神經(jīng)與體液協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)實(shí)例體溫調(diào)節(jié)

1、神經(jīng)與體液協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)實(shí)例-體溫調(diào)節(jié),內(nèi)穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài),內(nèi)穩(wěn)態(tài)（homeostasis）由美國(guó)生理學(xué)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(nèi)穩(wěn)態(tài)理論。,http://d.dxy.cn/preview/1762920,機(jī)體的設(shè)定點(diǎn)處于動(dòng)態(tài)變化中。,非穩(wěn)態(tài)，是指機(jī)體根據(jù)不同情況改變其設(shè)定點(diǎn)的適應(yīng)方式。,體溫調(diào)節(jié),一個(gè)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(dòng)物

2、與恒溫動(dòng)物,變溫動(dòng)物缺乏體溫調(diào)節(jié)的生理學(xué)機(jī)制，例如寒顫和出汗。僅能靠自身行為來(lái)調(diào)節(jié)體熱的散發(fā)或從外界環(huán)境中吸收熱量來(lái)提高自身的體溫。,恒溫動(dòng)物通過(guò)生理學(xué)機(jī)制和行為學(xué)控制體溫,自主性體溫調(diào)節(jié)機(jī)制,體溫經(jīng)過(guò)一系列神經(jīng)反射和神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)過(guò)程，使產(chǎn)熱和散熱兩個(gè)生理過(guò)程處于動(dòng)態(tài)平衡，因此人體能維持相對(duì)恒定的體溫。是一個(gè)典型的自動(dòng)控制過(guò)程。,產(chǎn)熱,體內(nèi)的總產(chǎn)熱量主要包括基礎(chǔ)代謝、食物特殊動(dòng)力效應(yīng)和肌肉活動(dòng)等所產(chǎn)生的熱量。,從影響

3、整體體溫的角度看，人體主要的產(chǎn)熱器官是肝和骨骼肌。,安靜狀態(tài),運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、寒冷,安靜狀態(tài),運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、寒冷,人體產(chǎn)生的熱量大部分經(jīng)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(dǎo)、對(duì)流和蒸發(fā)。,散熱,當(dāng)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(jī)體通過(guò)體表水分的蒸發(fā)來(lái)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(chǎn)熱和散熱的調(diào)控,體溫調(diào)節(jié)中樞,,調(diào)節(jié)體溫的基本中樞是在視前區(qū)/下丘腦前部,體溫調(diào)節(jié)中樞整合指令的傳出屬于廣泛性輸出。,,,,調(diào)定點(diǎn)學(xué)說(shuō)與體溫恒定,在下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞中有個(gè)溫度調(diào)定點(diǎn)（set point），即規(guī)定的體溫?cái)?shù)值（37℃）。通常認(rèn)為，PO/AH的溫度敏感神經(jīng)元可能在體溫調(diào)節(jié)中起著調(diào)定點(diǎn)的作用，調(diào)定點(diǎn)實(shí)際上就是熱敏神經(jīng)元和冷敏神經(jīng)元對(duì)溫度變化反應(yīng)的交叉點(diǎn)。如體

5、溫高于37℃時(shí)，熱敏神經(jīng)元沖動(dòng)發(fā)放頻率就增加；體溫低于37℃時(shí)，冷敏神經(jīng)元沖動(dòng)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(shì)？,為什么哺乳動(dòng)物進(jìn)化成37℃而不是其他？,37℃的體溫是有利于快速運(yùn)動(dòng)和不利于蛋白穩(wěn)定性二者之間權(quán)衡的結(jié)果。,與其他機(jī)體細(xì)胞相比，生殖細(xì)胞需要溫度稍低一些的環(huán)境！,行為性體溫調(diào)節(jié)機(jī)制,許多令人困擾的動(dòng)物行為可從體溫調(diào)節(jié)的角度給與解釋！,,體溫調(diào)節(jié)的行為學(xué)機(jī)制：,加衣或減衣。人

6、類的這一策略相當(dāng)于其他哺乳動(dòng)物立毛或攏毛。通過(guò)更多的活動(dòng)增加熱量或更少的活動(dòng)避免過(guò)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(guò)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(dòng)物—那些體溫與環(huán)境溫度一致變化的動(dòng)物容易受傷。如果體溫將至冰點(diǎn)以下，將會(huì)形成冰晶。由于水在結(jié)冰時(shí)體積擴(kuò)大，冰晶會(huì)將血管和細(xì)胞膜撕裂，導(dǎo)致動(dòng)物死亡。,林蛙有幾種方法可以降低凍傷。開始時(shí)，它們將器官及血管中的大部分液體排出，儲(chǔ)存于細(xì)胞外間

7、隙。因而，冰晶在形成時(shí)有足夠的空間擴(kuò)張，不會(huì)撕裂血管和細(xì)胞。此外，它們也有一些使冰晶逐漸形成而不會(huì)成塊的化學(xué)物質(zhì)。最后，它們具有非凡的凝血能力，能快速修復(fù)發(fā)生破裂的血管,動(dòng)物細(xì)胞在體外可以凍存與復(fù)蘇。細(xì)胞凍存多采用甘油或二甲基亞砜作保護(hù)劑，這兩種物質(zhì)能提高細(xì)胞膜對(duì)水的通透性，加上緩慢冷凍可使細(xì)胞內(nèi)的水分滲出細(xì)胞外，減少細(xì)胞內(nèi)冰晶的形成，從而減少由于冰晶形成造成的細(xì)胞損傷。復(fù)蘇細(xì)胞應(yīng)采用快速融化的方法，這樣可以保證細(xì)胞外結(jié)晶在很短

8、的時(shí)間內(nèi)即融化，避免由于緩慢融化使水分滲入細(xì)胞內(nèi)形成胞內(nèi)再結(jié)晶對(duì)細(xì)胞造成損傷。,人體冷凍技術(shù),http://world.gmw.cn/2015-09/27/content_17181704.htm,體溫調(diào)節(jié)障礙,發(fā)熱,中暑,根據(jù)產(chǎn)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(nèi)源性產(chǎn)熱過(guò)多；非勞力性主要是散熱減少。,體溫過(guò)低,人體散熱大于產(chǎn)熱時(shí)，可引起體溫過(guò)低。體溫過(guò)低最常見于寒冷季節(jié)或浸泡在水中，嚴(yán)重外傷后也可發(fā)生體

9、溫過(guò)低。寒冷對(duì)高等動(dòng)物和人的作用首先是激活體溫調(diào)節(jié)中樞，引起對(duì)寒冷的反應(yīng)（如戰(zhàn)栗）。隨之出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)高級(jí)部位的抑制，從而發(fā)生昏迷，亦即進(jìn)入低溫麻醉。,三、神經(jīng)與體液協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)實(shí)例-水調(diào)節(jié),水調(diào)節(jié),哺乳動(dòng)物身體的70%由水構(gòu)成。由于水中化學(xué)物質(zhì)的濃度決定了體內(nèi)所有化學(xué)反應(yīng)的速率，所以體內(nèi)的水只能在較窄的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。機(jī)體還需要循環(huán)系統(tǒng)中有足夠的液體以維持正常的血壓。沒有食物，人們有時(shí)可存活數(shù)周，但沒有水卻不可以。,不同的物種利用

10、不同的策略來(lái)維持所需的水分。,河貍,沙土鼠,我們?nèi)祟惛鶕?jù)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(jī)體內(nèi)水分絕大部分從食物和飲料中獲得，少部分來(lái)自體內(nèi)物質(zhì)氧化代謝。,而水的排出則主要通過(guò)腎臟以尿的形式排出，其次是通過(guò)皮膚、肺和腸管排出。,水的攝入量和排出量保持動(dòng)態(tài)平衡,腎臟Kidney形態(tài)和大體結(jié)構(gòu),性質(zhì)：實(shí)質(zhì)性器官數(shù)目：左右成對(duì)（2）形態(tài)：蠶豆形，紅褐色

11、大?。?0X5X4 cm重量：120-150g,位置,腹后壁上部，脊柱兩側(cè)，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(dòng)脈腎盂（從上往下）腎動(dòng)脈腎靜脈腎盂腎蒂,腎的內(nèi)部結(jié)構(gòu),,腎的組織結(jié)構(gòu),,,,,,皮質(zhì),腎小體,髓質(zhì),腎小管對(duì)水的重吸收,尿液濃縮與稀釋,腎髓質(zhì)的滲透壓梯度,滲透性渴,如果你攝入過(guò)咸的東西，鈉離子將在血液及細(xì)胞

12、外液中擴(kuò)散，但不會(huì)透過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。結(jié)果導(dǎo)致細(xì)胞外溶質(zhì)濃度高于細(xì)胞內(nèi)，滲透壓使水從胞內(nèi)流向胞外。某些神經(jīng)元探測(cè)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(jīng)消化系統(tǒng)吸收，然后通過(guò)血液運(yùn)送至大腦。這一過(guò)程約需15分鐘。如果持續(xù)飲水這么長(zhǎng)時(shí)間攝入的水將會(huì)嚴(yán)重超過(guò)所需要的水量。機(jī)體能夠監(jiān)測(cè)吞咽活動(dòng)及胃部和小腸上部的擴(kuò)張。這些信息使人在既定時(shí)間內(nèi)攝入的水不會(huì)超過(guò)所需量太多。

13、,滲透壓激發(fā)渴感后，如何知道何時(shí)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(nèi)滲透壓未改變，同樣需要補(bǔ)液。機(jī)體通過(guò)收縮血管的激素----血管加壓素和血管緊張素II（angiotensin II）----對(duì)此做出反應(yīng),血管緊張素II還可以與大靜脈內(nèi)檢測(cè)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?yàn)槟阈枰謴?fù)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(dòng)物表現(xiàn)出對(duì)咸味溶液的強(qiáng)烈渴望，即鈉特異性需求。,鈉特異性需求部分取決于激素。當(dāng)機(jī)體的鈉儲(chǔ)量低時(shí)，腎上腺產(chǎn)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(tǒng)的一部分）和腦內(nèi)其他部位神經(jīng)元的特性以增加鹽分的攝入。,三、神經(jīng)與體液協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)實(shí)例-進(jìn)食調(diào)節(jié),不同物種有不同的進(jìn)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(jìn)食調(diào)節(jié),作用為自下而上,進(jìn)食的短期和長(zhǎng)期調(diào)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(huì)感到滿足嗎？,胃和腸道,一般來(lái)說(shuō)，我們?cè)谑澄镏械臓I(yíng)養(yǎng)成分到達(dá)血液之前就會(huì)停止進(jìn)食，更不用說(shuō)到達(dá)肌肉和其他細(xì)胞。通常終止進(jìn)食的主要信號(hào)是胃的擴(kuò)張。,十二指腸內(nèi)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(jìn)食量。首先，CCK關(guān)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(jīng)，后者傳送信號(hào)至下丘腦，引起下丘腦細(xì)胞釋放神經(jīng)遞質(zhì)，一種短鏈形式的CCK分子。這一過(guò)程類似于發(fā)送傳真：腸內(nèi)的CCK不能通過(guò)血腦屏障，但它激活其他細(xì)胞釋放幾乎與之相同的東西。,既然CCK有助于終止進(jìn)食，我們能否利用它來(lái)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(duì)進(jìn)食的影響,未經(jīng)治療的糖尿病患者進(jìn)食增加，體重卻減輕,瘦素,機(jī)體通

17、過(guò)監(jiān)測(cè)脂肪量進(jìn)行進(jìn)食的長(zhǎng)期調(diào)節(jié)?；蛘５男∈螅约叭祟惡推渌锓N機(jī)體的脂肪細(xì)胞產(chǎn)生瘦素：脂肪細(xì)胞越多，產(chǎn)生的瘦素越多。,肥胖基因?qū)π∈篌w重的影響,瘦素將機(jī)體脂肪的存儲(chǔ)信息傳遞至大腦，為其判斷是否進(jìn)食量太大或太小提供長(zhǎng)期指標(biāo)。,瘦素結(jié)構(gòu),每次進(jìn)食亦增加瘦素的釋放，所以循環(huán)瘦素的量也表明短期營(yíng)養(yǎng)情況。瘦素水平高時(shí)，動(dòng)物表現(xiàn)出似乎其體內(nèi)有足夠的營(yíng)養(yǎng)。這些動(dòng)物進(jìn)食量減少，變得更加活躍，并且免疫系統(tǒng)的反應(yīng)性增強(qiáng)。在青少年階段，一定水平的

18、瘦素啟動(dòng)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(lái)說(shuō)，更瘦的人進(jìn)入青春期較晚。,由于擁有肥胖基因的小鼠不產(chǎn)生瘦素，它們的大腦做出似乎機(jī)體沒有脂肪存貯和饑餓時(shí)的反應(yīng)。這種小鼠盡可能多地?cái)z入，以減少活動(dòng)量的方式保持能量，而且不能進(jìn)入青春期。注射瘦素可逆轉(zhuǎn)這些癥狀：小鼠的進(jìn)食量減少，活動(dòng)性增加，并開始青春期。瘦素似乎是對(duì)抗肥胖潛在的一劑良方。,一種重組型瘦素的臨床試驗(yàn)結(jié)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(gè)積極的結(jié)果；他們不能分泌足夠的瘦素，因此額外補(bǔ)充瘦素對(duì)他們很有幫助。另外一些反而增重了，因?yàn)檫@一部分人之所以發(fā)胖就是因?yàn)閷?duì)瘦素的作用產(chǎn)生了一定的抵抗性，所以額外的補(bǔ)充反倒沒有益處。,瘦素能成為人類減肥良藥嗎？,腦機(jī)制,,,,,與進(jìn)食相關(guān)的部分區(qū)域及遞質(zhì),,,抑制下丘腦室旁核的效應(yīng),,外側(cè)下丘腦、腹內(nèi)側(cè)下丘腦和下丘腦室旁核,外側(cè)下丘腦損傷后進(jìn)食行為的恢復(fù),外側(cè)下丘腦的通路,,,,