生命在医学上的定义「医学范畴是什么意思」

更新时间:2023-06-30 15:58:49来源:搜狐

医学(medicine)是以预防、治疗疾病和维护机体健康状态为目的,综合运用自然科学(生物学、物理学、化学)和社会科学知识处理生命过程各种状态(生、老、病、死)相关问题的实践活动。生命既是医学研究的运辑起点,又是医学研究的永恒课题。医学在对生命施以主动、全面、本质关爱的过程中,实现预防疾病和损伤,解除由疾病引起的疼痛和疾苦,避免意外死亡,追求安详死亡。据此,医学的范畴可以包括生命和死亡、健康和衰老、预防和治疗、疾病和康复等八个方面。

考题方向:生命活动有哪些基本特征及调节方式?

生命(life)是一种物种繁衍变化、生生不息、不断新陈代谢的现象。生物体是生命现象的载体,是自然界有生命物体的总称。生物体具有新陈代谢、自我复制及繁衍等基本特征,能够通过对环境刺激作出反应并进行自我调节维持内部环境稳定。生命现象有七大特征:生长与繁殖、新陈代谢、生理稳态、细胞为基本单位、环境反应性、同质的化学组成、遗传与变异等。

一、生命的本质

生命的本质体现在遗传物质是脱氧核糖核酸(DeoxyriboNucleic Acid ,DNA),DNA分子具有物理和信息双重属性。物理属性体现在 DNA是由 4种脱氧核苷酸组成的多聚体。由不同大小、序列各异的DNA分子组成基因组,基因组上的基因决定生物体的结构和功能,遵守复制-转录-翻译的遗传信息传递规律,遗传型决定表型,这就是DNA 的信息属性。生命的本质还体现在生命的最小结构和功能单元是细胞,单细胞生物的一个细胞具有生命的所有特征,成年人有200多种细胞类型和 10¹³个细胞。

(一)生命的起源

围绕生命起源产生过很多学说。随着人类对自然科学的不断探究,以及人类认知的不断加深;这些学说也在不断修正。例如,400 多年前流行的自然发生学说认为生命可以直接由非生物体产生。例如,腐肉可以生蛆,谷物可以生老鼠。1668年,意大利医生雷迪 (Redi,1626-1697)通过进行腐肉是否可被蝇类接触到的对照试验,证实了腐肉生蛆是蝇类产卵的结果,这是首次对自然发生学说提出异议。1859年,法国微生物学家巴斯德通过观察灭菌后的肉汁是否接触空气而产生细菌的实验,揭示即使细菌也不能由非生物产生,从而彻底推翻了自然发生学说。

尽管19世纪达尔文的物种起源学说提出了生物进化的理论,揭示了现代生物是从古生物逐渐演变进化而来,但回到约 40 亿年前的地球,最原始的生命究竟如何起源仍然是悬而未决的重大问题。20世纪20年代,苏联生物化学家奥巴林 (Oparin,1894—1980)和英国遗传学家霍尔丹 (Haldane 1892—1964)提出设想,他们认为生命起始于原始海洋,这大致分为三个阶段:在早期无氧的地球条件下,大气中含有的氨及水蒸气等形成简单的无机及有机物;有机小分子在原始海洋中聚集形成氨基酸、核酸等大分子复合物;大分子复合物形成能自我复制的原始生命体,最终形成原始细胞。该模型被称为奥巴林—霍尔丹模型,是最早被提出的生命的化学起源模型。

1953年,美国学者米勒(Miller) 在烧瓶中加入甲烷、氨、氢气和水蒸气等气体模拟还原原始大气成分及地球环境,给予通电发生爆炸以模拟早期地球的高温。结果发现,烧瓶中产生了合成生物大分子蛋白质的基本单位—氨基酸。米勒实验证实了化学起源模型的第一步,即在早期地球条件下从无机小分子物质形成有机小分子物质的可能。随后,类似实验也成功合成了构成碳水化合物和核酸的小分子。由此,我们推测出;这些有机小分子是在地球的原始海水中经历数百万年而逐渐形成的,并参与构成有机大分子,最终聚集形成原始细胞。

然而,上述实验仍存在很多疑问,毕竟,从蛋白质到可自我复制、具备生长和生殖能力的生命体之间,还存在着遥远的距离。随后的实验也证实,氨基酸在无氧条件下通过加热可形成蛋白质,三磷酸腺苷(ATP) 和核酸也可以通过类似的反应由小分子合成。甚至,加热氨基酸混合液还能生成由膜包裹的、能生长和分裂的原始细胞。然而,在模拟生命起源的原始地球环境下,如何生成这些生物大分子并产生原始生命体,目前仍未有令人信服的证据。

在真实的生命起源过程中,构成生命体的生物大分子是如何形成的?生命的遗传物质—核酸所携带的可复制及遗传的生命信息是如何创造并形成的?在生命体的形成过程中,生物大分子又是如何有序结合从而完成生命信息的储存及调控的?最早的生命是在何时何地以何种形式出现的?在浩渺的宇宙中,是否存在类似于早期地球的星体,并正在产生类似的原始生命?相信随着人类对宇宙的深入探索和生物科学的不断发展,生命起源之谜终将解开。

(二)生物进化

生物进化 (biological evolution) 是指随时间推移,生物形态逐渐发生发展的演化过程。迄今地球上生存着数百万种生物,但仅占曾经生存在地球上的生物种类的很小部分。在漫长的地球历史上曾经生存过的生物物种超过 90% 已经灭绝。古生物学家根据化石能够推测出各种古生物的种类、特征,生存的年代、气候以及地理条件等。据推测,原始生命始于前寒武纪初期。当时,单细胞原核生物是地球上唯一的生命形式。古生代地球生物出现了多样性,脊椎类、两栖类以及爬行类动物逐渐出现。中生代开始出现恐龙和哺乳动物,开花植物也逐渐繁荣。后来随着地球板块的重新分布,新生代生物发生了较大变化,哺乳动物繁荣发展,出现了人类的祖先—灵长类动物。

希腊学者亚里士多德最早建立了分类系统,将地球生物分为两大类:植物和动物,并提出自然界的生物从植物到人是逐渐完善的直线系列。瑞典植物学家林奈 (Liane,1707-1778)首先提出了界、门、纲、目、属、种的物种分类法,奠定了现代分类学的基础,这个物种分类法至今仍被广泛采用。但是林奈认为物种是不变的。

随着动物学、胚胎学、解剖学的发展,以及人们对古生物和环境研究的深入,物种进化的观点逐渐出现:认为生物物种在生活环境的影响下可以逐步变化、发展和完善。1859年,英国科学家达尔文 (Darwin,1809-—1882) 的《物种起源》提出生存竞争和自然选择学说,认为生存竞争和自然选择是促使种群变化的机制。具有有利变异的生物适于生存、繁衍,并能够将有利变异传递给后代。由此,科学的生物进化理论被创立,明确了生物进化的观点。

随后,奥地利生物学家孟德尔(Mendel,1822-1884) 发现了孟德尔遗传基本定律,奠定了现代遗传学的基础。20 世纪以来,随着遗传密码子的破译,人类对遗传机制有了更为精确的认识。而伴随细胞遗传学、群体遗传学、古生物学,以及环境科学等学科的飞速发展,从分子到种群水平推动了现代进化理论的发展。

人类的祖先灵长类哺乳动物最早出现在约6500 万年前,经历了类人猿、原人、智人至现代人类的漫长进化过程。目前发现的最古老的类人猿化石距今约4000万年。类人猿是人 、猿、猴的共同祖先。

人科是指能够用腿直立行走的灵长类,包括黑猩猩和人等。科学家根据对人科动物 DNA的对此研究结果推测,在距今 800万年前,黑猩猩和人的共同祖先分成两支,其中一支最终进化成为现代人类。

人类祖先受环境影响离开树栖环境到地面寻找食物, 为了提高行走速度并腾出双手执行其他功能,人类祖先逐渐演化为双腿直立行走,并将此优势特征通过繁衍传递给后代。随着人类直立行走能力的获得、石器工具和火的使用,早期人类的颅骨及脑容量最初从较小的、更接近猿的结构逐渐增大并接近现代人类。在10万~50 万年前出现的智人,其脑容量范围已与现代人类相似。化石证据显示,近20万年以来,人类在解剖学上的变化并不显著。1万~2万4前,人类已经开始形成语言,并初生建立了人类社会,这些都标志着人类向现代人的转变。

(三)生命活动的基本特征

有生命的生物体具备共同的基本特征,包括新陈代谢、兴奋性、适应性以及生殖能力等:

1. 新陈代谢(metabolism) 是机体通过与所处的环境不断进行物质和能量交换,摄取营养成分合成自身物质,分解自身物质提供能量并将分解产物排出体外,从而进行自我更新的过程。新陈代谢包括物质合成、分解代谢以及能量合成和利用。新陈代谢是生命最基本的特征,新陈代谢的停止标志着生命活动的终止。

2. 兴奋性(excitability)是指机体主动对所处环境的变化作出反应的能力。例如,遇到强光刺激,瞳孔缩小以避免光对眼睛的伤害。内外环境的变化称为刺激,机体对刺激发生的应答称为反应。刺激只有在具备足够的强度、时间,以及适当的强度 /时间变化率时才能引起机体的反应。机体不同的组织细胞对刺激的兴奋性不同,对刺激也可产生不同形式的反应。

3. 适应性(adaptability) 是指机体根据环境的变化调整自身活动的能力。适应能力是人类在长期进化过程中,逐步建立的一套根据内外环境的变化进行自我调整以适应变化的反应方式。

4. 生殖(reproduction) 是机体繁衍后代、延续种群的特征性活动。个体发育成熟后,通过有性或无性生殖,产生与自身相似的子代。生物体通过生殖活动,将遗传信息向下代传递,完成生命的延续过程。

二、生命活动的调节

人类需要在不断变化的外部环境条件下,维持自身内部环境的相对稳定。生命活动的调节,包括人体的自我调节及对环境的适应。

(一)自我调节

1926年美国生理学家坎农(Cannon,1871-1945)提出内环境稳态 (homeostasis)概念。内环境稳态指机体内环境的各种成分和理化性质只在很小的范围内变动,保持相对恒定的状态。这揭示了生命活动的正常进行有赖于内环境的相对稳定。在生物进化过程中,机体发展了一系列基本的调节方式来维持内环境稳态。

1. 生物节律 (biorhythm)指生物体的各种功能活动按一定的时间周期发生变化。例如昼夜节律的睡眠、每天规律性变化、早晨低而傍晚高的基础代谢率等。生物节律是生物体普遍存在的生命现象,是生物体在长期的进化过程中,为适应环境而形成的调整生理稳态的一种自我调节机制。

17世纪以来,人们就注意到生物节律现象。目前对生物节律的研究已深入到基因及分子水平,初步揭示了与 昼夜节律相关的基因及神经调节。生物节律的存在,可使机体主动地对环境变化进行适应。

2.神经调节(nervous regulation)指机体在神经系统的参与下实现的生理功能的调节过程,是机体快速应对变化的最重要的自我调节机制。反射是神经调节的基本过程,指机体通过神经系统对各种刺激作出;规律性应答的过程。

反射活动的结构基础是反射弧,包括五个基本成分即感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。例如,当大气氧分压不足使动脉血氧分压降低时,颈动脉化学感受器兴奋,通过传入神经将低氧信号传到呼吸中枢,呼吸兴奋,将指令通过传出神经传至呼吸肌,加深加快呼吸运动,使机体吸入更多的氧气,上调血氧分压,迅速适应低氧环境并维持内环境稳态。

3.体液调节 (humoral regulation) 指机体的某些组织细胞产生特殊的化学物质,通过体液送到特定的靶细胞,作用于其受体,从而对细胞和机体的新陈代谢等生命活动进行调节。这些特殊的化学物质包括神经细胞、内分泌细胞及腺体分泌的激素,如肾上腺素、胰岛茶、糖皮质激素等,还有某些组织细胞产生的各种细胞因子类物质,如组胺、白细胞介素、干扰素、各种细胞生长因子等,

此外还包括细胞的一些代谢产物如H 、一氧化氮、二氧化碳等。这些化学物质,或通过血液循环或淋循环等体液途径送至全身靶细胞,或直接释放在局部组织液中作用于相邻靶细胞甚至作用于自身受体。

中枢神经系统的某些神经细胞可感受内外环境的刺激而合成激素,激素随神经轴突到达神经末梢并释放人血,随血液循环到达靶细胞发挥调节功能,这种调节方式称为神经-内分泌调节。机体也有很多腺体受神经和体液系统的双重调节,称为神经-体液调节。此外,激素与分泌系统间还可存在反馈调节的作用,例如下丘脑通过垂体,调节和控制某些内分泌腺中激素的合成和分泌;而激素进入血液后,又可以反过来调节下丘脑和垂体有关激素的合成和分泌,从而通过反馈调节使血液中激素水平维持相对稳定。与迅速而精确的神经调节相比,体液调节作用比较缓慢、持久而弥散,调节方式相对恒定。神经调节和体液调节常常相互配合,使生命活动的调节趋于完善。

4. 自身调节(auto-regulation) 指某些器官、组织或细胞凭自身内在特征,不依赖于神经或体液调节,对环境变化产生特定适应性反应的过程。例如,心肌细胞的收缩前长度在一定范围内增大时,心肌细胞的收缩力相应增加,其收缩前长度在一定范围内减小时则心肌细胞收缩力减弱,这对心肌细胞的收缩活动起到调节作用,从而维持心肌正常的泵血功能。虽然与其他调节方式相比,自身调节的强度及幅度较小,影响范围也较小,且灵敏度较差,调节活动常常局限于某些特定器官或组织细胞,但对于该器官或组织细胞生理功能的调节仍然具有一定的意义。

(二)环境与适应

生物体需要从无机环境中直接或间接地获取生命活动所需的物质和能量。此外,生物的觅食、居住,以及繁衍等活动也都离不开周围环境。生物体所处的环境无时无刻不在发生变化。环境中的影响因素包括非生物因素和生物因素。非生物因素指空气、温度、湿度、阳光和土壤等;而生物因素则是指影响某种生物生活的其他生物。地球上所有生物,都受到环境中非生物因素和其他生物的影响。

为了适应生存环境,例如大气压、温度和湿度等的改变,生物在长期的进化过程中逐步建立了一套根据环境变化而进行自我调节的反应方式。适应能力既是生物体应对环境变化的一种生存能力,也是一种习服现象,即机体为了适应新的生存环境而产生的一系列适应性改变。适应过程与环境变化的强度和适应持续的时间有关。

生物的适应从大分子、细胞、组织、器官,乃至物种种群等各种层次均可产生与环境相应的改变,并且,这种结构及功能的改变适合该生物在该环境条件下的生存和繁衍。人类的适应可分为生理性适应和行为性适应两种,如长期居住高原地区的人,其血中红细胞数和血红蛋白含量比居住在平原地区的人高,从而适应高原缺氧的生存需要,这属于生理性适应;在天气寒冷时人们通过添衣和取暖活动来抵御严寒则是行为性适应。

长期刺激与适应的结果,也可以通过基因水平的固化保留给后代,如长期生活在寒带的人群比生活在热带的人群抗寒能力强。疾病的过程也是机体对致病因素的一个异常的适应过程。正如在地下黑暗环境下生活的餵鼠没有视觉却拥有巨大的牙齿和爪子以便挖掘洞穴和抵御天敌一样,从进化的角度来看,疾病也是生理功能适应内外环境变化而产生的异乎寻常的反应,这种反应的结果,不管机体是否适应,都可能在分子或基因水平积累成进化的记录。一旦条件成熟,将为人类基因的进化提供一个适应性结果。这种适应现象也为达尔文的自然选择学说提供了合理的解释。

文章参考文献

[1] 医学导论第二版-郑铭-北京大学

结语

《973医管专业基础综合》是清华大学医院管理方向硕士研究生入学统一考试的内容之一,考试内容包括医学专业基础和管理学专业基础两个部分。考试要力求反映医院管理硕士学位的特点,科学、公平、准确、规范地测评考生的基本素质和综合能力,选拔具有发展潜力的优秀人才入学,为国家的经济建设培养具备良好职业道德、具有较强分析与解决实际问题能力的高层次、应用型、复合型的管理专业人才。

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