第二节通过激素的调节 1 根据材料计算 如果仅靠血液中的葡萄糖 运动员能跑多长时间 2 长跑时消耗了大量的葡萄糖 你认为血糖的浓度会下降吗 血糖可以通过哪些途径得到补充 3 饭后 大量的葡萄糖被吸收到体内 但是正常人的血糖含量只有短暂的升高 很快就恢复正常 为什么 问题探讨 马拉松长跑是赛程超过40km 历时2h以上的极限运动 运动员每小时至少要消耗300g糖类 血糖 血液中的葡萄糖 可以补充肌肉因运动而消耗的糖类 正常人的血糖含量是0 8 1 2g L 正常人全身的血量大约为5L 来源 去路 机体通过调节和控制血糖的来源和去路 从而维持了血糖的平衡 机体通过什么途径来调节血糖的来源和去路的呢 研究表明 血糖的含量主要是通过激素来调节和控制的 人和动物体内的温度以及水和无机盐的含量的相对稳定 都与激素密切相关 那么什么是激素呢 激素是怎么被发现的呢 资料分析 促胰液素的发现 学术背景 在20世纪之前 学术界普遍认为 人和动物体的一切生理活动都是由神经系统调节的 比如 对 胰液的分泌是如何调节的 这一问题 19世纪的学术界普遍认为 胃酸刺激小肠的神经 神经将兴奋传给胰腺 使胰腺分泌胰液 一 激素调节的发现 沃泰默的实验 切除通向该段小肠的神经 只留下血管 稀盐酸 狗的上段小肠肠腔 胰腺分泌胰液 稀盐酸 狗的血液中 胰腺不分泌胰液 狗的上段小肠肠腔 稀盐酸 胰腺分泌胰液 沃泰默的解释 这是由于小肠上微小的神经难以剔除干净的缘故 所以是一个十分顽固的神经反射 斯他林和贝利斯的假设 这种实验现象不是神经调节的结果 而是化学调节的结果 在盐酸的作用下 小肠黏膜产生了一种化学物质 这种物质进入血液后 随着血流到达胰腺 引起胰液的分泌 如果要证明斯他林和贝利斯的观点 应该如何设计实验 斯他林和贝利斯的实验 实验过程 小肠黏膜 稀盐酸 砂子 实验结果 促进胰腺分泌胰液 实验结论 胰液的分泌是促胰液素化学调节的结果 制成提取液 狗静脉 斯他林和贝利斯的实验能否排除盐酸能促进胰腺分泌胰液的可能性 如果不能 那应该怎么设计实验来排除 巴甫洛夫的感慨 自然 人家是对的 很明显 我们失去了一个发现真理的机会 思考与讨论 2 斯他林和贝利斯获得的科学发现包括哪些内容 发现了促胰液素 是人们发现的第一种激素 发现了不同于神经调节的另外一种调节方式 激素调节 1 机遇只偏爱那种有准备的头脑 哪些因素使斯他林和贝利斯抓住了成功的机会 不迷信权威 创造性思维 严谨的实验设计等 外分泌腺 腺体内有导管 分泌物通过导管运送到相应部位 如唾液腺 肠腺 汗腺 皮脂腺 胃 肠和肝 导管 血管 内分泌腺 腺体内没有导管 分泌物直接进入体内的毛细血管 随着血液循环运输到全身 如垂体 甲状腺 胸腺 胰岛等 人体的腺体 促胰液素是人们发现的第一种激素 你还记得我们初中学习过的几种激素吗 这些激素分别是由什么器官分泌的 有什么功能 下丘脑 垂体 甲状腺 胸腺 肾上腺 胰腺 卵巢 睾丸 分泌促甲状腺激素释放激素等 分泌生长激素 促甲状腺激素等 分泌肾上腺素等 分泌雌性激素等 分泌雄性激素等 分泌甲状腺激素等 分泌胸腺激素等 其中的胰岛分泌胰岛素和胰高血糖素等 脊椎动物激素的种类 产生部位及生理作用 肾上腺素肾上腺髓质 作用部位 主要是肝脏 也可作用于其他组织细胞 主要功能 促进肝糖原的分解 提高血糖浓度 促进新陈代谢增加产热 激素分泌腺 化学本质 氨基酸衍生物 生长激素分泌异常引起的病变 人在幼年时生长激素分泌不足则患侏儒症 人在幼年时生长激素分泌过多则患巨人症 人在成年时生长激素分泌过多则患肢端肥大症 夫妇身高都不到1米 幼年不足 侏儒症幼年过多 巨人症成年过多 肢端肥大症 生长激素分泌异常引起的病变 巨人与侏儒 分泌过盛时 新陈代谢率增高 消瘦 血压高 心搏快 情绪激动 有颤抖等症状 表现为甲亢 另眼球凸出 称凸眼症 甲状腺激素分泌异常引起的病变 分泌不足时 新陈代谢率下降 生长和发育都将受到影响 精神和智力及生殖器的发育都受影响 发生在幼年表现为呆小症 食物中缺碘 易患大脖子病 甲状腺激素分泌异常引起的病变 地方性甲状腺肿患者 激素与酶的比较 有些是蛋白质 有些是固醇类 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 内分泌细胞 机体内所有的活细胞 随血液循环到达相应的组织器官 调节其生理活动 在细胞内或分泌到细胞外催化特定的反应 与神经系统密切联系 更受pH 温度等因素的制约 1 垂体分泌的激素有 甲状腺分泌的激素有 胰岛分泌的激素有 2 幼年时生长激素分泌过多患 分泌不足患成年时生长激素分泌过多患 3 甲状腺激素分泌过多患 幼年分泌不足患 促甲状腺激素 促性腺激素 生长激素 甲状腺激素 胰岛素和胰高血糖素 巨人症 侏儒症 肢端肥大症 甲亢 呆小症 4 侏儒症与呆小症的相同地方 不同地方 5 胰岛素分泌不足患 常用来治疗 6 下列腺体中 哪种腺体功能退化后 其他腺体的功能也随之减退A 甲状腺B 垂体C 性腺D 肾上腺7 下列各组疾病 由激素分泌失调引起的是A 色盲和软骨病B 侏儒症和肢端肥大症C 呆小症和白化病D 夜盲症和甲亢 侏儒症智力正常 呆小症智力低下 糖尿病 胰岛素制剂 身材矮小 B B 激素调节是体液调节的主要内容 促胰液素是人们发现的第一种激素 由此人们发现生命活动中还存在着另一种调节方式 由内分泌器官 或细胞 分泌的化学物质进行调节 这就是激素调节 1 长跑时消耗了大量的葡萄糖 你认为血糖的浓度会下降吗 血糖可以通过哪些途径得到补充 2 饭后 大量的葡萄糖被吸收到体内 但是正常人的血糖含量只有短暂的升高 很快就恢复正常 为什么 问题探讨 马拉松长跑是赛程超过40km 历时2h以上的极限运动 运动员每小时至少要消耗300g糖类 血糖 血液中的葡萄糖 可以补充肌肉因运动而消耗的糖类 正常人的血糖含量是0 8 1 2g L 正常人全身的血量大约为5L 1 可能会导致血糖含量短暂的轻度下降 但仍能基本保持稳定 不会影响运动 因为在运动过程中 血糖会因补充肌肉消耗的糖类物质而含量下降 同时 血糖会随时从储能物质的分解 转化等得到补充 2 这是因为这些被吸收到体内的葡萄糖部分合成糖原储存起来了 部分转化为脂肪 氨基酸等非糖物质 还有一些被氧化分解了 所以血糖含量很快恢复正常 二 激素调节的实例 人体血糖的来源和去路 实例一 血糖平衡的调节 胰腺 外分泌部 内分泌部 分泌胰液 分泌胰岛素 胰腺既是外分泌腺又是内分泌腺 分泌不足 糖尿病 胰高血糖素 胰岛素 降血糖 促进血糖进入组织细胞中 进行氧化分解 合成糖元 转化为脂肪 蛋白质等非糖物质 胰高血糖素 升血糖 抑制糖类的氧化分解 促进糖元分解 促进非糖物质转化为葡萄糖 胰岛素和胰高血糖素究竟是怎样对血糖水平进行调节的呢 根据教材中的活动方案 边做边想 模型构建 建立血糖调节的模型 1 乙代表什么器官 3 构建血糖调节的图解式模型 2 当血糖水平升高时 胰岛是怎样反应的 反应的结果怎样 当血糖水平降低时呢 乙代表胰岛 当血糖水平升高时 胰岛B细胞分泌的胰岛素增加 同时胰岛A细胞分泌的胰高血糖素减少 反应的结果将使体内血糖水平下降到正常水平 当血糖水平降低时 胰岛B细胞分泌的胰岛素减少 同时胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增加 从而使体内血糖水平上升到正常水平 血糖升高 血糖的激素调节示意图 拮抗作用 协同作用 在一个系统中 系统本身工作的效果 反过来又作为信息调节该系统的工作 这种调节方式叫做反馈调节 反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制 对机体维持稳态具有重要意义 你能举出日常生活中一两个反馈调节的实例吗 反馈调节 反馈调节有正负反馈之分 其中负反馈在日常生活及人体的生理活动中都很常见 负反馈 反馈的结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化 正反馈 反馈的结果是加速最初发生变化的成分所发生的变化 旁栏思考题 提示 我们日常生活中用到的电冰箱 空调等的调温系统都是根据负反馈原理来设计的 机体内的许多生理活动 如绝大多数激素的分泌 体温调节等都是负反馈调节的最好例子 正反馈在人的正常生理活动中也是存在的 如排尿反射 血液的凝固过程 日常生活中也不乏正反馈的实例 如某位学习刻苦的同学得到表扬后 学习更加刻苦 血糖平衡异常的原因 1 正常情况 血糖含量保持相对稳定 维持能量供应 2 异常情况 过高 尿糖 过低 低血糖 胰岛素不足 肾小管对糖的吸收不正常 摄糖过多 长时间不进食 糖来源不足 胰岛素水平过高 糖利用快 血糖异常的症状 血糖浓度 50 60mg dl时 出现低血糖早期症状 四肢发冷 面色苍白 出冷汗 头晕 心慌 恶心等 血糖浓度 45mg dl时 出现低血糖晚期症状 除早期症状外还出现惊厥及昏迷等 血糖浓度 130 160mg dl时 高血糖 但不会出现尿糖现象 血糖浓度 160 180mg dl时 糖才能较多地从尿中排出 形成尿糖 糖尿病 三多一少 多尿 多饮 多食 体重减轻 原因 糖尿病患者在排出大量糖的同时 也带走了大量的水分 于是会出现多尿 口渴 多饮的现象 又由于糖氧化功能发生障碍 使体内脂肪和蛋白质的分解加强 导致消瘦和体重减轻 迅速变态成一个青蛙 身体臃肿 行动呆笨而迟缓 精神萎靡 食欲不振 除上述2症状外 还有身体发育停止 甲状腺激素能促进幼小动物的发育 甲状腺激素能促进新陈代谢及神经兴奋性 甲状腺激素促进动物个体的生长发育 问题情境 当你站在寒风中瑟瑟发抖时 你的机体为了抵御寒冷作了哪些反应 这些反应是通过怎样的调节机制实现的 三 激素调节的实例 实例二 甲状腺激素分泌的分级调节 下丘脑 垂体 甲状腺 寒冷等刺激 促甲状腺激素释放激素 TRH 促甲状腺激素 TSH 甲状腺激素 促进 促进 抑制 抑制 新陈代谢 抵御寒冷 促进 大脑皮层 反馈调节 甲状腺激素分级调节 1 促进新陈代谢 使绝大多数组织耗氧量加大 并增加产热 因此 寒冷可刺激甲状腺激素的分泌 而甲状腺机能亢进者往往基础代谢率增高 喜凉怕热 2 促进生长发育 对长骨 脑和生殖器官的发育生长至关重要 尤其是婴儿期 此时缺乏甲状腺激素则会患呆小症 3 提高中枢神经系统的兴奋性 甲状腺激素分泌的分级调节 资料分析 资料一 美国学者E C Kendall从3t新鲜的动物甲状腺中才提取出0 23g的甲状腺激素 30万头羊脑只能提取生长激素1g 人体血液中甲状腺激素的含量只有3X10 5 14X10 5mg mL 资料二 正常人每100mL血液中生长激素的含量还不到1微克 如果该激素分泌稍微多一点 可使生长发育期的青少年成为巨人症的受害者 1mg甲状腺激素可使人产热增加4200KJ 资料三 临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统的疾病 资料四 研究发现 甲状腺激素几乎对全身细胞都起作用 而促甲状腺激素只作用于甲状腺 3 作用于靶器官 靶细胞 能被特定激素作用的器官 细胞就是该激素的靶器官 靶细胞 激素经靶细胞接受并起作用后就会被分解 失活 因此体内需不断的产生激素 2 通过体液运输内分泌腺没有导管 分泌的激素弥散到体液中 随血液流到全身 传递着各种信息 1 微量和高效 1 激素调节只是调节特定过程的速度 并不提供能量 只提供调节活动的信息 化学信息 2 各个内分泌腺都独立起作用 若干个重要的内分泌腺集中受另一个内分泌腺体的调节 本节小结 一 激素调节的发现 二 激素调节的实例 血糖平衡的调节 甲状腺激素分泌的分级调节 三 激素调节的特点 例1 较大剂量注射一种激素后 小白鼠渐渐反应迟钝 活动减少 以至昏睡 该激素是 A 甲状腺激素B 雄性激素C 雌性激素D 胰岛素 D 解析 解答该题需从如下步骤入手分析 小白鼠反应迟钝 活动减少 以至昏睡 说明其缺少能量 而大剂量注射能导致缺少能量的激素是胰岛素 因其大幅度降低血糖浓度 使各组织尤其是脑组织葡萄糖供给不足 功能活动所需要的能量减少 给小白鼠注射一定剂量的胰岛素后 小白鼠进入休克状态 要使其苏醒 可适量注射 A 生理盐水B 甲状腺激素C ATP溶液D 葡萄糖 D 例2 人体血浆中葡萄糖的含量仅能维持正常生理