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绪论
一、正常人体学的研究任务及其在医学中的地位
正常人体学是一门研究正常人体的形态结构、组织器官的生长发育、各器官系统间的位置毗邻、人体内的化学组成和变化规律以及各组织脏器生理功能的科学。它是以人体各大系统为构架,由传统的人体解剖学、组织胚胎学、人体生理学和生物化学四门学科中相关内容整合而成。医学研究的对象是人,人体的结构与功能异常复杂,细胞是人体的最基本结构功能单位,不同的细胞构成组织,不同的组织构成器官,而不同的器官组成系统,最终由系统构筑成完整的机体。细胞结构和(或)功能的改变,直接影响到组织、器官、系统乃至机体的生命活动,而细胞实现其结构和(或)功能的改变又与构成细胞的生物大分子的合成与分解相关。所以,医学理论知识贯穿于生物大分子-细胞-组织-器官-系统-整体这一条主线上。正常人体学的学习,可以帮助医学及医学相关专业的学生,从细胞及构成细胞的大分子物质水平上,掌握细胞的结构与功能,掌握细胞内物质结构和化学成分的变化;从组织和器官水平,掌握机体的发育规律,掌握组织器官的结构与功能以及结构与功能间的相互关系;从系统和整体水平,掌握各系统的构成及相互关系,掌握各系统的功能调节机制,掌握机体与环境变化间的相互影响。从而使学生了解生命活动的物质结构基础、基本活动规律和特征,为学习其他基础医学和医学相关专业课程奠定坚实的基础。
正常人体学属于生物科学中形态学与功能学交叉融合的范畴,同时它也是一门基础的医学科学。掌握人体的正常形态结构、明了各组织结构的发生发展、洞察组成人体各种基本成分的新陈代谢的变化以及理解器官系统的生理功能等知识,才能明确在各种疾病情况下人体某个或某些部分产生形态结构和生理功能的异常变化;了解形态结构的改变与功能异常的关系,把握一个脏器的病变如何改变和影响其他器官的活动等等。正常人体学的学习是学生今后从事一切医学或与医学相关实践工作的基础。
二、正常人体学的分科
作为一门整合性课程,正常人体学涵盖了人体解剖学、组织胚胎学、人体生理学和医学生物化学这四门学科。
人体解剖学(human anatomy)是一门研究正常人体形态与构造的科学,隶属于生物科学中形态学的范畴。作为一门重要的医学领域基础课程,其任务是揭示人体各器官与系统的形态和结构特征,以及各器官与结构间的毗邻关系,为后续其他基础医学和临床医学课程的学习奠定基础。
解剖学是一门历史悠久的科学,早在公元前300年左右,中国第一部医学著作《黄帝内经》就已明确提出了“解剖”的认识方法,以及一直沿用至今的脏器的名称。在西欧古希腊时代(公元前500—300年),著名的哲学家Hippocrates和Aristotle都进行过动物实地解剖,并有论著。公元130—201年,Galen著作了第一部比较完整的解剖学著作《医经》,对血液运行、神经分布及脑和心脏等诸多脏器已有较详细而具体的记叙,但因为当时西欧黑暗的宗教统治禁止解剖人体,该书主要资料均来自动物解剖观察所得,故错误之处甚多。文艺复兴是欧洲历史上一场伟大的革命,也促进了解剖学的蓬勃发展。Andreas Vesalius(1514—1564年)冒着宗教迫害的危险,执著地从事人体解剖实验,较系统地记叙了人体各器官系统的形态和构造,完成了全书共七册的《人体构造》这一巨著,成为现代人体解剖学的奠基人。随着科学技术的不断发展和进步,人体解剖学形成了宏观解剖学、微观解剖学乃至目前的超微结构解剖学三个标志不同的阶段,并逐渐分化形成许多新的分支学科。人体解剖学又可分为 系统解剖学(systemic anatomy)和 局部解剖学(topographic anatomy)。因研究的角度、手段和目的不同,则形成的外科解剖学、断层解剖学、表面解剖学、运动解剖学、艺术解剖学等。
组织胚胎学(histology and embryology)包括组织学和胚胎学两门学科,组织学是研究机体微细结构及其相关功能的科学;胚胎学则阐明个体发生发育的过程及其有关机制。组织胚胎学反映了微观世界中人体的基本构造和机体的发生发展。
16世纪末,光学显微镜的发明使人类观察到肉眼不可察觉的微观世界。1655年英国人R.Hooke观察到了植物的“细胞”,开创了显微镜研究生物构造的先河。19世纪初,由于显微镜的改进、组织切片机的创制以及组织染色法和组织培养术等研究技术的应用促进了组织学与胚胎学的建立。20世纪随着计算机技术为代表的科技高速发展,电镜、图像分析仪、激光共聚焦显微镜、流式细胞仪、免疫组织化学和原位杂交技术等新发明的科学仪器和科学技术使组织胚胎学的研究从细胞水平向亚细胞乃至分子水平不断深化,另一方面又使组织胚胎学与许多相关学科交叉渗透。生命科学的许多重大课题,如细胞增殖与分化的调控,细胞的识别与通讯,生育与不育,组织工程,治疗性克隆,细胞、组织、器官的移植和再生等都是基于对组织胚胎学的深刻认识。
人体生理学(human physiology)是以人体的生命活动现象和机体各个组成部分的功能为研究对象的一门科学。具体而言,人体生理学研究的是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、细胞的功能表现及内部机制;不同细胞、器官和系统之间的相互联系和相互作用。从而在整体水平上,让人们了解机体的各个组成部分的功能活动如何相互协调、相互制约,使机体在复杂多变的环境中维持正常的生命活动。
人体生理学是一门实验性科学。生理知识大多来源于日常生活和劳动实践,科学实验可以检验这些知识的真伪,也就是说生理学的知识是通过实验来获得的。人类在对疾病的长期斗争中,古代医学家们通过尸体解剖和动物活体解剖对人体器官的功能进行了推测,积累了大量关于人体功能活动的知识,并记录于一些经典的医学文献和著作中。例如我国两千多年前的医学专著《黄帝内经》,就包含了经络、脏腑、七情六淫、营卫气血等生理学理论。古希腊医学著作中也同样有生理学概念的描述。16世纪,Jean Fernel开始用亚里士多德提出的physiologla(生理学)一词,来称呼研究人体结构与功能的这部分医学。1616年,英国的Harvey首次在动物中用科学实验结合活体解剖的方法,发现并研究了血液的循环。12年后,Harvey在法兰克福出版了经典的生理学著作《心与血的运动》,在此书中,Harvey描述了循环系统的中心是心脏,心脏的强烈收缩推动血液从左心室进入动脉,并通过动脉到达全身各处;成为静脉血后,血液经过静脉返回右心房,再从那里流向右心室。随后血液又被右心室挤压到肺部动脉,到达肺部后,静脉血转变为动脉血,然后通过肺部血管流到左心房,进入左心室。血液以此形式在体内不断地循环。此部著作成为历史上第一本基于实验证据的生理学典籍,也标志着生理学开始成为一门独立的科学。关于生理学与医学的关系,19世纪法国著名的生理学家Claude Bernard曾经十分中肯地指出:“医学是关于疾病的科学,而生理学是关于生命的科学。所以后者比前者更有普遍性。这就是为什么说生理学必然是医学的科学基础。一个医师要研究生病的人,要用生理学来阐明和发展关于疾病的科学。”
作为一门实验性科学,生理学的发展与其他自然科学的发展有密切的联系。随着自然科学的发展,新发现和新技术不断地应用到生理学的研究领域,使生理学的研究手段和研究内容日益深入和细化,生理学的知识和理论得到不断的发展。形成了生物大分子-细胞-组织-器官-系统-整体为主线的完整知识体系。
生物化学(biochemistry)是研究生命物质的化学组成、结构及生命活动过程中各种化学变化的基础生命科学,属于生物学的重要分支。这一名词的出现大约在19世纪末、20世纪初。生物化学对其他学科的发展有重要影响,特别是细胞学、微生物学、遗传学、生理学等领域,通过对生物大分子结构和功能的深入研究,揭示了生物体的物质代谢、能量转换、遗传信息的传递、光合作用、神经传导、肌肉收缩、激素作用、免疫功能和细胞间信号转导等诸多生命现象的奥秘,使人们对生命本质的认知有了飞速的发展。生物化学的理论和方法已被其他基础医学学科广泛应用,并已形成了许多新的学科分支,如分子免疫学、分子遗传学、分子细胞生物学、分子病理学、分子药理学、分子病毒学等学科。
三、正常人体学的学习方法
认识和掌握正常的人体形态结构和功能及其化学组成和变化规律,才能在临床实践中,正确判断人的正常生理功能和病理现象,才能准确诊断和治疗疾病。因此,正常人体学是医学科学中一门重要的必修课和基础课。
正常人体学中,人体解剖学和组织胚胎学反映宏观和微观的人体结构;生理学反映了机体或器官系统的功能变化;生物化学反映微观大分子结构和功能的改变。机构是基础,功能变化是在结构基础上完成的。故此在学习的过程中必须坚持结构和功能相结合、宏观和微观相匹配以及基础和临床相联系,将各门学科的知识融会贯通起来。同时正常人体学的四门组成学科又是基于实验的课程,故此在理论学习的过程中,还必须重视尸体解剖、显微镜观察、生理功能实验、生化技术实验等最基础的医学实践,做到理论与实践相联系,用实践来加深对理论知识的理解和掌握。