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內(nèi)環(huán)境及其穩(wěn)態(tài)第一頁,共三十六頁,2022年,8月28日內(nèi)環(huán)境及其穩(wěn)態(tài)
InternalEnvironmentandItsHomeostasis體液(bodyfluid):60%(體重)細(xì)胞內(nèi)液(intracellularfluid)40%;
細(xì)胞外液(extracellularfluid)20%.內(nèi)環(huán)境(Internalenvironment):相對穩(wěn)定(滲透壓、酸堿度、溫度、電解質(zhì)、營養(yǎng)物質(zhì))穩(wěn)態(tài)(homeostasis):內(nèi)環(huán)境理化性質(zhì)維持相對恒定的狀態(tài)。穩(wěn)態(tài)從廣義上講,包括了使有機(jī)體大多數(shù)穩(wěn)定狀態(tài)得以保持的那些協(xié)調(diào)的生理過程。穩(wěn)態(tài)概念已廣泛應(yīng)用于其他學(xué)科和人類社會(huì)。第二頁,共三十六頁,2022年,8月28日內(nèi)環(huán)境及穩(wěn)態(tài)概念的提出
1857年,法國生理學(xué)家C.Bernard提出內(nèi)環(huán)境及其相對穩(wěn)定的概念;
1929年,美國生理學(xué)家提出穩(wěn)態(tài)的概念;
19世紀(jì)中葉,控制論創(chuàng)始人、著名數(shù)學(xué)家N.wiener與生理學(xué)家指出:“負(fù)反饋是穩(wěn)態(tài)得以保持的基本要素”。內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的特點(diǎn)
*穩(wěn)定是相對的*變化是經(jīng)常的,隨細(xì)胞代謝、外界環(huán)境因素而變化第三頁,共三十六頁,2022年,8月28日內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持
A.各器官、組織的功能均參與穩(wěn)態(tài)的維持
a.呼吸活動(dòng)維持Po2和Pco2分壓的穩(wěn)定
b.胃腸消化與吸收,補(bǔ)充消耗的營養(yǎng)物質(zhì)
c.腎臟排泄功能,清除代謝產(chǎn)物,維持水鹽、酸堿平衡
d.血液循環(huán),運(yùn)輸、緩沖作用第四頁,共三十六頁,2022年,8月28日各器官、組織的代謝不斷擾亂穩(wěn)態(tài),但它們又都參與維持穩(wěn)態(tài)。而穩(wěn)態(tài)的維持又給它們提供了一個(gè)良好的生境。第五頁,共三十六頁,2022年,8月28日B.神經(jīng)、體液及免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)穩(wěn)態(tài)
a.神經(jīng)調(diào)節(jié)(nervousregulation)神經(jīng)活動(dòng)的基本形式是反射(reflex)。反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是反射?。╮eflexarc)。
a1.血液中的化學(xué)成分(Po2、Pco2、H+)變化引起化學(xué)感受性發(fā)射
a2.血漿量變化引起的容量感受性反射第六頁,共三十六頁,2022年,8月28日b.體液調(diào)節(jié)(humoralregulation)
b1.ADH對水平衡的調(diào)節(jié)
b2.甲狀旁腺素(parathyroidhormone,PTH)與降鈣素(calcitionin,CT)調(diào)節(jié)Ca、Pb3.醛固酮(aldosterone)調(diào)節(jié)Na、Kb4.胰高血糖素(glucagon)和胰島素(insulin)調(diào)節(jié)血糖水平第七頁,共三十六頁,2022年,8月28日
c.自身調(diào)節(jié)(autoregulation):入球動(dòng)脈對腎小球血流量的調(diào)節(jié)
d.神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫調(diào)節(jié)(Neuro-endocrine-immunomodulation)
d1神經(jīng)與內(nèi)分泌的關(guān)系神經(jīng)細(xì)胞具有內(nèi)分泌功能(下丘腦)神經(jīng)支配內(nèi)分泌腺(腎上腺髓質(zhì)、胃腸G細(xì)胞)激素調(diào)節(jié)神經(jīng):糖皮質(zhì)激素、PG.影響交感神經(jīng)末梢對血管的作用
第八頁,共三十六頁,2022年,8月28日d2神經(jīng)、內(nèi)分泌對免疫的調(diào)節(jié)
●神經(jīng)遞質(zhì)對免疫的調(diào)節(jié):NE(-);Ach.Enk.(+);B-EP(+/-)
●神經(jīng)-內(nèi)分泌影響免疫:ACTH及甾醇類(-);TSH.TRH.T3.T4.GH增強(qiáng)免疫。
●神經(jīng)細(xì)胞在特定狀態(tài)下可產(chǎn)生免疫因子:內(nèi)毒素→神經(jīng)細(xì)胞→產(chǎn)生IL-1第九頁,共三十六頁,2022年,8月28日d3免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)神經(jīng)內(nèi)分泌
●
IL-1促進(jìn)下丘腦產(chǎn)生CRH:血中糖皮質(zhì)激素升高,下丘腦體溫中樞升高體溫;神經(jīng)發(fā)育、修復(fù);胰島素分泌增加。
●免疫細(xì)胞具有內(nèi)分泌細(xì)胞樣作用:ACTH.B-EP.Enk.TSH.
●干擾素(INF)本身具有ACTH.B-EP.TSH.MSH.樣作用第十頁,共三十六頁,2022年,8月28日
d4神經(jīng)、內(nèi)分泌、免疫調(diào)節(jié)形成回路
病毒感染,產(chǎn)生毒素→免疫細(xì)胞→免疫因子(IL-1;INF)→糖皮質(zhì)激素→引起免疫抑制,不能過度反應(yīng);同時(shí)調(diào)節(jié)其他器官與神經(jīng)內(nèi)分泌,維持穩(wěn)態(tài)。
因此,免疫系統(tǒng)不只是防御系統(tǒng),還是感受和調(diào)節(jié)系統(tǒng)。感受神經(jīng)、內(nèi)分泌無法感受的刺激,并對全身做出調(diào)節(jié)性反應(yīng)。穩(wěn)態(tài)維持主要通過負(fù)反饋(feedback)性調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)
第十一頁,共三十六頁,2022年,8月28日水鹽平衡的調(diào)節(jié)(regulationofbalanceofwaterandsalt)A.水平衡的調(diào)節(jié)水占人體體重的60%,細(xì)胞外液:20%(血漿5%,細(xì)胞間隙液15%)
a.水的來源與去路
a1水的來源:正常成人每天需水40ml/kg,60kg體重的人每天需水2500ml。第十二頁,共三十六頁,2022年,8月28日
飲水:1200ml食物含水:1000ml內(nèi)生水:300ml共計(jì):2500ml
體液水轉(zhuǎn)移都是被動(dòng)的,其條件是:①水的通透性②靜水壓差與滲透壓
a2
水的去路:腎臟排出1500ml皮膚蒸發(fā)500ml
肺呼出400ml糞便排出100ml
第十三頁,共三十六頁,2022年,8月28日B.水平衡的調(diào)節(jié)
水平衡是指攝入量與排出量相平衡。水平衡紊亂是由體液容量和滲透濃度(滲透壓)改變表現(xiàn)出來。滲透濃度與容量改變時(shí),機(jī)體通過改變對水的吸收量與排水量來調(diào)節(jié)。
ADH在水平衡中起重要調(diào)節(jié)作用,主要調(diào)節(jié)腎遠(yuǎn)曲/集合小管對水的重吸收。第十四頁,共三十六頁,2022年,8月28日引起ADH分泌的滲透壓感受器的血漿滲透濃度閾值是285mmol/L。引起渴感覺的閾值為295mmol/L。血漿滲透壓變化±1%可改變ADH分泌;變化2~3%引起渴感覺。
容量感受器與滲透壓感受器對刺激的敏感性與作用的強(qiáng)度不同。滲透壓感受器對刺激敏感,容量感受器引起的作用強(qiáng)第十五頁,共三十六頁,2022年,8月28日急性脫水血容量減少容量、壓力感受器興奮性↓渴覺中樞渴覺攝入水量↑血漿滲透壓↑滲透壓感受器(+)ADH合成、釋放血漿ADH濃度↑腎遠(yuǎn)曲/集合管主吸收水↑排出量↓血容量、滲透壓恢復(fù)第十六頁,共三十六頁,2022年,8月28日
血漿晶體滲透壓↑循環(huán)血量↓滲透壓感受器(+)容量感受器(-)
下丘腦視上核、視旁核神經(jīng)元↓神經(jīng)垂體↓
ADH↑
↓
腎小管重吸收水↑
↓尿量↓第十七頁,共三十六頁,2022年,8月28日B.鹽平衡調(diào)節(jié)腎臟在鹽平衡調(diào)節(jié)中起著重要作用。a.Na+:每天從食物中獲得8~15gNacl,由腸胃吸收。少量從汗液排出。腎臟是最主要的排泄途徑。腎臟調(diào)控Na+排出量以實(shí)現(xiàn)與攝入量相平衡。
a1GFR的自身調(diào)節(jié)與管球平衡。
a2集合管重吸收Na+主要由醛固酮調(diào)節(jié)。
a3高Na+→血漿滲透壓↑→ADH分泌→水重吸收↑→腎血流量↑、血漿膠體滲透壓↓→GFR↑→Na+排除增多循環(huán)血量↑→反射性抑制腎交感神經(jīng)活動(dòng)濾過Na+量↑→致密斑→AngII生成減少Na+重吸收↓第十八頁,共三十六頁,2022年,8月28日b.K+:每天從食物中攝入K+100mmol。排出:除汗液、糞便外,90%~95%由腎排出。
b1
腎近球小管、髓袢升支粗段對K+重吸收較恒定(87%),因此,遠(yuǎn)曲小管和集合管調(diào)節(jié)K+平衡就起關(guān)鍵作用。
b2
遠(yuǎn)曲小管和集合管既能重吸收K+又能分泌K+。低鉀飲食時(shí),增加重吸收,高鉀飲食時(shí),分泌能力可提高。(Aldosterone)第十九頁,共三十六頁,2022年,8月28日Ca2+:正常成人共含鈣25mol,其中99%存在于骨;每日由食物攝入鈣約0.5~1.0g,腸吸收鈣受VitD3調(diào)節(jié)。鈣的排出有兩條途徑:
①糞便,腸粘膜能分泌鈣;②尿。
c1每天腎小球?yàn)V過鈣總量為250mmol,99%被腎小管重吸收,1%隨尿排出。
第二十頁,共三十六頁,2022年,8月28日c2平衡調(diào)節(jié):PTH/CT
c2.1胃腸吸收調(diào)節(jié)活性VitD3與腸上皮細(xì)胞胞漿受體結(jié)合形成VitD3復(fù)合物。①改變刷狀緣膜脂質(zhì)結(jié)構(gòu),增加鈣通透,腸腔鈣入細(xì)胞內(nèi)。②通過基因轉(zhuǎn)錄,合成Calbindin,促進(jìn)鈣吸收。
VitD3一是由食物攝入,二是皮膚表皮細(xì)胞合成。皮膚膽固醇/乙酰輔酶A→7脫氫膽固醇→VitD3Ca結(jié)合前體Pr.→Ca結(jié)合Pr.c2.2甲狀旁腺素調(diào)節(jié)尿鈣排泄量,促進(jìn)腎小管對鈣的重吸收,血鈣又影響著PTH的分泌。骨鈣…第二十一頁,共三十六頁,2022年,8月28日※酸堿平衡的調(diào)節(jié)血漿PH為血液中的緩沖對有:NaHCO3/H2CO3;Na2HPO4/NaH2PO4;Pr.Na+/Pr;紅細(xì)胞內(nèi)有:HbK+/Hb;KHbO2/HbO2;K2HPO4/KH2PO4;KHCO3/H2CO3;緩沖對為第一有效的緩沖系統(tǒng)。第二十二頁,共三十六頁,2022年,8月28日酸堿平衡通過肺、腎進(jìn)行調(diào)節(jié)。揮發(fā)性酸(CO2)通過呼吸運(yùn)動(dòng)改變而調(diào)節(jié)。固定酸首先由緩沖體系緩沖,酸根生成鹽由腎排出。腎臟在重吸收HCO3-時(shí),促進(jìn)H+分泌。腎小管在分泌NH3時(shí),也帶動(dòng)了H+的分泌和排出。體內(nèi)酸堿平衡失調(diào),若原發(fā)于[HCO3-]變化引起,稱為代謝性酸中毒或堿中毒;若原發(fā)于PCO2和[H2CO3]變化者,成為呼吸性酸中毒或堿中毒。第二十三頁,共三十六頁,2022年,8月28日※血糖平衡的調(diào)節(jié)血糖除供本身利用以外(紅細(xì)胞降解供能),主要供其他組織利用。葡萄糖時(shí)人體主要能源物質(zhì)。血糖維持在4.5~5.5mmol/L。血糖之所以能維持恒定,主要是糖的來源和去路每時(shí)每刻保持平衡。消化道吸收Gs肝、腎、肌肉等組織合成糖原/或轉(zhuǎn)化成脂肪。組織利用Gs時(shí),肝分解糖原,非糖原物質(zhì)轉(zhuǎn)變成為Gs。血糖恒定是各組織在糖酵解、糖氧化、糖原合成、糖原分解、糖異生這種種代謝中協(xié)同的結(jié)果。第二十四頁,共三十六頁,2022年,8月28日血糖水平的調(diào)節(jié)
a.胰島素是體內(nèi)唯一降低血糖的激素,它的分泌受血糖控制。
a1促進(jìn)肌肉脂肪細(xì)胞載體轉(zhuǎn)運(yùn)Gs入胞。
a2PKA抑制,使糖原合成酶活性增高,加速肌、肝糖原合成。
a3激活丙酮酸脫氫酶,加速乙酰輔酶A生成,促進(jìn)糖代謝。
a4抑制糖異生,促進(jìn)糖氧化。
食物刺激消化道→產(chǎn)生GIP→促進(jìn)胰島素分泌→防止一時(shí)性血糖升高第二十五頁,共三十六頁,2022年,8月28日
b
胰高血糖素:升高血糖,其分泌受血糖控制。
c腎上腺素:升高血糖,迅速而有力。激活磷酸化酶,肝糖原分解。
d皮質(zhì)醇:促進(jìn)肌肉Pr分解,運(yùn)送到肝進(jìn)行糖異生。抑制肝外組織攝取Gs,升高血糖。第二十六頁,共三十六頁,2022年,8月28日體溫及其調(diào)節(jié)人體的能量主要來源于葡萄糖的分解代謝。能量轉(zhuǎn)化成ATP,供機(jī)體完成各種活動(dòng)。能量除一部分作為機(jī)械功以外,絕大部分轉(zhuǎn)化為熱。熱是人體最低級的能量形式,其作用就是維持體溫。正常體溫是生命活動(dòng)中化學(xué)變化所必需的條件。A正常體溫機(jī)體代謝產(chǎn)生的熱量通過體表散失。體表溫度(shelltemperature)不穩(wěn)定,易受環(huán)境溫度影響。體表各部位之間溫差也較大,四肢末梢低(27-30℃
),軀干、頭部高(32-34℃
)。體核溫度(coretemperature)機(jī)體深部溫度,較穩(wěn)定。
第二十七頁,共三十六頁,2022年,8月28日生理學(xué)所說體溫(bodytemperature)指機(jī)體深部平均溫度,一般在37℃左右。<34℃,可引起意志喪失;<25℃,心臟停止跳動(dòng);>43℃,細(xì)胞實(shí)質(zhì)損害;>45℃,危急生命。正常體溫變化:晝夜;性別;年齡;情緒和體力活動(dòng);季節(jié)。一般都在0.3~0.5℃變化。第二十八頁,共三十六頁,2022年,8月28日B產(chǎn)熱與散熱a產(chǎn)熱:
a1非寒戰(zhàn)性產(chǎn)熱:內(nèi)分泌、心血管、呼吸等代謝活動(dòng)。安靜時(shí)肝腎產(chǎn)熱多;運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)熱達(dá)到安靜時(shí)的10余倍,且肌肉產(chǎn)熱占90%。
a2寒戰(zhàn)性產(chǎn)熱:骨骼肌不隨意收縮,伴有冷感。b散熱:途徑:皮膚、呼吸道、糞尿。
b1輻射:皮膚向周圍發(fā)出輻射熱。
b2傳導(dǎo):接觸物體,通過物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)。第二十九頁,共三十六頁,2022年,8月28日b3對流:經(jīng)空氣流動(dòng)散熱。
b4蒸發(fā)(1g水,吸收580卡熱):不顯汗(無感蒸發(fā))500ml/d;發(fā)汗:
①溫?zé)嵝园l(fā)汗(28-30℃以上),汗腺分泌,由等滲→經(jīng)導(dǎo)管吸收部分NaCl→排出汗為低滲;②精神性發(fā)汗,手、足心,前額。第三十頁,共三十六頁,2022年,8月28日
c體溫調(diào)節(jié):分為行為性體溫調(diào)節(jié)核生理性體溫調(diào)節(jié)。
c1行為性體溫調(diào)節(jié)(behavioralthermoregulation)
c2生理性體溫調(diào)節(jié)也稱為自主性體溫調(diào)節(jié)(autonomicthermore-gulation):主要考反射活動(dòng)完成,是一個(gè)典型的負(fù)反饋過程。感受器:①外周:皮膚、內(nèi)臟;②中樞:下丘腦前部視前區(qū),中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),脊髓。
前:散熱中樞后:產(chǎn)熱中樞
中樞:下丘腦前部視前區(qū)第三十一頁,共三十六頁,2022年,8月28日調(diào)定點(diǎn)學(xué)說:(temperaturesetpoint)
下丘腦由熱敏、冷敏神經(jīng)元,37℃是兩種神經(jīng)元反應(yīng)放電曲線的交點(diǎn)。
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