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内分泌系统的调节
制作者：雨中喵喵
儿童的身高既受父母遗传信息的影响，也受其他因素（如睡眠）的影响。研究人员测定了一名儿童一昼夜生长激素分泌量的变化数据，证明睡眠时间段内生长激素的分泌量明显增多。人体分泌的生长激素对骨骼、肌肉的生长具有促进作用。
什么是生长激素？人体的生长发育还需要哪些其他激素？各种激素分别具有哪些生理功能？激素又是如何调节人体生命活动的呢？
●甲状腺激素、胰岛素等激素参与人体生命活动的调节
本节关注
内分泌系统的构成
01
科学家一度认为神经调节是人体调节生命活动的唯一方式。例如，胰腺分泌的胰液是一种重要的消化液，人们曾经认为胰液分泌只受神经调节。
1902年，科学家发现除神经调节外，还有一种化学物质——促胰液素对胰液分泌也有调节功能，这类物质被称为激素。
后来，科学家又陆续发现了人体的多种激素。
激素由内分泌腺或内分泌细胞分泌。各种内分泌腺和内分泌细胞组成了人体的内分泌系统。内分泌系统与神经系统相辅相成，共同调节人体的生命活动。
阅读
19世纪，科学家在进行有关消化液分泌的实验时发现：把盐酸溶液涂抹到一段完全切除了神经的小肠上，能引起胰液分泌。
怎样解释这一实验结果呢？英国科学家斯塔林和贝利斯大胆地跳出了“神经调节”的传统思维的束缚，设想这可能是因为在盐酸的作用下，小肠黏膜产生了一种化学物质，这种化学物质进入血液并随血液循环被运送到胰腺，引起胰液分泌。
为了证实这个设想，他们又进行了一系列实验，最后终于证实：一种化学物质对胰液分泌具有调节作用。他们把这种化学物质称为促胰液素，促胰液素也是科学家发现的第一种激素。
消化腺、汗腺等是外分泌腺，它们的分泌物经由导管分泌到消化道或体外而发挥生理功能。而内分泌腺或内分泌细胞分泌的激素，则通过毛细血管直接进入循环系统，再作用于相应的器官、组织或细胞，发挥一定的生理功能。
人体的内分泌腺主要有垂体、甲状腺、胸腺、肾上腺、胰岛（分散在胰中）和性腺（睾丸或卵巢）等。
研究发现，这些内分泌腺分泌的激素具有各自特殊的生理功能。
垂体位于颅底垂体窝内。成人的垂体大小如豌豆。垂体是人体重要的内分泌腺，它不仅分泌生长激素，促进生长发育，还分泌多种其他激素，调节其他内分泌腺的活动。例如，垂体分泌的促甲状腺激素能促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素。
甲状腺是人体最大的内分泌腺，位于颈前部、气管的两侧。甲状腺分泌的甲状腺激素，能促进人体的生长发育和细胞代谢，提高神经系统的兴奋性。
胸腺位于胸骨下方，能分泌促进淋巴细胞发育的激素，帮助人体抵抗疾病。
肾上腺位于肾的上方，分泌的肾上腺素能促使心跳加快，增强心肌收缩力。
胰岛能分泌胰岛素和胰高血糖素。胰岛素能降低人体的血糖水平，胰高血糖素能升高人体的血糖水平。
性腺能分泌性激素，促进人体生殖器官的发育，激发并维持第二性征。
激素的调节功能
02
激素通过相应的器官、组织或细胞发挥生理功能。这种由激素调节生命活动的方式称为激素调节。
甲状腺激素
甲状腺激素能作用于全身各种组织细胞，参与调节多种生命活动。
甲状腺激素对动物生长发育有什么作用？
目标：
讨论
理解甲状腺激素具有促进动物生长发育的作用。
甲状腺激素对动物生长发育有什么作用？
素材：
讨论
1.为了探究甲状腺激素对动物生长发育的作用，兴趣小组设计并实施了一个实验：
（1）取甲、乙两个大小相同的水槽，各注入2 000 mL河水，并放入少许等量水草。
（2）甲水槽作为实验组，河水中加入5 mg甲状腺激素；乙水槽作为对照组，河水中不加任何物质。
甲状腺激素对动物生长发育有什么作用？
素材：
讨论
（3）取16只种类相同、大小和生长状况相近的蝌蚪，分成2组，每组8只，分别放入甲、乙水槽中培养，其他培养条件保持相同且适宜，如水槽置于适宜的相同温度下、饲喂等量的同种食物（蛋黄粉、米饭和菜叶）等。
（4）每隔一天向甲水槽中添加一次5 mg甲状腺激素，持续5次。
甲状腺激素对动物生长发育有什么作用？
素材：
讨论
2.兴趣小组记录了实验观察结果（表16-5）。
表16-5实验观察结果记录表 分组 长出后肢所需的平均时间/d 长出前肢所需的平均时间/d 尾消失所需的平均时间/d 尾消失时的平均体长/cm
甲水槽的蝌蚪 4 7 26 0.7
乙水槽的蝌蚪 5 9 37 1.3
甲状腺激素对动物生长发育有什么作用？
学习与讨论：
讨论
1.分小组研读素材，分析该实验是如何控制单一变量的。
2.讨论根据实验数据能得出的结论，分析甲状腺激素与蝌蚪生长发育的关系。
甲状腺激素对动物生长发育有什么作用？
交流与评价：
讨论
1.小组同学交流甲状腺激素对蝌蚪生长发育的作用。
2.各小组相互评价，进一步完善小组结论，理解甲状腺激素具有促进动物生长发育的作用。
甲状腺激素对动物的生命活动有着重要的调节作用。
以人体为例
如果胎儿期甲状腺激素分泌不足，会引发呆小症，患儿出现智力低下、骨生长停滞等现象。
如果甲状腺激素分泌过多，人会患甲亢，出现多食、多汗、消瘦等症状。
科学研究表明，碘是合成甲状腺激素的重要原料。缺碘时，甲状腺激素合成减少，会导致甲状腺肿大。一些地区的土壤和水中缺少碘，居民多发甲状腺肿大，这种疾病称为地方性甲状腺肿。地方性甲状腺肿多见于山区和远离海洋的内陆地区。
人体所需的碘主要来自食物，因此，日常生活中可适量食用含碘丰富的食物。同时也要防止补碘过量。
思考
碘含量较高的食物有海带、紫菜、鲜带鱼、干贝、海参、海蜇等。水果和蔬菜的碘含量较低。
这对我们合理安排日常饮食有什么启发？
胰岛素
胰岛素的主要功能是调节糖在体内的吸收、利用和转化等生命活动。血液中的葡萄糖称为血糖，空腹时测量所得的血糖浓度正常数值为3.9~6.0 mmol/L。血糖浓度明显升高时，尿液中可能出现葡萄糖，形成糖尿。糖尿是糖尿病的主要症状之一。
糖尿病的患病率
调查：
调查
1.糖尿病是威胁人体健康的慢性疾病之一。分小组调查统计每位同学的父母、祖父母和外祖父母等长辈是否患有糖尿病，并计算家庭长辈糖尿病患病率。
建议：患者的病情属于个人隐私，在统计数据时，仅统计每个家庭长辈的患病人数，不应涉及患者的其他信息，可以根据调查内容设计调查记录表（参考表16-6）。
糖尿病的患病率
调查：
调查
表16-6长辈糖尿病患病情况调查记录表 姓名 长辈人数 患病长辈人数 患病率
同学A
同学B
......
总计
糖尿病的患病率
调查：
调查
2.通过走访医院、查阅文献资料等多种途径，收集糖尿病的患病率数据，特别是近年来我国和其他国家糖尿病的患病率数据，以及防控糖尿病的方法等资料。
糖尿病的患病率
交流：
调查
全班汇总各小组的数据和资料，参考近年来我国和其他国家糖尿病的患病率，得出“班级大家庭”中长辈的糖尿病患病率。各小组相互交流，为预防和控制糖尿病提出合理膳食和运动管理的建议。
糖尿病是由胰岛素分泌不足或对胰岛素作用的敏感性降低引起，以血糖升高为特征的代谢病。糖尿病患者一般有“三多一少”的症状，即多饮、多食、多尿和体重减少。统计表明，我国糖尿病患者已经有1亿多人，而且患病人数仍呈上升趋势。11月14日为联合国糖尿病日，提醒人们关注糖尿病，关爱糖尿病患者。
随着医疗水平的提高，现在已经广泛使用二甲双胍、胰岛素制剂等药物对糖尿病患者进行一定的治疗。此外，改变不良的生活方式（如长期暴饮暴食或高盐、高糖、高脂饮食），适当增加运动量，也对防治糖尿病有积极作用。
阅读
现在已经知道，人体内还有一些组织中的内分泌细胞能分泌激素，参与生命活动的调节，如骨骼肌细胞分泌肌肉抑制素、骨骼细胞分泌骨钙素等。
肌肉抑制素能直接调节出生后肌纤维的生长，以及发育过程中肌纤维的最终数量，还能参与调节骨骼肌的糖代谢，显著调节血糖水平；骨钙素不仅在调节和维持骨钙浓度方面有重要作用，还可以促进胰岛细胞分泌胰岛素。
此外，心脏的一些细胞能分泌心房利钠肽，肾脏的一些细胞能分泌促红细胞生成素，它们也参与调节生命活动。
一、理解题
1.原先，科学家认为神经调节是人体调节生命活动的唯一方式。后来，科学家否定了这一观点，主要原因是发现了（　　）。
A.脊髓灰质参与调节生命活动
B.激素参与调节生命活动
C.大脑皮层参与调节生命活动
D.小脑灰质参与调节生命活动
2.判断下列说法是否正确，并说明理由。
（1）垂体分泌的各种激素都能促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素。
（2）肾上腺分泌的肾上腺素能增强心肌的收缩力。
二、应用题
1.缺碘时，甲状腺激素合成减少，会导致甲状腺肿大。我们可以为缺碘地区的居民提出哪些饮食建议？
2.在联合国糖尿病日，世界各国通过同一个主题举办活动，唤起人们对糖尿病患者的关爱。在我们参加宣传活动前，应该先回答以下问题：
（1）什么是糖尿病？糖尿病的主要症状是什么？
（2）哪些药物能用于治疗糖尿病？
（3）哪些措施对预防糖尿病有积极作用？
用尿糖试纸检测尿糖
与健康人不同，糖尿病患者的尿液中含有一定量的葡萄糖。用尿糖试纸检测尿液中是否含有葡萄糖是一种简便易行的方法，且具有一定的自我诊断意义。
活动目标：
学习用尿糖试纸检测尿液中是否含有葡萄糖。
活动建议：
1.从药房购买尿糖试纸，仔细阅读说明书。
2.用塑料小杯接取自己的尿液，按照说明书提示的方法，将试纸条上的检测区浸入尿液中1~2 s后取出，和标准色板进行比较（下图）。
3.如果试纸检测区颜色与标准色板上最左边的浅蓝色一样，说明尿液中没有葡萄糖（用“-”表示）；而色板上从绿色到棕红色都表示尿液中含有葡萄糖，颜色越深，说明尿液中的葡萄糖含量越高。
活动交流：
尝试为自己的父母或祖父母、外祖父母等检测尿糖情况，并根据检测结果向他们提出合理膳食和运动管理的建议。
胰岛素的人工合成
1921年8月，在加拿大多伦多医学院的一个生理学实验室中，青年教师班廷和四年级大学生贝斯特通过实验发现了胰岛素。之后，他们一鼓作气，研究出在一定条件下，用酒精直接从动物的胰中提取胰岛素的方法。从此，胰岛素作为药物挽救了很多糖尿病患者的生命。1923年，班廷等因此获得了诺贝尔生理学或医学奖。
1965年9月17日，是一个令中国人自豪的日子。我国科学工作者经过7年的艰苦努力，首次用化学方法人工合成了结晶牛胰岛素。这是世界上第一次用人工方法合成蛋白质。
现在，科学家已经通过基因工程把胰岛素基因导入大肠杆菌，利用大肠杆菌繁殖速度快的特点，大量生产胰岛素。这不仅克服了胰岛素制剂生产原料不足的困难，而且大大降低了成本，也是基因工程造福人类的有力例证。

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