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第三章体液调节
第2节
激素调节的过程
腦垂腺
甲状腺
肾上腺 胰島
性腺
以人体血糖的平衡调节为例,说明激素反馈调节维
持机体稳态的机制(科学思维)
以人体甲状腺激素分泌调节为例,说明激素分级调 节机制及其意义。( 生命观念、科学思维)
概括出激素调节的特点,分析激素调节的一般过程 (科学思维)
运用激素调节原理分析与健康相关的实际问题(如
滥用激素类药物等),说出用科学知识指导健康生 活的重要性(科学思维、社会责任)
学习目标
问题探讨
马拉松比赛是赛程超过40 km、历时2 h以上 的极限运动,运动员每小时消耗300 g糖类。
血糖可以补充肌肉因运动而消耗的糖类。
正常人的血糖含量为3.9~6.1 mmol/L, 全身的 血量大约为5 L。
可能会略有下降,但不会持续下降,应该在正常范围内波动;
运动过程中,因消耗血糖为运动提供能量,血糖含量有所下降,同时机体 会随时分解储能物质转化成葡萄糖补充消耗,维持血糖的相对稳定。
长跑过程中大量消耗葡萄糖,会导致血糖含量下降吗 为
什 么
处于活动中的人体,如果没有持续的血糖 供应,血糖很快就会枯竭。但事实上,无 论是在运动还是安静的状态下,人体的血 糖浓度总是维持在一定的水平,这是如何
实现的呢 对于机体又有什么样的意义 研究表明,血糖的调节主要依靠激
用。其他许多生命活动的调节也与
关。
新课讲授 一、激素调节的实例
实例1血糖平衡的调节
注意说明!!!
(1)在血糖的来源中,消化吸收食物中的血糖是血糖最主要 的来源;血糖进入组织细胞氧化分解是其最主要的去向,血糖氧 化分解的具体场所是细胞质基质、线粒体。
(2)由血糖转化的氨基酸为非必需氨基酸
(3)肝糖原可直接分解产生葡萄糖,而肌糖原不能实现此过 程,肌糖原分解产生乳酸。
注意区分
血糖的来源主要由以下几个方面:
1.食物中的糖类经消化、吸收进入血液,是血糖的主要来源; 2.肝糖原分解成葡萄糖进入血液,是空腹时血糖的重要来源;
3.非糖类物质可以转化为葡萄糖进入血液,补充血糖。
血糖的去向可以概括为以下几个方面:
1.随血液流经各组织时,被组织细胞摄取,氧化分解; 2.在肝和骨骼肌细胞内合成肝糖原和肌糖原储存起来;
3.脂肪组织和肝可将葡萄糖转变为非糖物质,如甘油三酯等。
血糖平衡的调节,也就是调节血糖的来源和去向,使其处于平 衡状态。研究发现,机体是通过一些特定的激素来调节血糖的代 谢速率的,其中最主要的是胰岛分泌的胰高血糖素和胰岛素。
胰岛A细胞 胰岛B细胞 (分泌胰高血糖素)(分泌胰岛素)
散布着胰岛
十二指肠 胰腺
当血糖浓度升高到一定程度时,胰岛B细胞的活动增强,胰岛
素的分泌量明显增加。体内胰岛素水平的上升,一方面促进血糖 进入组织细胞进行氧化分解,进入肝脏、肌肉并合成糖原,进 入 脂肪组织细胞转变为甘油三酯;另一方面又能抑制肝糖原的分解 和非糖物质转变成葡萄糖。这样既增加了血糖的去向,又减少了 血糖的来源,使血糖度恢复到正常水平。当血糖浓度降低时,胰 岛A细胞的活动增强,胰高血糖素的分泌量增加。胰 高血糖素主 要作用于肝脏,促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液,促进非糖物 质转变成糖,使血糖浓度回升到正常水平。
血 糖 升 高
(+)
胰高血糖素
分泌增多
(+) (+)
胰岛A
细胞
血 糖 降 低
(+)
胰岛B
细胞
(-)
胰岛素分 泌增多
(+)
肾上腺素分
泌增多
肾 上 腺 <
血糖平衡调节的机制
(+
下丘脑 某区域
下丘脑另 一区域
个A
人体内的血糖平衡调节既受体液调节,又受神经调节,下丘脑
能够控制胰岛细胞释放胰岛素,同时能够控制胰岛细胞分泌胰高 血糖素和肾上腺分泌肾上腺素,从而调节血糖平衡。
(1)血糖平衡调节的方式:神经调节通过支配体液调节发挥作用。 调节中枢在下丘脑。
(2)使血糖升高的激素有胰高血糖素、肾上腺素等,使血糖下 降的激素有胰岛素。
(3)胰岛素和胰高血糖素在血糖调节中的作用是相互拮抗的,
二者依靠这种持抗作用共同维持血糖的稳定。胰岛素抑制胰高血 糖素的分泌,而胰高血糖素促进胰岛素的分泌。
作用类型 概念
举例
协同作用 不同激素对同一生 理效应发挥相同的 作用,从而达到增 强效应的结果
调节血糖平衡时,胰高血糖素和肾上腺
素都可以升高血糖,表现为协同作用;
甲状腺激素和生长激素共同保证机体正 常的生长发育,表现为协同作用。
拮抗作用 不同激素对同一生 理效应发挥相反的 作用
调节血糖时,胰岛素降低血糖含量,胰 高血糖素升高血糖含量,二者共同维持 血糖平衡
知识延伸
在激素调节的过程中,对某一生理活动的调节是多种激素相互 协调、相互作用共同完成的,包括协同作用和拮抗作用。
血糖平衡异常的原因
(1) 正 常情况:血糖含量保持相对稳定,维持能量供应。 胰岛素分泌不足
长时间不进食,血糖来源不足
胰岛素分泌过盛,血糖利用快
尿糖 肾小管对糖的吸收不正常
摄糖过多
(2) 异常情况:
低血糖
反馈调节
由血糖平衡调节的过程可以得出,血糖平衡调节中存在反馈调 节机制。 刺激胰岛B细胞分泌胰岛素
补充血糖
血糖水平恢复
刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素
当血糖水平
升高时
正常血糖水平
当血糖水平 下降时
葡萄糖
转化
糖原、脂肪
葡萄糖
分解
肝糖原
注意说明
(1)影响胰岛A细胞、胰岛B细胞分泌激素的主要原因是血糖 含量的变化。
(2)胰高血糖素可直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,而胰岛素 也可直接作用于胰岛A细胞,抑制其分泌胰高血糖素。
(3)在血糖含量低和含量高这两种情况下,参与调解的神经 中枢位于下丘脑的不同位置。
(4)血糖可在肝脏处合成肝糖原,在骨骼肌处合成肌糖原, 肝糖原可以直接分解为葡萄糖,肌糖原不能直接分解为葡萄糖。
(5)尿糖≠糖尿病,如正常人一次性摄糖过多或肾小管重吸 收受阻,尿中也会出现葡萄糖,但该人不属于糖尿病患者。
反馈调节又分正反馈和负反馈。①正反馈:受控部分发出的反 馈信息,会加强控制部分的活动并使其进一步偏离静息水平, 如池塘污染后,鱼类死亡加剧污染等。②负反馈:受控部分发 出的反馈信息,可减弱受控部分的活动,使受控部分的活动回
归到静息水平,负反馈调节在生物体中更常见,如体温调节、 血糖调节等。
知识延伸
静息 水平
效应器
回归到 静息水平
感受器 偏离
进一步偏离静息水平
感受器 偏离
静息 水平
效应器
知识点睛
(1)下丘脑参与血糖平衡调节,其发出的不同神经递质分别作用于胰 岛A细胞或胰岛B细胞,促使它们产生相应的激素。另外,垂体不参与血 糖平衡调节过程。
(2)人体内能降低血糖作用的激素只有胰岛素一种,而能升高血糖作 用的激素有多种。如肾上腺素能促进肝糖原的分解(注意不能促进非糖 物质转化成葡萄糖),从而升高血糖浓度。此外,如糖皮质激素、甲状 腺激素等具有直接或间接提升血糖浓度的作用。
(3) 胰岛素的作用是促进组织细胞进行氧化分解、利用和储存葡萄糖 ,从而使血糖浓度下降,因此它的靶细胞是全身细胞。而胰高血糖素的 作用是促进肝糖原分解和非糖物质转化成葡萄糖,从而升高血糖浓度, 因此它的靶细胞是肝细胞。
基础检测
1.人体皮下注射胰岛素可起到降低血糖的作用( √ )
2.进食后,胰岛素水平升高,其即可加速糖原合成,
也可以作为细胞的结构组成。(×)
3.胰岛素和胰高血糖素的调节方式属于反馈调节。 ( √ )
BOOK
实例2甲状腺激素分泌的分级调节
当你在寒风中瑟瑟发抖时,你身 体内几乎所有的细胞都被动员起来, 共同抵御寒冷。起动员作用的是神 经冲动和激素,甲状腺分泌的甲状 腺激素在其中起重要作用。甲 状 腺 激素随血液运到全身,几乎作用于 体内所有的细胞,提高细胞的代谢 速率,使机体产生更多的热量。那 么甲状腺激素的分泌是如何调节的 呢
思考 ·讨论 分析甲状腺激素分泌的调节
实验发现,摘除大鼠的垂体,甲状腺将萎缩,甲状腺激素显著减少:如 果给该大鼠饲喂垂体的提取物,可以部分地恢复甲状腺的大小。如果向动 物静脉注射下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素(TRH),可增加垂体分泌
促甲状腺激素(TSH)的 量。进一步实验发现,将实验动物下脑中分泌TRH的
区域损毁,或向该动物的垂体中注射微量的甲状腺激素后,血液中的TSH
水平会明显降低。
临床上发现,甲状腺机能亢进时,血液中甲状腺激素水平升高,TSH的
水平降低,当甲状腺功能减退时,血液中甲状腺激素水平下降,TSH的水
平升高。
1.在甲状腺激素的分泌中,下丘脑垂体和甲状腺之间有何
关系 下丘脑分泌的TRH,可以促进垂体分泌TSH。垂体分泌额TSH可 影响甲状腺的正常生长和分泌甲状腺激素。甲状腺分泌的甲 状腺激素增加到一定浓度时,又会抑制下丘脑和垂体的分泌。
2.在正常情况下,血液中的甲状腺激素的水平总维持在一
定范围内,这是如何实现的呢
这是通过分级调节和反馈调节实现的。当血液中甲状腺激素水平 升高时,会反馈抑制TSH和TRH的分泌,降低甲状腺激素水平;当
甲状腺激素水平降低时,TSH 的分泌量增加,促进甲状腺分泌甲状 腺激素,使甲状腺激素浓度升高恢复到正常水平。
讨论
分级调节
下丘脑能够控制垂体,垂体控制相关腺体,这种分层控制的 方式称为分级调节。具体可表示为:
如甲状腺激素、性激素分泌的调节均属于分级调节。
枢纽
分泌(促激素释放激素)
调控
分泌(促激素)
其他分泌腺
下丘脑
垂体
甲状腺激素分泌的分级调节
(1) 在 甲状腺激素分泌的分级调节过程中,下丘脑位于调节 中轴的最上位,它的下一级是垂体,再下一级是内分泌腺,最 后是靶细胞,前三者构成了甲状腺激素分泌的分级调节的中轴 系统。
神经
身体各部分
内分泌腺
下丘脑
垂体
激素
激素
激素
(2)甲状腺激素分泌的分级调节过程。
研究表明,甲状腺激素分泌的调节,是通 过下丘脑一垂体一甲状腺轴来进行的。当 机体感受到寒冷等刺激时,相应的神经冲 动传到下丘脑,下丘脑分泌TRH;TRH运输到 并作用于垂体,促使垂体分泌TSH;TSH随血 液循环到达甲状腺,促使甲状腺增加甲状 腺微素的合成和分泌。当血液中的甲状腺 激素含量增加到一定程度时,又会抑制下 丘脑和垂体分泌相关激素,进而使甲状腺 激素的分泌减少而不至于浓度过高。也就 是说,在甲状腺激素分泌的过程中,既存 在分级调节,也存在反馈调节。
垂体
促甲状腺激素(TSH)
甲状腺
甲状腺激素
提高细胞代谢速率,抵御寒冷
寒冷等刺激
下丘脑
促甲状腺激素释放激素(TRH)
反馈
_(-)_
(-)
知识延伸 甲状腺激素的生理作用主要表现在以下几点
(1)对生长发育的影响。在此过程中其与生长激素起协同作用。 胎儿、幼儿时期缺乏会患呆小症。治疗小症需要在出生后三个月
左右开始,从体外补充甲状腺激素,治疗过晚难见疗效。(2)对 代谢的影响。甲状腺激素能提高大多数组织的耗氧率,增加产热
。甲状腺机能亢进时机体产热增加,基础代谢增加,体温比正常 值偏高,患者喜冷怕热。而甲状腺机能低下时与之相反。甲状腺 激素分泌过高或过低都不能使身体很好地适应环境温度的变化。 (3)另 外 ,正常生理水平的甲状腺激素对蛋白质、脂肪、糖类的 合成和分解均有促进作用,而大量的甲状腺激素对分解作用更明 显。而当甲状腺激素分泌不足时,蛋白质的合成存在障碍,组织 间黏蛋白沉积,使水分滞留皮下,引起黏液性水肿。
基础检测
1.在甲状腺激素的分级调节过程中,促甲状腺激素释放激 素既可以作用于垂体,也可以作用于甲状腺。(×)
2.垂体分泌促甲状腺激素受下丘脑调控。(√)
3. 甲状腺激素不能影响神经系统的活动。(×)
BOOK
二、激素调节的特点
微量和高效
激素在血液中的含量很少,但能产生显著的生理效应,这是激素的作用
被逐级放大的结果。
通过体液进行运输
内分泌腺没有导管,产生的激素弥散到体液中,随血液流到全身,因此
临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统中激素的水平。
作用于靶器官、靶细胞
(1)靶器官、靶细胞:能被特定激 素作用的器官、细胞就是该激素的 靶器官、靶细胞。(2)作用机理:靶 器官、靶细胞上含有能和相应激素 特异性结合的受体,当激素与受体 结合后,引起细胞代谢速率的改变, 从而起到调节作用。(3)不同的激素 都有自己特定的靶器官、靶细胞,
但范围有大有小,如甲状腺激素几 乎对全身的细胞都起作用,而促甲 状腺激素只作用于甲状腺
作为信使传递信息
(1) 激素既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,只起调 节作用。
(2)激素的本质是有机分子,功能上是信息分子。
(3)激素随血液循环运输到全身器官、细胞,但只有靶器官、靶细胞能 识别并接受信息,产生相应的生理活动。
(4) 激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了 ,因此,体内需要源源不
断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。
(5)激素作用于靶细胞的原因:只有靶细胞表面才有相应的受体与之特
异性结合。
知识点睛
(1)肾上腺素既是种激素是一种神经递质。
(2)激素的作用机理:激素既不组成细胞结构,又不提 供能量,也不起催化作用,更不直接参与细胞的代谢过 程,而只是作为信息分子,通过与靶器官、靶细胞上的 特异性受体结合,影响细胞原有的代谢过程或影响基因 的表达过程。
(3)激素随着血液循环运输到全身各处,但只有被靶 细胞上的受体识别才能发挥作用。
三、激素在生活、生产中的应用
动物激素在生产中的应用
(1)给人工养殖的雌、雄亲鱼注射促性腺激素类似物,促进亲鱼的卵子 和精子成熟,从而进行人工授精。
(2)让蝌蚪快速发育为一只小青蛙的原理:甲状腺激素有促进生长发育 的作用
(3)阉割催肥的原理:割除牲畜生殖腺,使其不具有性行为和生殖能力, 利育肥。
(4)给牲畜注射生长激素以促进生长,缩短生长周期
激素的不正当应用
(1)使用瘦肉精(激素类物质)提高猪的瘦肉率,人食用该物质 后,会引起心肌肉震颤、头晕、乏力、心动过速、室性早搏等症 状。
(2)运动员服用睾酮行生物(一种兴奋剂)来促进肌肉的生长, 可增强肌肉的量,提高比赛成绩,但会引起内分泌系统紊乱。
异常
甲状腺激素分 泌的分级调节
-通过体液进行运输
作用于靶器官和靶细胞 作为信使传递信息
微量、高效
思维导图
实例
特点
甲状腺激素的作用:提高细胞代谢速率
调节过程
相关激素:促甲状腺激素释放激素、 促甲状腺激素、甲状腺激素
分级 调节
作用:放大激素的调节效应, 形成多级反馈调节,有利于
精细调控
号 激素调节的过程
胰岛素
-胰高血糖素
主要激素
调节过程
-血糖的来源及去向
血糖平 衡调节
存在反馈调节
基础检测
正常情况下,人体进食不久后,血液内胰岛素和胰高血糖 素的含量变化情况是( D )
A.胰岛素含量减少,胰高血糖素含量增加
B.胰岛素含量增加,胰高血糖素含量增加
C.胰岛素含量减少,胰高血糖素含量减少
D.胰岛素含量增加,胰高血糖素含量减少
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