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生理学

人类生理学范畴

用最简单、最宽泛的话来讲，生理学是研究生物体机能的学科。而对于人类生理学来说，其范围极其广泛。一方面从小处着眼，它包括了单个分子的研究，例如，某一蛋白质的形态和所具有的电属性如何使它成为钠离子进出细胞的通道；而另一方面从大处着眼，它也研究依赖于人体众多独立器官相互作用的复杂生理过程。例如，当一个人摄入咸的食物时，大脑、心脏及其他腺体如何共同协作把更多的钠通过尿液排出体外。

事实上，我们可以确信无疑地推测生理信息不断涌现，人们对生理学的理解不断加深。其中一个主要原因是具有里程碑意义的人类基因组序列的揭秘。随着基因组编码的所有蛋白质的功能被发现，将这些功能应用于细胞、器官系统的功能研究将会掀开我们对人体机能认识的新篇章。

人体的组织

如果把复杂的多细胞生物分为最小的结构单位，而该单位依然保留生命特有的功能，这个单位称为细胞。如果对生物学做统一的概述，其中之一即为有些基础活动几乎所有的细胞都有，而这些活动都体现了要维持细胞完整性与生命的最低要求。例如，人类肝细胞和阿米巴原虫在许多方面有惊人的相似性：如它们与邻近环境交换物质的方式、从有机营养中吸取能量的方式、合成复杂分子的方式、进行自身复制的方式、探测邻近环境信号并做出反应的方式等。

细胞可以根据其大致功能类型进行分类，共有4类：①肌细胞；②神经细胞；③上皮细胞；④结缔组织细胞。大多数特异性细胞都与相似类型的细胞聚集，形成组织。与4类分化细胞相对应，组织也被分为4种类型：①肌肉组织；②神经组织；③上皮组织；④结缔组织。

器官由这4类组织以不同的比例与方式构成。其中，很多器官又可以划分为更小、相似的亚单位，称为功能单位。每个功能单位完成器官的功能。比如，肾脏的功能单位称为肾单位。肾脏所产生的全部尿液就是由200万个独立肾单位生成的尿液总和。

最后，人体有器官系统，由共同完成某个整体功能的各个器官组成。例如，泌尿系统由肾脏、膀胱、输尿管和尿道组成。人体共有10个系统：循环系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统、肌肉骨骼系统、体被系统、免疫系统、神经系统、内分泌系统和生殖系统。

体内稳态

定义

只有在细胞外液适宜细胞存活时，细胞才能生存并发挥功能。因此，人体内环境的化学组成与物理属性必须维持在相对稳定的狭小范围内。维持相对稳定的内环境被称为体内稳态。

体内稳态并不是一种一成不变的固定状态，而是动态稳定的状态，如果确实发生变化会被代偿性生理反应最小化。其中的“动态”是指每一个受稳态调节的因子都具有持续变化的特点，而“稳态”意味着这些变化并不会偏离正常或稳定的水平太多。

受稳态调节因子(https://www.daowen.com)

很多体内环境因子必须通过稳态机制维持其稳定，它们包括：

（1）营养分子浓度：细胞需要营养分子的持续供给以生成能量。而能量则是维持生命、保证特异细胞活动所必需的。

（2）氧气和二氧化碳浓度：细胞需要氧气来进行产生能量的化学反应，而反应中生成的二氧化碳则必须被清除，以防产酸的二氧化碳增加内环境的酸性。

（3）废物浓度：有些化学反应会产生最终产物，如果任其堆积在体内，会对体细胞产生毒性作用。

（4）pH：pH的改变会对神经细胞的正常功能产生不良影响，极大地破坏所有细胞的酶活性。

（5）废物、盐与其他电解质浓度：因为细胞外液中盐和水的相对浓度影响进出细胞的水量，因而其浓度要精准调控，以维持合适的细胞体积。当细胞胞质过多或过少时，细胞无法正常发挥功能。其他的电解质功能各异、多种多样。例如，心脏有节律地跳动取决于细胞外液中钾离子（K+）相对稳定的浓度。

（6）血容量与血压：内环境的循环成分，即血浆，必须保持足够的容量与血压，以确保血浆在全身的分布，因为血浆是外环境与细胞间重要的联系。

（7）体温：体细胞在很小的温度范围内功能最佳。如果细胞温度过低，其功能会下降太多；更糟糕的是，如果细胞温度过高，其结构蛋白或酶蛋白会受损或被摧毁。

稳态控制机制

稳态控制机制主要通过负反馈原理进行。在负反馈中，稳态控制因子发生变化会触发相应的反应，通过促使此因子向起初发生变化的反方向运动，从而使其恢复正常。也就是说，纠错调节机制会对抗其最初的远离正常所需水平的偏离。例如，当体温监控神经细胞检测到体温降至正常水平之下时，这些感应器就会向体温控制中枢发出信号，引发一连串的事件，最后打寒战即是众多反应之一。这样可以产生热量，恢复体温。当体温升至正常值时，体温监控神经细胞则关闭刺激骨骼肌的信号。因此，体温不会继续上升超过正常值。相反，当监控体温的神经细胞检测到体温升至正常值之上时，诸如出汗等降温机制就会发挥作用，把体温降至正常。一旦体温降至正常值，降温机制将能够根据需要双向调节大多数稳态控制变量。

相比之下，在正反馈作用下，输出的信号会加强或放大某个变化，以致被稳态控制的变量向初始变化的方向继续变动。因为人体的主要目标是维持稳定、平衡的状态，正反馈没有负反馈那么常见。但是，正反馈在某些情形下确实发挥重要作用，如婴儿分娩。催产素引起子宫强有力地收缩。子宫收缩将胎儿推向子宫颈，随之引发宫颈扩张并触发一系列事件，导致释放更多的催产素；这会引发子宫更强烈地收缩，从而刺激释放更多的催产素，如此反复。此正反馈循环一直持续到婴儿娩出为止。

稳态的破坏

尽管有稳态控制机制，但当身体的一个或多个系统功能紊乱时，内环境稳态则遭到破坏，所有的细胞都会因此而受损，因为它们不再有生存和发挥功能的最佳环境。各种病理生理状态随之而来，取决于内环境稳态破坏的类型和程度。此处的病理生理是指与疾病相关的异常身体功能。当内环境稳定破坏非常严重，细胞不再有合适的存活环境则随即死亡。