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3.3 体液调节与神经调节的关系
问题探讨
在游乐园乘坐过山车，头朝下疾驰时，不少人感到心砰砰直跳，并狂呼乱叫。如果此时检测血液，发现能使心跳和呼吸加快的肾上腺素含量也会明显升高。
讨论:
1.既然知道过山车是安全的，为什么心跳还会加速呢？
心脏活动受自主神经支配，是不随意的，当受到极速行驶致使体位发生变化的刺激后，人体处于兴奋状态，此时，交感神经占优势，会使心跳加快。
问题探讨
讨论:
2.在这个例子中，人们所作出的反应，哪些与神经调节有关？哪些与激素调节有关？你能说出两者之间的关系吗？
此过程中心跳和呼吸加快，肾上腺素含量明显升高等反应均属于机体的应急反应，是神经和激素共同调节的结果。
当支配心脏的交感神经兴奋性加强时，心跳加快、加强，属于神经调节；与此同时，交感神经也支配肾上腺的分泌活动，使肾上腺分泌肾上腺素增加，肾上腺素通过血液运输到达心脏，也使心跳加快，这属于激素调节。由此可见，神经调节可以直接调节心脏活动，也可以通过调节激素的分泌，再通过激素调节心脏活动。
坐过山车时人体的反应，有些与神经系统调节有关，有些与激素的调节有关。人和高等动物无论是对复杂环境的刺激及时作出各种反应，还是维持机体内各种机能间的协调统一，都既需要神经调节又需要体液调节。
体位变化
交感神经兴奋
心脏
和肺
肾上腺
心跳呼吸加快
肾上腺素
分泌
一、体液调节与神经调节的比较
1.体液调节
①定义
激素等化学物质，通过体液传送的方式对生命活动进行调节，称为体液调节。
②激素调节与体液调节的关系
激素调节是体液调节的主要内容。
除激素外，其他一些化学物质，如组织胺、某些气体分子（NO、CO等）以及一些代谢产物（如CO2），也能作为体液因子对细胞、组织和器官的功能起调节作用。
细胞代谢加快产生较多CO2
血液中的CO2含量升高
呼吸中枢
呼吸运动加强
维持体内CO2含量的相对稳定
相关感受器
排除较多CO2
刺激
2.体液调节与神经调节的特点比较
比较范围 作用途径 反应速度 作用范围 作用时间
体液调节
神经调节
体液运输
反射弧
较缓慢
迅速
较广泛
准确
比较局限
比较长
短暂
单细胞和一些多细胞低等动物、植物只有体液调节
体液调节和神经调节的结构基础和作用方式都不一样，但二者并不是各行其道、互不相干的。它们是如何相互联系并彼此协调的呢
二、体液调节和神经调节的协调
1.人体体温维持恒定的原因
产热和散热过程保持动态平衡。
产热量
散热量
实例一:体温的调节
无论是醋酷热还是严寒,无论是静止还是运动,人的体温总能保持相对恒定,而这种恒定是人体产热和散热过程保持动态平衡的结果。
2.人体产热和散热机制
代谢产热(主要)
有机物+O2
酶
CO2+H2O+能量
ATP
热能
→产热
产热
来源
产热器官
主要是肝和脑
安静时：
运动时：
主要是骨骼肌
组织 器官 重量 (占体重%) 产热量(占机体总产热量%) 安静状态 运动状态
脑 2.5 16 3
内脏 34 56 22
肌肉 40 18 73
其他 23.5 10 2
寒冷时出现战栗产热
2.人体产热和散热机制
皮肤是人体最主要的散热器官
散热
散热器官
散热方式
直接散热
蒸发散热
辐射
传导
对流
以红外线形式将热量传导外界
机体将热量直接传给同它接触的物体
通过气体交换热量
体内水分从皮肤和黏膜表面不断渗出而被汽化的过程
汗腺主动分泌汗液的活动。
不感蒸发
(出汗)
可感蒸发
汗腺
皮肤血管
分泌汗液
蒸发散热
舒张，散热增加
收缩，散热减少
皮肤是人体最主要的散热器官
皮下脂肪
隔热，
减少热量散失
甲状腺激素
促甲状腺激素
促甲状腺激素释放激素
寒冷刺激
垂 体
甲状腺
反馈
反馈
下丘脑-体温调节中枢
皮肤冷觉感受器
骨骼肌战栗
皮肤血管收缩
立毛肌收缩
汗腺分泌减少
肾上腺素分泌增加
传出神经
传入神经
增加产热
减少散热
大脑皮层
产生冷觉
加衣物
神经调节是哪些过程？
体液调节是哪些过程？
神经、体液调节有什么关系呢？
通过神经影响激素的分泌，再由激素对机体功能实施调节的方式。
炎热刺激
下丘脑-体温调节中枢
皮肤热觉感受器
皮肤血管舒张
血流量增多
汗腺分泌增多
传入神经
增加散热
自主神经系统的调节
肾上腺等腺体的分泌
大脑皮层
产生热觉
减少衣物使用空调等
炎热环境中，相应激素分泌减少，并非无激素调节。
人体调节体温的能力是有限的
调节能力有限
寒冷环境
高温环境
停留
过久
停留
过久
机体产生的热量不足以补偿散失的热量
体温降低
机体产生的热量不能及时散出
体温升高
①影响物质代谢的正常进行；
②使细胞、组织和器官发生功能紊乱；
③破坏内环境稳态；
④严重时危及生命；
长时间处于寒冷环境，产生的热量不足以补偿散失的热量，引起体温降低.
长时间处于高温环境，产热多而散热困难，引起体温升高，导致中暑。
冻疮:皮肤血管持久性收缩引起
练习与应用
一、概念检测
1. 神经调节和体液调节对于机体稳态的维持具有重要作用，判断下列表述是否正确：
（1）在寒冷的环境中，人体产热大于散热， 使体温得以稳定。（ ）
（2）神经调节和体液调节是两个独立的调节系统。（ ）
（3）人体中的体液调节以激素调节为主。（ ）
×
×
√
二、拓展应用
1.有人说“春捂秋冻”有益健康；也有人讲“知冷知热”不会生病。哪一种说法更有道理呢？
提示：对不同的人来说。这两种说法各有道理，前者强度春夏、秋冬的交替时间，提高机体对环境的适应能力;后者强调过渡时期，通过自身的感觉采取适当加减衣物等措施来维持体温的稳定。
人体每天都要通过饮食摄取一定量的水和无机盐，同时也要排出一定量的水和无机盐。一般情况，人体摄入和排出的水和无机盐是保持平衡的。
摄入的水量/mL
排出的水量/mL
来自饮水 1200
来自食物 1000
来自代谢 300
共计 2500
由肾排出（尿液） 1500
由皮肤排出（汗液） 500
由肺排出（呼吸） 400
由大肠排出（粪便） 100
共计 2500
注：这是指一个体重为70kg的成年人在25℃、活动量不大，以及中等饮食程度的情况下。
实例二:水和无机盐平衡的调节
一、水平衡
1.成年人每天水的摄入量和排出量
摄入的水量
排出的水量
饮水
食物中的水
代谢产生的水
肾
排尿（最主要途径）
皮肤
排汗
肺
呼吸
大肠
粪便
2.相关结构和物质
人体泌尿系统结构模式图
肾
输尿管
膀胱
水平衡调节中枢：
渴觉中枢：
渗透压感受器分布：
相关激素：
该激素特殊之处：由_______合成分泌，由_____释放；
该激素的作用：
该激素的作用结果：
下丘脑
大脑皮层
下丘脑
抗利尿激素
下丘脑
垂体
促进肾小管和集合管对水分的重吸收
减少了尿量的排出，保留了体内的水分
抗利尿激素
垂体前叶（腺垂体）
垂体后叶（神经垂体）
3.水平衡调节过程
饮水不足、失水过多或吃的食物过咸
细胞外液渗透压升高
渗透压感受器
下丘脑
大脑皮层
垂体
产生渴觉
主动饮水
补充水分
抗利尿激素
肾小管、集合管
重吸收水分
细胞外液渗透压下降
细胞外液渗透压下降
(-)
(+)
刺激
(-)
释放
尿量
减少
产生渴觉不算反射，到主动饮水才算反射
调节方式：神经-体液调节
存在负反馈调节
4.下丘脑的功能
①感受刺激、产生兴奋：渗透压感受器；
②传导兴奋：传导兴奋至大脑皮层使之产生渴觉；
③分泌功能：合成并分泌抗利尿激素；
④调节功能：水盐平衡的调节中枢；
1.Na+的来源和去向
主要是食盐
肾脏
尿液（主要途径）
皮肤
汗液
大肠
粪便
2.醛固酮
产生部位：
靶器官：
作用：
肾上腺皮质
肾小管和集合管
促进肾小管和集合管对Na+的重吸收
摄入的Na+
排出的Na+
二、盐平衡
Na+的浓度对于细胞外液渗透压的维持具有重要作用，机体对水和无机盐的调节，是基于保持细胞外液Na+浓度，即保持细胞外液渗透压不变。因此，水平衡和盐平衡的调节过程密切相关，通常称为渗透压调节，主要是通过肾完成的。
大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低
肾上腺皮质
(+)
醛固酮
(+)
肾小管和集合管对Na+的重吸收
维持血钠含量平衡
血钠含量升高
(-)
(-)
3.Na+调节过程
水和无机盐的平衡，是在神经调节和激素调节的共同作用下，通过调节尿量和尿的成分实现的。
细胞外液量↓
Na+含量低
细胞外液渗透压↓
肾上腺皮质
醛固酮
重吸收Na+
(+)
饮水不足、失水过多、食物过咸
细胞外液渗透压升高
下丘脑渗透压感受器
垂体
释放
抗利尿激素
肾小管、集合管
尿量减少
细胞外液渗透压下降
大脑皮层
产生渴觉
主动饮水
(+)
(—)
(+)
重吸收水
【旁栏思考】有人说：“一个人一天内不吃饭、不喝水，但只要没有大、小便，就可以维持体内水和无机盐的平衡。”这种说法对吗？为什么？
这种说法是不对的，不吃饭会使机体营养摄入不足，不喝水会导致机体细胞外液渗透压失衡。大便和小便是人体排出代谢废物的重要途径，如果这些废物不能及时排出体外，会引起中毒或其他病症，损害健康。水和无机盐的平衡是机体通过各个器官、系统的协调配合完成的，不仅仅是摄入和排出的平衡，不能靠禁食、禁水和减少排便来保持。
【旁栏思考】有的人喜欢吃清淡的食物，炒菜时放盐极少。如果长期这样下去，对他的健康可能会有什么影响？
食盐的主要成分是NaCl。 Na+是维持细胞外液渗透压的重要成分之一，是人体健康不可或缺的重要物质。长期食盐摄入不足，会导致细胞外液渗透压降低，影响细胞内外渗透压的平衡。 K+在维持细胞内液的渗透压上起决定性作用，还能维持心肌舒张，保持心肌正常兴奋等。
蔬菜和水果中富含K+，只要保持合理膳食，就能满足机体的需要。
三、水和无机盐平衡调节的意义
剧烈运动、在高温条件下工作或患某些疾病（如剧烈呕吐、严重腹泻）时，都会丢失大量的水和无机盐（主要是钠盐）。细胞外液渗透压就会下降，还会出现血压下降、心率加快、四肢发冷等症状，严重的甚至昏迷。这时候需要及时补充生理盐水；
人体每昼夜有35～50g的代谢废物必须随500mL以上尿液排出体外。如果排出的尿量过少，代谢废物不能及时随尿液排出体外，就会引起中毒而损害健康。因此人每天都要保证一定量的饮水。
K+在维持细胞内液的渗透压上起决定性作用，还能维持心肌舒张，保持心肌正常兴奋，蔬菜和水果中富含K+，只要保持合理膳食，就能满足机体的需要。
水和无机盐的平衡，对于维持人体的稳态起着非常重要的作用，是人体各种生命活动正常进行的必要条件；
四、神经调节和体液调节的联系
（1）不少内分泌腺________(例如下丘脑和垂体等)或____________(例如甲状腺、肾上腺等)地受___________________的调节，在这种情况下，体液调节可以看做是神经调节的一个_______；
例如，肾上腺髓质受________神经支配，当其兴奋时，肾上腺髓质分泌____________等激素；它作用于靶细胞，使靶细胞产生相应的反应。
直接
间接
中枢神经系统
环节
交感
肾上腺素
（2）内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的______和______。
例如，如人在幼年时缺乏甲状腺激素，会影响____________； 成年时，甲状腺分泌不足，会使神经系统的_____________，表现为______、_________、_____________等症状：
发育
功能
脑的发育
兴奋性降低
头晕
反应迟钝
记忆力减退
人和高等动物体的各项生命活动常常同时受神经和体液的调节。正是由于这两种调节方式的配合，各器官、系统的活动才能协调一致，内环境的稳态才得以维持，各项生命活动才能正常进行，机体才能适应环境的不断变化。
五、练习与应用
洞游鱼类在从海水环境中移动到淡水中时 （如俗称大麻哈鱼的维类产卵洞游）面临什么样的水盐平衡问题？清査找资料，看看它们是如何解决这一问题的。
提示：洄游鱼类从海水环境中移动到淡水中时面临的最重要的问题就是环境中的盐浓度发生剧烈变化，这会导致鱼的内、外环境的渗透压发生变化。洄游鱼类通过各种系统的配合，调节水和盐的摄入或排出，实现水盐平衡。
例如，大麻哈鱼等溯河鱼类从海水进入淡水后，它们会减少或停止饮水，减少离子的吸收和排出; 通过分泌激素使肾小球滤过率增大，并减少肾小管对水的吸收，加强吸盐能力; 肾上腺素等激素的分泌也明显增加，经鳃排出的Na+和CI-减少，并利用离子主动转运系统，从低渗环境中吸收Na*和Cl-，从而维持体内较高的渗透压。

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