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第1节 激素与内分泌系统
第三章 体液调节
胰岛素泵
幼年梅西生长激素分泌不足，通过注射生长激素，缓解症状，最终成为足球界的Goat！
激素可以调节人体生命活动
如果在梅西成年后才有机会注射生长激素，他的症状能缓解吗？为什么？
有的青少年觉得自己长得不够高，想去注射生长激素。你赞同这种想法吗？说出你的理由。
问题探讨
不能。生长激素促进身高生长主要在儿童期和青少年时期，成年人骨干和骨端之间的软骨组织已经生成骨组织，骨不再长长，此后注射生长激素对长高已无作用。
不赞同。人的身高生长受多种因素影响，如遗传、营养、运动和激素调节等。青少年身高不理想的原因，需通过医院医生严格全面检查和分析才能确定，是否需要注射生长激素治疗应听从医生的建议。
人和高等动物体内都分布着许多能分泌物质的腺体。
外分泌腺：
内分泌腺：
分泌物经由导管流出体外或流到消化腔的。
没有导管的腺体，其分泌物——激素直接进入腺体内的毛细血管，并随血液循环输送到全身各处的。
汗腺
甲状腺
内分泌腺分泌的物质（激素）比外分泌腺分泌的物质更难研究。
胰腺既是内分泌腺又是外分泌腺。
一、激素的发现
胰腺能分泌胰液。胰液通过导管注入小肠，其中的酶用来消化食物。胰液的分泌是如何调节的呢？在19世纪，学术界普遍认为，胃酸（主要成分为盐酸）刺激小肠的神经。神经将兴奋传给胰腺，使胰腺分泌胰液。
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
注入
注入
注入
结果
结果
结果
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。
1. 囿于定论的沃泰默
实验结论：
假设：
胰液的分泌受神经调节的控制。
实验过程：
实验分析：
只有HCl刺激小肠时，胰腺才能分泌胰液
、②组对比
说明
小肠上神经的有无，不影响胰液分泌
、③组对比
说明
2.另辟蹊径的斯他林和贝利斯
在盐酸的作用下，小肠黏膜细胞可能产生了一种化学物质，这种物质进入血液后，随血流到达胰腺，引起胰液的分泌。
小肠黏膜+稀盐酸
研磨
注射
制成提取液
狗静脉
是否严谨完美？
胰腺分泌胰液。
在盐酸的作用下，小肠黏膜细胞产生了一种化学物质，这种物质进入血液后，随血流到达胰腺，引起胰液的分泌。他们把这种化学物质称作促胰液素。
假设：
实验分析：
实验过程：
实验结果：
实验结论：
①对照组为沃泰默实验中的②组；
②说明小肠产生一种化学物质，随血液到达胰腺促进胰液分泌
研磨
注射
制成提取液
狗静脉
小肠黏膜
稀盐酸
+
稀盐酸
小肠黏膜
对照组的设计：
对照
想一想: 斯他林和贝利斯分离提纯了促胰液素吗？
说明：第一个被分离提纯的激素是胰岛素。
1、斯他林和贝利斯的实验比沃泰默实验的巧妙之处在哪里？
2、促胰液素调节胰液分泌的方式与神经调节的方式有哪些不同？
3、“机遇只偏爱那种有准备的头脑”。是什么因素使斯他林和贝利斯抓住了成功的机遇呢？
彻底排除了神经调节对实验结果的干扰。
神经调节通过反射弧实现，在促胰液素调节胰液分泌时，促胰液素通过血液运输到达胰腺，引起胰腺分泌。
敢于质疑，不迷信权威、勇于探索和创新思维，大胆提出新假设，巧妙设计实验验证假设。
激素调节：
由 或 （如小肠黏膜上皮细胞）分泌的化学物质------ 进行调节的方式。
内分泌器官
细胞
激素
人们是如何寻找激素的呢？
又是如何确定它的分泌部位的？
如何确定它的调节作用呢？
自从第一种激素被发现，世界上就出现了一个寻找激素的热潮。但激素的分泌悄无声息，它们直接进入血液周游全身，难以收集和分离。
二、激素研究的实例
研究激素的方法
1869年:显微镜下观察胰腺组织，发现胰岛。
1889年:切除胰腺的狗患糖尿病，提出胰腺
能分泌某种抗糖尿病的物质的假说。
1916年：将胰岛产生的、可能与糖尿病有关的物质命名为胰岛素。
1889年到1920年：大多数实验都集中于制备胰腺提取物，然后注射给由胰腺受损诱发糖尿病的狗或糖尿病患者，但都收效甚微。
实例1:胰岛素的发现
1921年:班廷和助手贝斯特利用狗进行实验。
结扎狗的胰管→胰腺萎缩只剩胰岛→胰腺提取液
↓
摘除另一只健康狗的胰腺→糖尿病的狗
↓
血糖恢复正常
抑制胰蛋白酶的活性，直接提取正常胰腺中的胰岛素，用于治疗糖尿病患者，效果很好。
实例2:睾丸分泌雄激素的研究
公鸡摘除睾丸→雄性性征消失→睾丸重新移植→雄性性征恢复
科学家从动物睾丸中提取睾酮，证实睾酮就是睾丸分泌的雄性激素。
正常的公鸡
公鸡阉割后
研究激素的方法
1、在班廷之前，科学家试图通过实验证明胰腺中分泌物的存在，为什么都收效甚微呢？
2、班廷是如何证实胰岛素是由胰腺中的胰岛分泌的？
胰岛素属蛋白质类激素，在班廷之前大多数实验用胰腺提取物注射给实验性糖尿病的狗或糖尿病患者，因胰岛素被胰腺分泌的胰蛋白酶分解，故难以获得预期结果。
通过结扎胰腺导管，使胰腺萎缩丧失分泌胰蛋白酶的功能，但胰岛仍正常，由此证明胰岛素是由胰岛分泌的。
研究激素的方法
3、从以上实例，你能归纳出研究一种内分泌腺及其分泌激素功能的方法吗？
4、联系必修学到的内容，具体分析以上两个实例哪些实验用到了“减法原理”或“加法原理”。
摘除法和移植法。摘除所研究的内分泌腺，观察实验动物出现的特异性症状，将已摘除的腺体重新移植回去或注射摘除腺体的提取物，观察相关症状是否恢复，由此判断该内分泌腺的功能。
班廷摘除健康狗的胰腺造成实验性糖尿病——减法原理
给实验性糖尿病的狗注射萎缩胰腺提取物——加法原理
摘除睾丸——减法原理
重新移植睾丸——加法原理
研究激素生理功能常用的方法：
（1）饲喂法(只适用于甲状腺激素、性激素等非蛋白质和多肽类)
（2）切除法(理论上各种激素均可)
（3）阉割移植法(一般用于性腺)
（4）注射法(各种激素均可)
归纳总结
激素功能研究的方法
研究方法 摘除法(植入法) 饲喂法 注射法
实验设计 实验组 摘除内分泌腺 饲喂动物激素 注射动物激素
对照组
自身对照或条件对照组 —
实验目的
适用范围
不摘除内分泌腺（手术但不摘除）
不饲喂动物激素
(饲喂等量正常饲料)
不注射动物激素
(注射等量生理盐水)
对摘除内分泌腺的实验组植入内分泌腺(或补充激素)
饲喂动物激素抑制剂
验证或探究某种内分泌腺的生理作用
验证或探究某种激素的生理作用
验证或探究某种激素的生理作用
所有内分泌腺
只适用于甲状腺激素、性激素等非蛋白质或多肽类激素
所有激素
三、内分泌系统的组成和功能
内分泌系统由相对独立的内分泌腺及兼有内分泌功能的细胞共同组成。
1.内分泌系统的组成
(1)人体主要内分泌腺：下丘脑、垂体、甲状腺、肾上腺、胰腺、卵巢、睾丸。
（2）内分泌功能的细胞：分散在一些器官、组织内。如：小肠黏膜分泌促胰液素的内分泌细胞。
机体整体功能的重要调节系统。各种内分泌腺间具有复杂的功能联系，共同调节机体活动，包括维持内环境稳定、调节物质和能量代谢、调控生长发育和生殖等。
2.内分泌系统的功能
（3）下丘脑中的某些神经细胞，也具有内分泌功能
垂体
下丘脑
甲状腺
胰腺
肾上腺
睾丸
卵巢
内分泌系统的组成和功能
内分泌系统的组成和功能
下丘脑
分泌促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素、促肾上腺皮质激素释放激素等多种激素。这些激素作用于垂体,调控垂体分泌释放相应的激素。
分泌抗利尿激素，促进肾小管和集合管对水的重吸收。
垂体
接受下丘脑分泌的激素的调节，从而分泌促甲状腺激素、促性腺激素、促肾上腺皮质激素等，分别调节相应的内分泌腺的分泌活动。分泌生长激素调节生长发育等。
内分泌系统的组成和功能
下丘脑和垂体上下相连。下丘脑的有些神经细胞的长长的轴突延伸到了垂体后叶，抗利尿激素就是由这些下丘脑神经细胞产生，而从垂体后叶释放的。下丘脑的另外一些神经细胞可以产生促激素释放激素，进入血管，运输到垂体前叶，促进垂体产生促激素。
甲状腺
接受垂体分泌的激素的调节，分泌甲状腺激素等；甲状腺激素具有调节体内的有机物代谢、促进生长和发育、提高神经的兴奋性等作用。
内分泌系统的组成和功能
肾上腺
接受垂体分泌的激素的调节，分为皮质和髓质两部分，前者主要分泌醛固酮、皮质醇等，调节水盐代谢和有机物代谢。后者可分泌肾上腺素，提高机体的应激能力。
内分泌系统的组成和功能
胰腺
其中胰岛内有多种分泌细胞，胰岛B细胞分泌胰岛素、胰岛A细胞分泌胰高血糖素，这两种激素在糖代谢中发挥重要的调节作用。
内分泌系统的组成和功能
卵巢
分泌的雌激素和孕激素等具有促进女性生殖器官的发育、卵细胞的生成和女性第二性征的出现等作用。
内分泌系统的组成和功能
睾丸
分泌的雄激素(主要是睾酮具有促进男性生殖器官的发育、精子细胞的生成和男性第二性征的出现等作用。
内分泌系统的组成和功能
激素分泌部位 激素名称 化学性质 作用部位 主要作用
下丘脑 抗利尿激素 多肽 肾小管、集合管 促进肾小管、集合管对水分的重吸收
促激素释放激素 垂体 调节垂体合成和分泌促激素
垂体 生长激素 蛋白质 全身 促进骨的生长，促进蛋白质合成
促激素 相关腺体 促进相关腺体的生长发育以及相关激素分泌
甲状腺 甲状腺激素 氨基酸衍生物 全身 调节体内的有机物代谢；促进生长和发育（包括中枢神经系统的发育）；提高神经的兴奋性
肾上腺 （皮质）醛固酮、皮质醇 类固醇 肾脏 调节水盐代谢和有机物代谢
（髓质）肾上腺素 氨基酸衍生物 全身 提高机体的应激能力
胰岛 B细胞 胰岛素 蛋白质 全身 促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，从而使血糖水平降低
A细胞 胰高血糖素 多肽 主要是肝脏 促进肝糖原分解、非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖水平升高
性腺 卵巢 雌激素、孕激素 类固醇 全身 促进女性生殖器官的发育、卵细胞的生成和女性第二性征的出现等
睾丸 雄激素（主要是睾酮） 促进男性生殖器官的发育、精子细胞的生成和男性第二性征的出现等
补充激素时，为什么有的可以口服，有的只能注射？
1、多肽类、蛋白质类激素：（垂体、下丘脑、胰岛细胞分泌的）容易被胃、肠道内的消化酶分解而破坏，一般采用注射法补充，不宜口服。
2、类固醇（醛固酮、皮质醇、性激素）和氨基酸衍生物(甲状腺激素、肾上腺素)：属于小分子的物质，口服后可以被吸收，也可以注射。
四、内分泌失调表现及预防
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！
1941年
1949年
1956年
正常面容
典型肢端肥大症面容
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
验证假说，预测结果
思维训练
某科学家为了研究性激素在胚胎生殖系统发育中所起的作用，提出了如下假说。
假说1：发育出雄性器官需要来自睾丸提供的激素信号，当这一信号缺失时，胚胎发育出雌性器官；
假说2：发育出雌性器官需要来自卵巢提供的激素信号，当这一信号缺失时，胚胎发育出雄性器官；
性染色体组成 外生殖器表现 未做手术 手术后
XY 雄性 雌性
XX 雌性 雌性
为此，他设计了如下实验：在家兔胚胎生殖系统分化之前，通过手术摘除即将发育为卵巢或睾丸的组织。当幼兔生下来之后，观察它们的性染色体组成及外生殖器的表现。实验结果如下：
问题：性激素在胚胎生殖系统发育中所起的作用
睾丸
假说
雄激素
雄性器官、否则为雌性
卵巢
雌激素
雌性器官、否则为雄性
讨论1：实验结果验证了上述哪一个假说？如果另外一个假说成立，请预测相应的结果。
讨论2：为了进一步证实他的假说，在摘除即将发育为卵巢或睾丸的组织的同时，给予一定量的睾酮刺激。请你预测，性染色体组成为XX或XY的胚胎将分别发育出哪种性器官？验证了假说1。如果假说2成立，性染色体为xx的家兔胚胎，手术后应发育出雄兔。
验证了假说1。如果假说2成立，性染色体为xx的家兔胚胎，手术后应发育出雄兔。
两者都将发育出雄性器官。
归纳总结
研究内分泌腺及其分泌激素功能的基本思路
要证明一种自然成分的功能， 在生理学传统方法中就是去除该种成分并证明其功能也随之丧失；然后再引入该成分，证明其功能又可以恢复。
加法→减法
验证假说，预测结果
思维训练
甲状腺制剂饲喂
实验组
空白对照组
实验结论——
甲状腺激素的作用：
促进生长发育
验证甲状腺激素能促进生长发育
——饲喂法
甲状腺激素
成年狗
摘除甲状腺
摘除甲状腺
身体发育停止
实验分析：促进新陈代谢
加速神经系统发育
提高神经系统兴奋性
未成年狗
甲状腺激素
身体臃肿、精神姜靡
行动呆笨、食欲不振
促进生长发育

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