothesis →experiment →conclusion →retesting →publication。
(二)动物实验(Experiment on Animals)
一般可分为急性实验和慢性实验(acute/chronic experiment)。急性实验又分为离体(in vitro)和在体(in vivo)两类。离体实验是指将动物的器官、组织或细胞游离出来，在适当条件下进行实验。例如，坐骨神经腓肠肌标本，蛙心灌流等。在体实验，大多数是在麻醉条件下，观察某一器官系统的功能活动。例如在家兔颈总动脉插入套管测定动脉血压，刺激减压神经、静脉注射某些药物时观察动脉血压的变化。急性实验一般取得实验结果后，动物按法规处死。慢性实验，一般是指首先在麻醉条件下，例如摘除某一内分泌腺，等动物恢复后数天，观察可能出现的机能变化。再例如Ivan Pavlov(1849-1936)在狗的腹部做一个胃瘘，长期观察分析胃液分泌。
80年代分子生物学的进展，生理学的研究也可以用分子克隆技术将某种受体的基因加以分离，从DNA序列和氨基酸的序列研究受体的特性。采用什么方法技术加以研究，要根据实验研究的目的来确定。
第二节生理功能的稳态调节
Homeostatic Regulation of Physiological Functions
上述已经提出细胞正常的功能活动必须维持一个相对稳定的内环境，而稳态则是通过许多生理机制的协调所维持的内环境理化性质的稳定 ......
您现在查看是摘要介绍页，详见DOC附件(93kb)。