神經與體液協調調節(jié)實例體溫調節(jié)

1、神經與體液協調調節(jié)實例-體溫調節(jié),內穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài),內穩(wěn)態(tài)（homeostasis）由美國生理學家Walter B.Cannon（1929）提出；1932年出版的《軀體的智慧》一書明確提出了內穩(wěn)態(tài)理論。,http://d.dxy.cn/preview/1762920,機體的設定點處于動態(tài)變化中。,非穩(wěn)態(tài)，是指機體根據不同情況改變其設定點的適應方式。,體溫調節(jié),一個普通的年輕成人每天消耗約2600千卡能量，這些能量都去哪里了？,變溫動物

2、與恒溫動物,變溫動物缺乏體溫調節(jié)的生理學機制，例如寒顫和出汗。僅能靠自身行為來調節(jié)體熱的散發(fā)或從外界環(huán)境中吸收熱量來提高自身的體溫。,恒溫動物通過生理學機制和行為學控制體溫,自主性體溫調節(jié)機制,體溫經過一系列神經反射和神經-體液調節(jié)過程，使產熱和散熱兩個生理過程處于動態(tài)平衡，因此人體能維持相對恒定的體溫。是一個典型的自動控制過程。,產熱,體內的總產熱量主要包括基礎代謝、食物特殊動力效應和肌肉活動等所產生的熱量。,從影響

3、整體體溫的角度看，人體主要的產熱器官是肝和骨骼肌。,安靜狀態(tài),運動狀態(tài)、寒冷,安靜狀態(tài),運動狀態(tài)、寒冷,人體產生的熱量大部分經皮膚散到外界；小部分則隨呼出氣、糞、尿等排泄物而散發(fā)。人體皮膚散熱的方式包括輻射、傳導、對流和蒸發(fā)。,散熱,當外界溫度很高，接近皮膚溫度（如35℃），散熱靠蒸發(fā)！,蒸發(fā),蒸發(fā)（evaporation）散熱是機體通過體表水分的蒸發(fā)來散失體熱的一種方式。蒸發(fā)散熱分為不感蒸發(fā)（insensible evap

4、oration）和發(fā)汗（sweating）兩種形式。,產熱和散熱的調控,體溫調節(jié)中樞,,調節(jié)體溫的基本中樞是在視前區(qū)/下丘腦前部,體溫調節(jié)中樞整合指令的傳出屬于廣泛性輸出。,,,,調定點學說與體溫恒定,在下丘腦體溫調節(jié)中樞中有個溫度調定點（set point），即規(guī)定的體溫數值（37℃）。通常認為，PO/AH的溫度敏感神經元可能在體溫調節(jié)中起著調定點的作用，調定點實際上就是熱敏神經元和冷敏神經元對溫度變化反應的交叉點。如體

5、溫高于37℃時，熱敏神經元沖動發(fā)放頻率就增加；體溫低于37℃時，冷敏神經元沖動發(fā)放頻率就增加。,正常人體體溫為什么能夠維持在37℃左右？,恒定高溫的優(yōu)勢？,為什么哺乳動物進化成37℃而不是其他？,37℃的體溫是有利于快速運動和不利于蛋白穩(wěn)定性二者之間權衡的結果。,與其他機體細胞相比，生殖細胞需要溫度稍低一些的環(huán)境！,行為性體溫調節(jié)機制,許多令人困擾的動物行為可從體溫調節(jié)的角度給與解釋！,,體溫調節(jié)的行為學機制：,加衣或減衣。人

6、類的這一策略相當于其他哺乳動物立毛或攏毛。通過更多的活動增加熱量或更少的活動避免過熱。,在極度寒冷中生存,如果大氣溫度降低到0℃以下，你我通過打寒顫、改變體表血流量等方式維持我們的正常體溫。然而，變溫動物—那些體溫與環(huán)境溫度一致變化的動物容易受傷。如果體溫將至冰點以下，將會形成冰晶。由于水在結冰時體積擴大，冰晶會將血管和細胞膜撕裂，導致動物死亡。,林蛙有幾種方法可以降低凍傷。開始時，它們將器官及血管中的大部分液體排出，儲存于細胞外間

7、隙。因而，冰晶在形成時有足夠的空間擴張，不會撕裂血管和細胞。此外，它們也有一些使冰晶逐漸形成而不會成塊的化學物質。最后，它們具有非凡的凝血能力，能快速修復發(fā)生破裂的血管,動物細胞在體外可以凍存與復蘇。細胞凍存多采用甘油或二甲基亞砜作保護劑，這兩種物質能提高細胞膜對水的通透性，加上緩慢冷凍可使細胞內的水分滲出細胞外，減少細胞內冰晶的形成，從而減少由于冰晶形成造成的細胞損傷。復蘇細胞應采用快速融化的方法，這樣可以保證細胞外結晶在很短

8、的時間內即融化，避免由于緩慢融化使水分滲入細胞內形成胞內再結晶對細胞造成損傷。,人體冷凍技術,http://world.gmw.cn/2015-09/27/content_17181704.htm,體溫調節(jié)障礙,發(fā)熱,中暑,根據產熱和散熱異常將熱射病分為勞力性和非勞力性。勞力性主要是高溫環(huán)境下內源性產熱過多；非勞力性主要是散熱減少。,體溫過低,人體散熱大于產熱時，可引起體溫過低。體溫過低最常見于寒冷季節(jié)或浸泡在水中，嚴重外傷后也可發(fā)生體

9、溫過低。寒冷對高等動物和人的作用首先是激活體溫調節(jié)中樞，引起對寒冷的反應（如戰(zhàn)栗）。隨之出現中樞神經系統高級部位的抑制，從而發(fā)生昏迷，亦即進入低溫麻醉。,三、神經與體液協調調節(jié)實例-水調節(jié),水調節(jié),哺乳動物身體的70%由水構成。由于水中化學物質的濃度決定了體內所有化學反應的速率，所以體內的水只能在較窄的范圍內調節(jié)。機體還需要循環(huán)系統中有足夠的液體以維持正常的血壓。沒有食物，人們有時可存活數周，但沒有水卻不可以。,不同的物種利用

10、不同的策略來維持所需的水分。,河貍,沙土鼠,我們人類根據環(huán)境改變我們的策略。,,血管加壓素（vasopressin）或抗利尿激素,,河貍,沙土鼠,體液容量和滲透壓平衡,,機體內水分絕大部分從食物和飲料中獲得，少部分來自體內物質氧化代謝。,而水的排出則主要通過腎臟以尿的形式排出，其次是通過皮膚、肺和腸管排出。,水的攝入量和排出量保持動態(tài)平衡,腎臟Kidney形態(tài)和大體結構,性質：實質性器官數目：左右成對（2）形態(tài)：蠶豆形，紅褐色

11、大小：10X5X4 cm重量：120-150g,位置,腹后壁上部，脊柱兩側，腹膜后間隙。左腎：T11-L2; 右腎T12-L3中線距離：上端平均3.8cm，下端平均7.2cm。,腎門（從前往后）腎靜脈腎動脈腎盂（從上往下）腎動脈腎靜脈腎盂腎蒂,腎的內部結構,,腎的組織結構,,,,,,皮質,腎小體,髓質,腎小管對水的重吸收,尿液濃縮與稀釋,腎髓質的滲透壓梯度,滲透性渴,如果你攝入過咸的東西，鈉離子將在血液及細胞

12、外液中擴散，但不會透過細胞膜進入細胞。結果導致細胞外溶質濃度高于細胞內，滲透壓使水從胞內流向胞外。某些神經元探測到自身水分的丟失從而引發(fā)滲透性渴（osmotic thirst）。,穹窿下器,攝入的水必須經消化系統吸收，然后通過血液運送至大腦。這一過程約需15分鐘。如果持續(xù)飲水這么長時間攝入的水將會嚴重超過所需要的水量。機體能夠監(jiān)測吞咽活動及胃部和小腸上部的擴張。這些信息使人在既定時間內攝入的水不會超過所需量太多。

13、,滲透壓激發(fā)渴感后，如何知道何時停止飲水？,容量性渴和鈉特異性需求,因出血、腹瀉或出汗丟失了大量體液，盡管體內滲透壓未改變，同樣需要補液。機體通過收縮血管的激素----血管加壓素和血管緊張素II（angiotensin II）----對此做出反應,血管緊張素II還可以與大靜脈內檢測血壓的感受器共同引發(fā)渴感。然而，這種渴感與滲透性渴不同，因為你需要恢復丟失的鹽分，而不只是水分。這種渴被稱為容量性渴（Hypovolemic），意為

14、低血容量引起的渴感。 動物表現出對咸味溶液的強烈渴望，即鈉特異性需求。,鈉特異性需求部分取決于激素。當機體的鈉儲量低時，腎上腺產生稱為醛固酮（Aldosterone）的激素，這種激素可以使腎臟、唾液腺和汗腺保留鹽分。醛固酮和血管緊張素II共同改變舌頭味覺感受器、孤束核（味覺系統的一部分）和腦內其他部位神經元的特性以增加鹽分的攝入。,三、神經與體液協調調節(jié)實例-進食調節(jié),不同物種有不同的進食策略,圖A.一條正在吞食斑羚的蟒蛇,圖B

15、.大山雀，一種小型的鳥類,進食調節(jié),作用為自下而上,進食的短期和長期調節(jié),口腔因素,你能夠不品嘗食物就有飽足感嗎？,如果你只是品嘗某種東西但不吞咽，你會感到滿足嗎？,胃和腸道,一般來說，我們在食物中的營養(yǎng)成分到達血液之前就會停止進食，更不用說到達肌肉和其他細胞。通常終止進食的主要信號是胃的擴張。,十二指腸內的食物使之釋放膽囊收縮素（cholecystokinin，CCK），這種激素以兩種方式限制進食量。首先，CCK關閉胃與十二指腸

16、間的括約肌，將食物保留在胃里，因而比平常更快地裝滿。其次，CCK興奮迷走神經，后者傳送信號至下丘腦，引起下丘腦細胞釋放神經遞質，一種短鏈形式的CCK分子。這一過程類似于發(fā)送傳真：腸內的CCK不能通過血腦屏障，但它激活其他細胞釋放幾乎與之相同的東西。,既然CCK有助于終止進食，我們能否利用它來幫助想要減輕體重的人？,葡萄糖、胰島素和胰高血糖素,胰島素水平持續(xù)高對進食的影響,未經治療的糖尿病患者進食增加，體重卻減輕,瘦素,機體通

17、過監(jiān)測脂肪量進行進食的長期調節(jié)?；蛘５男∈螅约叭祟惡推渌锓N機體的脂肪細胞產生瘦素：脂肪細胞越多，產生的瘦素越多。,肥胖基因對小鼠體重的影響,瘦素將機體脂肪的存儲信息傳遞至大腦，為其判斷是否進食量太大或太小提供長期指標。,瘦素結構,每次進食亦增加瘦素的釋放，所以循環(huán)瘦素的量也表明短期營養(yǎng)情況。瘦素水平高時，動物表現出似乎其體內有足夠的營養(yǎng)。這些動物進食量減少，變得更加活躍，并且免疫系統的反應性增強。在青少年階段，一定水平的

18、瘦素啟動青春期的開始。而且，如果脂肪含量太低而不足以滿足自身需要，你將沒有足夠能量懷孕。一般來說，更瘦的人進入青春期較晚。,由于擁有肥胖基因的小鼠不產生瘦素，它們的大腦做出似乎機體沒有脂肪存貯和饑餓時的反應。這種小鼠盡可能多地攝入，以減少活動量的方式保持能量，而且不能進入青春期。注射瘦素可逆轉這些癥狀：小鼠的進食量減少，活動性增加，并開始青春期。瘦素似乎是對抗肥胖潛在的一劑良方。,一種重組型瘦素的臨床試驗結果喜憂參半：一些服用瘦

19、素的節(jié)食者比服用安慰劑的節(jié)食者減掉了更多的體重，這是一個積極的結果；他們不能分泌足夠的瘦素，因此額外補充瘦素對他們很有幫助。另外一些反而增重了，因為這一部分人之所以發(fā)胖就是因為對瘦素的作用產生了一定的抵抗性，所以額外的補充反倒沒有益處。,瘦素能成為人類減肥良藥嗎？,腦機制,,,,,與進食相關的部分區(qū)域及遞質,,,抑制下丘腦室旁核的效應,,外側下丘腦、腹內側下丘腦和下丘腦室旁核,外側下丘腦損傷后進食行為的恢復,外側下丘腦的通路,,,,