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第2节 激素调节的过程
第3章 体液调节
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。
血糖可以补充肌肉因运动而消耗的糖类，正常人的血糖含量为3.9-6.1mmol/L，全身的血量大约为5L。
如果仅靠血液中的葡萄糖，运动员能跑多长时间？
长跑过程中大量消耗葡萄糖，会导致血糖含量下降吗？为什么？
0.7-1.1min（1min左右）
可能会略有下降，但不会持续下降，应该在正常范围内波动；
运动过程中，因消耗血糖为运动提供能量，血糖含量有所下降，同时机体会随时分解储能物质转化成葡萄糖补充消耗，维持血糖的相对稳定；
计算：
÷5=1.098min
5×3.9=19.5mmol=0.0195mol×180=3.51g÷5=0.702min
300g÷60min=5g/min
讨论
5×6.1=30.5mmol
=0.0305mol
×180=5.49g
处于活动中的人体，如果没有持续的血糖供应，血糖很快就会枯竭。但事实上无论是在运动还是安静的状态下，人体的血糖浓度总是维持在一定的水平上。
对于机体又有什么样的意义？
这是如何实现的呢？
研究表明，血糖的调节主要依靠激素的作用，其他许多生命活动的调节也与激素有关
主要是______
__________称为血糖，
一、激素调节的实例
实例1：血糖平衡的调节
1.血糖的概念:
血液中的糖
葡萄糖
2.血糖的正常范围:
3.9mmol/L
6.1mmol/L
~
人体的血糖浓度是如何维持在这样稳定的水平的呢？
食物中的糖类
血糖
3.9~6.1mmol/L
消化、吸收
CO2+H2O+能量
肝糖原、肌糖原
甘油三酯、某些氨基酸
氧化分解
合成
转化
下图为一健康人从早餐开始到12时血糖浓度变化情况：
问题1：7点吃完早餐后，血糖浓度通过什么途径先上升，后下降？
血糖
3.9~6.1mmol/L
下图为一健康人从早餐开始到12时血糖浓度变化情况：
肝糖原
脂肪等非糖物质
分解
转化
问题2：11点后血糖浓度通过什么途径上升？
血糖的来源和去向
食物中的糖类
肝糖原
脂肪等非糖物质
血糖
3.9~6.1mmol/L
消化、吸收
分解
转化
CO2+H2O+能量
肝糖原、肌糖原
甘油三酯、某些氨基酸
氧化分解
合成
转化
总结
（主要来源）
（空腹时主要来源）
血糖平衡：来源≈去向
注意：肝糖原可以分解为葡萄糖补充血糖，但肌糖原只为骨骼肌供能，不补充血糖。
低血糖：空腹血糖浓度低于2.8mmol/L
出现饥饿、乏力、头晕等，严重可出现昏迷和死亡
来源<去路
高血糖：空腹血糖浓度高于7.2 mmol/L
空腹血糖浓度大于8.9 mmol/L时出现尿糖
来源>去路
胰岛B细胞
胰岛A细胞
（分泌胰高血糖素）
（分泌胰岛素）
十二指肠
胰腺
4.血糖平衡的调节
（1）参与血糖平衡调节的激素
多种激素参与血糖平衡的调节，最主要的是____分泌的__________和_______；另外____________、____________、_______________等，通过______________或_______________________，直接或间接地____血糖浓度；
_______是唯一能够降低血糖浓度的激素；
胰岛
胰高血糖素
胰岛素
糖皮质激素
肾上腺素
甲状腺激素
调节有机物代谢
影响胰岛素的分泌和作用
提高
胰岛素
参与血糖调节的两种主要激素比较：
项目 胰岛素 胰高血糖素
胰岛B细胞
分泌细胞
胰岛A细胞
生理作用
促进血糖进入组织细胞，合成肝、肌糖原，进入脂肪细胞转变为甘油三酯；
抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖
促进肝糖原分解、并促进一些非糖物质转变成葡萄糖
作用方向和结果
增加去路，减少来源；降低血糖含量
增加来源；升高血糖含量
①协同作用：不同激素对同一生理效应发挥相同的调节作用，从而达到增强效应的结果。
②相抗衡（拮抗）作用：不同激素对同一生理效应发挥相反的调节作用。
胰岛素降血糖的机理
血糖高
胰岛B细胞
胰岛素
促进
抑制
①血糖氧化分解
②合成肝糖原、肌糖原
③转化为非糖物质
①肝糖原分解成葡萄糖
②非糖物质转化为糖
血糖降低
分泌
构建血糖调节的概念模型
问题1：9点时血糖浓度达到高峰。高血糖时，机体调节的最终结果是什么？
问题2：什么激素具有这样的功能，该激素如何发挥作用的？
促进三去向, 抑制两来源
血糖低
胰岛A细胞
胰高血糖素
促进
①肝糖原分解成葡萄糖
②非糖物质转化为糖
血糖升高
分泌
构建血糖调节的概念模型
问题3：10点半左右时血糖浓度达到低峰。低血糖时，机体调节的最终结果是什么？
问题4：什么激素具有这样的功能，该激素如何发挥作用的？
促进两来源
问题：在血糖平衡调节的过程中只有激素作用吗？会受神经系统的影响吗？
直接
+
下丘脑
直接
+
胰岛B细胞
某一区域
另一区域
血糖低
胰岛
A细胞
胰高血糖素
+
+
+
分泌
促进
氧化分解
合成肝、肌糖原
转变为甘油三酯等非糖物质
抑制
肝糖原的分解
非糖物质转化
促进
胰岛素
非糖物质转化
肝糖原分解
血糖升高，趋于正常
模型建构：
去
路
来
源
传入神经
交感神经
肾上腺(髓质)等
肾上腺素等
副交感神经
传入神经
血糖高
血糖降低，趋于正常
—
+
（3）反馈调节
1、概念：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
血糖水平升高
胰岛素
分泌增加
血糖水平降低
胰高血糖素分泌增加
2、意义：反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制，它对于机体维持稳态具有重要意义。
(1)正反馈：加强并偏离静息水平，如血液凝固、排尿排便、胎儿分娩等。
静息水平
感受器
效应器
偏离
进一步偏离静息水平
A
B
(+)
(+)
3、分类：
(2)负反馈：偏离后纠正回归到静息水平，在生物体中更常见，如体温调节、血糖调节。
静息水平
感受器
效应器
偏离
回归到
静息水平
A
B
(+)
(－)
根据反馈调节的原理解释为什么运动员注射性激素会导致性器官萎缩,甚至失去生育能力
思考·讨论
性激素过多，会通过反馈调节抑制垂体分泌促性腺激素，促性腺激素可以促进性器官的发育，所以缺乏促性腺激素会导致性器官萎缩，甚至失去生育能力。
结合下图分析影响胰岛素和胰高血糖素分泌的信号分子有哪些？
【核心探讨】
【总结】血糖调节过程中出现的信息分子有 。
神经递质、激素、葡萄糖
（1）影响胰岛素分泌的因素
（2）影响胰高血糖素分泌的因素
①血糖浓度——高浓度
②神经调节——神经递质
③胰高血糖素
①血糖浓度——低浓度
②神经调节——神经递质
③胰岛素
胰高血糖素促进胰岛素的分泌
胰岛素抑制胰高血糖素的分泌
总结
（1）调节中枢：
（2）血糖感受器：
（3）调节方式：
（4）调节机制：
（5）升高血糖的激素：
（6）唯一降低血糖的激素：
（7）影响胰岛素分泌的因素：
（8）影响胰高血糖素分泌的因素：
下丘脑
神经—体液调节，主要是体液调节。
负反馈调节
胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素
血糖平衡调节：
胰岛素
（协同作用）
（与上述激素相抗衡）
血糖浓度；神经递质；胰高血糖素
血糖浓度；神经递质；胰岛素
（促进胰岛素的分泌）
（抑制胰高血糖素的分泌）
血管壁、下丘脑
5.糖尿病
（1）主要表现：
高血糖和尿糖；
“三多一少”多饮、多尿、多食、体重减少
（2）危害：
是一种严重危害健康的常见病，可导致多种器官功能损害
（3）分类：
I型：
由胰岛功能减退、分泌胰岛素减少所致；
通常在青少年时期发病，发病率约为十万分之一。
II型：
①很常见，与遗传、环境、生活方式等密切相关，确切发病机理目前仍不明确。
②最常见的危险因素：能量摄入过量，运动量过少，肥胖
③预防措施：
控制饮食，多运动
（1）.糖尿病的症状：“三多一少”(多尿、多饮、多食、体重减少)
葡萄糖随尿液排出
血糖进入组织细胞氧化分解受阻
胰岛素受体
胰岛素
葡萄糖
正常
胰岛素受体
胰岛素
葡萄糖
1型
胰岛素受体
胰岛素
葡萄糖
2型
1型糖尿病的发病原因：
胰岛功能减退，分泌胰岛素减少所致，通常在青少年时期发病。
2型糖尿病的发病原因：
与遗传、环境、生活方式密切相关， 比较常见，确切的发病机理目前不明确。如: 胰岛素受体减少→细胞对胰岛素敏感度下降。
1. 糖尿病的类型及发病原因：
（2）分类：
（1）观察下图，请你分析糖尿病人“多尿”的原因？
不一定，如一次性吃糖过多或肾小管重吸收障碍时均可导致尿液中葡萄糖含量高。
（2）尿液中葡萄糖含量高一定是糖尿病吗？
血糖升高，会导致原尿中葡萄糖浓度升高，渗透压增大，肾小管和集合管对水的重吸收减少，尿量增多，因此会出现多尿现象。
思考
实例2：甲状腺激素分泌的分级调节
当你在寒风中瑟瑟发抖时，你身体内所有的细胞都被动员起来，共同抵御寒冷。起动员作用的是_________和____，甲状腺分泌的甲状腺激素在其中起到重要的作用：
甲状腺激素随血液运到全身，几乎作用于体内所有的细胞，提高细胞代谢的速率，使机体产生更多的热量；
甲状腺激素的分泌是如何调节的呢？
神经冲动
激素
组别 实验处理 实验结果 甲状腺结构 甲状腺激素分泌量
1
2
3
1.实验分析：请结合教材P53“思考.讨论”回答下列问题：
垂体中的某些物质可以维持的 形态，促进甲状腺分泌 激素。
常态对照
正常
萎缩
显著减少
部分恢复大小
摘除大鼠的垂体
摘除大鼠的垂体后再注射垂体提取物
部分恢复
正常
任务一：分析甲状腺激素分泌的调节
实验一
问题1：在甲状腺激素的分泌中，垂体和甲状腺之间有何关系？
甲状腺
甲状腺
组别 实验处理 实验结果
（血液中TSH水平）
1
2
3
4
下丘脑分泌的TRH可以促进垂体分泌TSH。
向动物静脉注射下丘脑分泌的TRH
明显升高
正常
常态对照
明显降低
明显降低
损毁动物下丘脑中分泌TRH的区域
向动物的垂体中注射微量甲状腺激素
甲状腺激素可以抑制垂体分泌TSH
注：TRH-促甲状腺激素释放激素
TSH-促甲状腺激素
任务一：分析甲状腺激素分泌的调节
实验二
问题2：分析1、2、3组得出的实验结论是什么？
问题3：分析1、4组得出的实验结论是什么？
一、甲状腺激素分泌的分级调节
1.在甲状腺激素的分泌中，下丘脑、垂体和甲状腺之间有何关系？
下丘脑分泌的TRH，可以促进垂体分泌TSH。垂体分泌的TSH可影响有甲状腺的正常生长和分泌甲状腺激素。
甲状腺分泌的甲状腺激素增加到一定浓度时，又会抑制下丘脑和垂体分泌激素。
下丘脑
TRH
垂体
TSH
甲状腺
甲状腺激素
分泌
促进
分泌
促进
分泌
抑制
抑制
讨论:
一、甲状腺激素分泌的分级调节
这是通过分级调节和反馈调节实现的。
下丘脑
TRH
垂体
TSH
甲状腺
甲状腺激素
分泌
促进
分泌
促进
分泌
抑制
抑制
当血液中甲状腺激素水平升高时，会反馈抑制TSH和TRH的分泌，降低甲状腺激素的水平；使甲状腺激素浓度升高恢复到正常水平。
2.在正常情况下，血液中的甲状腺激素的水平总维持在一定范围内，这是如何实现的呢？
由此可见，在甲状腺激素的分泌过程中，既存在________，也存在_________；
总结：甲状腺激素分泌的调节
（-）
（-）
下丘脑
寒冷等刺激
TRH
甲状腺
垂体
TSH
甲状腺激素
细胞代谢
研究表明，甲状腺激素分泌的调节是通过_____________________来进行的。
下丘脑-垂体-甲状腺轴
分级调节
反馈调节
下丘脑-垂体-靶腺轴
下 丘 脑
垂 体
甲状腺
肾上腺皮质
性腺
促甲状腺激素
释放激素
促甲状腺激素
促肾上腺皮质激素
释放激素
促性腺激素
释放激素
促肾上腺皮质激素
促性腺激素
（3）分级调节的意义
分级调节可以__________________，形成_____________，有利于________，从而维持机体的稳态；
放大激素的调节效应
多级反馈调节
精细调控
（-）
（-）
下丘脑
刺激
促＃激素释放激素
靶腺体
垂体
促＃激素
激素
细胞代谢
人们将______、_____和_______之间存在的这种________，称为分级调节
激素分泌的分级调节
（1）概念：
下丘脑
垂体
靶腺体
分层调控
（2）分级调节轴种类：
①___________________
下丘脑-垂体-甲状腺轴，
②________________________，
③___________________。
下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴
下丘脑-垂体-性腺轴
下丘脑
促甲状腺激素释放激素(TRH)
垂 体
促甲状腺激素(TSH)
甲状腺
甲状腺激素
促进
促进
-
-
实例分析：地方性甲状腺肿的原因
缺碘
不足
抑制减弱
抑制减弱
增多
增多
如何预防和治疗？
对于缺碘地区，要选择含碘食盐，对于患病较重的需要手术治疗。
①_______________
②_______________
③_______________
④_______________
促甲状腺激素释放激素
垂体
促甲状腺激素
甲状腺
甲状腺激素
反馈调节
下丘脑
课堂练习1：
识图——该图表示的为下丘脑-垂体-甲状腺轴
⑤_______________
⑥_______________
⑦_______________
a________________
b________________
c________________
①_______________
②_______________
③_______________
甲状腺激素
甲状腺
促甲状腺激素
垂体
促甲状腺激素释放激素
下丘脑
解题思路：先找负反馈的起点——甲状腺激素（有两个指出箭头），再顺着下丘脑-垂体-甲状腺轴反推回去
课堂练习2：
识图—①②③表示激素，abc表示腺体
若切除甲状腺，ab含量如何变？
__________________________________
若切除垂体，ac含量如何变？
___________________________________________
若切除下丘脑，bc含量如何变？
______________________________________
ab均变多（负反馈调节作用减弱）
a变多，c变少（分级调节和负反馈调节作用均减弱）
bc均变少（分级调节作用减弱）
课堂练习3：
激素调节的特点
实例分析：地方性甲状腺肿的原因
2
1. 通过体液进行运输
内分泌腺
血管
导管
外分泌腺
内分泌腺没有导管。内分泌腺内分泌细胞产生的激素弥散到体液中，
随血液流到全身，传递着各种信息。
【问题】激素能定向运输吗？
不能；随血液流到全身，因此激素不是定向运输。
临床上通过抽取血样来检测内分泌系统中激素的水平。
实例分析：地方性甲状腺肿的原因22.作用于靶器官、靶细胞激素选择靶器官、靶细胞，是通过与靶细胞上的特异性受体相互识别，并发生特异性结合实现的。分泌细胞激素分子靶细胞ABCD注意：（1）不同激素作用的靶器官、靶细胞可能相同；（2）激素作用于靶器官、靶细胞，并不是指运输到靶器官、靶细胞，而是运往到全身各处;（3）激素只能作用于靶器官、靶细胞的直接原因：只有靶细胞膜上或膜内有与相应激素特异性结合的受体;（4）激素只能作用于靶器官、靶细胞的根本原因是相应激素结合的受体的基因，只在靶细胞内选择性表达。（3）几种常见激素的靶器官或靶细胞：
靶器官或靶细胞
垂体
主要是肝脏细胞
几乎全身所有细胞
甲状腺
几乎全身所有细胞
几乎全身所有细胞
肝细胞
肌细胞
胰高血糖素
思考：为什么肝细胞是胰高血糖素的靶细胞，而肌细胞不是？
肝细胞上有与胰高血糖素结合的特异性受体
实例分析：地方性甲状腺肿的原因
2
3. 作为信使传递信息
激素的作用方式，犹如_____将信息从__________传递给______，引起
靶细胞发生一系列的_________。
信使
内分泌细胞
靶细胞
代谢变化
【问题】激素能持续作用吗？
不能。
激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了。
为了维持激素含量的动态平衡，体内需要源源不断地产生激素。
【激素的作用方式】
实例分析：地方性甲状腺肿的原因
2
在正常生理状态下，血液中激素浓度都很低，一般为_____________，虽然激素含量甚微，但其作用效果________，因此激素是人和动物体内：
________________________。
极其显著
微量、高效的生物活性物质
10-12-10-9mol/L
一旦体内激素含量偏离了生理范围，就会严重影响机体机能。临床上常通过测定血液中激素含量来检测疾病。
4. 微量和高效
nmol/L
nmol/L
mIU/L
pmol/L
pmol/L
【思考讨论】
1.为什么体内需要源源不断地产生激素，以维持激素含量的动态平衡？
2.激素组成细胞结构吗？激素可以提供能量吗？激素起催化作用吗？
3.激素的作用是什么？
一经靶细胞接受并起作用后就失活了
使靶细胞原有的生理活动发生变化。
作为信使传递信息。
任务二：分析激素调节的特点
实例分析：地方性甲状腺肿的原因
2
激素的功能（三不一变）
激素是_______________________；
既不_________________________；
又不_________________________；
也不_________________________；
使___________________发生变化；
调节生命活动的信息分子
组成细胞结构
提供能量
靶细胞原有的生理活动
起催化作用
【判断】激素直接参与细胞内的许多代谢活动（ ）
×
激素分子
分别说出下列例子对应的特点：
1.美国学者E.C.Kenda从3T新鲜的动物甲状腺中才提取出0.23g的甲状腺激素，1mg甲状腺激素可使人体产热增加4200kJ: 。
2.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.临床上可通过抽取血样来检测甲状腺激素含量，进而诊断甲状腺是否有相关疾病： 。
4.激素将信息从内分泌细胞传递给靶细胞，靶细胞发生一系列的代谢变化：
。
激素调节的特点
总结
微量、高效
作用于靶器官、靶细胞
通过体液进行运输
作为信使传递信息
任务三：分析激素之间的关系
问1：能够升高血糖的激素有哪些？能够促进代谢，增加产热的激素有哪些？能够调节生长发育的激素有哪些？
问2：上述激素在作用上具有什么关系？
问3：胰岛素是唯一能降低血糖的激素，它与上述能升高血糖的激素有什么关系？
协同作用
生长激素
甲状腺激素
肾上腺素
胰高血糖素
调节生长发育
增加产热
升高血糖
相抗衡
胰高血糖素
胰岛素
升高血糖
降低血糖
用于注射胰岛素的泵
1.胰岛素与糖尿病
四、激素的应用
在长骨骨骺闭合前外用生长激素，才可以促进长高。
2.生长激素与增高
四、激素的应用
鲢鱼
鳙鱼
青鱼
草鱼
在养殖四大家鱼时，人们给雌、雄亲鱼注射促性腺激素类药物，就能促使亲鱼的卵和精子成熟，从而进行人工授精和育苗。
3.促性腺激素与养殖鱼类
四、激素的应用
下丘脑
垂 体
性腺
性激素
4.睾酮衍生物、比赛成绩与健康
有些运动员服用人工合成的睾酮衍生物来促进肌肉生长、增强肌肉力量，提高比赛成绩。
有研究显示，应用外源性睾酮衍生物6个月，可以导致精子生成量减少，甚至使一些运动员不育。
外源
雄性激素
增强
增强
减少
萎缩
减少
减少
促性腺激素释放激素
促性腺激素
四、激素的应用
美国生物学家平卡斯和美籍华人生物学家张明觉发明了可抑制妇女排卵的口服避孕药，人工合成的孕激素类药物，可用于计划生育和控制人口。
5.口服避孕药
四、激素的应用
动物激素、酶、神经递质的比较
项目 动物激素 酶 神经递质
不 同 点 来源
化学本质
作用部位
作用
发挥作用 后去路
相同点 内分泌腺或
内分泌细胞
几乎所有的活细胞
神经元轴突末梢的突触小体
蛋白质类、氨基酸衍生物类、固醇等
绝大多数是蛋白质，少数是RNA
特定的靶器官、靶细胞
细胞内外或体外
作用后迅速失活
反应前后，性质不变，保持活性
作用后被降解或回收进细胞
1.都有生物活性；2.均与特定分子结合后起作用；3.都不提供能量；4.都不组成细胞结构
神经元、腺体或肌肉
多种多样，大多为小分子
使突触后膜产生兴奋或抑制
催化
调节

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