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大热天思考生理学精选

已有 6900 次阅读 2013-7-13 17:12 |个人分类:科普随笔|系统分类:科普集锦| 稳态, 平衡, 适应, 生理学, 调节

大热天思考生理学

（王德华）

这题目够大的。无知者无畏。话先说了，就有借口了。

天闷热，昨晚喝茶喝多了，起夜多次，严重影响了睡眠进程，所以早上起床有点早，脑袋有点大，发蒙，还有睡意，杂事缠身，却又难以深睡。不免思考起生理学（Physiology）来了。

生理学与医学关系紧密，所以很重要，理应受到关注。实际上，尽管我国的医学生理学研究茁壮成长，但我国的动物生理学研究还真是需要进一步发展，尤其是野生动物生理学还需要扶持和鼓励。

生理学是一门很有趣的学科，生理学知识对自己的生活都很有帮助。懂得生理学，可以容易理解一些医学知识，医药知识。所以，每次讲课，总是宣扬生理学的重要性和必要性，是老少皆宜的学问，是生活的学问。

生理学是关于生命体的功能的(functions of living organisms)学问，如食物和消化功能，呼吸和血液中气体的运输功能，循环和心脏功能，排泄和肾脏功能，肌肉和运动等等。生理学会阐述生物各个功能如何适应变化的环境，如何调节这些功能。生理学不仅仅是描述生理功能的，也回答Why and How问题的。

最复杂的应该是大脑中枢的调控网络了（神经系统）。生命整体，各个系统的功能必须有机协调，有分工、有合作，机体才正常运行。中枢保证了一个生命体的有序运转。中枢要发号施令，需要整合各个方面(组织层次)的信息，做出决策，然后发送指令信号。光是整合信号、做出决策、发出指令，就够复杂的了。

生命这个系统，是一个开放系统，必须与外界有物质交流。机体需要水分，人就感觉渴了，就需要喝水。累了、困了，就需要休息，需要睡眠，需要调整恢复。能量不足了，需要摄食，获得能量。这些都是为了保证整体的正常功能。

那么，为什么喝茶多了呢？中枢不会强行告知：不可以再喝了，否则会影响睡眠的。

睡眠的时候，中枢为什么要告知该起夜了呢？看来尿感远远胜过了睡意感，憋不住还是起夜了。

起夜，就会影响睡眠进程。多次起夜，多次影响，睡眠的效果就大打折扣。随着年龄增长，一个功能被影响后，恢复所需要的时间要增加，也就是说功能逐渐衰退了。

起夜，轻松了，很是舒坦。因起夜而影响了睡眠，恢复不充分，整体感觉就多了一份难受。

这神经中枢是干什么吃的呢？怎么不好好整合信息、发号施令呢？

保证整体的协调，维持良好状态，需要机体内各个系统的有机协调。任何一个功能的加强，必然会影响到其他功能的维持。糟糕的是，任何一个系统功能的减弱，会加重其他相关系统的负担啊。其他系统要是不堪负重，问题可不就大了吗。替代功能不是马上就可以建立起来的，即使临时应急，各系统间协调一致也需要时间啊。

针对生命体，有内环境和外环境，内环境需要稳定，即“内稳态”。内环境受到影响，建立起来的平衡被打乱，就需要尽快建立新的平衡。旧的平衡打乱，新的平衡建立不起来，就会出现生理问题。内环境的稳定与外环境的关系，自然就很重要的。

大热天的，调节和控制体温和水盐平衡的系统，很活跃。一旦系统出问题（如长时间暴露在高温环境下，散热困难；出汗多，饮水少），就不是小事，严重者会危及生命。

生理功能的调节，有神经调节，体液调节和自身调节。机体为了正常功能的运转，各系统如此精密的调节、协调，真是大自然的造化。人体（生命体）真是一部精密的机器吗？总是感觉比精密仪器也复杂多了啊。所以，任何强调单个系统的说法，任何关于单一系统、层次（甚至是细胞、基因）的研究结果，都是有很多限制性、条件性的，不可以随便扩展、夸大。关于转基因的争论、基因敲除模型生物的研究结果，都是要理性分析的。生命，应该是正常的生命。动物模型可以帮助我们解决很多问题，是一种手段，但研究结果是“模型动物”的。生物体中，敲除一个基因，对其他生理功能有哪些影响呢？如果不顾这些影响而做出的那些研究结果，自然是不可以随便应用的。科学就是这样，加深理解和帮助理解一些科学问题是一回事，科学研究结果的应用是另一回事，是很慎重的事。

想起前几天有篇PNAS的文章（见附件原文），发现由于冬季烧煤取暖导致的空气污染，导致淮河以北的人群比淮河以南的人群寿命上要短寿5.5岁。看到有些争议，很正常。影响寿命的因素太多了，再有中国环境的变化太剧烈了，还有国家和地方的经济政策、环境政策，人们的思想观念、饮食习惯、营养水平等等，都会对寿命产生影响。环境污染与人身健康，是一定有关系的，也许还没有实验数据（也许有）。影响也有直接影响和间接影响。懂点生理学，应该很容易明白这个逻辑。

一项研究，如果能对国家或地方关于制定（形成）相关政策时，考虑经济发展和环境质量之间的平衡有重要参考价值，如果能起到作用的话，应该是很好的事情，也正是科学家所希望的，大众所希望的。

PNAS 文章原文：

1300018110.full.pdf