第一节 生理学的基本任务和研究方法 

一、生理学的研究对象和任务

生理学（ physiology）是研究机体正常生命活动的过程和规律及其发生机制的科学。本书面对的是医学生。生理学研究的对象是正常人体的功能活动。人体的各种思维和情感、感觉和运动、血液循环、呼吸、消化和吸收、产热和散热、排泄和生殖等，都是生命活动。生理学研究的任务是逐渐阐明人体各种功能活动及其变化的发生和发展的过程及机制、具有的特征和规律、受哪些因素的调节和影响、以及在整体中的意义等问题。

二、生理学和医学的关系

生理学是实验性的科学，是一门重要的医学基础课程。生理学的知识是在人类与疾病作斗争的过程中，通过对动物的实验研究以及观察、思考、研究、分析和总结人体的正常功能活动，得以逐渐积累和发展的。生理学是关于正常生命的科学，医学是关于疾病的科学，由于二者均具有各自独特和丰富的知识而成为两个独立的部分，但彼此间具有内在的联系。生理学的研究，促进了对疾病的过程和机制的理解。因为，不知道正常的功能活动及变化，怎能判断病理的改变？生理学研究的理论成果，还推动了临床诊疗技术的发展,例如，细胞电活动及其机制的研究，促进了心电、脑电、神经-骨骼肌电和胃肠电活动等检测技术在临床诊疗疾病中的应用。临床上某些疾病的发病机制尚未阐明，又为临床和生理学工作者提出新的研究课题,例如，对震颤麻痹发生和发展及机制的研究，促进了对基底神经节内的环路联系、不同递质及其生理功能的进一步研究。

作为医学生，只有在学习和掌握正常人体生命活动的发生过程和机制等方面知识的基础上，才能对后续医学课程的知识进行深刻的理解和正确的运用,才能更好地理解疾病的发生和发展过程，以准确地诊断和治疗疾病。

三、生理学研究的方法和水平

生理学是一门实验性科学。生理学的知识是通过对人体生命活动及规律的观察和对动物进行实验研究获得的。随着研究技术和方法的发展，生理学研究由整体、系统和器官水平，逐渐进入细胞和分子水平。

生理学研究的方法

（一）人体观察的方法

人体观察的方法就是通过对机体的某些功能活动进行直接测定，然后将获得的数据进行分析和统计处理，进而得出正常值及变化的范围。在本书中涉及的人体的多种指标，例如，心率、动脉血压、呼吸频率、体温和尿量等的正常值及其变化，都是通过客观的观察和分析方法获得的。该方法的最大特点是对机体无损伤（无创），但获得的知识有限。随着科学技术的发展，现已开始应用遥控和遥测、核磁共振和正电子发射断层扫描等无创技术于人体内某些功能活动的研究。随着研究的深入，将逐渐认识体内的功能活动及其变化和规律。

（二）实验研究的方法

通过实验，可对体内不能直接观察的功能活动进行研究。在进行实验研究的过程中，由于有的会给人体带来损伤，甚至危及生命，所以，生理学实验研究的对象主要为动物。

机体的结构和功能是在漫长的生物进化过程中，从低级到高级、从简单到复杂逐渐进化而来。人和其他高等动物比较，显著的特征是人具有发达和完善的大脑皮层，除人独有的思维、语言和心理等高级神经活动以外，躯体运动和内脏器官的活动以及神经系统的某些功能，彼此是相似的。选用在进化程度上愈接近于人的动物做实验，其结果就愈能反映人体内的功能活动及其规律。因此，利用动物实验研究来探讨人体的某些生理活动的发生、过程和变化以及调节机制等是符合逻辑的。本书的生理学知识，主要通过实验研究的方法获得。

在生理学研究中，常采用的实验方法有急性和慢性两种。实验在短期内完成，获得结果后即处死动物，称为急性实验（acute experiment）；在有目的地进行一次外科无菌手术对体内某器官处理后，让动物从中完全恢复过来，随之再长时间地对其进行研究，称为慢性实验（chronic experiment）。

1.急性实验方法及其特征  急性实验根据研究的目的不同，可采用离体实验和活体解剖实验两种方法。

⑴离体实验方法  从活着的或刚被处死的动物身上取出所要研究的细胞、组织或器官，放置于人工创造的环境中以保持其新陈代谢，使之在一定时间内的功能活动得以相对正常地进行。如在生理实验中，将蛙的坐骨神经分离后置于屏蔽盒中，记录其动作电位和测定一次兴奋后的不应期变化；把蛙的心脏离体置于任氏液中，观察其在不同温度中的自动节律性活动的变化等。

⑵活体解剖实验方法  这是学生实验中常采用的方法。将实验动物麻醉或破坏其脑的高级部位后进行解剖，并对体内某一器官进行各种预定的实验研究，如解剖暴露动物的迷走神经和心脏，用电刺激迷走神经，观察心脏活动频率和收缩力的变化；用电刺激或分别离断脑的不同部位，以探讨中枢神经系统各部分对机体功能活动的调节作用。

急性实验方法简单，易于严格控制条件，可对所研究的对象进行直接地观察和分析。离体实验可在排除神经和体液以及其他因素的影响下，观察某一器官、组织的基本生理特性，但所得结果不能代表它在正常体内的情况。因为，从生物个体取其一小部分用于实验，使其同整体间的联系不复存在。活体解剖可对体内某一器官的功能活动过程与特点进行观察和分析，但由于实验是在麻醉和创伤的条件下进行的，所得结果与正常情况下的功能活动仍有差别。

2.慢性实验方法及其特征  这种实验方法主要用于科学研究。首先让动物在麻醉状态下接受无菌手术，术中有目的地在某器官上制备瘘管或安放探测装置，或切除、破坏某器官；然后使动物从手术创伤中恢复，机体内环境处于相对稳定的条件下，再对其进行长时间的研究。例如，在犬的胃壁上切口，把胃黏膜层完全切开，保留部分完整的肌层和浆膜，制成巴甫洛夫小胃，在小胃上安置导管以收集胃液；同时，在颈部切开食管，安装一个食管瘘，进而研究条件反射和非条件反射对胃液分泌的作用（第九章）；又如，用不同的犬分别切除小脑的不同部位后，观察术后动物肌张力和随意运动以及平衡方面的改变，以研究小脑及各组成部分在整体功能活动中的作用（第三章）。

慢性实验避免了急性手术创伤和麻醉的影响，实验研究可在近于生理条件下进行，故有利于对某一器官在正常情况下的功能活动和规律以及在整体功能活动中的地位进行研究。但此实验方法复杂，影响因素较多，不便于分析这一器官的生理特性以及与其他器官之间的具体关系，而且并不是所有的生理学问题都能在完整的机体内进行研究。

基于上述，持一个正确的态度去认识生理学的研究方法和所得的结果是重要的。不管它反映的是哪个水平的活动，只要它有利于对机体功能的认识，都是有用的和不应偏废的。因为，每种方法都有它的特殊目的，任何一种方法都有其优越性和局限性。在应用动物实验所得的结果时，还必须考虑人和动物之间的差别，不可简单地将其结论机械地套用于人。同时，还应当注意到急性动物实验和慢性动物实验以及人体的无创性实验所得的结果，彼此间是有一定差异的。因此，对所得到的实验结果必须进行分析和综合，才能得出正确的认识和结论。故采用两种方法对机体功能活动在整体、器官和系统、细胞和分子三个水平上进行的研究，所得的结果可互为补充。

生理学研究的水平

人体是由分子、细胞、器官和系统组成的与环境相统一的有机整体。现代辩证层次的人体观认为，整体状态下的功能是高层次的生命活动；低层次与高层次之间存在复杂的双向联系，低层次是高层次形成的基础，高层次对低层次具有控制和支配作用。

（一）整体水平

该水平的研究以整体为对象，揭示体内各器官和系统之间的相互联系和作用，以及外界环境因素对各种功能的影响。例如，机体运动时，体内代谢、循环、呼吸和其他功能系统的活动变化及机制；生物和心理以及社会因素对整体功能活动影响的研究；脑对机体其他功能活动的整合作用等。

由于整体水平的研究必须坚持对人体无创的原则，加之在研究过程中难以控制体内极为复杂的因素对所研究指标的影响，所以，长期以来该水平的研究进展较为缓慢。随着体表无创性研究技术的发展和应用，必将促进整体水平的研究。

（二）器官和系统水平

该水平研究某一器官和系统功能活动的产生机制、调节和影响因素、在整体中的作用等问题。例如，肾脏生成尿液的过程，在不同的机体功能状态下尿量和成分变化的机制，以及肾脏在内稳态中的作用等。

在临床实践中，医务人员在整体思想的指导下，通常是以器官和系统的生理学知识为基础而对各种疾病进行认识和理解。

（三）细胞和分子水平

该水平主要是对细胞和组成细胞的生物大分子的特性和功能进行研究，其目的是为了认识和阐明由细胞构成的组织、器官的功能活动及其机制。例如，对肌细胞的研究表明：在不同的状态下，细胞膜对体液中带电离子具有选择性通透，离子的跨膜运动导致细胞膜的电位变化；其收缩和舒张的机制，是因为细胞中按一定规律排列的蛋白质分子，在不同的细胞膜电活动和细胞内Ca2+浓度的触发和中介下发生相互作用的结果。

从上可见，三个水平的研究是相互联系和补充的。要全面揭示某一生理功能及其产生机制，通常需要从细胞和分子、器官和系统以及整体三个水平进行研究。由于整体功能的复杂性，故在具体研究体内某器官和系统的活动及发生机制时，只能从局部着手去探讨其功能活动的变化和规律，或从细胞和分子水平去探索其物理和化学性质的运动变化及规律，使之能逐渐阐明其活动的机制。然后，再把有关器官、细胞和分子水平的研究结果还原到整体去思考，以期探讨其在整体生命活动中的作用。

一、生理学的发展史

 以实验为特征的近代生理学始于17 世纪。1628 年，英国医生威廉·哈维（William Harvey, 1578～1657）发表了有关血液循环的名著《心与血的运动》一书，这是人类历史上第一次以实验的方法证实了人和高级动物的血液是从左心室射出，通过体循环的动脉血管流向全身组织，然后汇集于静脉血管回到右心房，再经过肺循环进入左心房。因此，心脏被认为血液循环的中心（见另篇）。

但在哈维时代，由于受研究工具的限制，关于动脉与静脉之间的连接只能依靠臆测，当时他认为动脉血是穿过组织的孔隙通往静脉的。直至1661 年，即在哈维逝世后第四年，意大利解剖学家马尔比基（MarcelloMalpighi, 1628～1694）将伽利略（GalileoGalilei, 1564～ 1642）发明的望远镜改制成显微镜，并用它发现了毛细血管，这才真正将血液循环的全部路径搞清楚，并确立了循环生理的基本规律。

 以 后，随着生物学和其他自然科学的发展，许多新的技术应用于生理学实验研究，使生理学的研究日益深入，生理学的知识和理论不断得到发展。另一方面，在生理学 的发展过程中，由于研究对象和研究方法的分化，生理学产生了很多分支学科；这些分支学科逐渐发展成为独立的学科，从生理学科分离出来，例如生物化学、生物 物理学、营养学、药理学、免疫学、病理生理学等。

在 17 世纪，法国哲学家和科学家笛卡儿（René Descartes, 1596～1650）最早将反射的概念应用于生理学，他认为动物的每一活动都是对外界刺激的必要反应，刺激与反应之间有固定的神经联系，他称这一连串的活动为反射。反射概念直至19 世纪初由于脊髓背根司感觉和腹根司运动的发现，才获得结构与功能的依据。这一概念为后来神经系统活动规律的研究开辟了道路。

在 18 世纪，法国化学家拉瓦锡（Antoine Laurent Lavoisier, 1743～1794）首先发现氧气和燃烧原理，指出呼吸过程同燃烧一样，都要消耗O2和产生CO2，从而为机体新陈代谢的研究奠定了基础。意大利生理学家伽伐尼（Luigi Galvani, 1737～1798） 在用青蛙的腿做实验时，他以铜丝拴着蛙腿悬挂在一根铁制的杠杆上，当风吹动蛙腿使之偶然碰到铁杠杆时，蛙腿肌肉就发生抽缩，这一现象起先被认为是生物组织 的生物电刺激了肌肉而引起肌收缩，而实际上是两种不同金属相接触可产生电流，蛙腿肌肉收缩正是由这种电流刺激所致。这一发现一方面促使意大利物理学家伏打 （Alessandro Volta, 1745～1827）发明了电池，另一方面促使生物电学这一新的生理研究领域的开始。

 19 世纪，生理学开始进入全盛时期。首先应提到法国的著名生理学家克劳德·伯尔纳（Claude Bernard, 1813～1878）， 他在生理学的许多方面进行了广泛的实验研究（见另篇），并做出了卓越的贡献，特别重要的是他提出的内环境概念已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，内环境的理化性质，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。

1847 年，德国生理学家路德维希（Carl Friedrich Wilhelm Ludwig, 1816～1895）发明了记纹器（Kymograph）， 这是生物科学史上具有划时代意义的重大事件。利用这套装置，配合当时已经创造的水银检压计以及电计时信号器，便可把血压及心肌等肌肉收缩曲线完整地记录在 贴于转动的记纹鼓上的烟熏纸上。这等于让心、肺、胃、肠等器官用各自的语言描绘出自己的活动。因此，在随后的一个多世纪里，记纹鼓便成为生理学实验室的必 备仪器，对生命科学的发展起了十分重要的推动作用。此外，路德维希还对血液循环的神经调节做出了重要贡献，对肾脏的泌尿生理也提出了有价值的设想。与路德 维希同时代的德国生理学家海登海因（Rudolf Peter Heidenhain, 1834～1897）除了对肾脏泌尿生理提出不同的设想外，还首次运用慢性的小胃制备法来研究胃液分泌的机制，他设计制备的小胃被称为海登海因小胃

（Heidenhain pouch）；这一小胃制备法后来经俄国著名生理学家巴甫洛夫（Ivan Petrovich Pavlov, 1849～1936）改进为巴甫洛夫小胃（Pavlov pouch），分别证实了胃液分泌的调节既

有体液机制又有神经机制，因而他们都对消化生理做出了不朽的贡献。

    德国物理学家和生理学家赫尔姆霍茨（Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz, 1821～1894）除运用他丰厚的物理学知识对视觉和听觉生理做出了杰出的贡献外，还创造了测量神经传导速度的简易而相当精确的方法，为后人所称道。

    20 世纪前半叶，生理学研究在各个领域都取得了丰硕的成果。1906 年英国著名生理学家谢灵顿（CharlesScott Sherrington, 1857～1952） 出版了他的经典著作《神经系统的整合作用》，他对脊髓反射的规律进行了长期而精细的研究，为神经系统的生理学奠定了巩固的基础（见另篇）。与此同时，俄国 生理学家巴甫洛夫从消化液分泌机制的研究转到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。

   美国生理学家坎农（Walter Bradford Cannon, 1871～1945）在长期研究自主神经系统生理的基础上，于 1929年提出了著名的稳态概念，进一步发展了伯尔纳的内环境恒定的理论，认为内环境理化因素之所以可以在狭小范围内波动而始终保持相对稳定状态，主要依赖于自主神经系统和某些有关的内分泌激素的经常性调节。

   坎农的稳态概念在 20 世纪 40年 代由于和控制论（见另篇）的结合，使人们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，控制论、系统分析和电子计算机等一系列新观念、新技术的引进，使得生理学在定量研究方面迈出了一大步，出现数学生理学这一新的边缘学科。     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导下，于 1926 年成立中国生理学会，翌年创刊《中国生理学杂志》，新中国成立后，改称为《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，受到国际同行的重视。

威廉·哈维（William Harvey）

    大凡在科学史上有所发现、有所发明、有所创造的人，都是敢于向权威挑战的人。哥白尼（NicolausCopernicus, 1473～1543）敢于怀疑亚里士多德（Aristotle, 384～322BC）的理论，怀疑“地心说”，才创立了全新的“日心说”。威廉·哈维（WilliamHarvey, 1578～1657）则是出现在 17世纪初的又一位敢于向权威提出怀疑的伟大学者，他发现了血液循环和心脏的功能。他的不朽著作《心与血的运动》发表于 1628年，被誉为生理学历史上最重要的著作，标志着现代生理学的开始，其意义并不在于直接应用，而是为人们探索人体生理功能的奥秘指明了正确方向，这就是通过实验来进行研究。

   Harvey 于 1578 年出生在英国福克斯通镇（Folkestone）的一个富裕农民家庭。他 19岁毕业于英国的剑桥大学，之后到意大利留学，5 年后他成为医学博士。在意大利学医时，他还常去听伽利略（Galileo Galilei, 1564～1642）讲授力学和天文，深受这位教授的影响，使他的求知欲望跨越了学科的界线。伽利略注重实验的做法对Harvey 的影响极大，这为他日后研究医学，发现血液循环奠定了基础。

    如今，人们对血液循环的认识似乎觉得十分简单明了。但在古代，要想获得到一个正确的认识可不那么容易；有许多科学家、学者甚至为之付出了鲜血和生命。古希腊哲学家和科学家亚里士多德虽然对生物学十分有兴趣，可称得上是他的主要兴趣之一，他却认为血管内充满了空气，这种错误观点延续了几百年。后来被古希腊名医和医学理论家盖仑（Claudius Galen, 130?～200?）否定，他指出人的血管内流的是血。显然，这比亚里士多德前进了一大步。盖仑曾进行过多种动物（包括猴）的活体解剖，发展了机体的解剖结构和器官生理学的概念，创立了医学知识和生物学知识的体系，他的学说极大地影响了西方医学，时间长达15 个世纪（公元 2～16世纪）。尽管盖仑也对心脏和血管做过细心的研究，却从未想到血液会循环流动；盖仑认为，血液在人体内像潮水一样流动之后，便消失在人体四周。

    然而，科学是不断发展的。16世纪，欧洲文艺复兴极大地推动了科学发展。当时的比利时医生维萨里（AndreasVesalius, 1514～1564）认为盖仑的理论是错误的。不久，西班牙医生、宗教改革者塞尔维特（Michael Servetus, 1511～1553）便提出了血液在心肺之间进行小循环（即肺循环）的看法，这两位巴黎大学里的同学，相继向权威盖仑进行挑战。但是他们都付出了惊人的代价，维萨里受到宗教裁判所的迫害，被判处死刑。塞尔维特由于出版了《论三位一体的谬误》触犯了西班牙教会，有人扬言要处死他，他便逃往日内瓦。可惜仍未逃过劫难，他被人出卖，1553 年 10 月，在日内瓦被当作“异教徒”活活烧死。这两位医生为了研究人类的血液循环，向权威挑战，献出了宝贵的生命。不仅如此，从塞尔维特于 1531 年第一次发现人体血液循环（肺循环，尚未来得及研究体循环），到 1628年最终由 Harvey 完成这一重大发现，至少使人类认识这一真理足足晚了97 年！    半个世纪后 Harvey 已经成长为医生，他决心弄清人体血液的奥秘，认为如能突破，对于治病救人必将有新的贡献。于是，他选择血液这一专题，并秘密进行研究。

   Harvey 系统地分析了前人的研究情况：公元前 3 世纪，古希腊的医生、解剖学的创始人希罗菲勒斯（Herophilus, 335?～280?BC）最早把静脉与动脉区分开来；公元前2 世纪，盖仑提出了血液流动的理论；15 世纪，著名画家、医生达·芬奇（Leonardo da Vinci, 1452～ 1519）通过解剖发现并提出了心脏有四个腔的理论，以及维萨里与塞尔维特研究的成果。前人的研究成果首先开拓了Harvey 的视野，但他是一个善于思索的人，并不迷信权威的理论，更难能可贵的是他敢于怀疑权威的理论。

    他决心像伽利略一样，通过实验去揭开人体血液循环的神秘面纱。他认为动物的血液与人的血液具有相似之处，所以首先在动物身上进行一系列实验。根据他的笔记记载，他一生共解剖过40 多种动物，包括多种大动物。通过解剖，他终于发现心脏像一个水泵把血液压出来，血液便流向全身。

   血液循环这一概念的形成，Harvey 最先是通过一个简单的数学运算来获得的。他估计心脏每次搏动的泵血量约为两盎司，若按心脏每分钟搏动72 次计算，用简单的乘法就能得出结论，即每小时约有 540磅血液从心脏泵入主动脉。但 540 磅的血液量远超过一个正常人的体重。因此 Harvey 认识到血液必然是往复不停地通过心脏。提出这一假说后，他花了 9 年时间进行实验观察，使他掌握了血液循环的详细情况。

    Harvey 在兔和蛇上反复进行实验。他在动物身上找出还在搏动的动脉血管，然后用镊子将它们夹住，观察血管的变化。他发现血管通往心脏的一头很快膨胀起来，而另一端马上塌陷下去，说明血液是从心脏流出的，由此证明动脉血压在升高。他又用同样的方法，找到并用镊子夹住大静脉，其结果正好与动脉血管相反，靠近心脏的那一端血管塌陷下去，而远离心脏的另一端血管膨胀起来，说明静脉血管中的血液是流向心脏的。

    Harvey 在不同动物解剖中发现了同样的结果。他终于得出了这样一个结论：血液由心脏“泵”出，经由动脉血管流向身体各处，再从静脉血管流回心脏，从而完成血液循环。他把这一发现写成了《心与血的运动》一书，正式提出了关于血液循环的理论。为了使读者信服他的理论，他在书中写道：推理和实验都表明血液是由于心室的跳动而穿过肺脏和心脏的，由心脏送出而分布于全身，在流到动脉和肌肉的细孔后通过静脉由外围各方流向中心，由较小的静脉流向较大的静脉，最后流入右心室。……。因此，绝对有必要做出这样的结论：动物的血液是被压入循环，而且是不断流动的；这是心脏借搏动而完成的动作和机能，也是心脏动作的唯一结果。

    为了让人们接受他的观点，证明人的血液循环也与动物一样，他还在人身上反复进行实验。他请一些较瘦的人，因为在这些人身上容易找到血管。他把他们手臂上的大静脉血管用绷带扎紧，结果发现靠近心脏一端的血管塌陷下去，而另一端则膨胀起来。他又扎住动脉血管，发现远心端的动脉不再搏动，而另一端则很快膨胀起来。证明人与动物的血液循环是完全相同的。他在书中告诫人们：无论是教解剖学或学解剖学的，都应以实验为依据，而不应当以书籍为依据；都应当以自然为老师，而不应以哲学为老师。

    Harvey 终于取得了巨大成功。但因为他的理论有悖于权威的理论，所以在书出版后就遭到当时学术界、医学界、宗教界的权威人士的攻击，说他的著作是一派胡言，是荒谬而不可信的。幸好，Harvey 当时是英国国王查理一世的御医，受到国王的宠幸，这才使他没有像前辈维萨里、塞尔维特那样付出生命的代价。

    在 Harvey 于 1657 年逝世后的第四年，伽利略发明的望远镜被意大利解剖学教授马尔比基（Marcello Malpighi, 1628～1694）改制成显微镜，并用于医学观察，导致了毛细血管的发现。这才真正证实了Harvey 理论的正确性。

   Harvey 的贡献是划时代的，他的工作标志着新的生命科学的开始，属于发端于 16世纪的科学革命的一个重要组成部分。Harvey 因为他的出色的心血系统的研究，使得他成为与哥白尼、伽利略、牛顿等人齐名的科学革命巨匠。他的《心与血的运动》一书也像《天体运行论》、《关于托勒密和哥白尼两大体系的对话》、《自然哲学之数学原理》等著作一样，成为科学革命时期以及整个科学史上极为重要的文献。

   Harvey 对胚胎学所做的研究虽然不如他对血液循环那么重要，但也有深刻意义。他是一位细心的观察家。他在 1651 年发表的著作《动物的生殖》标志着当代胚胎学研究的真正开始。Harvey深受亚里士多德的影响，并同他一样反对先成学说，这一学说认为胚胎即使在其最早阶段也与成年动物具有同样的总体结构，虽然前者的规模要比后者小得多。Harvey 正确地提出了胚胎的最终结构是逐渐发展形成的。

    Harvey 于 1657 年在伦敦逝世，享年 79 岁。

克劳德·伯尔纳（Claude Bernard）

    克劳德·伯尔纳（Claude Bernard, 1813～1878）是19 世纪法国伟大的生理学家和一代哲人。他毕生从事生理学实验研究，他的足迹几乎遍及生理学的各个研究领域，并有许多重要

发现。他的研究论文被印成 18卷文集，并曾 4 次荣获科学院实验生理学奖。

   Claude Bernard 于 1813 年出生于法国农家。年轻时因家境贫寒，不得不外出打工以维持生计，因而没有受过正规的少年教育。他曾自学写剧本，后经一位批评家建议，放弃文艺而进入巴黎医学校习医。他的手很巧，这一天赋对他日后进行多种活体动物实验帮助极大。他十分勤奋，常以实验室为家。他勤于实验，勤于观察，勤于思考，善于逻辑推理。生理学家一致公认，在胰腺的消化功能、肝脏的糖原生成功能、血管运动机制、箭毒和一氧化碳（CO）等毒物的作用机制等方面的研究是与 Bernard的名字分不开的。他在晚年时总结他一生的工作，并进行逻辑推理，提出了“内环境恒定”的概念。Bernard 于 1878年 2 月逝世，享年

64 岁。法国为他举行了国葬，这是法国国家第一次给予科学家的殊荣。

    1．对胰腺消化作用的研究  Bernard 第一个发现胰液是作用于脂肪、糖和蛋白质三类主要营养物质的重要消化液。1846 年，一次偶然的机会，他见到食草动物兔子反常地排出只有食肉动物才有的酸性而清澈的尿液，通过解剖观察肉类在兔子胃中的消化方式，他天才地推测胰液与脂肪的消化有关。这在胰腺被视作“腹部的唾液腺”的时代，是一个全新的观念。后来通过实验，他证明了胰液既能消化糖类，又能将中性脂肪分解为脂肪酸和甘油，并于

1849 年发表了题为“关于胰液的消化作用”的论文。

   在研究胰液的功能时，Bernard 还对狗进行了抑制胰腺的实验，他发现实验动物产生了严重消瘦、食欲亢进等症状，最终死于全身衰竭。可惜他并未意识到这就是糖尿病。但这一观察却为后人开辟了道路，德国的冯·梅林（Joseph von Mering, 1856～1908）和俄国的明科夫斯基（OskarMinkowski, 1858～1931）于 1889年通过实验摘除胰脏而发现糖尿病。此外，他还发现胎儿临近出生时，胰腺才具有消化中性脂肪的作用。正是在这一启示下，加拿大医生班廷（Frederick Grant Benting, 1891～1941）才极力从胚胎小牛或小羊的胰腺中去提取胰

岛素，这也为班廷最终成功发现胰岛素奠定了基础。

   2．对肝脏糖原生成功能的研究 1848 年，Bernard 从断食几天后完全食肉的狗的肝脏中提取出糖。1849 年，他将经过同样处理的狗进行解剖，证实了肝脏把糖合成糖原储存在细胞内。这一发现突破了当时流行的动物体内不能合成糖的定论。同时，Bernard 还发现损伤动物第四脑室底部可出现血糖升高和糖尿，这是人类第一次发现的一个著名手术“人工糖尿病”。这一实验表明哺乳动物体内糖的产生受神经系统调控。1850 年，他发表了题为“人与动物肝脏的新功能”的著名论文，这一论文得到很高的评价，并荣获科学院实验生理学奖。

1857 年，他又成功分离提纯了糖原，这对新陈代谢思想产生了极为深远的影响。

   3．对血管运动神经的研究 1852 年，Bernard 在研究神经系统对营养和温度的调节作用时，发现交感神经是缩血管神经。1857 年，他通过研究支配颌下腺的神经的作用时，证明了舒血管神经的存在，从而阐明了机体器官血液供应的调节和复杂的神经结构有着密切的关系。这是自哈维（William Harvey, 1578～1657）的经典发现之后，对血液循环认识最重要的进展之一。

   4．对箭毒和 CO 等毒物作用机制的研究  1845 年，Bernard 将箭毒注入青蛙的皮下，青蛙死亡后立即进行解剖观察，发现其神经特性完全消失。1857 年，他又发现箭毒作用于神经与肌肉的接头处引起死亡，其机制是影响了神经控制的呼吸肌运动。对于 CO 毒性的研究，尽管早在 1846 年已经开始，但主要工作都是1856 年以后进行的，他通过实验得出的结论是 CO与红细胞的亲和力比氧强，所以，当血液与 CO 接触后，气体交换麻痹，产生窒息死亡。此外，他还对士的宁、烟碱、乙醚等进行药理学研究，为实验药理学的诞生和发展开了先河。

   5．对内环境恒定概念的提出 “内环境恒定”的概念是 Bernard 在他晚年经过逻辑推理而提出的。他认为，机体生存在两个环境中，一个是不断变化着的外环境，另一个是比较稳定的内环境。因而机体在外环境不断变化的情况下仍能很好地生存。例如，人可在空气干燥时120℃室温下停留 15min，并无不良反应，体温仍可保持相对稳定。但在此温度下，只需13min 即可将一盘牛肉烤熟，可见人维持体温的能力是极强的。（但须注意，若在湿度饱和的空气中，空气温度虽然只有48～50℃，人只能耐受很短时间，这是因为汗液不能有效蒸发的缘故）。他还观察到，高等动物机体许多特性保持恒定的程度高于低等动物，因而认为这种差异是由于在进化中发展了内环境的缘故。所以，他总结为一句话：内环境的相对稳定是机体能自由和独立生存的首要条件。这句话被认为是Bernard 对生命现象高度概括的具有丰富内涵的一句名言。

    Bernard 认为，身体内所有的活命机制，尽管种类繁多，功能各异，但归根结底只有一个目的，那就是保持内环境恒定。因为内环境恒定一旦遭到破坏，生命即告终止。所以，对多细胞生物的细胞而言，内环境不仅提供了一个供应营养物质和排除代谢终产物的媒介，而且也提供了一个稳定的生活环境。

沃尔特·坎农（WalterB. Cannon）

   沃尔特·布雷德福·坎农（Walter Bradford Cannon）是美国 20世纪最为杰出的生理学家之一，他首创了铋或钡餐与 X 射线在消化道上的造影法，他还提出了交感神经系统“应急” 功能的概念和生物体的“自稳态”理论。

   坎农于 1871 年 10月 19 日出生于美国威斯康星州的普雷里德欣（Prairie du Chien）。1892 年，他进入哈佛大学，1896 年入哈佛大学医学院，1900 年获医学博士学位后就任生物学讲师，1902 年任助理教授，1906 年成为生理学教授（George Higginson 纪念讲座教授），并担任系主任，直到 1942年退休。1944 年任纽约国际医学院的客座教授。1914 年当选为国家科学院院士。1936～1938 年任美国卫生局主席。他在第一次世界大战期间曾任军医，第二次世界大战期间，任美国休克和输血研究委员会理事会主席。1945 年 10 月 6日逝世于新罕布什尔州的富兰克林（Franklin）。

   1929～1930 年，坎农曾作为访问学者赴法；他与俄罗斯生理学家巴甫洛夫（Ivan Petrovich Pavlov, 1849～1936）有密切来往。1935 年曾来华在协和医学院工作半年，其间他与我国生理学家林可胜、张锡钧、沈隽淇等人通力合作，为中美学术交流和促进中国生理学的发展做

出了突出贡献。30年代末，他在援华抗日医药机构和联合援华救济委员会中工作。

   早在医学院二年级学习时，在生理学教授鲍迪奇（Henry Pickering Bowditch, 1840～1911）的建议下，坎农就利用发现不到一年的 X射线来观察胃肠运动，不久又设计出铋或钡餐进行消化道的 X 射线造影法，对蛙和鹅的吞咽机制进行了研究。他还以自身为实验对象，用X 射线铋餐造影法观察了食物通过消化道的全过程，发现了胃肠道推动和搅拌食糜的蠕动频率，测定了不同食物在消化过程中各期的长短。并演示证明饥饿感是由空胃的强力收缩引起的。此法很快就传遍各国，成为诊断消化道肿瘤和溃疡的有效手段之一。此外，他还研究了消化过程中机械动力和胃酸浓度与幽门瓣开闭的关系，1911 年发表了《消化作用的机械因素》一书。

    他在第一次世界大战期间研究了外伤性休克的效应，并将其研究结果写成《外伤性休克》一书。除了战争时期研究创伤性休克外﹐他的研究一直集中在神经生理学领域。

    早期在研究消化的机械因素时，他就注意到实验动物在情绪兴奋时胃肠运动常受到抑制，这便促使他去研究强烈的情绪对机体的功能和疾病状态的影响，并开始注意交感神经系统。1911～1915 年期间，他提出交感神经系统“应急”（emergency）功能的概念，认为在疼痛、寒冷、情绪紧张、窒息或创伤等紧急状态下，肾上腺髓质分泌增加。这些发现在他发表的《疼痛、饥饿、恐惧和愤怒时的身体变化》一书中进行了详细的阐述。该书对詹姆斯（William James, 1843～1910）的情绪理论提出了批评。詹姆斯-兰格情绪理论（James-Lange theory of emotion）认为，生理反应先于情绪显露，也就是说，如果心率加快或肌肉紧张等身体变化没有发生，则情绪就不会出现。坎农的替代理论，即现在称之为坎农-巴德情绪说（Cannon-Bard theory of emotion）则认为，情绪是一种应急反应，这种反应使身体动员潜在能力，以便应付这种应急刺激。坎农认为下丘脑是情绪行动的控制中心，而肾上腺在应付紧急状态中起重要作用。

1931年，坎农与罗森布卢斯（Arturo Rosenblueth, 1900～1970）等人合作研究了神经兴奋时释放的神经递质。他们发现交感神经末梢能释放一种类似肾上腺素的物质，将其命名为“交感素”，并提出交感神经末梢可能释放两种交感神经素，一种是兴奋性的，一种是抑制性的。此后，他发现自主神经的功能在于使体内液体环境保持某种平衡。于是，导致了他对“内环境稳定”概念的系统阐释，这一概念有力地影响了心理学和其他学科。1932 年他把这方面的研究总结为《身体的智慧》一书。内环境稳定这一概念是 19 世纪法国生理学家伯尔纳（ClaudeBernard, 1813～1878）首先提出的。1926年，坎农把它正式命名为“内环境稳定”并创用“自稳态”（homeostasis）一词来表示这种状态。并根据他自己的实验结果进一步加以肯定。自坎农以后，“内环境稳定”便成为生物学中最有影响的概念之一。美国数学家维纳（Norbert Wiener, 1894～1964）把这一概念作为控制论（cybernetics）中生物学方面的例证之一。

 我国生理学的发展

1926年，中国成立了生理学会。从1926年至今，我国科学家除肾脏生理外，在神经、细胞、血液、循环、呼吸、消化、内分泌和生殖生理的研究中，均获得许多创新性的成果，为生理学的发展了做出重要贡献。

在 我国对生理学发展做出的贡献中，许多都是老一辈生理学家的开创性工作所致。老一辈生理学家是一个优秀的群体，如林可胜、蔡翘、张锡钧、冯德培、侯宗濂、徐 丰彦、易见龙、朱鹤年、张香桐、王志均、吴襄、方怀时、程治平、卢振东、陈宜张、韩济生和杨雄里教授等。他们热爱祖国，把自己的才智和生命同祖国的命运和 科学事业的发展融为一体；他们一身正气，坚持真理，两袖清风，淡泊名利；他们是中华民族的精英和骄傲。

林可胜教授不但发起组织了中国生理学会，而且还系统地研究了胃黏膜的组织结构和功能的相互关系，首先发现组胺具有刺激胃酸分泌的作用和肠抑胃素及其作用。蔡 翘教授在研究视神经和视觉中枢结构时，发现在间脑和中脑之间有一未被描述过的以小细胞为主的神经核团，这一核团具有参与视觉和其他功能活动的作用，被国际 文献称为“蔡氏区”。张锡钧教授在30年代和同事合作首创用蛙腹直肌进行乙酰 胆碱生物测定的方法，为证明乙酰胆碱是神经递质起到重大作用；他还与同事们创立了“迷走神经—垂体后叶反射”理论，开辟了神经对垂体内分泌调节作用研究的 新途径。冯德培教授发现静息骨骼肌在拉长时代谢增加的现象，被国际生理学术界称为“冯氏效应”；他还证明Ca2+对神经肌接头兴奋传递具有重要作用。张香桐教授首先研究树突的功能，提出中枢神经系统有细胞体和树突上的两种突触兴奋的理论；他还发现光线照射视网膜可提高大脑兴奋性的现象，被国际学术界称为“张氏效应”。杨雄理教授对视信息在视网膜神经回路中传递、调节及机制等方面进行了系统的研究，首先报道视杆细胞－视锥细胞间的电耦合因背景光而增强，发现视觉信息在暗处受压抑等现象。

这里要强调的是，上述的老一辈生理学家大多数都有在国外留学或工作的经历。他们一旦学成即回到祖国，并在艰苦的条件下为祖国的科学和教育事业的发展做出重大贡献。所以，他们不但是著名的生理科学家，而且是坚定的爱国主义者。

我国现代生理学的研究已有80年 的历史，已获得的研究成果对生理学的发展做出巨大贡献，使我国生理学的研究水平在国际上享有较高的地位，这是值得我们引以自豪的。但是，我国生理学研究的 总体水平，尤其是肾脏、血液和内分泌等方面的研究同国际先进水平比较还存在较大的差距，肾脏生理的研究至今仍然处于空白；我国生命科学研究中还没有理论和 方法学方面的重大突破和创新。作为中国大学生，面对差距，既认识到自己对祖国科学事业发展肩负的责任和使命，以刻苦地为国而学，又可从中选择自己将来为之 奋斗的方向。

生理学的展望

21世 纪是生命科学的世纪。随着自然科学研究中的跨学科和跨领域的新理论和新技术的不断涌现，以及各学科间知识的相互交叉和联系，将为生理学的发展提供更多和更 有利的条件。生理学的研究已进入整体、系统和器官、细胞和分子三个水平以及功能基因组学的时代。在不同水平以及各个基因和蛋白质之间，都存在着复杂的相互 作用和有机的联系，由此构成多层次的统一整体。人体是一个复杂的巨大系统，即使作为人体生命活动最基本单元的细胞也是一个复杂系统。在本世纪，一方面通过 对细胞和分子、基因和蛋白质功能的研究以逐渐阐明各种生命活动的发生机制，另一方面将加强对整合生理学的研究，以逐渐深入地阐明人体各系统、器官功能活动 相互依存和协调的内在机制，以及神经、体液和免疫系统对整体功能活动的调节规律和机制。

生理学最终要阐明各种感觉和运动、语言、计算、学习和记忆、情绪和意识等人脑的高级活动。脑的重要功能是多层次的整合。脑的研究虽然已取得某些进展，但基本上还是一个黑箱。1997年开始的国际性科研计划——人类脑计划（human brain project），将在本世纪得到进一步的实施和发展。对于有志于从事神经科学研究的青年学生而言，最具有挑战性的工作就是探索脑功能活动的奥秘所在。目前使用的无创性脑成像技术如正电子发射断层扫描和功能性磁共振成像等技术，对了解1～4mm范围的脑区在不同状态下的血流和代谢等功能活动的变化提供了条件。随着研究脑功能的新技术的不断问世和发展完善，期望本世纪内在脑功能的研究方面能取得新的突破。

学习生理学时提倡应用的思想观点和方法

(一)学习生理学时提倡应用的思想观点

学 习生理学时，提倡应用“整体唯物、求实创新、动态发展、相互联系和既对立又统一的思想和观点”。因为人体是由多层次结构组成的统一整体，体内任何功能都伴 随相应的物质运动，故应坚持整体唯物的观点；虽然对上述三个水平都有不同程度的研究，但体内不同功能活动的发生以及相互作用和协调的机制，尤其是对脑的功 能，尚需进一步进行研究和阐明。因此，在学习时，应坚持求实的科学原则，对书本中和老师讲述的知识进行认真思考，以不断产生新的思想和探索解决新问题的方 法；生命活动是以复杂的特殊形式表现物理和化学规律的，是一个动态发展和变化的过程，体内的各种功能活动通过相互联系和作用而形成复杂的整体行为；整体功 能的稳定，则有赖于神经、体液和免疫等机制既对立又统一的调节。既对立又统一是体内各种功能活动调节的共同规律。例如，在心交感和心迷走神经对心脏活动的 调节中，可观察到矛盾着的双方，一方处于主要地位，另一方成为次要方面，它们既相互排斥，又彼此联系和协调，共同维持心脏活动的动态平衡；随着整体功能活 动的变化，二者的地位发生转化，在转化的过程中，原有的平衡被打破，新的平衡得以建立。正是由于矛盾着的双方既对立又统一的作用，才促进了体内生命活动的 不断更新和发展。

基于上述，在学习生理学时，应用该思想观点，将有助于培养自己严密的科学理论思维的习惯，有助于对生理学的问题充满兴趣并不断激发探究的欲望，有助于对生理学的知识进行更深刻的理解和正确的运用，有助于培养对复杂问题进行分析并加以解决的能力。

(二)学习生理学时提倡应用的方法

要提高学习生理学的效率，除应用上述的思想观点外，坚持正确的方法和认真的态度是值得提倡的。

1.复习有关的知识

生理学主要研究的是功能，而有关结构和代谢方面的知识是认识和理解功能的基础。所以，在学习生理学时，应复习相关课程的知识，把体内的结构、物质代谢和功能活动有机地结合起来进行学习，以形成具有整体意义的知识结构。

2.课前预习

    在课前，结合教学大纲和进度对即将讲授的知识进行预习以发现问题。这样，在听课时就可做到有的放矢。

3.愉快地听课

教 师讲授的生理学知识，可能是你以前未知的，但又是正在你体内发生着的生命活动。探索自身的未知，是值得用心去对待的。通过老师不断地提出新的问题和讲解， 可把你的思想带入你体内动态变化的功能活动之中。另外，老师在讲述生理学知识的同时，还会传授其思想和正确处理问题的方法以及崇尚和追求真理的精神，这些 都有助于你对生理学和其他知识的理解和应用。所以，在听课时，应保持自己的思维同老师讲授的内容同步，这样，就能与老师输出的知识和思想情感产生积极的互 动，使学习效率得以提高。

4.重视实验的学习

生 理学知识的学习，有的需在实验室完成。所以，实验课是生理学学习的重要组成部分。实验学习具有如下功能：①获得新的知识和加深对已有的理论知识的理解。② 培养自己敏锐的观察力和服从客观的科学精神，尊重他人并乐意与他人配合以完成某项工作的内在自觉性，积极思考和提出问题并动手解决问题能力，承受实验失败 并从中总结教训的能力以及善待实验动物的人文思想和精神。

5.及时复习和整理笔记

在 认真阅读教科书的基础上，应看几本参考书丰富学习内容和发现问题。整理笔记是充分发挥自学和独立思考问题的能力的过程。复习已讲授的知识，一定要采用正确 的方法或某些理论模式（如二圆互交和三圆互交理论模式，见下述）去思考，以从众多的生理功能活动中找出规律；通过分析、归纳和总结，再从众多规律的复杂联 系中发现简单，据此整理各章知识的主线。例如，细胞的基本功能一章的知识主线是：一个具有新陈代谢的神经-骨 骼肌标本，给予神经干一次阈刺激的前、后，神经和肌细胞的活动变化及机制；在骨骼肌收缩前和收缩时给予不同负荷，骨骼肌收缩的张力、缩短速度和幅度发生的 变化及机制。每章的知识在主线的基础上扩展，在理解的基础上对所涉及的内容进行记忆。在学习多个章节的内容后，尤其要注重对前后的知识进行联系和整合。

二 圆互交或三圆互交理论模式具有的哲学内涵是：任一个圆既可作为一个相对独立的因素行使其功能，相互间又呈协同或对抗的关系，彼此互交作为一个整体在动态发 展中发挥作用；相互作用既可产生新质或相互协调使功能更加强大，又可彼此既对立又统一地保持整体功能状态的相对稳定。在后续的学习中，该理论模式可得到广 泛的应用，例如，用二圆互交阐释精子和卵子结合产生新的生命，搏出量和心率引起的心输出量的变化，交感神经和副交感神经对机体自主功能活动的调节等；用三 圆互交阐述循环血量、心输出量和外周阻力的变化在血压形成和稳定中的作用，抗利尿激素、醛固酮和心房钠尿肽在维持体内水、Na +和K+平衡中的作用等。用该理论模式去思考、理解和阐释生理学中的问题，使复杂的变得简单，抽象的变得直观。该理论模式同样适用于其他科学体系。正确应用该理论模式，可以培养自己应用二因素、三因素甚至多因素思维世界中事物的能力。

6.提出问题并进行讨论

对 自己思考发现的问题，首先应通过查阅资料来寻找答案，不能解决的再求师或求问。这里提醒同学们的是，不但要学习已知（书本知识），还有善于发现未知。对一 个人的知识而言，已知、未知和求知呈三圆互交模式发展，三者相互作用，使个人的思想不断得以更新，创新能力亦会逐渐提高。一定要克服认为自己提出的问题简 单或幼稚的心理。在求知的过程中，没有幼稚的问题，只有幼稚得不敢提出自己的问题。

同 学之间对问题的认真讨论，会收到事半功倍的学习效果。以班或兴趣小组为单位对生理学的问题或案例进行讨论，尤其是对案例的讨论，不但有助于学习和理解生理 学的知识，还可通过对相关知识的纵向和横向联系而形成具有整合性质的知识结构，从中亦培养自己对复杂问题进行思考和分析的能力。此外，通过讨论还可锻炼自 己对科学问题的表达能力，并用他人之长补己之短，以及增进同学之间的相互关心、帮助和友爱之情。

7.重视对有关的人文社会科学知识的学习

最 后要强调的是，要学好生理学的知识，还应重视对有关的人文和社会科学知识的学习。生理学属于自然科学，是研究人体生命活动及其规律的科学；人文社会科学是 研究人与人以及人与社会之间关系的科学，两方面的知识呈二圆互交模式，是主动互交和彼此促进的。人的生命是一种整体活动，体内任一功能活动的发生和发展， 既受体内多种因素的影响，又受外环境因素的作用。个体作为社会群体中的一员，既是独立的，但其生活、学习和工作等活动又必然同社会群体以及其他因素发生相 互作用。在这个过程中，个体会产生心理和精神活动的变化，这些必然会导致体内其他功能活动发生相应的变化。所以，重视生理学和有关人文社会科学两个方面知 识的学习，有利于从整合的高度认识人体的功能活动及其变化。

参 考 资 料

1．郝季仁译．维纳著．控制论．北京：科学出版社，1963．（Wiener N. Cybernetics, or Control and Communication in the Animaland the Machine. Cambridge MA: MIT Press, 1948.）

2．王志均．生命科学今昔谈．北京：人民卫生出版社，1998． 3．姚泰主编．生理学．第 2 版．北京：人民卫生出版社，2010． 4．黄秉宪，潘华．控制理论在生物医学中的应用．生理科学进展，1979，10：54-62．

5．BerneRM, Levy MN. Koeppen BM, Stanton BA. Physiology. 5th edition. St. Louis: Mosby,

2004（生理学. 英文影印版. 北京: 北京大学医学出版社, 2005）

6．BoronWF, Boulpaep EL. Medical physiology: A Cellular and Molecular Approach, 2nd ed.Philadelphia: Elsevier Saunders, 2009.

7．CannonWB. The Wisdom of the Body. New York: WW Norton, 1932.

8．GanongWF. Review of Medical Physiology. 22th ed. New York: McGraw-Hill, 2005.

9．HallJE. Guyton & Hall textbook of medical physiology, 12th ed. Philadelphia:Elsevier Saunders. 2012.

10．MilhornHT. The Application of Control Theory to Physiological Systems. Philadelphia:WB Saunders, 1966.

11．SherwoodL. Human Physiology: from Cells to Systems. 7th ed. Belmont CA: Brooks/Cole,2010.

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14．CseteME, Doyle JC: Reverse engineering of biological complexity, Science, 2002,295:1664.

15．Gao Q,Horvath TL: Neuronal control of energy homeostasis, FEBS Lett, 2008, 582:132.

历届诺贝尔生理学或医学奖获奖者名单

1901年，E.A.V.贝林(德国人)从事有关白喉血清疗法的研究

1902年，R.罗斯(英国人)从事有关疟疾的研究

1903年，N.R.芬森(丹麦人)发现利用光辐射治疗狼疮

1904年，I.P.巴甫洛夫(俄国人)从事有关消化系统生理学方面的研究

1905年，R.柯赫(德国人)从事有关结核的研究

1906年，C.戈尔季(意大利人)、S.拉蒙–卡哈尔(西班牙人)从事有关神经系统精细结构的研究

1907年C.L.A.拉韦朗(法国人)发现并阐明了原生动物在引起疾病中的作用

1908年P.埃利希(德国人)、E.梅奇尼科夫(俄国人)从事有关免疫力方面的研究

1909年E.T.科歇尔(瑞士人)从事有关甲状腺的生理学、病理学以及外科学上的研究

1910年A.科塞尔(德国人)从事有关蛋白质、核酸方面的研究

1911年A.古尔斯特兰德(瑞典人)从事有关眼睛屈光学方面的研究

1912年A.卡雷尔(法国人)从事有关血管缝合以及脏器移植方面的研究

1913年C.R.里谢(法国人)从事有关抗原过敏的研究

1914年R.巴拉尼(奥地利人)从事有关内耳前庭装置生理学与病理学方面的研究

1915年——1918年未颁奖

1919年J.博尔德特(比利时人)作出了有关免疫方面的一系列发现

1920年S.A.S.克劳(丹麦人)发现了有关体液和神经因素对毛细血管运动机理的调节

1921年未颁奖

1922年A.V.希尔(英国人)从事有关肌肉能量代谢和物质代谢问题的研究;迈尔霍夫(德国人)从事有关肌肉中氧消耗和乳酸代谢问题的研究

1923年F.G.班廷(加拿大)，J.J.R.麦克劳德(加拿大人)发现胰岛素

1924年W.爱因托文(荷兰人)发现心电图机理

1925年未颁奖

1926年J.A.G.菲比格(丹麦人)发现菲比格氏鼠癌(鼠实验性胃癌)

1927年J.瓦格纳–姚雷格(奥地利人)发现治疗麻痹的发热疗法

1928年C.J.H.尼科尔(法国人)从事有关斑疹伤寒的研究

1929年C.艾克曼(荷兰人)发现可以抗神经炎的维生素;F.G.霍普金斯(英国人)发现维生素B1缺乏病并从事关于抗神经炎药物的化学研究

1930年K.兰德斯坦纳(美籍奥地利人)发现血型

1931年O.H.瓦尔堡(德国人)发现呼吸酶的性质和作用方式

1932年C.S.谢林顿、E.D.艾德里安(英国人)发现神经细胞活动的机制

1933年T.H.摩尔根(美国人)发现染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论

1934年G.R.迈诺特、W.P.墨菲、G.H.惠普尔(美国人)发现贫血病的肝脏疗法

1935年H.施佩曼(德国人)发现胚胎发育中背唇的诱导作用

1936年H.H.戴尔(英国人)、O.勒韦(美籍德国人)发现神经冲动的化学传递

1937年A.森特–焦尔季(匈牙利人)发现肌肉收缩原理

1938年C.海曼斯(比利时人)发现呼吸调节中颈动脉窦和主动脉的机理

1939年G.多马克(德国人)研究和发现磺胺药

1940年——1942年未颁奖

1943年C.P.H.达姆(丹麦人)发现维生素K;E.A.多伊西(美国人)发现维生素K的化学性质

1944年J.厄兰格、H.S.加塞(美国人)从事有关神经纤维机制的研究

1945年A.弗莱明、E.B.钱恩、H.W.弗洛里(英国人)发现表霉素以及表霉素对传染病的治疗效果

1946年H.J.马勒(美国人)发现用X射线可以使基因人工诱变

1947年C.F.科里、G.T.科里(美国人)发现糖代谢中的酶促反应;B.A.何赛(阿根廷人)发现脑下垂体前叶激素对糖代谢的作用

1948年P.H.米勒(瑞士人)发现并合成了高效有机杀虫剂DDT

1949年W.R.赫斯(瑞士人)发现动物间脑的下丘脑对内脏的调节功能

1950年E.C.肯德尔、P.S.亨奇(美国人)T.赖希施泰因(瑞士人)发现肾上腺皮质激素及其结构和生物效应

1951年M.蒂勒(南非人)发现黄热病疫苗

1952年S.A.瓦克斯曼(美国人)发现链霉素

1953年F.A.李普曼(英国人)发现高能磷酸结合在代谢中的重要性，发现辅酶A;H.A.克雷布斯(英国人)发现克雷布斯循环(三羧酸循环)

1954年J.F.恩德斯、T.H.韦勒、F.C.罗宾斯(美国人)研究脊髓灰质炎病毒的组织培养与组织技术的应用

1955年A.H.西奥雷尔(瑞典人)从事过氧化酶的研究

1956年A.F.库南德、D.W.理查兹(美国人)、W.福斯曼(德国人)开发了心脏导管术

1957年D.博维特(意籍瑞士人)从事合成类箭毒化合物的研究

1958年G.W.比德乐、E.L.塔特姆(美国人)发现一切生物体内的生化反应都是由基因逐步控制的;J.莱德伯格(美国人)从事基因重组以及细菌遗传物质方面的研究

1959年S.奥乔亚、A.科恩伯格(美国人)从事合成RNA和DNA的研究

1960年F.M.伯内特(澳大利亚人)、P.B.梅达沃(英国人)证实了获得性免疫耐受性

1961年G.V.贝凯西(美国人)确立“行波学说”发现耳蜗感音的物理机制

1962年J.D.沃森(美国人)、F.H.C.克里克、M.H.F.威尔金斯(英国人)发现核酸的分子结构及其对住处传递的重要性

1963年J.C.艾克尔斯(澳大利亚人)、A.L.霍金奇、A.F.赫克斯利(英国人)发现与神经的兴奋和抑制有关的离子机构

1964年K.E.布洛赫(美国人)、F.吕南(德国人)从事有关胆固醇和脂肪酸生物合成方面的研究

1965年F.雅各布、J.L.莫诺、A.M.雷沃夫(法国人)研究有关酶和细菌合成中的遗传调节机构

1966年F.P.劳斯(美国人)发现肿瘤诱导病毒;C.B.哈金斯(美国人)发现内分泌对于癌的干扰作用

1967年R.A.格拉尼特(瑞典人)、H.K.哈特兰、G.沃尔德(美国人)发现眼睛的化学及重量视觉过程

1968年R.W.霍利、H.G.霍拉纳、M.W.尼伦伯格(美国人)研究遗传信息的破译及其在蛋白质合成中的作用

1969年M.德尔布吕克、A.D.赫尔、S.E.卢里亚(美国人)发现病毒的复制机制和遗传结构

1970年B.卡茨(英国人)、U.S.V.奥伊勒(瑞典人)J.阿克塞尔罗行(美国人)发现神经末梢部位的传递物质以及该物质的贮藏、释放、受抑制机理

1971年E.W.萨瑟兰(美国人)发现激素的作用机理

1972年G.M.埃德尔曼(美国人)、R.R.波特(英国人)从事抗体的化学结构和机能的研究

1973年K.V.弗里施、K.洛伦滋(奥地利人)、N.廷伯根(英国人)发现个体及社会性行为模式(比较行为动物学)

1974年A.克劳德、C.R.德·迪夫(比利时人)、G.E.帕拉德(美国人)从事细胞结构和机能的研究

1975年D.巴尔摩、H.M.特明(美国人)、R.杜尔贝科(美国人)从事肿瘤病毒的研究

1976年B.S.丰卢姆伯格(美国人)发现澳大利亚抗原;D.C.盖达塞克(美国人)从事慢性病毒感染症的研究

1977年R.C.L.吉尔曼、A.V.沙里(美国人)发现下丘脑激素;R.S.雅洛(美国人)开发放射免疫分析法

1978年W.阿尔伯(瑞士人)、H.O.史密斯、D.内森斯(美国人)发现限制性内切酶以及在分子遗传学方面的应用

1979年A.M.科马克(美国人)、G.N.蒙斯菲尔德(英国人)开始了用电子计算机操纵的X射线断层扫描仪(简称扫描仪)

1980年B.贝纳塞拉夫、G.D.斯内尔(美国人)、J.多塞(法国人)从事细胞表面调节免疫反应的遗传结构的研究

1981年R.W.斯佩里(美国人)从事大脑半球职能分工的研究;D.H.休伯尔(美国人)、T.N.威塞尔(瑞典人)从事视觉系统的信息加工研究

1982年S.K.贝里斯德伦、B.I.萨米埃尔松(瑞典人)J.R.范恩(英国人)发现前列腺素，并从事这方面的研究

1983年B.麦克林托克(美国人)发现移动的基因

1984年N.K.杰尼(丹麦人)、G.J.F.克勒(德国人)、C.米尔斯坦(英国人)确立有免疫抑制机理的理论，研制出了单克隆抗体

1985年M.S.布朗、J.L.戈德斯坦(美国人)从事胆固醇代谢及与此有关的疾病的研究

1986年R.L.蒙塔尔西尼(意大利人)、S.科恩(美国人)发现神经生长因子以及上皮细胞生长因子

1987年利根川进(日本人)阐明与抗体生成有关的遗传性原理

1988年J.W.布莱克(英国人)、G.B.埃利昂、G.H.希钦斯(美国人)对药物研究原理作出重要贡献

1989年J.M.毕晓普、H.E.瓦慕斯(美国人)发现了动物肿瘤病毒的致癌基因源出于细胞基因，即所谓原癌基因

1990年J.E.默里、E.D.托马斯(美国人)从事对人类器官移植、细胞移植技术和研究

1991年E.内尔、B.萨克曼(德国人)发明了膜片钳技术

1992年E.H.费希尔、E.G.克雷布斯(美国人)发现蛋白质可逆磷酸化作用

1993年P.A.夏普、R.J.罗伯茨(美国人)发现断裂基因

1994年A.G.吉尔曼、M.罗德贝尔(美国人)发现G蛋白及其在细胞中转导信息的作用

1995年E.B.刘易斯、E.F.维绍斯(美国人)、C.N.福尔哈德(德国人)发现了控制早期胚胎发育的重要遗传机理，利用果蝇作为实验系统，发现了同样适用于高等增有机体(包括人)的遗传机理

1996年P.C.多尔蒂(澳大利亚人)、R.M.青克纳格尔(瑞士人)发现细胞的中介免疫保护特征

1997年S.B.普鲁西纳(美国人)发现了一种全新的蛋白致病因子——朊蛋白(PRION)并在其致病机理的研究方面做出了杰出贡献

1998年R.F.福尔荷格特、L.J.依格那罗和F.穆莱德发现一氧化一氮在心血管系统中作为信号分子

1999年GunterBlobel发现控制细胞运输和定位的内在信号蛋白质

2000年阿尔维德·卡尔松(瑞典人)、保罗·格林加德(美国人)、埃里克·坎德尔(奥地利人)在“人类脑神经细胞间信号的相互传递”方面获得的重要发现。

2001年利兰·哈特韦尔(美国人)、蒂莫西·亨特(英国人)和保罗·纳斯(英国人)发现了细胞周期的关键分子调节机制。

2002年，英国科学家悉尼·布雷内、约翰·苏尔斯顿和美国科学家罗伯特·霍维茨。他们为研究器官发育和程序性细胞死亡过程中的基因调节作用作出了重大贡献。

2003年，美国科学家保罗·劳特布尔和英国科学家彼得·曼斯菲尔德。他们在核磁共振成像技术上获得关键性发现，这些发现最终导致核磁共振成像仪的出现。

2004年，诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家理查德·阿克塞尔和琳达·巴克，以表彰两人在气味受体和嗅觉系统组织方式研究中作出的贡献。

2005年，两位合作多年的澳大利亚科学家巴里·马歇尔与罗宾·沃伦，在发现了幽门螺杆菌及其导致胃炎、胃溃疡与十二指肠溃疡等疾病的机理20多年后，终于收到了一份迟来的“贺礼”，分享了2005年诺贝尔生理学或医学奖。

2006年，美国人安德鲁·法尔和克雷格·梅洛9月2日脱颖而出，成为本年度诺贝尔生理学或医学奖得主。虽奖项名目既涉及生理学，也涉及医学，但针对本年度两位获奖者及其成果，欧美媒体无不把今年这一奖项称为诺贝尔医学奖。当然，论实际效用，法尔和梅洛以针对核糖核酸(RNA)的干扰机制为研究课题，以遗传学为切入点，却以医学运用最具有现实意义和潜在价值。

2007年，两名美国人马里奥·卡佩基、奥利弗·史密斯和一名英国人马丁·埃文斯，获得2007年诺贝尔生理学或医学奖。诺贝尔奖评审委员会发布的公报说，三位科学家“在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面有着一系列突破性发现”，为“基因靶向”技术的发展奠定了基础。

2008年，德国科学家哈拉尔德·楚尔·豪森因发现人乳突淋瘤病毒引发子宫颈癌获此殊荣，两名法国科学家弗朗索瓦丝·巴尔-西诺西和吕克·蒙塔尼因发现人类免疫缺陷病毒获此殊荣。

2009年，美国加利福尼亚旧金山大学的伊丽莎白·布莱克本(ElizabethH.Blackburn)、美国巴尔的摩约翰·霍普金斯医学院的卡罗尔·格雷德(CarolW.Greider)、美国哈佛医学院的杰克·绍斯塔克(JackW.Szostak)因发现端粒和端粒酶保护染色体的机理而获此殊荣。

2010年，英国生理学家罗伯特·爱德华兹因为在试管婴儿方面的研究获得2010年诺贝尔生理学或医学奖。

2011年，美国科学家布鲁斯·博伊特勒、法国科学家朱尔斯·霍夫曼和加拿大科学家拉尔夫·斯坦曼因在免疫学领域取得杰出成就而获得2011年诺贝尔生理学或医学奖。

2012年，日本科学家山中伸弥(ShinyaYamanaka)与英国科学家约翰•格登(JohnGurdon)因在细胞核重新编程研究领域的杰出贡献，获得2012年诺贝尔生理学或医学奖。

2013年，耶鲁大学细胞生物学系系主任、生物医学教授詹姆斯·罗斯曼(JamesE.Rothman)，德国生物化学家托马斯·聚德霍夫(ThomasC.Südhof)和加州大学伯克利分校的细胞生物学家兰迪·谢克曼(RandyW.Schekman)，因“发现细胞内的主要运输系统——囊泡运输的调节机制”获得2013年诺贝尔生理学或医学奖。

2014年，英国伦敦大学学院教授约翰·奥基夫(JohnO‘Keefe)，以及来自挪威的科学家梅-布里特·莫泽(May-BrittMoser)和爱德华·莫泽(EdvardI.Moser))夫妇获得今年诺贝尔生理学或医学奖。解决了哲学家和科学家几个世纪之久的问题——人类大脑究竟是如何构建一个所处空间的地图，以及在一个复杂的环境中人类大脑如何导航并寻找路径。

2015年，中国药学家屠呦呦，爱尔兰科学家威廉·坎贝尔(WilliamC.Campbell)和日本科学家大村智(Satoshiōmura)分享2015年诺贝尔生理学或医学奖，以表彰他们在疟疾治疗研究中取得的成就。获奖理由是“发展了一些疗法，这对一些最具毁灭性的寄生虫疾病的治疗具有革命性的作用”。

2016年，日本分子细胞生物学家大隅良典(YoshinoriOhsumi)荣获2016年诺贝尔生理学或医学奖，以表彰其在研究自噬性溶酶体方面作出的贡献。

2017年，三名美国科学家杰弗里·霍尔(JeffreyC.Hall),迈克尔·罗斯巴什(MichaelRosbash)以及迈克尔·杨(MichaelW.Young)获得2017年诺贝尔生理学或医学奖，以表彰他们在发现控制昼夜节律机制的发现。