机体的内环境及其稳态 中国医科大学生理教研室 赵书芬.

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第十一章 能量代谢与 体温调节 1. 能量代谢 2. 体温及调节. 食物 ( 糖、脂肪、蛋白质 ) 生物氧化 第一节 能量代谢 一、能量代谢的概念 能量代谢:物质代谢过程中所伴随时随着的能 量释放,转移和利用。 H 2 O + CO 2 + 含 N 废物 + 能量 机械能 + 热能  化学能、 热能.
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第七章 能量代谢和体温.
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机体的内环境及其稳态 中国医科大学生理教研室 赵书芬

第一节 机体的内环境和稳态 一、机体的内环境 (一)体液(body fluid) 体液量(占体重60%) ①细胞内液40% 血浆(5%) ②细胞外液20% 组织液 淋巴液 脑脊液

(二)机体的内环境 Internal environment 细胞直接生存的体内环境。 指细胞外液 (三)稳态 homeostasis 内环境的各项理化因素的相对恒定 或动态平衡。 例如:体温、PH值、血糖等

(一)神经调节 nervous regulation 1.基本方式—反射 reflex 2.反射的结构基础—反射弧reflex arc 二、机体生理功能的调节方式 (一)神经调节 nervous regulation 1.基本方式—反射 reflex 2.反射的结构基础—反射弧reflex arc 特点是:反应迅速、准确、作用部位局限、作用时间短暂。

(二)体液调节 humoral regulation 1.体液调节概念 (concept) 2.激素 (hormone) 3.受体 (receptor) 4.靶细胞 (target cell) 方式: 全身性;局部性 特点是:反应速度较缓慢、但作用 广泛而持久。

(三)自身调节 autoregulation 特点:所能调节的范围较小, 只限于某器官和组织的功能状态内, 反应强度较小,对刺激的敏感性低。

激素的传递方式: Telecrine Paracrine Autocrine Neurocrine

三、体内的控制系统 控制论 cybernetics 1.控制系统:由控制部分和受控部分组成 2.控制系统可分为: 反馈控制系统: 自控、闭环系统 (closed loop system) 前馈控制系统

feedback control system (一)反馈控制系统 feedback control system 快捷前馈信号 比较 装置 控制系统 受控系统 效应 反馈信息 自控系统模式图

1.负反馈 negative feedback 反馈信息通过影响控制部分的活动, 使受控部分活动向其原来相反的方向变化。 意义:维持体内各种稳态 缺点:波动性,滞后现象 2.正反馈 positive feedback 反馈信号通过影响控制部分的活动, 使受控部分的活动继续加强原来方向的活动。 意义:加速体内某一生理过程完成

(二)前馈控制系统 feed-forward control 控制部分向受控部分发出指令进行某一活动的同时,经另一快捷途径向受控部分发出发出“前馈”信号,使受控部分在接受控制部分指令进行活动时,又及时地受到前馈信号的调控,从而活动更加准确。 如:条件反射。

快捷前馈信号 比较 装置 控制系统 受控系统 效应 反馈信息 自控系统模式图

四、体温及其调节 (一)表层温度与深部温度 1.表层温度(Shell temperature): 2.深部温度(Core temperature): 深部与表层的区分不是严格解剖学结构,而是生理学对整个机体体温所做的模式划分。由表至深存在温度梯度。 体温:指机体深部的平均温度而言

(二)人体的正常体温及其生理波动 1.体温正常值 测量部位:直肠:平均37.5℃(36.9-37.9) 口腔:平均37.2℃(36.7-37.7) 腋窝:平均36.8℃(36.0-37.4) 鼓膜温代表下丘脑温; 实验研究食管温代表体温

2.体温正常变动 ⑴ 昼夜节律(circadian rhythm):晨2-6时最 低,午后1-6时最高,但波动幅度不超过lC。 ⑵ 性别:女>男0.3℃;女基础体温(醒后起床前 的体温)随月经周期变化; ⑶ 年龄:新生儿体温调节能力差;老年体温低。 ⑷ 肌肉活动:代谢强,产热增,体温高 ⑸ 其他:激动、紧张、进食、麻醉药等

(三) 体温调节 1.产热过程 (1) 产热 产热器官:安静时肝脏为主、 运动时骨骼肌为主。 (2) 产热形式: A.战栗产热 寒冷环境下,骨骼肌不随意的节律性收缩 B.非战栗产热 又称代谢产热。褐色脂肪产热量最大

2.散热过程 ⑴ 散热器官:主要是皮肤,少量是排泄物 ⑵ 散热方式 A.皮肤温>环境温时: ① 辐射 ② 传导 ③ 对流 B.环境温≥皮肤温时: ④ 蒸发: 不感蒸发 发汗

3.体温调节机制 体温调节可分为: 自主性体温调节:在中枢调控下,通过调节生理反应,维持体温稳定,如增减皮肤血流量、发汗、寒战等; 行为性体温调节:姿势,行为保温措施;

自主性体温调节自动控制系统

(1)温度感受器 (thermoreceptor) ①外周温度感受器:存在于皮肤、粘膜、内脏等处。热、冷感受器分别在局部温度升、降时兴奋。 ②中枢温度感受器:存在于脊髓、延髓、下丘脑、脑干网状结构等处。 热敏N元:脑局部T↑,放电↑; 温度敏感 (warm-sensitive neuron,WSN) 神经元 启动散热过程。 冷敏N元:T↓→放电↑;产热。 (cold-sensitive neuron,CSN)

热敏和冷敏神经元的单位放电频率对局部脑温变化的半对数曲线

(2)体温调节中枢thermotaxic center B.PO/AH区是体温调节的中枢整合中心 ① 破坏PO/AH与体温调节有关的产、 散热反应消失; ② 身体各部位温度信息均会聚于PO/AH; ③ PO/AH对影响体温的化学物质的反应与 体温调节反应一致; ④ PO/AH输出的整合指令广泛:有自主神经、 躯体神经及内分泌系统参与。

(四)调定点(set point)学说 1.PO/AH区神经元的活动设定了调定点:37℃ ①当脑温37℃:机体产热、散热平衡; ②当脑温37℃:中枢的调节活动使产热活 动↓,散热活动↑ ③当脑温37℃:中枢的调节活动使产热活 动↑,散热活动↓ 2.调定点是由PO/AH区温度敏感神经元的工 作特性决定的。

3.致热原引起的发热是调定点重调定 而上移的结果: WSN温度反应阈值(3739℃, 斜率变小)散热反应推迟。 致热原 CSN温度反应阈值(3739℃, 斜率变大)产热反应提前。 两类神经元活动的共同作用调 定点上移(39℃)。

热敏和冷敏神经元的单位放电频率对局部脑温变化的半对数曲线

小结: 1.机体的内环境及稳态 2.机体生理功能调节的基本方式 3.机体生理功能调节的自控系统 4.体温及其调节

谢 谢