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§3-3 体液调节与神经调节的关系
体液调节
问题探讨
心脏活动受自主神经支配,是不随意的,当受到极速行驶致使体位发生变化的刺激后,人体处于兴奋状态,此时,交感神经活动占优势,会使心跳加快。
讨论
在游乐园乘坐过山车,头朝下疾驰时,不少人感到心怦怦直跳,并狂呼乱叫。如果此时检测血液,发现能使心跳和呼吸加快的肾上腺素含量也会明显升高。
既然知道过山车是安全的,为什么心跳还会加速呢?
此过程中心跳和呼吸加快、肾上腺素含量明显升高等反应均属于机体的应急反应,是神经和激素共同调节的结果。当支配心脏的交感神经兴奋性加强时,心跳加快、加强,属于神经调节;与此同时,交感神经也支配肾上腺的分泌活动,使肾上腺分泌肾上腺素增加,肾上腺素通过血液运输到达心脏,也使心跳加快,这属于激素调节。由此可见,神经调节可以直接调节心脏活动,也可以通过调节激素的分泌,再通过激素调节心脏活动。
在这个例子中,人体所作出的反应,哪些与神经调节有关?哪些与激素调节有关?你能说出两者之间的关系吗?
过山车
调节方式
神经调节和体液调节
人和高等动物无论是对复杂环境的刺激及时作出各种反应,还是维持机体内各种机能间的协调统一,都需要:
体液调节
体液调节的定义
激素等化学物质,通过体液传送的方式对生命活动进行调节,称为体液调节。
体液调节的方式
激素调节:是体液调节的主要内容。
其他化学物质的调节:
举例:如组织胺、某些气体分子(NO、CO等)以及一些代谢产物(如CO2),也能作为体液因子对细胞、组织和器官的功能起调节作用。
CO2的调节:CO2是调节呼吸运动的重要体液因子。体液中CO2浓度变化会刺激相关感受器,从而通过神经系统对呼吸运动进行调节。
生物的种类与生命活动调节的方式
一些低等动物
只有体液调节,没有神经调节。
人和高等动物
方式:体液调节和神经调节都是机体调节生命活动的重要方式。
关系:相辅相成,各具优势。
比较项目 作用途径 反应速度 作用范围 作用时间
体液调节 体液运输 较缓慢较 广泛 比较长
神经调节 反射弧 迅速准确 比较局限 短暂
体液调节与神经调节的特点比较
体液调节和神经调节的协调
它们是如何相互联系并彼此协调的呢?
思考
Thinking
体液调节和神经调节的结构基础和作用方式都不一样,但二者并不是各行其道、互不相干的。
寒冷
酷热
体温的调节
37℃
正常体温
产热
散热
动态平衡
体温的调节
热量来源
主要来源:代谢产热。
产热器官:
安静状态
运动时
人体主要通过肝、脑等器官的活动提供热量
骨骼肌成为主要的产热器官
体温的调节
热量散失
主要器官:皮肤
皮肤中的血管舒张,促进热量散失;血管收缩,减少热量散失
皮下脂肪层隔热,减少热量散失
汗腺产生汗液,汗液蒸发散热
体温的调节
热量散失
主要器官:皮肤
皮肤散热途径:
辐射:主要途径,如以红外线等形式将热量传到外界
传导:机体热量直接传给同它接触的物体
对流:通过气体来交换热量
蒸发:如汗液的蒸发
辐射
对流
蒸发
传导
体温的调节
温度感受器
温度感受器
表皮
真皮
皮下
压力
感受器
神经
末梢
分布:
人和高等动物的皮肤
类型:
冷觉感受器
热觉感受器
作用:
感受温度变化
体温的调节
寒冷环境
身体局部体温低于正常体温
散热>产热
冷觉
感受器
下丘脑体温调节中枢
(分析、综合)
刺激
兴奋
传入神经
皮肤血管收缩,血流量减少
汗腺分泌量减少
骨骼肌战栗
肾上腺
肾上腺素
肝及其他组织细胞代谢增强
甲状腺激素
甲状腺
TSH
TRH
垂体
分泌
传出神经
分泌
分泌
分泌
散
热
产
热
减少
减少
增加
增加
体温维持正常
平衡
调节方式
通过神经影响激素的分泌,再由激素对机体功能实施调节的方式
神经—体液调节
体温的调节
炎热环境
热觉
感受器
下丘脑体温调节中枢
(分析、综合)
刺激
兴奋
传入神经
皮肤血管舒张血流量增多
汗腺分泌量增多
自主神经系统的调节
肾上腺等
腺体的分泌
散
热
增加
体温调节是由神经调节和体液调节共同实现的
体温的调节
下丘脑体温
调节中枢兴奋
当局部体温高于正常体温时
当局部体温低于正常体温时
体温下降
体温回升
下丘脑体温
调节中枢兴奋
通过神经—体液发送信息
通过神经—体液发送信息
皮肤血管舒张、血流量增多,汗腺分泌增多,散热增加
皮肤血管收缩、血流量减少,汗腺分泌减少;肌肉和肝等产热增多
体温的调节
体温过低或过高都会影响物质代谢的正常进行,使细胞、组织和器官发生功能紊乱,破坏内环境稳态,严重时会危及生命。
调节特点
人体调节体温的能力是有限的
寒冷环境停留过久
高温环境停留过久
体温升高
体温降低
水和无机盐平衡的调节
相关系统—泌尿系统
人体泌尿系统结构模式图
肾
输尿管
膀胱
尿道
肾小球
肾小囊
肾小管
集合管
肾小体
肾单位
水平衡的调节
摄入的水量/mL 排出的水量/mL 水的来源途径 来自饮水 1200 由肾排出(尿液) 1500 水的排出途径
来自食物 1000 由皮肤排出(汗液) 500 来自代谢 300 由肺排出(呼吸) 400 由大肠排出(粪便) 100 共计 2500 共计 2500
正常成年人一天水的摄入量和排出量
肾排尿是人体排出水的最主要途径;
机体通过调节排尿量,使水的排出量与摄入量相适应,以保持机体的水平衡。
注:这是指一个体重为70kG的成年人在25℃、活动量不大,以及中等饮食程度的情况下。
抗利尿激素
下丘脑中的
渗透压感受器
主动饮水补充水分
水平衡的调节
神经分泌细胞分泌
垂体释放
饮水不足、体内失水过多或吃的食物过咸
细胞外液
渗透压升高
细胞外液渗透压下降
大脑皮层
产生渴感
肾小管、集合管重吸收水
细胞外液渗透压下降
尿量减少
刺激
(+)
(-)
(-)
作用:Na+的浓度对于细胞外液渗透压的维持具有重要作用。
来源和去路:
调节过程
无机盐平衡的调节
血钠
主要来源是食盐
小肠吸收
存在形式
大多以离子形式存在,如Na+、K+、Ca2+、Cl-、HCO3-等。
尿液排出
肾(主要)
举例—Na+
醛 固 酮
无机盐平衡的调节
大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低
肾小管、集合管重吸收Na+
血钠平衡
刺激增强
肾 上 腺 皮 质
血钠含量升高
分泌增加
刺激减弱
分泌减少
作用增强
作用减弱
无机盐平衡的调节
举例—K+
作用:
维持细胞内液的渗透压上起决定性作用;
维持心肌舒张、保持心肌正常兴奋等重要作用。
建议:蔬菜和水果中富含K,只要保持合理膳食,就能满足机体的需要。
水和无机盐平衡的调节
饮水或失水异常、盐分摄入异常等
血钠异常
细胞外液渗透压异常
醛 固 酮
刺激
肾上腺皮质
分泌
下丘脑分泌、垂体释放
抗利尿激素
肾小管、集合管重吸收水、Na+,排出K+
尿量、尿成分变化
影响
影响
分泌
刺激
导致
导致
结果
神经调节
体液调节
反馈
水和无机盐的平衡,是在神经调节和激素调节的共同作用下,通过调节尿量和尿的成分实现的。
水和无机盐平衡的调节
意 义
水和无机盐的平衡,对于维持人体的稳态起着非常重要的作用,是人体各种生命活动正常进行的必要条件。
失 调
原因:当人剧烈运动、在高温条件下工作或患某些疾病(如剧烈呕吐、严重腹泻)时,都会丢失大量的水和无机盐(主要是钠盐)。
症状:机体细胞外液渗透压就会下降,血压下降、心率加快、四肢发冷等症状,严重的甚至昏迷。
治疗:及时补充生理盐水,可缓解上述症状。
水和无机盐平衡的调节
建 议
人体每昼夜有35~50g的代谢废物必须要随尿液排出体外,而溶解这些代谢废物的最低尿量应在500mL以上。如果排出的尿量过少,代谢废物不能及时随尿液排出体外,就会引起中毒而损害健康。因此,人每天都要保证一定量的饮水。
体液调节和神经调节的联系
不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节,在这种情况下,体液调节可以看作是神经调节的一个环节。如:
肾上腺髓质
肾上腺素
靶
细胞
相应反应
交感神经兴奋
支配
分泌
作用
产生
内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能,如:
人在幼年时缺乏甲状腺激素会影响脑的发育;
成年时,甲状腺激素分泌不足会使神经系统的兴奋性降低,表现为头晕、反应迟钝、记忆力减退等症状。
呆小症
体液调节和神经调节的联系
适应环境的不断变化
内环境的稳态得以维持
神经调节
各项生命活动正常进行
体液调节
相互配合
意义
预习:免疫系统的组成和功能
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