生理學

生理學

生物學分支學科
生理學,是研究活機體的正常生命活動規律的生物學分支學科。它以生物機體的功能為研究對象。生物機體的功能就是整個生物及其各個部分所表現的各種生命現象或生理作用,例如呼吸、消化、循環、肌肉運動等等。生理學的任務就是要研究這些生理功能的發生機制、條件以及機體的内外環境中各種變化對這結功能的影響醫學^教育網搜集整理,從而掌握各種生理變化的規律。[1]
    中文名:生理學 外文名:physiology 定義: 性質:生物學分支學科 意義:研究生物機體的各種生命現象

發展簡史

以實驗為特征的近代生理學始于17世紀。1628年英國醫生哈維發表了有關

血液循環的名著《動物心血運動的研究》一書,這是曆史上首次以實驗證明了人和高等動物血液是從左心室輸出,通過體循環動脈而流向全身組織,然後彙集于靜脈而回到右心房,再經過肺循環而入左心房。這樣,心髒便成為血液循環的中心。

但哈維當時由于工具的限制,動脈與靜脈之間是怎樣連接的還隻能依靠臆測,認為動脈血是穿過組織的孔隙而通向靜脈。直至1661年意大利組織學家馬爾皮基應用簡單的顯微鏡發現了毛細血管之後,血液循環的全部路徑才搞清楚,并确立了循環生理的基本規律。

在17世紀法國哲學家笛卡兒首先将反射概念應用于生理學,認為動物的每一活動都是對外界刺激的必要反應,刺激與反應之間有固定的神經聯系,他稱這一連串的活動為反射。反射概念直至19世紀初期由于脊髓背根司感覺和腹根司運動的發現,才獲得結構與功能的依據。這一概念為後來神經系統活動規律的研究開辟了道路。

在18世紀,法國化學家拉瓦錫首先發現氧氣和燃燒原理,指出呼吸過程同燃燒一樣,都要消耗氧和産生二氧化碳,從而為機體新陳代謝的研究奠定了基礎。意大利物理學家伽伐尼發現動物肌肉收縮時能夠産生電流,于是開始了生物電學這一新的生理研究領域。

19世紀,生理學開始進入全盛時期。首先應提到法國的著名生理學家貝爾納,他在生理學的多方面進行了廣泛的實驗研究并作出卓越貢獻,特别重要的是他提出的内環境概念已成為生理學中的一個指導性理論。他指出血漿和其他細胞外液乃是動物機體的内環境,是全身細胞直接生活的環境,内環境理化因素如溫度、酸堿度和滲透壓等的恒定是保持生命活動的必要條件。

德國的路德維希所創造的記紋器,長期以來成為生理學實驗室的必備儀器,他對血液循環的神經調節作出重要貢獻,對腎髒的泌尿生理提出有價值的設想。和他同時代的德國海登海因除了對腎髒泌尿生理提出不同的設想外,還首次運用了慢性的小胃制備法以研究胃液分泌的機制,被稱為海氏小胃;這小胃制備法後來經俄國的著名生理學家巴甫洛夫改良成為巴氏小胃,從而分别證明了胃液分泌的調節既有體液機制又有神經機制,他們都對消化生理作出不朽的貢獻。

德國的物理學家和生理學家亥姆霍茲除運用他的豐富的物理學知識對于視覺和聽覺生理作出傑出的貢獻外,還創造了測量神經傳導速度的簡寫而相當準确的方法,為後人所稱道。

20世紀前半期,生理學研究在各個領域都取得了豐富的成果。1903年英國的謝靈頓出版了他的名著《神經系統的整合作用》,對于脊髓反射的規律進行了長期而精密的研究,為神經系統的生理學奠定了鞏固的基礎。與此同時,巴甫洛夫從消化液分泌機制的研究轉到以唾液分泌為客觀指标對大腦皮層的生理活動規律進行了詳盡的研究,提出著名的條件反射概念和高級神經活動學說。

美國的坎農在長期研究自主神經系統生理的基礎上,于1929年提出著名的穩态概念,進一步發展了貝爾納的内環境恒定的理論,認為内環境理化因素之所以能夠在狹小範圍内波動而始終保持相對穩定狀态,主要有賴于自主神經系統和有關的某些内分泌激素的經常性調節。

坎農的穩态概念在20世紀40年代由于控制論的結合,乃廣泛地認識到機體各個部分從細胞到器官系統的活動,都依靠自身調節機制的作用而保持相對穩定狀态,這些調節機制都具有負反饋作用。從此以後,控制論、系統分析和電子計算機等一系列新觀念新技術的引進,使得生理學在定量研究方面邁出了一大步,出現數學生理學這一新邊緣學科。

中國近代生理學的研究自20世紀20年代才開始發展。1926年在生理學家林可勝的倡議下,成立中國生理學會翌年創刊《中國生理學雜志》,新中國成立後,改稱《生理學報》。中國生理學家在這個刊物上發表了不少很有價值的研究論文,受到國際同行的重視。

學科任務

生理學的任務是闡明機體及其各組成部分所表現的各種正常的生命現象、活動規律及其産生機制,以及機體内、外環境變化對這些功能性活動的影響和機體所進行的相應調節,并揭示各種生理功能在整體生命活動中的意義。

研究方法

生理學既然是研究生命活動規律的科學,必然要以活着的機體、器官或組織細胞作為實驗觀察的對象,即使作模拟、作數學模型、作系統分析(systemana1ysis),也必須以對活機體、器官、組織細胞的觀察為依據。在生理學實驗中,既要能夠全面、透徹地揭示出所研究的功能活動的規律,同時又要求所觀察的機體、器官、組織細胞能保持其正常狀态,而這兩方面常常難于兼顧。

解決這個問題的關鍵是,不但要有深思熟慮的實驗設計,而且必須有适當的技術手段。正如恩格斯所指出的,生理學是進入了更高級階段的物理學和化學。生理科學研究中所運用的技術幾乎都是從其它精密基礎學科領域和工業技術中引進并加以改造應用的。因此,生理學的發展在很大程度上依賴于精密基礎科學的發展和工業技術的水平。但更有決定意義的是,生理科學工作者要及時把握這些方面的新成就,并善于改造和應用這些新成就。

生理學是一門實驗性科學。研究方法對生理學的發展起着十分重要的作用,主要有:

1.動物實驗:動物實驗包括急性和慢性動物實驗,是生理學研究采用的主要方法,但由于動物與人類的差别,不能把動物實驗的結果簡單地套用于人體。

2.人體實驗:進行人體實驗、獲得人類的生理參數和了解功能調節機制是人類了解自己的最有效途徑,隻有在不影響人體健康的情況下,才允許進行人體實驗。

3.調查研究:調查研究是以人的群體為對象進行的,如人體生理正常值需要在大樣本人群中進行測量和統計。

研究水平

生理學的研究是在細胞、器官和系統、以及整體這樣三個水平上進行的:

1、細胞和分子水平的研究:可以分析某種細胞、構成細胞的分子或基因的生理特性、功能及其調節機制;

2、器官和系統水平的研究:可以了解一個器官或系統的功能、其在機體中所起的作用和内在機制,以及各種因素對它活動的影響;

3、整體水平的研究:就是以完整的機體為研究對象,觀察和分析在各種生理條件下不同的器官、系統之間互相聯系、互相協調的規律。

值得指出的是,這三個水平的研究,它們相互間不是孤立的,而是互相聯系、互相補充的。要闡明某一生理功能的機制,一般需要對細胞和分子、器官和系統,以及整體三個水平的研究結果進行分析和綜合,才能得出比較全面的結論。

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