生理学

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  生理学汉语拼音:Shenglixue;英语:Physiology),研究生物机体的生命活动机制及机体各个组成部分的功能的学科生命科学的重要分支学科。从生物角度看,单细胞生物体的全部活动都发生在一个细胞内,其生理活动过程相对比较简单。但在多细胞生物体中,不同的细胞群构成生物体的各个器官和系统,并且行使不同的生理功能,在机体的整个生命过程中起各自的作用。因此,多细胞生物的生理过程和活动机制要比单细胞生物复杂得多。

  根据研究的对象不同,生理学分为人体生理学动物生理学植物生理学细胞生理学微生物生理学等。人体生理学是研究构成人体各个系统的器官和细胞的正常活动过程,特别是各个器官、细胞功能表现的内部机制及系统之间的相互联系和相互作用,阐明人体作为一个整体,其各部分的功能活动是如何互相协调、互相制约,从而能在复杂多变的环境中维持正常的生命活动过程的。由于在人体上进行实验观察受到许多限制,所以,对于人体的许多生理活动和生命现象的研究与认识,还需要从动物生理学的研究中得到。

  以实验为特征的近代生理学始于17世纪。1628年英国医生W.哈维发表了有关血液循环的名著《动物心血运动的研究》一书,这是历史上首次以实验证明了人和高等动物血液是从左心室输出,通过体循环动脉而流向全身组织,然后汇集于静脉而回到右心房,再经过肺循环而入左心房。这样,心脏便成为血液循环的中心。但由于工具的限制,哈维对动脉静脉之间是怎样连接的还只是臆测,认为动脉血是穿过组织的孔隙而流向静脉。直至1661年意大利组织学家M.马尔皮基应用简单的显微镜发现了毛细血管之后,血液循环的全部路径才搞清楚。

  17世纪法国哲学家R.笛卡儿首先将反射概念应用于生理学,认为动物的每一活动都是对外界刺激的反应,刺激与反应之间有固定的神经联系。这一概念直至19世纪初期由于发现脊髓背根司感觉和腹根司运动的这一生理现象,才获得结构与功能的依据。这为后来研究神经系统活动规律开辟了道路。18世纪,法国化学家A.-L.拉瓦锡首先发现氧气和燃烧原理,指出呼吸过程同燃烧一样,都是消耗氧和产生二氧化碳的过程,从而为研究机体的新陈代谢奠定了基础。意大利物理学家L.伽伐尼发现动物肌肉收缩时能够产生电流,于是开辟了生物电学这一新的生理研究领域。

  19世纪,生理学开始进入全盛时期。法国的著名生理学家C.贝尔纳在生理学的多领域进行了广泛的实验与研究,并提出了内环境概念,这一概念后来成为生理学中的一个指导性理论。他指出:血浆和其他细胞外液乃是动物机体的内环境,是全身细胞直接生活的环境,内环境理化因素如温度、酸碱度和渗透压等的恒定是保持生命活动的必要条件。德国C.F.W.路德维希所创造的记录器长期以来是生理学实验室的必备仪器,他对血液循环的神经调节作出重要贡献,对肾脏的泌尿生理机制提出了有价值的设想。与他同时代的德国R.P.H.海登海因除对肾脏泌尿生理提出不同的设想外,还首次运用了慢性的小胃制备法以研究胃液分泌的机制,后被称为海氏小胃,这一方法后来经俄国著名生理学家I.P.巴甫洛夫改良成为巴氏小胃,从而分别证明了胃液分泌的调节既有体液机制又有神经机制。他们都对消化的生理机制的研究作出了不朽贡献。德国的物理学家和生理学家H.von亥姆霍兹除运用他的丰富的物理学知识对视觉和听觉生理作出杰出贡献外,还创造了测量神经传导速度的简单且准确的方法。

  20世纪前半期,生理学研究在各个领域都取得了丰富的成果,尤其是对神经系统生理学的研究。1903年英国的C.S.谢灵顿出版了著名的《神经系统的整合作用》,为神经系统的生理学奠定了基础。同时,巴甫洛夫以唾液分泌为客观指标对大脑皮层的生理活动规律进行了详尽的研究,提出著名的条件反射概念和高级神经活动学说。美国W.B.坎农在长期研究自主神经系统生理的基础上,于1929年提出著名的稳态概念,进一步发展了C.贝尔纳的内环境恒定的理论,认为内环境理化因素之所以能够在狭小范围内波动而始终保持相对稳定状态,主要有赖于自主神经系统和有关的某些内分泌激素的经常性调节。坎农的稳态理论在20世纪40年代由于与控制论相结合,广泛地认识到机体各个部分从细胞到器官系统的活动,都依靠自身调节机制的作用而保持相对稳定状态,这些调节机制都具有负反馈作用。此后,由于控制论、系统分析和电子计算机等一系列新理论新技术的引入,使生理学在定量研究方面有了很大发展,并出现数学生理学这一新边缘学科。

  中国近代生理学的研究自20世纪20年代才开始发展。1926年在生理学家林可胜的倡议下,成立了中国生理学会,翌年《中国生理学杂志》创刊,中华人民共和国建立后,改称《生理学报》。中国生理学家在这个刊物上发表了不少很有价值的研究论文,受到国际生理学界的重视。