第七章 體液的恆定 第 3 節 體液的恆定
動物體液 維持正常的濃度,才會具有適當的滲透壓 細胞也才能具有穩定的生理機能
體液酸鹼值 影響到許多酵素的活性 必須維持在適當的範圍之內,酵素才得以順利催化生化反應 體液的恆定→重要
7-3.1水分與電解質的恆定 人體由飲食獲取水分及電解質,藉排尿、蒸發、流汗等方式排除之 腎臟對水分及電解質的恆定扮演了極重要的角色
腎元及集尿管受到 抗利尿激素(antidiuretic hormone;ADH) 醛固酮(aldosterone) 的調控,以再吸收作用來達到恆定
抗利尿激素與水分的恆定 抗利尿激素(又稱血管加壓素) 下視丘分泌 暫存於腦垂腺後葉的激素 具有增加遠曲小管和集尿管對水的通透性 可調節水分的回收量
曝露於乾燥環境或運動大量出汗 沒有攝取足夠水分 → 血液滲透壓升高 → 刺激下視丘滲透壓受器 引起口渴感覺 促使抗利尿激素合成與釋放,增加水分再吸收,排出較濃的尿液
若大量飲水時 身體將減少分泌抗利尿激素,腎臟遂形成大量稀薄的尿液,排出體內多餘的水分 酒精: 抑制身體分泌抗利尿激素,使排尿量增加 酒後常有口乾舌燥等現象,即是由於個體輕微脫水導致的
無法進行正常的水分再吸收: 體內無法產生足量的抗利尿激素 腎臟內的抗利尿激素受體不足 尿崩症:大量的尿液就有如崩潰決堤一般的排出
醛固酮與Na+的恆定 血漿中的電解質:Na+ 和 Cl- 就占了90 %以上 → Na+ 對人體的重要性
近腎小球複合體 (juxtaglomerular apparatus;JGA) 位於入、出球小動脈管壁附近 感受到此種變化,而分泌一種稱為腎素(renin)的酵素 此種酵素能使血液中的化學物質轉變成血管張力素(angiotensin)
隨著血液循環到腎上腺皮質,刺激其分泌一種稱為醛固酮的激素 這種激素可促使遠曲小管和集尿管對Na+的再吸收,而使Na+回升到正常濃度
隨著Na+回收到微血管網,間接引起一部分水分的再吸收
心房排鈉素對腎素分泌的調控 心房排鈉素(atrial natriuretic peptide;ANP): 可抑制腎素的分泌,間接造成Na+再吸收的減緩,故可使血液中Na+的濃度漸趨正常,而血壓也可隨之回降
7-3.2 血液酸鹼的平衡
酸鹼維持的重要性 人體血液的pH值:弱鹼環境(pH 7.35 ~ 7.45) 太高或太低都很危險:
調節的機制 血液的pH值調節主要是藉: 血液緩衝系統 呼吸作用 腎臟的排泄作用
血液緩衝系統 「碳酸 -- 碳酸氫鹽」 「酸性 -- 鹼性磷酸鹽」 蛋白質
碳酸 -- 碳酸氫鹽系統 血漿和組織液中最主要緩衝物質 碳酸 -- 碳酸氫鹽系統 血漿和組織液中最主要緩衝物質 當血液中的H+ 增加時,HCO3- 便可和H+ 結合,如此便可使H+ 減少,以維持酸鹼平衡
蛋白質 含有胺基或羧基可接受H+ 或釋放H+ : → 細胞內主要的緩衝劑 有中和酸鹼的功能: 紅血球中的血紅素可和H+ 結合: → 中和血液的酸性
呼吸作用的調節 若代謝導致: 血液pH值過低:刺激呼吸調節中樞,增加呼吸頻率 → 排出體內過多的CO2,恢復血液的pH值 血液pH值過高:呼吸速率減緩,血液中碳酸增加,降低血液的pH值
呼吸系統對pH值變化的調節快速 無法排除因碳酸以外的酸所引起的酸鹼失衡
腎臟的調節 腎臟有許多維持體液酸鹼平衡的調節機制: 利用腎小管細胞內由碳酸分解出來的氫離子,與其管腔濾液中的鈉離子交換 氫離子進入濾液與碳酸氫鹽結合,初形成碳酸,隨即分解為CO2和水,CO2可進入腎小管細胞,在碳酸 的催化下,形成碳酸。然後再解離為H+和HCO3-,後者被再吸收回到血液循環再參與酸鹼緩衝的功能
腎臟系統調節血液pH值的作用雖較慢 經腎小管加強分泌氫離子及再吸收碳酸氫根離子等方式 可有效保持血液pH值變化在恆定範圍內