2.2 通過(guò)激素的調(diào)節(jié)

第2通激的節(jié)問(wèn)探：馬拉松長(zhǎng)跑是賽程超過(guò)40、時(shí)2h以的極限運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員每小時(shí)至少要消耗300g糖類(lèi)。血（液中的葡萄糖可補(bǔ)肌肉因運(yùn)動(dòng)而消耗的糖類(lèi)常人的血糖含量是0.8-1.2g/L(80-120mg/dL)，身的血量大約為5L。計(jì)算：如果僅靠血液中的葡萄糖，運(yùn)動(dòng)員能跑多長(zhǎng)時(shí)間？討論長(zhǎng)跑過(guò)程中大量消耗葡萄導(dǎo)血糖含量下降嗎？為什么？本聚：1.激素發(fā)現(xiàn)過(guò)程帶給你什么啟示2.血糖平衡是怎樣維持的。激素對(duì)維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)有什么作3.激素分泌是怎樣調(diào)節(jié)?4.激素節(jié)有什么特點(diǎn)？人和動(dòng)物體內(nèi)血糖的含量，體液的、度以及水和無(wú)機(jī)鹽的含量等都處于不斷的變化中，在變化中又可以維持相對(duì)穩(wěn)定。這種相對(duì)穩(wěn)定是通過(guò)復(fù)雜的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。激調(diào)的現(xiàn)在20世之前(”這一概念還沒(méi)有被提出，學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為動(dòng)物體的一切生理活動(dòng)都是由神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的。在這種情況下，探尋其他的調(diào)節(jié)方式，就意味著向權(quán)威觀點(diǎn)提出戰(zhàn)，而這需要有勇于探索和創(chuàng)新的精神。資分：促液的現(xiàn)這是一個(gè)可以給我們很多啟迪的故事。囿定論的沃泰默胰腺能分泌胰液。胰液通過(guò)導(dǎo)管注入小腸，其中的酶用來(lái)消化食物。胰液的分泌是如何調(diào)節(jié)的？在19世，學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為，胃酸刺激小腸的神經(jīng)，神經(jīng)將興奮傳給胰腺，使胰腺分泌胰液。法國(guó)學(xué)者沃泰默Wertherimer)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：把稀鹽酸注入狗的上小腸腸腔內(nèi)，會(huì)引起胰腺分泌胰液。若直接將稀鹽酸注入狗的血液中則不會(huì)引起胰液的分泌。他進(jìn)而切除了通向該段小腸的神經(jīng)，只留下血管，向小腸內(nèi)注入稀鹽酸時(shí)，發(fā)現(xiàn)這樣仍能促進(jìn)胰液分泌。他對(duì)這一結(jié)果的解釋是：這是一個(gè)十分頑固的神反射。之所以說(shuō)它頑固，是由于小腸上微小的神經(jīng)難以剔除干凈。你同意他的解釋嗎？

另蹊徑的斯他林和貝利斯英國(guó)科學(xué)家斯他(E.Staling,1866-1927)貝利斯W.M.Bayliss，1860-1924)讀沃泰默的論文，卻大地作出另一種假設(shè)：這不是神經(jīng)反射而是化學(xué)調(diào)節(jié)——在鹽酸的作用下，小腸黏膜可能產(chǎn)生了一種化學(xué)物質(zhì)，這種物質(zhì)進(jìn)入血液后，隨血流到達(dá)胰腺，引起胰液的分泌。1902年為了驗(yàn)證這一假設(shè)，他們狗的一段小腸剪下，刮下黏膜，將黏膜與稀鹽酸混合加砂子磨碎成提取液將提取液注射到同一條狗的靜脈中，發(fā)現(xiàn)能促進(jìn)胰腺分泌胰液。這證明他們的假設(shè)是正確的。他們把小腸黏膜分泌的這種化學(xué)物質(zhì)稱(chēng)做促胰液素。巴洛夫的感慨俄國(guó)生理學(xué)家巴甫洛夫I.Pavlov,1849-1936)近代消化生理學(xué)的奠基人諾爾獎(jiǎng)獲得者他和的學(xué)生們?cè)谙俚纳窠?jīng)調(diào)節(jié)方面做了大量研究，他們也曾認(rèn)為小腸中鹽酸導(dǎo)致胰液分泌屬于神經(jīng)反射。斯他林和貝利斯的發(fā)現(xiàn)與他的結(jié)論大相徑庭，于是他們做了重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果卻與斯他林和貝利斯的一模一樣。巴甫洛夫?qū)W(xué)生深表憾地說(shuō):“自然，人家是對(duì)的。很明顯，我們失去了一個(gè)發(fā)現(xiàn)真理的機(jī)”討論：“遇只偏愛(ài)那種有準(zhǔn)備的頭腦哪因素使斯他林和貝利斯抓住了成功的機(jī)遇呢？斯林和貝利斯獲得的科學(xué)發(fā)現(xiàn)包括哪些內(nèi)？科學(xué)方法：出新的假說(shuō)往往需要大膽的質(zhì)疑和豐富的想像。有時(shí)，不同的假說(shuō)都能在一定程度解釋某一科學(xué)事實(shí)，哪一個(gè)假說(shuō)能夠成為公認(rèn)的理論，取決于進(jìn)一步的觀察和實(shí)驗(yàn)。促胰液素是人們發(fā)現(xiàn)的第一種激素。這一重要發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到，人和動(dòng)物體的生命活動(dòng)，除受神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)外，還存在著另一種調(diào)節(jié)方式——由內(nèi)分泌器官或細(xì)胞分的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這就是激素調(diào)節(jié)hormonalregulation。后，科學(xué)家又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了多種激素，弄清了這些激素的來(lái)2-8)和作用。激素是什么物質(zhì)呢？研究發(fā)現(xiàn)，不同的激素化學(xué)組成不同。例如，胰島素是一種含51個(gè)基酸的蛋白質(zhì)，而性激素主要是類(lèi)固醇。

圖2-8人主要內(nèi)分泌腺及其分泌的激素激素調(diào)的實(shí)例激素是怎樣調(diào)節(jié)生命活動(dòng)的呢？讓我們一起來(lái)分析兩個(gè)實(shí)例。實(shí)例一：血糖平衡的調(diào)節(jié)要想知道血糖平衡是如何維持的，首先需要分析血糖的來(lái)源和去(圖2-9)。圖2-9血的來(lái)源和去向（正常情況下）思與論馬松運(yùn)動(dòng)員在比賽過(guò)程中，血糖不斷被消，但它的含量仍然穩(wěn)定在.9g/L左右。血糖可以通過(guò)哪些途徑得到補(bǔ)充？飯，大量的葡萄糖吸收到體內(nèi)，但是正常的血糖含量只有短暫的升高，很快就恢復(fù)正常。這是為什么？

批性維既然血糖是提供能量的，血糖越多，能量供應(yīng)就越充，血糖含量不是越高越好嗎？對(duì)此你持什么觀點(diǎn)？你的論據(jù)是什?通過(guò)上面的分析可以看出臟肌肉細(xì)胞中糖原分解或合成的快慢胞收和利用葡萄糖的速，等等，都可能影響血糖的含量。研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)體是通過(guò)一些特定的激素來(lái)調(diào)節(jié)這些代謝速率的其中最主要的是胰島分泌的胰高血糖素glucagon)和島素insulin）(圖2-10)。圖2-10胰A細(xì)和B細(xì)胞以及它們分泌的激素胰島素和胰高血糖素究竟是怎樣對(duì)血糖水平進(jìn)行調(diào)節(jié)的呢？我們通過(guò)以下活動(dòng)來(lái)進(jìn)行探索。模建建立血糖調(diào)節(jié)的模型胰島素和胰高血糖素的生理功能分別是：胰島素能促進(jìn)組織細(xì)胞加速攝取、利用和儲(chǔ)存葡萄糖從而使血糖水平降低高糖素能進(jìn)糖原分解促進(jìn)一些非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖而血糖水升高。模活體內(nèi)血糖的調(diào)節(jié)機(jī)制非常復(fù)雜，以下模擬活動(dòng)對(duì)這個(gè)過(guò)程進(jìn)行了簡(jiǎn)化和模式化的處理，以便突其主要特點(diǎn)。活動(dòng)準(zhǔn)備3人一組，分別簡(jiǎn)稱(chēng)為甲、乙、丙。準(zhǔn)備3張同顏色的紙和一把剪刀。用某種顏色的紙出15張片卡片正面寫(xiě)“每L血中的1葡萄搪寫(xiě)糖原這些是“糖卡轉(zhuǎn)來(lái)則代葡萄糖轉(zhuǎn)化為糖原，再翻回去就代表糖原分解為葡萄糖是否翻轉(zhuǎn)及怎樣翻轉(zhuǎn)需要嚴(yán)格依照步驟4、來(lái)進(jìn)行。用另一種顏色的剪出張卡片，并在上面寫(xiě)上“胰島素“胰島素卡”能使張卡由正面翻到背面。用第3種色的紙剪出2張卡片，并寫(xiě)上“胰高血糖素張胰高血糖素卡”能使1張卡由背面翻到正面。將“卡正面朝上在桌子上代表正常血糖水平0.9g/L)甲拿著2“卡正朝。

丙拿著剩下的張?zhí)强娉?，表?chǔ)存的糖原。乙保管“胰島素卡”和“胰高血糖素卡活動(dòng)步驟模擬吃飯后的反將“卡放到桌子上討論該怎樣做才能恢復(fù)正常血糖水平由、丙嘗試用卡片進(jìn)行操作。模擬運(yùn)動(dòng)時(shí)的反甲桌子上拿走1張面朝上“卡這又該怎做才能恢復(fù)正常血糖水平，并由乙、丙嘗試用卡片進(jìn)行操作。分與論乙代表什么器官當(dāng)血糖水平升高，胰島是怎樣反應(yīng)的？反應(yīng)的結(jié)果怎樣？當(dāng)血糖水平降低時(shí)呢？請(qǐng)根據(jù)活動(dòng)中所理解的體內(nèi)對(duì)血糖水平進(jìn)行調(diào)節(jié)的機(jī)制，用自己的語(yǔ)言說(shuō)出胰島素和胰高血糖素是怎樣調(diào)節(jié)血糖含量的。畫(huà)出血糖調(diào)節(jié)的圖解式模型。如果有條件，可以在計(jì)算機(jī)上制作出具有動(dòng)態(tài)效果的模型。交與其他小組交流構(gòu)建模型的過(guò)程和結(jié)果，相互借鑒，并就活動(dòng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行討論。應(yīng)模進(jìn)分當(dāng)身體不能產(chǎn)生足夠的胰島素時(shí)，將會(huì)發(fā)生什么情況？通過(guò)以上活動(dòng)可以看出，胰島素和胰高血糖素的相互拮抗，共同維持血糖含量的穩(wěn)定。同時(shí)，在血糖調(diào)節(jié)的過(guò)程中，胰島素的作用結(jié)果會(huì)反過(guò)來(lái)影響胰島素的分泌，胰高血糖素也是如此。像這樣，在一個(gè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)本身工作的效果，反過(guò)來(lái)又作為信息調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作，這種調(diào)節(jié)方式叫做反饋調(diào)節(jié)(feedback反調(diào)節(jié)是命系統(tǒng)中非常普遍的調(diào)節(jié)機(jī)制對(duì)于機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)具有重要意義。旁思：你能舉出日常生活中一兩個(gè)反饋調(diào)節(jié)的實(shí)例嗎？知鏈：生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性也是受反饋調(diào)節(jié)的，參見(jiàn)本書(shū)第109頁(yè)與會(huì)聯(lián)：糖尿病在現(xiàn)代社會(huì)中的發(fā)病率越越高。想一想，這與人們的飲食狀況和

-5--5-生活方式的變化有沒(méi)有關(guān)?為么樣防治糖尿??？實(shí)二甲腺素泌分調(diào)當(dāng)你在寒風(fēng)中瑟瑟發(fā)抖時(shí)，你身體內(nèi)幾乎所有的細(xì)胞都被動(dòng)員起來(lái)，共同抵御寒冷。起動(dòng)員作的是神經(jīng)沖動(dòng)和激素，甲狀腺分泌的甲狀腺激在中起著重要作用。甲狀腺激素隨血液運(yùn)到全身，幾乎作用于體內(nèi)所有的細(xì)胞，提高細(xì)胞代謝的速率，使機(jī)體產(chǎn)生更多的熱量。甲狀腺分泌甲狀腺激素的多少，又受到垂體和下丘腦的調(diào)節(jié)。當(dāng)身體的溫度感受器受到寒冷等刺激時(shí)，相應(yīng)的神經(jīng)沖動(dòng)傳到下丘腦。下丘腦就會(huì)分泌促甲狀激素釋放激素，運(yùn)輸?shù)酱贵w，促使垂體分泌促甲狀腺激TSH)。隨血液運(yùn)輸?shù)郊谞钕?，促使甲狀腺增加甲狀腺激素的合成和分泌。?dāng)血液中的甲狀腺激素含量增加到一定程度時(shí)，又反過(guò)來(lái)抑制下丘腦和垂體分泌相關(guān)激素，進(jìn)使甲狀腺激素的分泌減少，這樣體內(nèi)的甲狀腺激素含量就不至于過(guò)圖。見(jiàn)甲狀腺激素的分級(jí)調(diào)節(jié)，也存在著反饋調(diào)節(jié)機(jī)制。激調(diào)的點(diǎn)不同激素的化學(xué)組成不同，但它們的作用方式卻有一些共同的特點(diǎn)。微和效美學(xué)者肯德?tīng)朇.從新的動(dòng)物甲狀腺中才提取出0.23g的甲狀腺激素。在人體血液中甲狀腺激素的含量只有×~1.4XkJ。

mg/mL1甲狀腺激素可使人體產(chǎn)熱增加4200通體運(yùn)內(nèi)分泌腺?zèng)]有導(dǎo)管泌的激素彌散到體液中血液流到全身，傳遞著各種信息。因此，臨床上常通過(guò)抽取血樣來(lái)檢測(cè)內(nèi)分泌系統(tǒng)的疾病圖2-12)。作于器、細(xì)眾的激素分子彌散在全身的體液中不是對(duì)所有細(xì)胞都起作用呢？研究發(fā)現(xiàn)狀腺激素幾乎對(duì)全身的細(xì)胞都起作用，而促甲狀腺激素只作用于甲狀腺。能被特定激素作用的器官、細(xì)胞就是該激素的靶器官target、靶細(xì)(targetcell圖2-13)激素一經(jīng)靶細(xì)胞接受并起作用后就被滅活了此體需要源源不斷地產(chǎn)生激素，以維持激素含量的動(dòng)態(tài)平衡。圖2-12檢血液中甲狀激素水平的化驗(yàn)報(bào)告單（手寫(xiě)內(nèi)容為正常范圍項(xiàng)反映促甲狀腺激素水平，其余各項(xiàng)都是反映甲狀腺激素水平的指標(biāo)

圖2-13靶胞和特定激結(jié)合的方式示例激素種類(lèi)多量微既組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)又提供能量也不起催化作用而隨體液到達(dá)靶細(xì)，使靶細(xì)胞原有的生理活動(dòng)發(fā)生變化。因此有人說(shuō)激素是調(diào)節(jié)生命活動(dòng)的信息分子，你贊成這一法嗎？想空：假如沒(méi)有發(fā)明廣播和電視，人們只靠電話(huà)和通信遠(yuǎn)距離傳遞信息，將會(huì)對(duì)人類(lèi)的社會(huì)生活有什影響？這對(duì)你理解神經(jīng)調(diào)節(jié)和激素調(diào)節(jié)的作用特點(diǎn)有什么啟示？練習(xí)一基題1、列關(guān)于激素的闡述，不正確的選項(xiàng)多選：A.激是有機(jī)分子；

B.激是信息分子；激素直接參與細(xì)胞內(nèi)多種生命活動(dòng)；激只運(yùn)輸給相應(yīng)的靶器官、靶細(xì)胞。答：]2、丘腦分泌的抗利尿激素，能提高腎臟集合管對(duì)水的通透性，促進(jìn)水的重吸收。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下表。填后想一想，激素的分泌和機(jī)體內(nèi)外環(huán)境的關(guān)系是怎樣的？這對(duì)動(dòng)物適應(yīng)環(huán)境的變化有什么意義？抗利尿激素分泌量

集合管對(duì)水的通透性

重吸收水量

排尿量飲水多缺水

少多3、例說(shuō)明反饋調(diào)節(jié)對(duì)生命活動(dòng)的意義。

二拓題胰島B細(xì)胞在合成和分泌胰島素時(shí)，可能需要細(xì)胞中哪些結(jié)構(gòu)參與？大致的過(guò)程是怎樣的？假設(shè)你是一位工師，要為胰島素分泌不足的糖尿病患者設(shè)計(jì)一個(gè)隨身攜帶的“人工胰島”(已這類(lèi)產(chǎn)品，寫(xiě)出你的設(shè)計(jì)思路，指出要解決的主要問(wèn)題。科·術(shù)社會(huì)評(píng)應(yīng)激類(lèi)物利弊科學(xué)的發(fā)現(xiàn)，總會(huì)導(dǎo)致實(shí)踐上的應(yīng)用，影響到人們生活的方方面面，有關(guān)激素的發(fā)現(xiàn)也是這樣下面是一些具體事例，既可助你拓寬視野，也為你評(píng)價(jià)激素應(yīng)用的利與弊提供素材。因病切除甲狀腺患者要長(zhǎng)期服用甲狀腺激素多尿病患者可以通過(guò)按時(shí)注射胰島素來(lái)治療。在養(yǎng)殖青、草、、鳙四大家魚(yú)時(shí)，人們給雌、雄親魚(yú)注射促性激素類(lèi)藥物，就能促使親魚(yú)的卵和精子成熟，從而進(jìn)行人工授精和育苗。某些人給豬飼喂素類(lèi)藥物，以提高瘦肉率。昆蟲(chóng)的生命活動(dòng)受到許多種激素的調(diào)節(jié)有種激素是保幼激素在蠶作繭之前數(shù)日，在桑葉上適量噴灑人工合成的保幼激素類(lèi)似物，蠶吃后能推遲幾天作繭，就能多吃幾天桑葉而絹絲腺更飽滿(mǎn)從而可以吐更多的絲。5、有些運(yùn)動(dòng)員服用人工合成的睪酮衍生奮劑的一)，促進(jìn)肌肉的生長(zhǎng)，增強(qiáng)肌肉的力量，提高比賽成績(jī)。6美國(guó)生物學(xué)家平卡斯G.G.Pincus和國(guó)生物學(xué)家張明覺(jué)發(fā)了可抑制婦女排卵的服避孕藥——人工合成的孕激素類(lèi)藥物，用于計(jì)劃生育、控制人口。7、19