【看圖自學】解剖生理學：從身體結構看功能與機制

解剖生理學是什麼樣的學問？
解剖學是研究人體結構的學問，生理學則是研究人體如何運作的學問，這兩門學問原本是不同的學問，所以在醫學領域的專業教育中，通常也會將解剖學與生理學分成兩個學科來上課。
雖說如此，解剖學與生理學的關係卻相當密切、難以分離。如果從事的是與人體健康或疾病相關的職業，解剖學與生理學皆為必備知識，少了其中一個便無法完成工作。
讓我們試著用汽車來比喻人體吧。假設某個駕駛平常開車時都很順利，但某一天突然聽到車子前方傳來異常聲音。這時候，是否瞭解汽車的結構與功能，便會大大影響後續發展。要是駕駛完全不瞭解位於汽車前方的引擎結構，也不曉得引擎如何運作，可能會覺得「咦？聲音好像怪怪的」而先熄火，但也可能會毫不在意聲音而發動汽車，卻使整台車燒起來，嚴重的話，甚至可能演變成波及其他汽車的大型事故。不過，如果對汽車的結構與功能有某種程度的瞭解，便會想要「先自己檢查看看」，最後可能只需花費一些修理費用，就能讓汽車和自己都平安無事。若能多瞭解人們每天「駕駛」的身體，在身體故障（生病）時，便能迅速察覺、理解狀況、進行修理（治療），還能預防身體出現故障（生病）。

學習解剖學和生理學可以改變什麼
當患者覺得「腰很痛」「呼吸困難」，如果有解剖學或生理學知識，就應該會知道「腰痛≠急性腰痛」「呼吸困難≠鼻塞」才對。
腰會痛並不代表就一定是急性腰痛。若患者知道腎臟、輸尿管、胰臟等器官都位於「腰部」，便會推測自己之所以會腰痛，也可能是因為這些器官出了問題。
而當患者出現呼吸困難的症狀，如果知道呼吸道的結構，應可推測自己可能是呼吸道的哪個部分變狹窄了。但光是這樣並不夠，因為身體的呼吸功能與循環系統、血液功能密切相關。若病患知道這點，便可進一步分析自己可能不是呼吸道出問題，而是心臟出了什麼狀況。這代表患者可以早一步察覺到狀態緊急，做出適當處理，保住自己的性命。
在醫學與護理的領域中，從業人員與學生們必須學習各種疾病的原因、症狀、治療、復健。而這些課程都奠基於解剖學與生理學的基礎上。若要確實瞭解實習時接觸的患者、被照護者的身體狀況，就必須有一定的解剖學與生理學基礎。要是不知道身體「正常」狀態下的結構與功能，就算把疾病的名稱、症狀全都硬背下來，也沒辦法應用在處理病患問題上。
你們未來要從事的是與人類健康、生命有關的工作。
你們現在就站在起跑點上。
首先應該要做的，就是掌握解剖學與生理學的全貌，讓自己不會在未來鑽研相關學問時失去興趣。
那麼，就讓我們開始上課吧！

Introduction 歡迎來到解剖生理學教室
第1章 人體的結構
1-01 人體的結構
1-02 什麼是恆定性
專 欄 小細胞，大可能

第2章 細胞
1 • 細胞的種類
2 • 細胞基本結構
2-01 細胞核與胞器的功能 •
2-02 細胞的複製
2-03 細胞膜的物質運輸
專 欄 酶與基因的關係

第3章 運動系統 •
1 • 肌肉結構
2 • 骨骼肌名稱
3 • 骨骼的數量與功能
4 • 骨骼的結構
3-01 關節的結構與功能
3-02 骨骼的新陳代謝
3-03 骨骼肌的收縮機制
3-04 肌肉收縮的能量來源
3-05 皮膚結構與代謝更新
專 欄 能量的儲存？

第4章 呼吸系統
1 • 呼吸系統概要
2 • 鼻腔、咽喉
3 • 氣管、支氣管
4 • 肺泡
4-01 呼吸分為外呼吸與內呼吸
4-02 從鼻子到支氣管的呼吸道功能
4-03 胸腔擴張後，肺才被動膨脹
4-04 肺泡的功能
4-05 肺功能檢查
4-06 血液氣體分壓與氧氣血紅素解離曲線
專 欄 血液中的氣體
第5章 循環系統
1 • 全身動脈
2 • 全身靜脈
3 • 心臟內部結構
4 • 淋巴系統
5-01 驅動全身血液流動的循環系統
5-02 心臟為什麼能全年無休地跳動？
5-03 供應心臟營養的冠狀動脈
5-04 動脈與靜脈
5-05 比毛髮還要細的微血管
5-06 心搏出量與血壓的調節
5-07 淋巴系統可以監視入侵的外敵
專 欄 血液循環的相關詞彙為何很多？

第6章 消化系統與營養
1 • 消化系統的全貌
2 • 肝臟與肝門靜脈
6-01 牙齒、舌頭、唾液的功能
6-02 空氣與食物進入人體的路徑不同
6-03 胃的強酸環境
6-04 十二指腸是消化中心
6-05 胰臟分泌強力消化液
6-06 有助吸收脂質的膽汁
6-07 小腸的功能
6-08 健康排便的最後一步
6-09 醣類的消化、吸收、代謝
6-10 蛋白質的消化、吸收、代謝
6-11 脂質的消化、吸收、代謝
6-12 肝臟是人體的化學工廠
專 欄 消化系統與營養

第7章 泌尿系統
1 • 泌尿系統的全貌
2 • 腎臟的內部結構
7-01 腎臟不停地在製造尿液
7-02 尿液的排泄是人體過濾裝置
7-03 膀胱與尿道
7-04 排尿機制
專 欄 排尿的訊號
第8章 神經系統
1 • 腦、神經系統的全貌
2 • 大腦剖面圖
3 • 小腦、腦幹
4 • 腦血管
8-01 神經元（神經細胞）的興奮與傳導
8-02 大腦皮層的功能
8-03 大腦邊緣系統與記憶的密切關係
8-04 小腦調節肌肉運動
8-05 間腦、腦幹是生命活動中樞
8-06 脊髓是訊息中繼站
8-07 運動神經、感覺神經、反射
8-08 自律神經系統
專 欄 神經系統的診察工具

第9章 感覺系統
1 • 感覺種類
2 • 痛覺點與閾值
9-01 嗅覺受器位於鼻腔上端
9-02 視覺受器位於眼睛視網膜
9-03 聽覺受器位於內耳的耳蝸
9-04 身體旋轉與傾斜的平衡覺
9-05 味覺受器位於舌頭味蕾
專 欄 鮮味是第五種味道？

第10章 內分泌系統
1 • 全身的內分泌器官
2 • 內分泌的主要功能
10-01 下視丘與腦下垂體
10-02 甲狀腺與副甲狀腺
10-03 腎上腺由皮質與髓質組成
10-04 胰臟分泌的激素
專 欄 激素分泌量

第11章 血液、體液、血球
1 • 血液組成
2 • 血液的功能
11-01 紅血球運送氧氣
11-02 血小板可阻止出血
11-03 白血球分為五種
11-04 在最前線抵擋敵人入侵的「非專一性防禦」
11-05 以抗體為武器的後天免疫
11-06 體液的組成與性質
11-07 體液的酸鹼平衡
專 欄 凝血因子

第12章 生殖系統
1 • 女性生殖器
2 • 男性生殖器
12-01 女性生殖器與生理週期
12-02 男性生殖器與精子形成
12-03 懷孕的形成與過程
專 欄 為什麼嬰兒的第一次哭號很重要？
圖 解 學 習 F i l e 一 覽 表
索引

第1章人體的結構
想要瞭解人體，應該要先從哪裡開始呢？首先請瞭解「人類是多細胞生物」。我們每個人的身體都是由各種不同大小、不同功能的細胞聚集而成。
在這些細胞的分工合作、彼此協調之下，才得以維持身體機能。
正式學習解剖生理學之前，先讓我們來看看人體的各組成部位，每種部位又有什麼樣的功能。

1-01人體的結構
依照結構與功能，將器官、組織分類

人體內的組織大致可以分成四種。所謂的組織，指的是可以發揮某些功能的細胞群。這些組織結合之後可以形成各種器官或內臟。這四種組織分別是上皮組織、神經組織、結締組織、肌肉組織。
上皮組織包括遍布全身表面的皮膚、遍布消化道內側的黏膜等，可以將身體內部與外界隔離。黏膜會分泌黏液、消化腺會分泌消化液，而能夠分泌激素的內分泌「腺體」也是上皮組織的一種。
神經組織由神經元（神經細胞）以及支持神經元的細胞所組成。
腦、脊髓、脊神經內便含有大量神經組織。
結締組織是支撐身體、內臟、其他器官的組織，可以分為硬骨、軟骨、其他結締組織等。結締組織可以連結不同組織，並保持一定彈性。舉例來說，皮膚的真皮就含有膠原蛋白與彈性蛋白，血管壁含有富彈性的纖維，肺泡周圍也有可使肺泡維持球狀的纖維，這些都屬於結締組織。
肌肉組織包括我們可以任意運動的骨骼肌；位於消化道管壁、血管壁，無法憑自己的意識運動的平滑肌；以及位於心臟外壁的心肌。
解剖學與生理學，將人體內的各種器官、組織，依不同功能分成各個系統，再分別學習。舉例來說，吃下食物後進行消化、吸收食物的營養素、排出食物殘渣，負責一連串功能的是消化系統；吸進氣體、呼出氣體，使氧氣能夠送人進體各個器官則屬於呼吸系統。原則上，本書一章會以一個系統為主題。
 
1-02什麼是恆定性
人體隨時調節狀態，面對外界環境變化

生物都具有使內部環境保持恆定狀態的傾向，又稱做恆定性。
舉例來說，人的體溫時常保持在37℃。這是因為人體的酵素在這個溫度下的工作效率最高。酵素是一種與消化、吸收息息相關的重要化學物質（本書之後也會時常提到酵素）。為了維持體溫，天氣炎熱時，我們會藉由排汗、臉發紅等方式降溫；天氣寒冷時則會藉由雞皮疙瘩、顫抖等方式升溫。我們並不是在思考之後才出現這些反應，而是身體自動的反應。
恆定性的機制包括：能夠掌握體外環境與體內狀態的機制；能夠分析這些訊息，下達指令，調節體內狀況的機制；能夠接受這些指令，調節體內狀況的機制。三種機制合作，才使人體得以維持恆定。
掌握外界環境與內部狀況的器官稱作受器。皮膚上有可以感覺到溫度、疼痛的受器；內部有可以監控血壓變化、血糖變化、血液中氧氣濃度變化的受器等。
中樞神經系統在收到各種受器的訊息後，進而判斷身體目前的狀態，應該要如何進行調節。身體的恆定性主要由大腦下視丘（p.128）控制，下視丘所發出的指令，主要藉由自律神經與內分泌系統影響全身。
接受中樞神經系統的指令，實際進行調節的器官稱作動器。舉例來說，天氣炎熱時，身體會幫助降溫而排汗，皮膚上的汗腺就是動器。血壓過高時，身體會幫助降低血壓，將血液中的鈉與水抽離，減少循環系統內的血液量，再由動器腎臟排出這些鈉與水分。
動器完成工作後，並不代表這一連串的機制就此停止。中樞神經系統會再藉由受器掌握調整後的內部狀況，重新檢討前一個指令，然後再對動器發出新指令。為維持人體恆定性，身體必須能夠應付隨時改變的外部環境與內部狀況，不斷進行調節工作。

Column小細胞，大可能
人類是多細胞生物。多細胞生物體的每種細胞皆有不一樣的結構、不一樣的功能。或者說，每種細胞都負責不同的工作。雖然單一細胞並沒有一個生物的完整功能，但在各種細胞的分工合作之下，所有細胞一起便可成為一個生物。在多細胞生物中，不同細胞、不同組織、不同器官、不同系統皆有相當大的差異。因此，若想要瞭解做為多細胞生物的人類身體結構，就必須知道每一種細胞（以至於每一種系統）的結構，也就是必須學習解剖學。
另一方面，即使人體每個細胞都有該負責的工作，但若是這些細胞（系統）都任意行動，也無法形成一個功能完整的個體。各細胞需要能夠彼此協調，做出最適合個體的反應（也就是維持恆定性），才能夠維持個體的生命。為此，系統之間必須能夠彼此協調工作，同一個系統內的各個器官、同一個器官內的各種組織、同一個組織內的各種細胞，在工作時也必須彼此協調。生理學就是在研究這些細胞的協調機制。
多細胞生物由多個細胞構成，但多細胞生物在誕生時也僅是由一個細胞構成的受精卵，經過多次細胞分裂之後才形成一個個體。也就是說，身體的所有細胞都來自同一個細胞。只要分化成某種有特定功能的細胞，便沒辦法再轉變成其他細胞，也不再擁有其他功能了，但經過某種特殊操作後，便有可能將人體任何細胞回歸到受精卵的階段（任何細胞都能藉此重新獲得分化的能力）。日本科學家山中伸彌教授便是以發現這種機制而獲得諾貝爾生理醫學獎。