绪论

机体的内环境与稳态

机体的内环境

体液(body fluid)
人体内液体的总称,约占体重的的 60%,可分为两部分:
  • 细胞内液(40%)(intracellular fluid)
  • 细胞外液(20%)(extracellular fluid)
    • 血浆(5%),最活跃
    • 组织(间)液(15%)
    • 特殊成分(无功能性细胞外液):淋巴液、脑脊液、关节液等
内环境(internal environment)
由于体内细胞直接接触到的环境就是细胞外液,因此生理学中通常把细胞外液称为内环境。

胃内、肠道内、汗腺管内、尿道内、膀胱内的液体,都与外环境相通,不属于内环境的范畴。

内环境的稳态

内环境的稳态(homeostasis)
指内环境(细胞外液)的的理化性质(如温度、酸碱度、渗透压)和各种液体成分相对稳定状态恒定)。
  • 内环境的相对稳定(稳态)是机体能自由和独立生存的首要条件。
  • 内环境的稳态不是静止不变的固定状态,而是在调节下达到动态平衡的一种相对恒定状态。

机体生理功能的调节

机体生理功能的调节(regulation)
当机体内、外环境发生改变时,为了保证机体能适应这种变化,维持内环境的相对稳定,机体进行一系列的调节活动来维持这种稳态的过程。

主要调节方式有三种:神经调节最重要/主要)、体液调节(包括神经-体液调节)和自身调节

调节方式的区分

调节方式参与举例
神经调节神经系统压力感受器反射、黑-伯反射1
应急反应时肾上腺髓质激素分泌
体液调节机体某些组织细胞分泌的特殊的化学物质胰液分泌2
神经-体液调节
某些内分泌腺受神经和体液双重调节胰岛素、胰高血糖素的分泌
自身调节仅靠细胞或组织器官本身的内在特性肾、脑、心血流量在一定范围内
保持相对稳定
1:各种“反射”均是;2:主要受体液调节(如促胰液素和缩胆囊素),也可受神经调节(如迷走-迷走反射)

各种调节方式的特点比较

调节方式反应速度起作用速度作用时间作用范围其他
神经调节迅速短暂小(调节精确)-
体液调节持久广泛(不够精确)调节方式相对恒定
自身调节---调节强度较弱,灵敏度较低

神经调节

  • 反射(reflex)是神经调节的基本形式。
  • 反射弧(reflex arc)是反射活动的结构基础,由五部分组成:感受器、传入神经、中枢、传出神经、效应器
  • 反射弧任何一个部分受损,发射活动将无法进行。
  • 反射的分类:
    • 条件反射:后天学习获得,建立在非条件反射的基础上
      • 望梅止渴
      • 都是前馈
    • 非条件反射:与生俱来,反射中枢位于大脑皮层以下较低部位
      • 压力感受性反射(延髓)、肺牵张反射(延髓、脑桥)、进食分泌唾液、腱反射、屈肌反射、排便反射、排尿反射
脊髓背根舒血管反射没有中枢的参与,属于假反射。

神经反射(神经调节)的特点是反应迅速、起作用快、调节精确、持续时间短暂

体液调节

体液调节
指机体的某些组织细胞所分泌的特殊化学物质,通过体液途径到达并作用于靶细胞上相应受体,影响吧细胞生理活动的一种调节方式。
  • 特点:作用缓慢而持久、作用面广泛、调节方式相对恒定、相对不精确
  • “特殊化学物质”:
    • 内分泌细胞或内分泌腺分泌的激素:甲状腺素、胰岛素、糖皮质激素
    • 组织细胞产生的特殊化学物质:白介素、生长因子、趋化因子、组胺
    • 细胞代谢产物:CO2、NO、H+

体液调节的类型

类型定义举例
远距分泌通过血液循环作用于全身各处的靶细胞大多数激素(包括 ADH)的作用方式
旁分泌直接进入周围组织液,扩散到达邻近细胞发挥作用胰高血糖素作用于胰岛 B 细胞,促进
胰岛素分泌
自分泌反馈作用于产生该激素/化学物质的细胞本身胰岛素抑制 B 细胞分泌胰岛素
神经内分泌神经细胞可以合成激素,随神经轴突的轴浆运送至
末梢,由末梢释放入血
ADH(的分泌方式)

人体内也有很多内分泌腺的活动接受来自神经(体液调节受神经系统控制)和体液的双重调节,称为“神经-体液调节”。

自身调节

  • 特点:调节强度较弱、影响范围小、灵敏度较低
  • 举例
    • 脑血流量的自身调节:动脉压在 60~140 mmHg 范围内,脑血流量保持相对恒定
    • 肾血流量的自身调节:肾血流量依靠自身调节,稳定在 70~180 mmHg
    • 心血管活动的自身调节(F-S 机制):在平均动脉压在 60~140 mmHg 范围内变动时,脑血流量可通过自身调节保持相对稳定

人体内自动控制系统

控制系统可分为非自动控制系统(开环系统,控制部分的活动不受受控部分活动的影响)、反馈控制系统前馈控制系统

反馈控制系统

反馈控制系统
是由比较器、控制部分和受控部分组成的一个闭环系统。受控部分发出的反馈信号调整控制部分的活动,最终使受控部分的活动朝着与它原先活动相反/相同的方向改变,称为负反馈控制系统/正反馈控制系统
常见的反馈控制系统
  • 正反馈调节:排便反射、排尿反射、分娩过程、血液凝固过程、动作电位的产生(达阈电位时 Na+ 通道开放)、胃蛋白酶原和胰蛋白酶原的激活
  • 负反馈调节(大多数):减压反射、肺牵张反射、动脉压感受性反射等(除少数正反馈控制系统外,都是负反馈控制系统)
    • 负反馈调节都有一个调定点
    • 波动性:负反馈调节的效应在调定点上下波动。
    • 滞后性
    • 闭环系统:反馈调节的控制系统是一个闭合的环路。
正反馈调节打破原来的平衡状态,不可能维持系统的平衡,但是也是为了维持整个机体的稳态
常见正反馈调节
四排一凝二抗原,零期去极排卵前
  • 四排:排尿、排便、排血(心交感反射,心衰的机制)、排孩子(分娩)
  • 一凝:凝血过程中的许多反映
  • 二抗原:胃蛋白酶原、胰蛋白酶原
  • 零期去极:动作电位零期去极化
  • 排卵前:雌激素对上位激素的反馈作用在排卵前是正反馈作用(排卵后为负反馈)

前馈控制系统

前馈控制系统
受控部分不发出反馈信号,而是由某一监测系统受到刺激后(在受控系统完成活动前)发出前馈信号,作用于控制部分,使其及早做出适应性改变,及时调控受控部分的活动。
如各种条件反射均为前馈调节。
前馈的特点
  • 优点:避免负反馈的波动性、滞后性,使调节控制更快更准确,更富有预见性适应性
  • 缺点:前馈控制有可能失误