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第一章 人体的内环境与稳态
第2节 内环境的稳态
为细胞建立
一个“家”
内环境的组成
1. 不同细胞的内环境
2. 血浆、组织液、淋巴之间的关系
3. 内环境的化学成分
让细胞的“家” 更舒适
内环境的理化性质
1. 渗透压
2. 酸碱度
3. 温度
细胞的
“物流网”
细胞通过内环境与外界进行物质交换
温故知新：各类细胞生存的具体环境
2021年5月22日(气温为9.1-24℃)中午1点左右，在甘肃省白银市举行的马拉松百公里越野赛高海拔赛段20公里至31公里处，受突变极端天气影响，局地出现冰雹、冻雨、大风等灾害性天气，150多位参赛者有21名遇难。有赛事亲历者表示，不少选手出现失温症状，抽搐、口吐白沫，身着短裤短袖倒在海拔2000多米的赛道线路旁。
什么是失温，失温与我们所学的内环境有联系吗？
问题探讨：
1.为什么血液的生化指标能反映机体的健康状况？
2.每种成分的参考值（即正常值）都有一个变化范围，这说明什么？
3.从化验单上可以看出什么成分超出正常范围？这可能会对人体造成什么不利影响？
“酸碱体质理论”大骗局
酸碱体质—宣扬酸性体质是身体“万恶之源”，认为需要食物中和体内的酸性物质，使身体处于碱性环境，你认为这种说法正确吗？食物能否改变人体的pH环境？
细胞 代谢
酸性物质
（H2CO3）
食物
酸性物质
碱性物质
食物代谢后会产生酸性和碱性物质，细胞代谢也会产生酸性物质。
酸性物质
碱性物质
思考：
这些物质进入内环境，会使机体的pH发生怎样的变化呢？
内环境
一. 内环境的动态变化
实验目的：探究酸性和碱性物质进入体内，生物体的pH变化
实验对象：生物组织材料
（肝匀浆）
自变量：
酸性、碱性物质
HCl/NaOH 溶液（0.1mol/L)
因变量：
生物体pH的变化
pH试纸、pH计
材料 (25mL) 加入0.1mol/L HCl 加入0.1mol/L NaOH 加入不同数量液滴后的pH 加入不同数量液滴后的pH 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30
自来水
缓冲液
肝匀浆
空白对照
已知具有缓冲能力的溶液，阳性对照
一. 内环境的动态变化
模拟生物体维持pH的稳定
材料 (25mL) 0.1mol/L的HCl滴数 0.1mol/L的NaOH滴数 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30
自来水 6.8 6.5 6.3 6.0 5.0 4.1 3.8 7.0 8.8 9.4 9.8 10.0 10.5 11.0
缓冲液 7.0 7.0 6.8 6.6 6.5 6.4 6.3 7.0 7.2 7.3 7.5 7.8 8.0 8.2
肝匀浆 6.4 6.2 6.1 6.0 6.0 5.9 5.9 6.3 6.4 6.5 6.7 6.7 6.8 7.0
标准对照
空白对照
实验组
一. 内环境的动态变化
模拟生物体维持pH的稳定
＋NaOH/滴
＋HCl/滴
30
25
20
15
10
5
5
10
15
20
25
30
pH
10
9
8
6
5
4
自来水
肝匀浆
磷酸缓冲液
生物材料的性质类似于缓冲液而不同于自来水，说明生物材料内含有缓冲物质，能够维持pH的相对稳定。
实验结果：
实验结论：
一. 内环境的动态变化
模拟生物体维持pH的稳定
机体内环境中含有缓冲对HCO3-/H2CO3、HPO42-/H2PO4-等，它们能够对酸和碱起缓冲作用，维持pH稳定。
HCO3-/H2CO3 缓冲对：
HPO42-/H2PO4- 缓冲对：
溶液中酸性物质增加时：
溶液中碱性物质增加时：
HPO42- + H+ → H2PO4-
H2PO4- + OH- →HPO42- +H2O
乳酸+ NaHCO3→乳酸钠 + H2CO3
CO2 + H2O
OH- + H2CO3→HCO3- + H2O
思考：内环境的其他化学成分和理化性质也维持在一定范围吗？
一. 内环境的动态变化
模拟生物体维持pH的稳定
成员 上午6h 上午10h 中午12h 下午2h 傍晚6h 晚上9h
母亲 37.0℃ 37.0℃ 37.3℃ 37.4℃ 37.2 ℃ 37.1℃
父亲 36.8℃ 36.8℃ 37.1℃ 37.3 ℃ 37.1℃ 36.9 ℃
自己 37.1 ℃ 37.1 ℃ 37.4 ℃ 37.5 ℃ 37.3 ℃ 37.1 ℃
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温度
时间
36.8
37.0
37.2
37.4
6
10
12
2
6
9
健康人体温始终接近37 ℃，处于动态平衡中
一. 内环境的动态变化
体温的日变化规律调查结果
1.每种成分的参考值是定值吗，这说明什么？
①内环境中各种化学成分的含量不是恒定不变的，而是在一定范围内波动。
②说明不同个体存在一定差异
思考：以上内环境的这种动态平衡是如何实现的呢？
一. 内环境的动态变化
血液生化检查各项指标
[资料1] 下表是某人血液生化六项检查报告中的部分内容。
2、哪几种成分超出正常范围？这可能会对人体造成什么不利影响？
项　目 测定值 单位 参考范围
丙氨酸氨基转移酶 ALT 17 IU/L 0～45
肌酐 CRE↑ 1.9 mg/dl 0.5～1.5
尿素氮 BUN 14.6 mg/dl 6～23
血清葡萄糖 GLU↑ 223 mg/dl 60～110
甘油三脂 TG↑ 217 mg/dl 50～200
总胆固醇 TCH 179 mg/dl 150～220
肌酐含量超标，肌酐是有毒的代谢废物，积累过多会影响健康。这表明肾脏的排泄功能有障碍。
（2）体现：
（1）定义：
①稳态不是恒定不变的，而是相对稳定的一种动态变化。
②这种动态变化保持在一定的范围内。
③稳态的实质是内环境的化学成分和理化性质处于动态平衡之中。
正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态叫做稳态。
（3）影响内环境稳态的因素:
动态平衡
外界环境的改变
调节作用
内环境改变
体内细胞代谢活动的进行
稳态是如何实现的呢？需要哪些系统的参与？
一. 内环境的动态变化
1.稳态
食物、水和无机盐
CO2
O2
未吸收的物质
有机废物、水和无机盐
呼吸系统
消化系统
泌尿系统
循环系统
1.维持内环境稳态的基础
2.直接相关的系统
人体各器官、系统协调一致地正常运行。
消化系统、呼吸系统、循环系统和泌尿系统
思考：稳态的调节机制是什么？
二. 对稳态调节机制的认识
3.稳态调节机制
1857 贝尔纳
法国生理学家
内环境
保持稳定！
主要
神经系统
调节
二. 对稳态调节机制的认识
1857 贝尔纳
法国生理学家
内环境
保持稳定！
主要
神经系统
调节
1926 坎农
美国生理学家
内环境
动态平衡！
神经调节
+
体液调节
3.稳态调节机制
二. 对稳态调节机制的认识
1857 贝尔纳
内环境
保持稳定！
主要
神经系统
调节
1926 坎农
内环境
动态平衡！
神经调节
+
体液调节
后来发现
免疫系统
清除
内环境中
异物、病原微生物等
有利
内环境稳态
3.稳态调节机制
目前普遍认为，神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
思考：稳态在任何时刻都能维持吗？会不会出现稳态失调呢？
二. 对稳态调节机制的认识
调节功能出现障碍（内因）
外环境变化过于剧烈
（外因）
内环境的稳态遭到破坏
人体维持稳态的调节能力是有一定限度的
4.稳态失调的实例
外界环境变化
激烈
内环境
功能障碍
二. 对稳态调节机制的认识
病例1：发烧
发高烧时，各种酶的活性发生变化，代谢紊乱，机体功能发生异常。发热时的症状主要集中在中枢神经系统，病人感觉不适、头疼、头晕、嗜睡等，同时常有食欲不振、厌食、恶心的表现。
发热时机体处于一种明显的分解代谢过旺的状态，持续高热必定引起器官的功能负荷加重，有可能诱发器官功能不全或引起组织损伤。
4.稳态失调的实例
二. 对稳态调节机制的认识
大量出汗或严重腹泻后，如果只喝水，不补充盐，内环境渗透压会降低。这样内环境中的水将较多地通过渗透作用进入细胞内，造成细胞吸水肿胀，进一步导致细胞代谢和功能紊乱。严重时会出现疲倦、周身不适、表情淡漠、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状。
病例2 ：腹泻
4.稳态失调的实例
二. 对稳态调节机制的认识
病例3：高原病
4.稳态失调的实例
高原空气稀薄，大气压和氧分压低，易造成体内缺氧。这说明外界环境的变化会影响内环境的稳态。若外界环境变化不剧烈，并且机体调节机制良好，内环境波动较小，仍能维持稳态；若外界环境变化剧烈，机体调节能力不好，内环境稳态将受到破坏，就会影响身体健康。
二. 对稳态调节机制的认识
中暑是指高温引起机体体温调节功能紊乱所表现出的一系列症状，如高热、皮肤干燥、恶心、呕吐、食欲不振、心悸、头痛等。严重中暑会使体温超过40 °C,病死率比较高。
病例4：中暑
4.稳态失调的实例
二. 对稳态调节机制的认识
病例5：失温
4.稳态失调的实例
失温是指人体热量流失大于热量补给，从而造成人体核心区温度降低，并产生一系列寒颤、迷茫、心肺功能衰竭等症状，甚至最终造成死亡的病症。一般来说，如果人体的核心温度低于35度，就是医学上的失温，也就是低体温。
二. 对稳态调节机制的认识
肾是形成尿液的器官，当发生肾功能衰竭时，病人的水和无机盐等的代谢会紊乱，可出现全身水肿，尿素氮升高、呕吐等一系列症状，即尿毒症，严重时会导致死亡。
病例6：尿毒症
4.稳态失调的实例
二. 对稳态调节机制的认识
夏天时，空调房间与室外的温差较大，如果经常进出空调房间，就会出现咳嗽、头痛、流鼻涕等感冒症状。
如果在温度较低的空调房间呆的时间过长，就会引起关节酸痛或颈僵背硬、腰沉臀重、肢痛足麻、头晕脑胀等。
由于空气不好，如果呆得太久，容易使人头晕目眩。
这些症状就是空调综合征，俗称空调病。
空调病的主要表现为：感冒、过敏、风湿痛、黏膜干燥、紧张、烦躁、注意力难以集中、头痛，等等。
病例7：空调病
4.稳态失调的实例
二. 对稳态调节机制的认识
(4)代谢废物排出
(1)血糖和氧含量正常
保证机体能量供应
(2)体温、pH等理化
性质相对稳定
保证酶活性、细胞代谢正常
(3)渗透压相对稳定
维持细胞的正常形态和功能
可防止机体中毒
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
细胞代谢是由细胞内众多复杂的化学反应组成的，完成这些反应需要各种物质和条件。
三. 内环境稳态的重要意义
可见，在生态系统的各个层次上，都普遍存在着稳态。
不同层次的生命系统都存在着类似内环境稳态的特性
分子
细胞
器官
群体
如胰岛素、胰高血糖素
ATP、ADP
如细胞分裂、分化
如血压、心率
如种群数量变化、
生态系统的结构和功能
四. 稳态概念的发展
外界环境
细胞
物质交换
物质交换
内环境
器官系统协调运行
稳态
基础
神经-体液-免疫调节网络
调节机制
正常生命活动的必要条件
参与共建
稳态的实质是内环境化学成分和理化性质维持相对稳定
课堂小结

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