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人体解剖生理学 Human Anatomy and Physiology. 胡学军. 绪 论. 一、人体解剖生理学的研究对象和方法 人体解剖生理学是以人体解剖学为基础,研究人体的生命活动规律及其功能的一门学科。 结构是生理功能实现的物质基础,结构与功能是相适应的。人体解剖生理学是在学习机体组成结构的基础上,理解机体各个组成部分所表现的各种生命活动现象和生理活动的调节机制。. (一)解剖生理学的研究历史. 中国古代著作中的解剖生理学内容
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绪 论 一、人体解剖生理学的研究对象和方法 人体解剖生理学是以人体解剖学为基础,研究人体的生命活动规律及其功能的一门学科。 结构是生理功能实现的物质基础,结构与功能是相适应的。人体解剖生理学是在学习机体组成结构的基础上,理解机体各个组成部分所表现的各种生命活动现象和生理活动的调节机制。
(一)解剖生理学的研究历史 中国古代著作中的解剖生理学内容 《黄帝内经》中国古代蕴含着丰富哲学思想的医学著作 又称 《内经 》。现分为《素问》、《灵枢》两书。托名黄帝,真实作者不可考。成书年代说法不一,一说战国,一说秦汉间,一说西汉初期或中期。实非一时一人之作。书中有“若夫八尺之士,皮肉在此,外可度量切循而得之,其死可解剖而视之”
《齐民要术》(贾思勰,公元533-544)中的相畜法对家畜的机体结构与功能间的关系进行了描述。《齐民要术》(贾思勰,公元533-544)中的相畜法对家畜的机体结构与功能间的关系进行了描述。 《本草纲目》描写了许多动物的形态、内部解剖。 《医林改错》(清代王任清,1768-1831)作者到坟地和刑场解剖尸体,补充和纠正了古书中的一些错误。该书特别阐述了对脑的看法,如“灵机记性于脑”,“听之声归于脑”,“两目即脑汁所生”等。在当时,应该说已具有相当高的科学水平。
西方解剖生理学的发展 亚里士多德(Aristotle,公元前384-322) 盖伦(Galen,129-199) 列奥纳多· 达·芬奇 (Leonardo da Vinci, 1452-1519) 维萨力欧(也译作维萨里) (Vesalius,1514-1564) 哈维(Harvey,1578-1657) 克劳德 · 伯尔纳(Claude Bernard, 1813~1878) 巴甫洛夫(Ivan Pavlov,1849-1936) 沃尔特 · 坎农(Walter B. Cannon, 1871 -1945)
Aristotle (384-322 BC)亚里士多德 Works on natural history History of Animals (physical/mental qualities, habits) On the parts of Animals On the Movement of Animals On the Progression of Animals On the Generation of Animals Minor treatises Problems
Galen was physician to the Roman Emperor Marcus Aurelius. Galen was the originator of the experimental method in medical investigation, and throughout his life dissected animals in his quest to understand how the body functions. He also recommended that other doctors practice dissection as a means of discovery as well as to improve surgical skills. 盖伦是古罗马时期最著名最有影响的医学大师,他被认为是仅次于希波克拉底(Hippocrates)的第二个医学权威。盖伦是最著名的医生和解剖学家。他一生专心致力于医疗实践解剖研究,写作和各类学术活动.盖伦非常注重实验。他被认为是第一个实验生理学家。他对肾脏进行了大量实验研究。他同样对脊神经做了许多实验,以确定其控制的人体部位。
达·芬奇在生理解剖学上也取得了巨大的成就,被认为是近代生理解剖学的始祖。他掌握了人体解剖知识,从解剖学入手,研究了人体各部分的构造。他最先采用蜡来表现人脑的内部结构,也是设想用玻璃和陶瓷制作心脏和眼睛的第一人。他发现了血液的功能,认为血液对人体起着新陈代谢的作用,并认为了血液是不断循环的。他说血液不断的改造全身,把养料带到身体需要的各个部分,再把体内废物带走。达·芬奇研究过心脏,他发现心脏有四个腔,并画出了心脏瓣膜。他认为老年人的死因之一是动脉硬化,而产生动脉硬化的原因是缺乏运动。后来,英国科学家哈维证实和发展了达·芬奇这些生理解剖学的成果。达·芬奇在生理解剖学上也取得了巨大的成就,被认为是近代生理解剖学的始祖。他掌握了人体解剖知识,从解剖学入手,研究了人体各部分的构造。他最先采用蜡来表现人脑的内部结构,也是设想用玻璃和陶瓷制作心脏和眼睛的第一人。他发现了血液的功能,认为血液对人体起着新陈代谢的作用,并认为了血液是不断循环的。他说血液不断的改造全身,把养料带到身体需要的各个部分,再把体内废物带走。达·芬奇研究过心脏,他发现心脏有四个腔,并画出了心脏瓣膜。他认为老年人的死因之一是动脉硬化,而产生动脉硬化的原因是缺乏运动。后来,英国科学家哈维证实和发展了达·芬奇这些生理解剖学的成果。
安德烈·维萨里(Andreas Vesaliua)是著名的医生和解剖学家,近代人体解剖学的创始人,维萨里与哥白尼齐名,是科学革命的两大代表人物之一。维萨里的主要贡献1543年发表了《人体构造》一书,该书总结了当时解剖学的成就,哥白尼的《天体运行论》于同一年出版。此书按骨骼肌腱、神经等几大系统描述人体结构。在这部伟大的著作中,,以大量、丰富的解剖实践资料,对人体的结构进行了精确的描述。他在书中写道:解剖学应该研究活的、而不是死的结构。人体的所有器官、骨骼、肌肉、血管和神经都是密切相互联系的,每一部分都是有活力的组织单位。这部著作的出版,澄清了盖仑学派主观臆测的种种错误,从而使解剖学步入了正轨。可以说,《人体构造》一书是科学的解剖学建立的重要标志。
William Harvey 威廉·哈维(William Harvey, 1578~1657)则是出现在 17 世纪初的又一位敢于向权威提出怀疑的伟大学者,他发现了血液循环和心脏的功能。他的不朽著作An Anatomical Study of the Motion of the Heart and of the Blood in Animals发表于 1628 年,被誉为生理学历史上最重要的著作,标志着现代生理学的开始,其意义并不在于直接应用,而是为人们探索人体生理功能的奥秘指明了正确方向,这就是通过实验来进行研究。
Harvey 在不同动物解剖中发现了同样的结果。他终于得出了这样一个结论:血液由心脏 “ 泵 ” 出,经由动脉血管流向身体各处,再从静脉血管流回心脏,从而完成血液循环。他把这一发现写成了An Anatomical Study of the Motion of the Heart and of the Blood in Animals一书,正式提出了关于血液循环的理论。为了使读者信服他的理论,他在书中写道:推理和实验都表明血液是由于心室的跳动而穿过肺脏和心脏的,由心脏送出而分布于全身,在流到动脉和肌肉的细孔后通过静脉由外围各方流向中心,由较小的静脉流向较大的静脉,最后流入右心室。 …… 。 因此,绝对有必要做出这样的结论:动物的血液是被压入循环,而且是不断流动的;这是心脏借搏动而完成的动作和机能,也是心脏动作的唯一结果。
克劳德 · 伯尔纳(Claude Bernard, 1813~1878) 19 世纪法国伟大的生理学家和一代哲人。他毕生从事生理学实验研究,他的足迹几乎遍及生理学的各个研究领域,并有许多重要发现。他的研究论文被印成 18 卷文集,并曾 4 次荣获科学院实验生理学奖。行多种活体动物实验帮助极大。他十分勤奋,常以实验室为家。他勤于实验,勤于观察,勤于思考,善于逻辑推理。 生理学家一致公认, 在胰腺的消化功能、肝脏的糖原生成功能、血管运动机制、箭毒和一氧化碳(CO)等毒物的作用机制等方面的研究是与 Bernard 的名字分不开的。他在晚年时总结他一生的工作,并进行逻辑推理,提出了“内环境恒定”的概念。
巴甫洛夫(Ivan Pavlov, 1849-1936) 俄罗斯生理学家,在心血管神经支配、消化液分泌机制方面进行了大量研究,在神经生理学方面,提出了著名的条件反射和信号学说 ,获得1904年诺贝尔生理及医学奖 。 沃尔特 · 布雷德福 · 坎农(Walter Bradford Cannon, 1871 -1945)是 美国 20 世纪最为杰出的生理学家之一,他首创了铋或钡餐与 X 射线在消化道上的造影法 , 他还提出了 交感神经系统 “ 应急 ” 功能的概念和 生物体的 “ 自稳态 ” 理论。
(二)人体解剖生理学的研究方法 解剖生理学是一门实验性科学 人体实验 动物实验 They’ve Saved More People Than 911.
1. 急性实验法 (1)离体(in vitro)组织器官实验法 如心脏灌流、离体血管、离体肌肉 整体死亡与器官死亡
2. 慢性实验方法 是以完整清醒的动物为研究对象,在保持比较自然的外界条件下进行实验。如切除小脑、埋藏电极、胃瘘等。
二、生命活动的基本特征 (一)新陈代谢(metabolism) (二)生殖和生长发育 1.生殖(reproduction) 2. 生长(growth)和发育(development) 广义的发育 (三)应激性
三、人体生理功能的调节 1. 调节的必要性和重要性 2. 调节的方式 (1)神经调节 依靠神经系统,主要以反射的形式进行 (2)体液调节 某些细胞产生某些特异性的化学物质,通过体液作为媒介,到达另外一些细胞,如激素。 (3)自身调节 不依赖于外来的神经和体液因素,如心肌
3. 内环境与稳态的概念 成年人的身体中液体占体重的60% 其中2/3为细胞内液 intracellular fluid,占体重的40% 另1/3为细胞外液 extracellular fluid,占体重的20%,包括组织液和血浆。 对于人和高等动物 内环境=细胞外液
稳态 内环境的物理、化学性质是相对稳定的,如温度、pH、各种离子的浓度等,这种内环境的相对平衡状态称作稳态 Homeostasis。但是internal environment 理化性质的稳定不是一种凝固的状态,而是各种物质在不停的转换中达到的相对平衡状态,即动态平衡,,Homeostasis 是生理学中的一个非常重要的概念,机体的一切调节活动都围绕着稳态的维持。
4. 生理功能调节的控制 上世纪40年代产生了一个新的学科控制论 cybernetics.根据其原理,人和高等动物体各种功能调节可分为三类控制系统 非自动控制系统 是一个开环系统,其 控制部分不受受控部分的影响 反馈控制系统 是一个闭环系统,其控制部分不断接受受控部分的影响,这是高等动物体内最普遍的调节控制。 前馈控制系统 输出变量不发出反馈信息,监测装置在检测到干扰信息后发出前馈 feed forward 信息,作用于控制系统,调整控制信息以对抗干扰信息对受控系统的作用,从而使输出变量保持稳定。
干扰信息 参考信息 偏差信息 控制信息 输出变量 比较器 控制系统 受控系统 监测装置 反馈信息 反馈 feedback 有两种,negative feedback 和 positive feedback. 血压、体温、胃酸分泌等调节都是负反馈 偏差信息=参考信息+反馈信息 反馈系统示意图
肌肉系统 骨骼系统 骨骼系统 骨骼系统 体被系统 体被系统 体被系统 体被系统
内分泌系统 神经系统 心血管系统 循环系统
淋巴系统 免疫系统 呼吸系统
女性生殖系统 消化系统 泌尿系统 男性生殖系统