热烈欢迎同学们热烈欢迎同学们和我们一起学习、讨和我们一起学习、讨论论“生理学生理学”！ - - 2021/7/91 闫剑群闫剑群 生理学与病理生理学系生理学与病理生理学系 （科教楼（科教楼709室）室） 电话：电话： 2021/7/92 第一章第一章 绪论绪论 Introduction to Physiology2021/7/93 生理学是一门实验科学。生理学几乎所有的知识都是通生理学是一门实验科学。生理学几乎所有的知识都是通过实验获得的。英国人过实验获得的。英国人哈维哈维是近代生理学的奠基人。是近代生理学的奠基人。William Harvey (1578-1657) 2021/7/94 哈维创立血液循环理论的故事哈维创立血液循环理论的故事l 哲学家亚里士多德亚里士多德的观点：食物在心脏内转变成血液； 心脏给血液加热；动脉里充满了空气；心脏产生 “元气”；静脉和动脉血都有涨有落，有时向心脏流入， 有时从心脏流出。这种错误观点延续了几百年。l l 18001800年前，古罗马神医年前，古罗马神医盖仑盖仑盖仑盖仑否定否定亚里士多德亚里士多德的观点，指出，指出 人血管里流的是人血管里流的是血血。这一观点比亚里士多德前进了一大步。这一观点比亚里士多德前进了一大步。 盖仑的理论认为，血液在人体内像潮水一样流动之后，便消失消失在人 体四周。 盖伦曾亲自做过大量的解剖，也对心脏和血管做过细心的研 究，但是却从未想到血液会循环流动却从未想到血液会循环流动；由于他是一位名望极高的神医， 于是人们1千年内都把他这种血液理论奉为真理，不许怀疑。 2021/7/95l 16世纪，比利时医生维萨里维萨里认为盖仑的理论是错误的。不久，西班牙医生塞尔维特塞尔维特便提出了血液在心肺之间进行小循环小循环的看法，这两位巴黎大学里的同学，相继向权威盖仑盖仑进行挑战。但是他们都付出了惊人的代价，维萨里受到宗教裁判所的迫害，被判处死刑。塞尔维特由于出版了基督教的复兴触犯了西班牙教会，与1553年10月，在日内瓦被当作“异教徒”，活活烧死。这两位医生为了研究人的血液循环，向权威挑战，献出了宝贵的生命。2021/7/96l l 半半个个世世纪纪之之后后，哈哈哈哈维维维维医医生生决决心心弄弄清清人人体体血血液液的的奥奥秘秘。他他系系统统地地分分析析了了前前人人的的研研究究情情况况：公公元元前前3 3世世纪纪古古希希腊腊的的医医生生、解解剖剖学学的的创创始始人人赫赫赫赫罗罗罗罗非非非非拉拉拉拉斯斯斯斯，最最早早把把静静脉脉与与动动脉脉区区分分开开来来；公公元元前前2 2世世纪纪，盖盖盖盖仑仑仑仑提提出出了了血血液液流流动动的的理理论论；1515世世纪纪，著著名名画画家家、医医生生达达达达芬芬芬芬奇奇奇奇，通通过过解解剖剖，发发现现并并提提出出了了心心心心脏脏脏脏有有有有四四四四个个个个腔腔腔腔的的理理论论，以以及及维维维维萨萨萨萨里里里里与与塞塞塞塞尔尔尔尔维维维维特特特特研研究究的的成成果果。前前人人的的研研究究成成果果，首首先先开开拓拓了了哈哈维维的的视视野野。然然而而，他他是是一一个个善善于于思思索索的的人人，并并不不迷迷信信权权威威的的理理论论，更更难难能能可可贵贵的的是是他他敢敢于于怀怀疑疑权权威威的的理理论论，他他喜喜欢欢“打打破破沙沙锅锅问问到到底底”，他他问问自自己己“血血液液真真的的流流到到人人体体四四周周就就消消失失了吗？怎么会消失的呢？了吗？怎么会消失的呢？”等等。等等。2021/7/97l l 他决心像伽利略一样，通过实验，去揭开人体血液循环的神秘他决心像伽利略一样，通过实验，去揭开人体血液循环的神秘面纱。他首先拿动物开刀。他认为动物的血液与人有着相似之处，面纱。他首先拿动物开刀。他认为动物的血液与人有着相似之处，据他的笔记记载，他一生共解剖过动物的种类多达据他的笔记记载，他一生共解剖过动物的种类多达4040多种。他解剖多种。他解剖过许多大动物，通过解剖，终于过许多大动物，通过解剖，终于发现心脏像一个水泵发现心脏像一个水泵发现心脏像一个水泵发现心脏像一个水泵，把血液压出，把血液压出来，血液便流向全身。哈维用兔子和蛇，反复做实验，他把它们解来，血液便流向全身。哈维用兔子和蛇，反复做实验，他把它们解剖开之后，找出还在跳动的动脉血管，然后用镊子把它们夹住，观剖开之后，找出还在跳动的动脉血管，然后用镊子把它们夹住，观察血管的变化，他发现血管通往心脏的一头很快膨胀起来，而另一察血管的变化，他发现血管通往心脏的一头很快膨胀起来，而另一端就马上瘪下去了，这说明端就马上瘪下去了，这说明血是从心脏里向外流出来的血是从心脏里向外流出来的血是从心脏里向外流出来的血是从心脏里向外流出来的，由此证明，由此证明动脉里的血压在升高动脉里的血压在升高动脉里的血压在升高动脉里的血压在升高。他又用同样的方法，找出了大的静脉血管，。他又用同样的方法，找出了大的静脉血管，用镊子夹住，其结果正好与动脉血管相反，靠近心脏的那一段血管用镊子夹住，其结果正好与动脉血管相反，靠近心脏的那一段血管瘪了下去，而远离心脏的另一端鼓胀了起来，这说明瘪了下去，而远离心脏的另一端鼓胀了起来，这说明静脉血管中的静脉血管中的静脉血管中的静脉血管中的血是流向心脏的血是流向心脏的血是流向心脏的血是流向心脏的。 2021/7/98l l 哈维在不同的动物解剖中发现了上述同样哈维在不同的动物解剖中发现了上述同样的结果，他终于得出了这样一个结论：的结果，他终于得出了这样一个结论：血液血液由心脏这个由心脏这个“ “泵泵” ”压出来，从动脉血管流出压出来，从动脉血管流出来，流向身体各处，然后，再从静脉血管中来，流向身体各处，然后，再从静脉血管中流回去，回到心脏，这样完成了血液循环流回去，回到心脏，这样完成了血液循环。他把这一发现写成了他把这一发现写成了动物心脏和血液运动动物心脏和血液运动一书，正式提出了关于一书，正式提出了关于血液循环血液循环的理论。的理论。2021/7/99l l 为了证明人的血液循环也与动物一样，他还在人身上为了证明人的血液循环也与动物一样，他还在人身上反复地实验。他请了一些比较瘦的人（容易在身上找到血反复地实验。他请了一些比较瘦的人（容易在身上找到血管）。他把那些人手臂上的大静脉血管用绷带扎紧，结果管）。他把那些人手臂上的大静脉血管用绷带扎紧，结果发现靠近心脏的一段血管瘪下去，而另一端鼓了起来。他发现靠近心脏的一段血管瘪下去，而另一端鼓了起来。他又扎住了动脉血管，发现远离心脏的那一端动脉不再跳动，又扎住了动脉血管，发现远离心脏的那一端动脉不再跳动，而另一端，很快鼓了起来。而另一端，很快鼓了起来。证明完全与动物的血液循环是证明完全与动物的血液循环是证明完全与动物的血液循环是证明完全与动物的血液循环是一样的一样的一样的一样的。他在书上告诫人们：。他在书上告诫人们：“ “无论是教解剖学或学解剖无论是教解剖学或学解剖学的，都应当以实验为依据，而不应当以书籍为依据；都学的，都应当以实验为依据，而不应当以书籍为依据；都应当以自然为老师，而不应当以哲学为老师。应当以自然为老师，而不应当以哲学为老师。” ” 2021/7/910n9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。2024/9/24 2024/9/24 Tuesday, September 24, 2024n10、低头要有勇气，抬头要有低气。2024/9/24 2024/9/24 2024/9/24 9/24/2024 10:54:49 PMn11、人总是珍惜为得到。2024/9/24 2024/9/24 2024/9/24 Sep-24 24-Sep-24n12、人乱于心，不宽余请。2024/9/24 2024/9/24 2024/9/24 Tuesday, September 24, 2024n13、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。2024/9/24 2024/9/24 2024/9/24 2024/9/24 9/24/2024n14、抱最大的希望，作最大的努力。24 九月 20242024/9/24 2024/9/24 2024/9/24n15、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。九月 242024/9/24 2024/9/24 2024/9/24 9/24/2024n16、业余生活要有意义，不要越轨。2024/9/24 2024/9/24 24 September 2024n17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2024/9/24 2024/9/24 2024/9/24 2024/9/242021/7/911l l 哈维哈维还通过一个简单的数学运算来最先形成血液循还通过一个简单的数学运算来最先形成血液循环这一概念的。哈维估计心脏每次跳动的排血量大约环这一概念的。哈维估计心脏每次跳动的排血量大约是是两盎司两盎司，由于心脏每分钟跳动，由于心脏每分钟跳动7272次次，所以用简单的，所以用简单的乘法运算就可以得出结论：每小时大约有乘法运算就可以得出结论：每小时大约有540540磅血液磅血液从心脏排入主动脉。但是从心脏排入主动脉。但是540540磅远远超过了一个正常磅远远超过了一个正常的整个体重，甚至更加远远地超过了血液本身的重量。的整个体重，甚至更加远远地超过了血液本身的重量。因此哈维似乎明显地认识到了因此哈维似乎明显地认识到了等量的血液往复不停地等量的血液往复不停地等量的血液往复不停地等量的血液往复不停地通过心脏通过心脏通过心脏通过心脏。提出这一假说后，他花费了九年时间来做。提出这一假说后，他花费了九年时间来做实验和仔细观察，掌握了血液循环的详细情况。实验和仔细观察，掌握了血液循环的详细情况。2021/7/912l l 哈维他一生中写过大量的科学论著，但是只发表了哈维他一生中写过大量的科学论著，但是只发表了心血心血运动论运动论和和论动物的生殖论动物的生殖两书以及几封为两书以及几封为心血运动论心血运动论辩护的公开信。其中辩护的公开信。其中16281628年，发表的划时代著作年，发表的划时代著作Heart and movement of blood（中译名（中译名心血运动论心血运动论），这是第一），这是第一本基于实验的生理学著作，标志着近代生理学的诞生，同时也本基于实验的生理学著作，标志着近代生理学的诞生，同时也奠定了哈维在科学发展史上的重要地位。奠定了哈维在科学发展史上的重要地位。l l 哈维在书中明确指出，哈维在书中明确指出，动脉把血液从心脏输出而同时静动脉把血液从心脏输出而同时静脉把血液输入心脏脉把血液输入心脏。由于没有显微镜，哈维无法看到毛细血管。由于没有显微镜，哈维无法看到毛细血管血液从最小的动脉输入静脉的微小血管，但是他却正确地血液从最小的动脉输入静脉的微小血管，但是他却正确地推断出了它们的存在（哈维去世几年以后意大利生物学家发现推断出了它们的存在（哈维去世几年以后意大利生物学家发现了毛细血管）。了毛细血管）。2021/7/913l l 直直到到哈哈维维16571657年年逝逝世世以以后后的的第第四四年年，伽伽伽伽利利利利略略略略发发明明的的望望远远镜镜，被被意意大大利利马马马马尔尔尔尔比比比比基基基基教教授授改改制制为为显显微微镜镜用用于于医医学学上上，观观察察到到毛毛毛毛细细细细血血血血管管管管的的的的存存存存在在在在，才才真真正正证证实实了了哈哈维维理理论论的的正正确确性性。哈哈维维的的血血液液循循环理论的被确认，标志着当时的科技在医学领域中的显著成就。环理论的被确认，标志着当时的科技在医学领域中的显著成就。 哈哈维维的的贡贡献献是是划划时时代代的的，他他的的工工作作标标志志着着新新的的生生命命科科学学的的开开始始，属属于于发发端端于于1616世世纪纪的的科科学学革革命命的的一一个个重重要要组组成成部部分分。哈哈维维因因为为他他的的出出色色的的心心血血系系统统的的研研究究（以以及及他他的的动动物物生生殖殖的的研研究究），使使得得他他成成为为与与哥哥哥哥白白白白尼尼尼尼、伽伽伽伽利利利利力力力力、牛牛牛牛顿顿顿顿等等人人齐齐名名的的科科学学革革命命的的巨巨匠匠。他他的的心心血血运运动动论论一一书书也也像像天天体体运运行行论论、关关于于托托勒勒密密和和哥哥白白尼尼两两大大体体系系的的对对话话、自自然然哲哲学学之之数数学学原原理理等等著著作作一一样样，成成为为科科学学革革命命时时期期以以及及整整个个科科学学史史上上极极为为重重要要的的文献。文献。2021/7/914 中国近代生理学的产生和发展中国近代生理学的产生和发展n在我国，对生理学进行系统的研究大概从1925年开始。1926年少数生理学工作者组成了中国生理学会，有会员25人，并于次年创刊了中国生理学杂志中国生理学杂志（1953年改称生理学报生理学报）。由于学会的成立和学报的出版，国内生理学的研究得以逐步发展。n我国现代生理学的奠基人是林可胜林可胜教授（18971969），他1925年自美回国后即任北京协和医学院生理学系主任、教授，领导教学及科研工作。著名生理学家还有蔡翘蔡翘教授（ 18971990）、沈隽淇沈隽淇教授（18941969）、侯宗濂侯宗濂教授（19001992）、林树林树模模教授（18931982）、张锡钧张锡钧教授（18991988）、冯德培冯德培教授（19071995）、赵以炳教授（19091987）和张香桐张香桐教授等。2021/7/915左右：林可胜、侯祥传、侯宗濂、沈 淇、Necheles H 等生理学家在学生实验室2021/7/916生理学对医学的贡献1. 1. 直接贡献直接贡献直接贡献直接贡献（1）Kats 有关胆碱酯酶的研究与重症肌无力有关胆碱酯酶的研究与重症肌无力（myasthenia gravis)的关系：的关系： 他发现该病与神经系统的胆碱酯酶活性有关，应用胆他发现该病与神经系统的胆碱酯酶活性有关，应用胆 碱酯酶抗体治疗获得很好疗效。碱酯酶抗体治疗获得很好疗效。（2）Kuffer有关抑制性神经递质有关抑制性神经递质GABA的发现：的发现：以龙虾以龙虾 为标本。龙虾的一个运动神经元轴突可支配许多骨为标本。龙虾的一个运动神经元轴突可支配许多骨 骼肌纤维。以电刺激鉴定是兴奋性神经还是抑制性骼肌纤维。以电刺激鉴定是兴奋性神经还是抑制性 神经，然后取出抑制性神经做生化鉴定，发现神经，然后取出抑制性神经做生化鉴定，发现 GABA GABA是抑制性递质，是抑制性递质，为开发为开发临床临床治疗治疗药物药物奠定了奠定了 基础。基础。2. 2. 间接贡献间接贡献间接贡献间接贡献 2021/7/917 第一节第一节 生理学的研究对象和任务生理学的研究对象和任务第二节第二节 生命活动的基本特征生命活动的基本特征第三节第三节 机体的内环境和稳态机体的内环境和稳态第四节第四节 机体生理功能的调节机体生理功能的调节第五节第五节 体内的控制系统体内的控制系统2021/7/918 第一节第一节 生理学的研究对象与任务生理学的研究对象与任务一、生理学的任务一、生理学的任务 生理学生理学（physiologyphysiology）是生物学的一个分支，是以生物机体的）是生物学的一个分支，是以生物机体的生命活动现象和机体各个组成部分的生命活动现象和机体各个组成部分的功能功能为研究对象的一门科学。为研究对象的一门科学。 本门课程主要讲授本门课程主要讲授人体生理学人体生理学（human physiology)human physiology)。人体生。人体生理学是基础医学的一门主干课程。理学是基础医学的一门主干课程。许多动物的生理过程与人相似许多动物的生理过程与人相似。 主要内容：主要内容： 各个各个器官、组织、细胞、分子器官、组织、细胞、分子功能表现及功能表现及内部机制内部机制； 不同不同分子、细胞、器官、系统分子、细胞、器官、系统间的相互联系和相互作用间的相互联系和相互作用； 各部分各部分的功能活动与的功能活动与整体整体的关系及调节的关系及调节； 整体整体与复杂多变的与复杂多变的环境环境之间的关系。之间的关系。 2021/7/919 二、生理学的研究方法生理学的研究方法（一）急性实验（一）急性实验（acute experiment） 在体（在体（in vivo） 离体（离体（in vitro）（二）慢性实验（二）慢性实验（chronic experiment）2021/7/920三、生理学研究的三个水平三、生理学研究的三个水平（一）整体水平整体水平：整合生理学整合生理学（integrative physiology） 在生理情况下，各个器官和系统的功能互相协调，从而使机体能够成在生理情况下，各个器官和系统的功能互相协调，从而使机体能够成为一个完整的整体，并在不断变化着的环境中维持正常的生命活动。从整为一个完整的整体，并在不断变化着的环境中维持正常的生命活动。从整体水平上的研究，就是要以完整的机体为研究对象，观察和分析在各种环体水平上的研究，就是要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下不同的器官、系统之间互相联系、互相协调，以及完境条件和生理情况下不同的器官、系统之间互相联系、互相协调，以及完整机体对环境变化发生各种反应的规律。所以整体水平上的研究比细胞水整机体对环境变化发生各种反应的规律。所以整体水平上的研究比细胞水平和器官、系统水平上的研究更加复杂。平和器官、系统水平上的研究更加复杂。2021/7/921（二）器官和系统水平器官和系统水平: n 要了解一个器官或系统的功能，它在机体中要了解一个器官或系统的功能，它在机体中所起的作用，它的功能活动的内在机制，以及各所起的作用，它的功能活动的内在机制，以及各种因素对它活动的影响，都需要从器官和系统的种因素对它活动的影响，都需要从器官和系统的水平上进行观察和研究。水平上进行观察和研究。n 这个水平上的研究所获得的知识，就是这个水平上的研究所获得的知识，就是器官器官生理学生理学(organ physiology)。2021/7/922 ( (三）三）细胞和分子水平细胞和分子水平： 各个器官的功能都是由构成该器官的各个细胞的特性各个器官的功能都是由构成该器官的各个细胞的特性决定的。细胞的生理特性又是由构成细胞的各个成分，特决定的。细胞的生理特性又是由构成细胞的各个成分，特别是细胞中各种生物大分子的别是细胞中各种生物大分子的物理学物理学和和化学化学特性决定的。特性决定的。 在细胞和分子水平上进行的研究，其研究对象是细胞在细胞和分子水平上进行的研究，其研究对象是细胞和构成细胞的分子。在这个水平上进行研究和获取知识的和构成细胞的分子。在这个水平上进行研究和获取知识的学科称为学科称为细胞生理学细胞生理学(cell physiology)或或分子生理学分子生理学 (molecular physiology(molecular physiology) 。 2021/7/923 第三节第三节 生命活动的基本特征生命活动的基本特征一一、新陈代谢（新陈代谢（metabolism） 物质代谢物质代谢 能量代谢能量代谢 二、兴奋性（兴奋性（excitability） 机体对内、外环境变化产生反应的能力。机体对内、外环境变化产生反应的能力。 “刺激刺激”与与“反应反应” 刺激刺激（stimulus）：）：可被机体感受并引起反应的可被机体感受并引起反应的 体内、外环境的变化。体内、外环境的变化。 分类分类：机械性、化学性、生物性、社会心理性刺激机械性、化学性、生物性、社会心理性刺激 等；等； 伤害性、非伤害性；伤害性、非伤害性； 反应反应（response)：机体应答刺激所产生的变化机体应答刺激所产生的变化 兴奋（兴奋（excitation) 抑制抑制 (inhibition) 2021/7/924 阈刺激：阈刺激：引起组织、细胞产生反应的最小刺激。引起组织、细胞产生反应的最小刺激。 阈强度或阈值（阈强度或阈值（threshold）：）：阈刺激的强度阈刺激的强度 阈上刺激阈上刺激 阈下刺激阈下刺激 适宜刺激适宜刺激 刺激能否引起反应的三要素（刺激的构成）刺激能否引起反应的三要素（刺激的构成） 刺激强度刺激强度 作用时间作用时间 强度强度-时间变化率时间变化率 2021/7/925三、适应性（三、适应性（adaptability） 机体根据内外环境的变化而调整体内各部分活机体根据内外环境的变化而调整体内各部分活动和关系的功能。动和关系的功能。 行为适应：行为适应：本能性行为适应本能性行为适应 生理适应生理适应：身体内部的协调性反应身体内部的协调性反应四、生殖（四、生殖（reproduction）2021/7/926 第三节第三节 机体的内环境和稳态机体的内环境和稳态q 体液体液： 细胞内液：细胞内液： 占体重的占体重的 40%40% 细胞外液：细胞外液： 占体重的占体重的 20%20%， 其中血血 浆：浆： 占体重的占体重的 5%5% 组织液：组织液： 占体重的占体重的 15%15%q 内环境（内环境（internal environmentinternal environment）：）：细胞外液细胞外液q 内环境稳态（内环境稳态（homeostasishomeostasis）：）：内环境的理化特性相对恒定内环境的理化特性相对恒定2021/7/9272021/7/928 稳态稳态，指正常生理情况下内环境的各种理化性质只，指正常生理情况下内环境的各种理化性质只在很小的范围内发生变动，在很小的范围内发生变动，泛指体内各个水平上的泛指体内各个水平上的生理活动在神经、体液等因素调节下保持相对稳定生理活动在神经、体液等因素调节下保持相对稳定和相互协调的状态。和相互协调的状态。 稳态的实现：稳态的实现：在在神经、体液机制调节神经、体液机制调节下，通过各器下，通过各器官系统的活动而实现。官系统的活动而实现。途径途径-反馈反馈 稳态的意义：稳态的意义：为细胞活动提供理化性质相对恒定的为细胞活动提供理化性质相对恒定的环境，维持正常新陈代谢和生命活动。环境，维持正常新陈代谢和生命活动。 2021/7/929 第四节第四节 机体生理功能的调节机体生理功能的调节 一、神经调节（一、神经调节（nervous regulation） p 基本方式是基本方式是反射（反射（reflex），反射的结构基础是，反射的结构基础是反射弧反射弧（reflex arc）。 非条件反射非条件反射（Unconditioning reflex）: set up before birth 条件反射条件反射（Conditioning reflex）: set up after birthp 反射弧的组成反射弧的组成： 感受器（receptor）传入神经（afferent nerve）神经中枢（nerve center)传出神经（efferent nerve)效应器（effector)p 神经调节的特点神经调节的特点：快速、准确、精巧、协调2021/7/9302021/7/9312021/7/932二、体液调节（二、体液调节（humoral regulation） q 全身性体液调节：全身性体液调节： 循环循环激素（激素（hormone）；其他化学因子；神经激素；其他化学因子；神经激素q 局部性体液调节：局部性体液调节：旁分泌（旁分泌（paracrine）局部性代谢物质局部性代谢物质自分泌（自分泌（autocrine）q 体液调节的特点体液调节的特点：反应相对较慢、作用部位广泛、持久反应相对较慢、作用部位广泛、持久2021/7/933 三、自身调节三、自身调节 （Autoregulation）q 是组织、细胞本身的特性，不依赖神经、体液调节是组织、细胞本身的特性，不依赖神经、体液调节q 调节能力相对较小调节能力相对较小q 举例：举例：心脏的异长自身调节心脏的异长自身调节血管受牵拉后会收缩血管受牵拉后会收缩脑、肾血流量的自身调节脑、肾血流量的自身调节 2021/7/934 第五节第五节 体内的控制系统体内的控制系统n人体功能调节过程和工程控制有许多共同的规律。人体功能调节过程和工程控制有许多共同的规律。n从控制论的角度来看，人体内存在数以千计的各种从控制论的角度来看，人体内存在数以千计的各种控制系控制系统统(control system)(control system)；甚至在一个细胞内也存在着许多极甚至在一个细胞内也存在着许多极其精细复杂的控制系统，对细胞的各种功能进行调节。因其精细复杂的控制系统，对细胞的各种功能进行调节。因此，学者们也应用控制论的概念、原理和方法来认识和分此，学者们也应用控制论的概念、原理和方法来认识和分析机体各种功能的调节。析机体各种功能的调节。n从控制论的观念来分析，任何控制系统都由从控制论的观念来分析，任何控制系统都由控制部分和受控制部分和受控部分控部分组成。组成。n控制系统可分为三大类：控制系统可分为三大类： 非自动控制系统非自动控制系统 反馈控制系统反馈控制系统 前馈控制系统前馈控制系统2021/7/935一、非自动控制系统一、非自动控制系统 非自动控制系统是一种非自动控制系统是一种“开环开环”系统系统。控制部分发出指令到达。控制部分发出指令到达受控部受控部 分，而受控部分的活动不会反过来影响控制部分的活动。分，而受控部分的活动不会反过来影响控制部分的活动。 控制方式：控制方式：单向性单向性n控制特点：控制特点：n 对受控部分的活动不起自动调节作用；在人体正常生理功能的调对受控部分的活动不起自动调节作用；在人体正常生理功能的调节中，这种控制极少见。仅在反馈机制受到抑制时，机体的反应表现节中，这种控制极少见。仅在反馈机制受到抑制时，机体的反应表现为非自动控制。为非自动控制。 例如：例如：应激时，因压力感受器受抑制，应激刺激引起交感神经系应激时，因压力感受器受抑制，应激刺激引起交感神经系统高度兴奋，使心率加快、血压升高，而这些信息不能引起明显的神统高度兴奋，使心率加快、血压升高，而这些信息不能引起明显的神经调节活动，故心率、血压维持在高水平。经调节活动，故心率、血压维持在高水平。控制部分控制部分受控部分受控部分机能活动机能活动指令指令2021/7/936二、二、反馈控制系统反馈控制系统(feedback control system)(feedback control system) 反馈控制系统是一种反馈控制系统是一种“闭环闭环”系统系统，控制部分发出信号，指示受，控制部分发出信号，指示受控部分活动，而受控部分的活动可被一定的感受装置感受，感受装置再将控部分活动，而受控部分的活动可被一定的感受装置感受，感受装置再将受控部分的活动情况作为反馈信号送回到控制部分，受控部分的活动情况作为反馈信号送回到控制部分，控制部分可以根据反控制部分可以根据反馈信号来改变自己的活动，调整对受控部分的指令，因而能对受控部分的馈信号来改变自己的活动，调整对受控部分的指令，因而能对受控部分的活动进行调节。活动进行调节。 控制方式：控制方式：双向性双向性控制部分控制部分受控部分受控部分机能活动机能活动控制信息控制信息反馈信息反馈信息2021/7/937( (一一) )正反馈控制系统正反馈控制系统 正反馈正反馈(positive feedback)(positive feedback)：反馈信息的作用性质反馈信息的作用性质与控制信息的作用性质与控制信息的作用性质相同相同的反馈。的反馈。 正反馈控制系统的意义：正反馈控制系统的意义：有助于一个完整生理过程的完成有助于一个完整生理过程的完成。 血液凝固血液凝固 排尿排尿 分娩分娩 控制部分控制部分受控部分受控部分机能活动机能活动控制信息控制信息反馈信息反馈信息(+)2021/7/9382021/7/939 分娩的正反馈控制分娩的正反馈控制子宫收缩子宫收缩胎头下降胎头下降宫颈牵张宫颈牵张胎儿娩出胎儿娩出 (+)2021/7/940( (二二) )负反馈控制系统负反馈控制系统 负反馈负反馈(negative feedback)(negative feedback)：反馈信息的作用性质与反馈信息的作用性质与控制信息的作用性质控制信息的作用性质相反相反的反馈。的反馈。 负反馈控制系统的作用：负反馈控制系统的作用：维持内环境稳态维持内环境稳态。 血压调节血压调节 体温调节体温调节 控制部分控制部分受控部分受控部分机能活动机能活动控制信息控制信息反馈信息反馈信息(-)2021/7/941 颈动脉窦和主动脉弓压力感受性反射颈动脉窦和主动脉弓压力感受性反射 （负反馈调节）（负反馈调节）2021/7/942三、前馈控制系统三、前馈控制系统(feed-forward control system)(feed-forward control system) 前馈控制：前馈控制：控制部分控制部分向向受控部分受控部分发出指令的同时，又通发出指令的同时，又通过另一快捷通路向过另一快捷通路向受控部分受控部分发出前馈信息，及时地调控发出前馈信息，及时地调控受控受控部分部分的活动。的活动。 控制方式：控制方式：双通路双通路 控制特点：控制特点：前馈控制可更快的对活动进行控制，使活动更加前馈控制可更快的对活动进行控制，使活动更加准确；有些条件反射也可以认为是前馈控制，可使机体对准确；有些条件反射也可以认为是前馈控制，可使机体对环境变化做预见性和超前性活动，减少负反馈的环境变化做预见性和超前性活动，减少负反馈的波动性和波动性和滞后性。滞后性。控制部分控制部分受控部分受控部分指令指令快捷通路前馈信息快捷通路前馈信息2021/7/943 反馈与前馈的比较反馈与前馈的比较 方式方式 作用作用 生理意义生理意义负反馈负反馈 反馈信号传递给控制部分，控制反馈信号传递给控制部分，控制系统经分析后，发出指令使系统经分析后，发出指令使受控部分受控部分的活动减弱的活动减弱 。维持原来的平衡状态维持原来的平衡状态。 正反馈正反馈 反馈信号能加强控制部分的活动，反馈信号能加强控制部分的活动，使使受控部分的活动再加强受控部分的活动再加强，如此循环，如此循环，促使整个系统处于再生状态。促使整个系统处于再生状态。 从而使某个生理活动从而使某个生理活动不断加强，并迅速完不断加强，并迅速完成成。 前馈前馈 控制部分在输出变量未发生偏差控制部分在输出变量未发生偏差引起反馈信息之前，就对受控部分发引起反馈信息之前，就对受控部分发出纠正信息。出纠正信息。 避免负反馈调节避免负反馈调节的波动性和反应的滞的波动性和反应的滞后性，更好地保持稳后性，更好地保持稳态态。2021/7/944 结结 论论 机体生存在两个环境中，一个是不断机体生存在两个环境中，一个是不断变化的变化的外环境外环境，另一个是相对稳定的，另一个是相对稳定的内环内环境境。 体内所有生命活动的机制，尽管种类体内所有生命活动的机制，尽管种类不同，功能各异，但只有一个目的：保持不同，功能各异，但只有一个目的：保持内环境的内环境的稳态稳态，稳态是正常生命活动的必稳态是正常生命活动的必要条件要条件。 稳态是一个动态平衡，机体通过神经、稳态是一个动态平衡，机体通过神经、体液、自身调节保持内环境的相对稳定。体液、自身调节保持内环境的相对稳定。 各种功能活动通过反馈机制达到自动各种功能活动通过反馈机制达到自动而精确的调节。而精确的调节。2021/7/945 复复 习习 题题 1. 人体生命活动的基本特征有哪些？人体生命活动的基本特征有哪些？ 2人体功能活动的调节方式有哪些？各有什么特征？人体功能活动的调节方式有哪些？各有什么特征？ 3什么是适应性？什么是适应性？ 什么是兴奋性？什么是阈值？兴什么是兴奋性？什么是阈值？兴奋性和阈值之间奋性和阈值之间 有什么关系？有什么关系？ 4阈刺激、阈上刺激、阈下刺激的概念。阈刺激、阈上刺激、阈下刺激的概念。 5正反馈、负反馈、前馈的概念。正反馈、负反馈、前馈的概念。 6正反馈和负反馈通常参与哪些生理过程？正反馈和负反馈通常参与哪些生理过程？ 7什么是机体内环境和内环境稳态？内环境稳态有何什么是机体内环境和内环境稳态？内环境稳态有何生理意义？生理意义？ 8什么叫反应？反应有哪两种形式？什么叫反应？反应有哪两种形式？ 9什么是体液？体液包括哪两部分？什么是体液？体液包括哪两部分？2021/7/946