细胞

通常认为细胞是人体的最小单位,它是由许多更小的具有自身功能的结构组成。尽管人类细胞大小不等,但所有的细胞均很小。即使是最大的细胞如受精卵,也是肉眼所不能见到的。

人的细胞由一层膜把其内容包聚在一起。但这层膜不单纯是一个囊袋,它上面有许多能识别不同细胞的受体,这些受体也可以和机体产生的物质和摄入体内的药物发生反应,选择性地允许这些物质或药物进入或离开细胞。受体反应常常改变和控制细胞的功能。

细胞膜内有两种主要成分:细胞浆和细胞核。细胞浆中含有一些消耗和转换能量的结构,以及执行细胞功能的结构;细胞核内含有细胞的遗传物质和控制细胞分裂及繁殖的结构。

身体由许多不同类型的细胞组成,每一类细胞都有其自身的结构和功能。有些细胞如血液中的白细胞,可以自由移动,互不影响。另外一些细胞如肌肉细胞,则相互紧紧地连在一起。一些细胞如皮肤细胞,分裂和繁殖很快;而神经细胞则完全不能繁殖。有一些细胞,特别是腺细胞,其主要功能是产生激素或酶这样一些复杂的物质。例如乳腺细胞分泌乳汁,胰腺细胞产生胰岛素,肺泡壁细胞产生粘液,口腔中的细胞产生唾液。有些细胞则和物质的分泌无关,例如肌肉细胞和心肌细胞主要功能是收缩,神经细胞传导电冲动,在中枢神经系统(脑和脊髓)与身体的其他部分之间建立信息联系。

躯干内部结构

躯干内部结构

细胞内部结构

虽然有不同类型的细胞,但大多数细胞有着相同的成分。细胞由细胞核和细胞浆两部分组成,外面有一层细胞膜。细胞膜调控物质的进出。细胞核控制蛋白质的产生。细胞核内含有染色体和核仁,染色体是细胞的遗传物质,核仁则产生核糖体。细胞浆由细胞液和细胞器构成,细胞器可以看成是细胞的器官。内质网在细胞内传送运输物质。核糖体产生蛋白质,储存在高尔基体中。线粒体产生能量,供细胞活动需要。溶酶体内含有许多酶,这些酶能分解进入细胞的颗粒。例如,血液中的某些白细胞能吞噬细菌,然后这些细菌被溶酶体中的酶分解。中心粒参与细胞分裂。

细胞内部结构

组织和器官

一些相关的细胞连结在一起,称为组织。一种组织中的细胞不完全相同,但它们为完成特定功能而协同工作。取组织标本(组织活检),在显微镜下,可见到各种类型的细胞。

结缔组织是一种坚韧的、纤维状组织,结缔组织把机体中的结构连结在一起,并起支持作用。结缔组织几乎存在于每一个器官中,皮肤、韧带和肌肉的大部分都由结缔组织组成。结缔组织及其细胞的特征,随它在体内的位置不同而异。

身体的功能通过器官表达。每一个器官是一种执行特殊功能的结构,例如心脏、肺、肝、眼睛和胃。一个器官由几种类型的组织构成,因此也由几种类型的细胞组成。例如,心脏含有心肌组织、纤维组织和特异细胞,心肌收缩可以泵血,纤维组织构成心脏瓣膜,特异细胞则维持心搏的频率和周期。眼睛含有多种细胞,如肌细胞,司瞳孔的开闭,透明细胞(clear cells)构成晶状体和角膜,还有产生房水的细胞,感光细胞,以及传导冲动到脑的神经细胞。甚至像胆囊这样结构非常简单的器官,也含有不同类型的细胞,如胆囊上皮细胞可以抵抗胆汁的刺激,胆囊壁上的肌肉细胞可以收缩排出胆汁,构成胆囊纤维外壁的细胞则保持胆囊完整。

器官系统

一个器官有自己的特殊功能,但它也作为群体中的一部分发挥功能,称为器官系统。器官系统是医学研究中的一个组织单位,通常疾病根据器官系统分类,治疗计划也是建立在器官系统基础上。这本书大部分也是围绕着器官系统这一概念来组织编写的。

例如,心血管系统是一个器官系统,它包括心脏和血管。心血管系统主司泵血和使血液在身体内循环不息。消化系统从口腔到肛门,行使接受、消化食物及排除废物之功能。这个系统不仅仅包括胃、小肠、大肠,还包括相关的器官,如胰腺、肝脏和胆囊,前者主要是运送食物,而后者是产生消化酶、清除毒素和储存消化过程所必需的物质。运动系统包括骨骼、肌肉、韧带、肌腱和关节,其功能是支持和运动身体。

当然,器官系统不是孤立地行使功能。例如,饱餐之后,消化系统要执行其功能,需要更多的血液,因此就需要心血管系统和神经系统的帮助。消化系统的血管扩张以便输送更多的血液。神经冲动传导到大脑,通知其增加工作。消化系统通过神经冲动及释放进入血液中的化学物质直接刺激心脏,心脏泵出更多的血液,大脑饥饿感减轻,有饱的感觉,不愿剧烈运动。

器官和器官系统之间的信息联系非常重要。信息联系使机体按整个身体的需要调节每一个器官的功能。休息时,心率减慢,当器官需要更多血液时,心脏工作加强,心率加快。当体内液体太多时,肾脏排出更多的尿,而当机体脱水时,则应保存更多的水分。

通过信息联系,身体保持自身的平衡——称之为体内平衡或内环境稳定。通过体内平衡,器官既不会功能低下,也不会功能亢进,而且每个器官的活动都有利于促进其他器官的功能。

维持体内平衡的信息联系可以通过神经系统或通过化学刺激产生。调节机体功能的复杂信息网,主要是由自主神经系统来控制。这部分神经系统功能不受个体思维的影响,也不表现出正在行使功能的明显征象。起信息联系作用的化学物质称为介质。由一个器官产生,通过血液循环运送到其他器官的介质,称为激素。在神经系统各部分之间传递信息的介质叫神经介质。

一种为人们所熟知的介质,叫做肾上腺素激素。当一个人突然紧张或恐惧时,大脑立即发出信息到肾上腺,使其迅速分泌肾上腺素。很快,这种激素使整个机体进入警惕状态,一种作好战斗准备或逃避的反应。此时,心跳加快且有力,眼睛瞪大,以便让更多的光线进入,呼吸加快,消化系统的活动减弱,以便让更多的血液供应肌肉。这种反应迅速而强烈。

其他的化学联系不那么引人注意,但同样是有效的。例如,当机体脱水需要更多水分时,通过心血管系统的循环血容量减少,颈动脉上的感受器感知血容量减少,通过神经将冲动传到大脑底部的垂体,垂体产生抗利尿激素。这种激素使肾脏生成的尿量减少,保留更多水分。同时,大脑产生渴感,刺激饮水。

机体还有一群器官——内分泌系统,其主要功能是分泌调节其他器官功能的激素。例如,甲状腺分泌甲状腺素,控制机体的代谢率;胰腺产生胰岛素,控制糖的利用;肾上腺分泌肾上腺素,刺激许多器官,使机体产生应激反应。

主要器官系统

系统 系统内的器官
心血管系统 心脏、血管(动肪、毛细血管、静脉)
呼吸系统 鼻、口腔、咽喉、气管、支气管、肺
神经系统 脑、脊髓、神经
皮肤 皮肤
运动系统(肌肉骨骼系统) 肌肉、肌腱和韧带、骨、关节
血液系统 血细胞和血小板、血浆、骨髓、脾、胸腺
消化系统 口腔、食管、胃、小肠、大肠、肝、胆囊、胰腺(产生酶的部分)
内分泌腺 甲状腺、甲状旁腺、肾上腺、胰腺(产生胰岛素部分)
泌尿系统 肾、输尿管、膀胱、尿道
男性生殖系统 阴茎、前列腺、贮精囊、输精管、睾丸
女性生殖系统 阴道、子宫颈、子宫、输卵管、卵巢

内外屏障

要界定什么是体外,什么是体内,并不是很容易的事,因为身体有许多表面。皮肤,准确地说是一个器官系统,它是一个很明显的表面,形成了一道防止许多有害物质进入机体的屏障。虽然耳道是由薄薄的皮肤覆盖,但通常认为它是在体内,因为耳道深陷入头部。消化系统是一根长管道,开始于口腔,弯曲盘绕通过身体,终止于肛门。食物通过消化道时被吸收,那么食物在体内还是在体外?事实上,营养物质和液体在它们被吸收进入血液之前并非真正在体内。

空气通过鼻和喉进入气管,然后进入肺内的支气管,这个气道的哪部分是体内和体外的分界线?肺内的氧气在它们进入血液之前,对机体并不是有用的。要进入血液,氧气必须通过肺内一层薄薄的细胞。这层细胞就构成了屏障,阻止伴随空气进入肺内的病毒和细菌,比如阻止引起结核病的结核杆菌进入体内。除非这些微生物穿过细胞进入血液,否则它们不会致病。因为肺有许多保护机制,比如抗感染的抗体,把破坏的碎片清扫出体外的纤毛,所以大多数的感染微生物不会引起疾病。

机体的表面不仅分隔体内、体外,而且也保持器官结构在正常位置,使它们适合行使功能。例如,正常情况下血液在血管中流动,内部器官并不浸泡在血液中。假如血液漏出血管,进入身体的其他部分(出血),不仅造成组织的氧和营养物质供应发生障碍,而且可能导致严重损伤。例如,很小量的脑出血即可引起脑组织破坏,因为受颅骨的限制,颅腔中,没有可扩张的空间。另一方面,相同量的血液流入腹腔并不引起组织破坏。

唾液在口腔内有重要作用,但是假如吸入肺内,则可能引起严重损伤。胃分泌的胃酸,极少造成胃的损伤,然而假如胃酸返流,则可能损伤食管,假如胃液漏出胃壁,亦可能损伤其他器官。粪便是食物未消化的部分,通过肛门排出体外,假如通过肠壁漏进腹腔,能引起危及生命的感染。

解剖学和疾病

人体结构非常精巧,大多数器官都有大量的储备能力,即使受到损伤,仍能正常运行。例如,肝脏要破坏2/3以上,才能出现严重损害,切除一个叶肺,只要其他肺功能正常,人也能存活。有一些器官只要很小的损伤就能导致功能失常。如脑卒中时,损伤了少量的脑组织,患者就可能不能说话,肢体不能活动,也不能保持平衡。心脏病发作,损害心脏组织,可能只轻微损害心脏的泵血能力,也可能导致死亡。

疾病影响解剖,解剖的改变能引起疾病。组织异常增生,例如癌症,能够直接破坏正常组织或压迫正常组织,引起破坏。又如阻断组织的供血,可造成组织坏死(梗死)如心肌梗死或脑卒中(脑梗死)。

因为解剖学和疾病之间关系密切,检查身体内部结构的方法已经成为疾病诊断和治疗的主要依赖手段。首次重大突破是X线的发现,使医生能看到身体内部结构,不需经外科手术就能检查内部器官。另一个重要进展是计算机体层摄影(CT),这种技术是X线与计算机的结合。CT扫描产生身体内部结构详细的二维图像。

产生内部结构图像的其他方法还包括超声扫描、磁共振成像(MRI),其原理是利用原子在磁场中的运动,和放射性核素成像技术,其方法是将有放射活性的化学物质注入体内进行检查。与外科手术相比,这些检查都是无创性的,而外科手术则是有创性的。

本书中的解剖学

解剖学对医学是如此重要,本书几乎每一章节都是以一个器官系统的解剖学描述开始。本书的图解重点也是放在有关部分的解剖上。