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机体的功能与状态

陈宜张^*

第二军医大学，上海 200433

摘要

《生理学报》创刊90年来，发表了不少生理学及相关领域的研究论文、综述和其它类型的文章，今后还将在这些方面继续发挥作用。

一般认为，生理学是一门研究机体(organism, living body) 功能(function) 的科学。但如果讲得更具体一点，应该说，生理学是研究处于一定状态(state) 下机体功能的科学。机体本身具一定结构，研究机体的功能，就是研究结构与功能之间的关系，这历来是生命科学所关注的，也是生理学所关注的；至于机体的状态如何，过去也有研究，也有注意，但相对要少一点，强调得也不够，其实这部分还是很重要的。

机体的状态，在各个水平都有表现：宏观(macroscopic)、微观(microscopic) 和介观(mesoscopic)，宏观的状态往往有它微观的分子基础。以脑和神经系统为例，1906年Sherrington 在《神经系统的整合作用》书中就提出，脊髓活动的时候存在着中枢兴奋状态(central excitatory status, CES) 和中枢抑制状态(central inhibitory status, CIS) 两种状态[1, 2]。近半个世纪后的1951年，他的学生Eccles 用微电极方法研究脊髓神经元电生理，记录到兴奋性突触后电位(excitatory postsynaptic potential, EPSP)和抑制性突触后电位(inhibitory postsynaptic potential, IPSP)[3]。后来有不少人认为，这两者就分别反映了CES和CIS。就脊髓反射活动而言，以上说法可能是对的；但对一般中枢状态而言，则远远不够。现在，我们知道，所谓脑或神经元的状态，它所包含的内容，远比突触后电位更为丰富、广泛。

早在19~20 世纪之交，从基本原理上人们已经知道，兴奋性组织在发生一次兴奋以后，紧接着有绝对不应期、相对不应期、超常期、低常期等兴奋性变化，这些变化都属于状态的范畴。以后，认识前进了一大步，知道神经兴奋的本质是离子通道的活动；到现在，离子通道分子的三维结构也知道了。但是，即使有了那么强劲、深入的进展，迄今为止，关于离子通道的状态，即它的关闭，开放，失活，仍是一些不十分清楚的问题[4]。由此可见研究状态问题的难度。

脑的活动，不仅需要离子通道，也需要递质受体，神经系统的状态如何，也反映在递质受体上。以乙酰胆碱受体为例，它是一个由5个亚单位组成的多聚体，但它可以有不同的构象(conformation)状态。现在知道至少有4 种状态：(1) 静息、关闭状态；(2) 短暂的开放状态，也就是激活状态；(3)快速脱敏状态；(4) 不反应状态[5]。这些，实际上都是属于状态的问题，也都是需要深入研究的问题。

从大体或宏观方面看，人的觉醒、睡眠当然是两种不同的状态，与此相联系，全身麻醉也是一种状态。早年曾经认为，全身麻醉的作用机理是由于麻醉剂分子干扰了细胞膜脂质，现在知道，这种说法不对了。现在认为，不同类型的全身麻醉剂主要作用于3 种分子：GABAA受体，NMDA受体，2孔域钾通道(2PK)[6]，所以，宏观的觉醒、睡眠麻醉的状态有它微观的分子基础。受体和通道分子是一种结构，其功能就是这些分子的功能，但这些受体、通道本身还有它自己不同的状态，只不过对于这些受体、通道状态的研究，还没有像乙酰胆碱受体那样研究得深入而已。事实上，当动物处于觉醒、睡眠状态时，脑内许多部位神经元的细胞内记录也已经显示有所谓“上状态( 更去极化)”和“下状态( 更超极化)”的存在。在觉醒、睡眠周期中，这两种状态所占的份额不同，觉醒时上状态多一点，睡眠时下状态多一点[7]。更进一步，现在知道，GABAA受体不仅存在于突触部位，以IPSP的形式介导突触抑制；它还可以存在于突触外部位的神经元膜，介导细胞周围的神经元调制[8]，神经元调制就是微观( 细胞、分子水平) 条件下状态的另一种形式。可见，从觉醒、睡眠周期及全身麻醉看，所谓状态，既有宏观方面的，也有微观方面的。实际上，还应当加上一个介观状态，那就是脑内与睡眠、觉醒有关的各种激活系统的状态，如促进睡眠的系统，激醒的系统，它们都是一些神经回路[9]，各个回路有它自己的状态，这些系统的状态变化又牵涉到复杂的因素。以上这些，很令人感兴趣，都值得好好研究。可见，如果想要了解脑的功能，一定要同时了解脑的状态，了解它的宏观、微观、介观的状态。

   中医似乎很注意全身、大体、宏观的状态，例如讲中风病的发病，是“在气血内虚的基础上”，是“脏腑阴阳失调”，等等[10]。我的理解，这里的“虚”、“阴”、“阳”等等，讲的都是状态。可惜，由于中医对人体结构的解剖学基础不够好，要想深入分析“状态”，有很多困难。我国的生理学，如果能从中医所提出的宏观、整体的状态出发，深入系统地探讨各种条件下的人体“状态”，可能会给生理学的发展带来好处，也会对医学有所推进与提高。若能如此，这确是我们应该做的，也是一件很有意义的事。我希望，《生理学报》能够多多登载生理学方面的好文章，特别是关于有机体状态方面的研究工作。

机体的功能与状态

CHEN Yi-Zhang^*

Abstract

《生理学报》创刊90年来，发表了不少生理学及相关领域的研究论文、综述和其它类型的文章，今后还将在这些方面继续发挥作用。
一般认为，生理学是一门研究机体(organism, living body)功能(function)的科学。但如果讲得更具体一点，应该说，生理学是研究处于一定状态(state)下机体功能的科学。机体本身具一定结构，研究机体的功能，就是研究结构与功能之间的关系，这历来是生命科学所关注的，也是生理学所关注的；至于机体的状态如何，过去也有研究，也有注意，但相对要少一点，强调得也不够，其实这部分还是很重要的。

通讯作者：陈宜张　　E-mail:

DOI: 10.13294/j.aps.2017.0073

引用本文：

陈宜张. 机体的功能与状态[J]. 生理学报 2017; 69 (5): 526-527.

CHEN Yi-Zhang. 机体的功能与状态. Acta Physiol Sin 2017; 69 (5): 526-527 (in Chinese with English abstract).