第二节 动物和人体生命活动的调节

一、神经系统的调节

(一)相关概念

①反射:在中枢神经系统参与下,动物或人体对内外环境变化作出的规律性应答,是神经调节的基本方式,包括条件反射和非条件反射两种类型。

②反射弧:是反射完成的结构基础,包括感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器五部分。

③兴奋:动物或人体内的某些组织或细胞感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。

④突触:一个神经元与另一个神经元或其他细胞相接触的部位。

⑤静息电位:神经细胞未受刺激时,细胞膜两侧内负外正的电位差,主要由K+外流引起。

⑥动作电位:神经细胞接受刺激时,Na+通道立即被激活,Na+内流使细胞膜两侧出现的内正外负的电位差。

(二)兴奋在神经纤维上的传导(一个神经元的内部)

①传导形式:电信号,又称神经冲动。

②传导过程:静息状态→产生兴奋→传导兴奋。

静息状态:未受刺激时,神经纤维的细胞膜电位为静息电位,此时细胞的状态称为静息状态。

产生兴奋:神经纤维接受刺激,该部位产生兴奋转变成兴奋部位,细胞膜电位变为动作电位。

传导兴奋:未兴奋部位与兴奋部位间存在电位差,形成局部电流,这种局部电流刺激未兴奋部位,从而使未兴奋部位产生兴奋,原先的兴奋部位恢复静息电位。

③传导方向:与膜内局部电流的方向相同,与膜外局部电流的方向相反。

④传导特点:双向传导;绝缘性;相对不疲劳性;生理完整性;非递减性。

(三)兴奋在神经元之间的传递

①结构基础:突触,包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。

②传递过程(见图3-6):

图3-6 兴奋在神经元间的传递过程

③信号变化:电信号→化学信号→电信号

④传递特点:单向传递;突触延搁。

⑤兴奋的传递和传导的区别(见表3-1):

表3-1

(四)神经系统的分级调节

①神经中枢之间相互联系,相互调控。

②位于脊髓的低级中枢受脑中相应的高级中枢的调控。

(五)人脑的组成及高级功能

①人脑的组成和功能见表3-2。

表3-2

②语言中枢的位置和功能见表3-3。

表3-3

典型考题

例 图3-7表示用电表测量膜内外的电位差。当神经纤维受到刺激时,细胞膜上Na+通道打开,膜外Na+顺浓度梯度大量流入膜内,此后Na+通道很快就进入失活状态,同时K+通道开放,膜内K+在浓度差和电位差的推动下向膜外扩散。下列相关叙述中正确的是( )。

图3-7

A.神经纤维在静息状态下,电表不能测出电位差

B.受刺激后膜外Na+大量流入膜内,兴奋部位膜两侧的电位是外正内负

C.神经纤维受刺激时,兴奋的传导方向与膜外局部电流方向相同

D.从神经纤维受刺激到恢复静息状态,电表指针两次通过0电位

【答案】D。解析:静息状态下膜电位表现为外正内负,电表能够测出电位差,故A错误;受刺激后兴奋部位膜两侧的电位是外负内正,故B错误;神经纤维受到刺激时,兴奋的传导方向与膜内局部电流的方向相同,与膜外局部电流的方向相反,故C错误;神经纤维受刺激后膜两侧的电位是内正外负,电表指针通过一次0电位,恢复静息状态时膜电位为内负外正,电表指针再次通过0电位,故D正确。

二、激素的调节

(一)相关概念

①激素调节:由内分泌器官(或内分泌细胞)分泌的化学物质进行的调节。

②反馈调节:在一个系统中,系统本身工作的效果作为信息调节该系统工作的调节方式,包括正反馈和负反馈两种类型。

(二)内分泌腺与激素

人体主要内分泌腺及其分泌的激素(见表3-4)。

表3-4

(三)血糖平衡的调节

①血糖的来源与去向见图3-8。

图3-8 血糖的来源和去向

②血糖平衡的调节模型(见图3-9):“-”表示抑制,“+”表示促进。

图3-9 血调平衡调节模型

③调节方式:主要是激素调节,也存在神经调节。

④调节失调:低血糖、糖尿病(表现为三多一少)。

(四)甲状腺激素分泌的分级调节

①甲状腺激素分泌示意图(见图3-10):“-”表示抑制,“+”表示促进。

图3-10 甲状腺激素分泌示意图

②意义:分级调节和反馈调节使血液中的激素维持在正常的相对稳定的状态。

(五)激素调节的特点

①微量和高效;②通过体液运输;③作用于靶器官、靶细胞。

典型考题

例 图3-11为血糖的生理调节过程,C和D为相关激素,下列判断错误的是( )。

图3-11

A.血糖升高直接刺激胰岛分泌C的过程属于激素调节

B.血糖下降刺激下丘脑使血糖上升的过程属于神经调节

C.激素C与激素D表现为拮抗作用

D.血糖平衡是神经调节与激素调节共同作用的结果

【答案】B。解析:根据C能够降血糖,判断C是胰岛素;D能够升血糖且由胰岛分泌,判断D是胰高血糖素。血糖升高直接刺激胰岛B细胞分泌C的调节是体液调节,A正确;血糖下降刺激下丘脑,通过神经支配胰岛分泌D,从而升血糖的过程属于神经-激素调节,B错误;C、D共同维持血糖稳定,但作用相反表现为拮抗作用,C正确;由A与B可知血糖平衡是神经调节和激素调节共同作用的结果,D正确。

三、神经调节和体液调节的关系

(一)体液调节

激素等化学物质通过体液的传送对生命活动的调节,激素调节是体液调节的主要内容。

(二)人体的体温调节

①体温调节模式图(见图3-12):

图3-12 人体体温调节模式图

②调节方式:寒冷时进行神经-体液调节;炎热时只有神经调节。

(三)人体水盐平衡的调节

①调节方式:神经-体液调节

②调节模式(见图3-13):“-”表示抑制,“+”表示促进。

图3-13 人体水盐平衡调节模式图

(四)下丘脑在机体稳态调节中的功能:内分泌的枢纽

①作为感受器:如下丘脑渗透压感受器。

②传导作用:传导兴奋,如把下丘脑渗透压感受器产生的兴奋传至大脑皮层引起渴觉。

③分泌作用:分泌激素,如抗利尿激素,促激素释放激素。

④作为神经中枢:如下丘脑体温调节中枢、血糖调节中枢等。

典型考题

例 图3-14表示机体内生命活动调节的途径,下列说法错误的是( )。

图3-14

A.该图示可以说明神经系统可调控内分泌系统的活动

B.感受器→①→下丘脑→⑦→内分泌腺构成一个完整的反射弧

C.①过程既有电信号的传导又可能有化学信号的传递

D.如果内分泌腺为甲状腺,则⑥的增加可引起③和④的增加

【答案】D。解析:由图可以判断A、B项均正确;①过程是兴奋在反射弧上的部分传输,在神经纤维上以电信号形式传导,在两个神经元间有信号的转换:电信号→化学信号→电信号,故C正确;内分泌腺若是甲状腺,则此图表示甲状腺激素分泌的分级调节,则⑥的增加可引起③和④的减少,故D错误。

四、免疫调节

(一)相关概念

①人体的三道防线:第一道防线是皮肤和黏膜;第二道防线是体液中的杀菌物质和溶菌酶;第三道防线是由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环组成的。

②非特异性免疫:人类在进化过程中,逐渐建立起来的一种天然防御功能,人人都有,对多种病原体都有防御作用,结构基础是人体的第一道防线和第二道防线。

③特异性免疫:只能对某一特定的病原体或异物起排除或防御作用,其结构基础是人体的第三道防线,包括细胞免疫和体液免疫。

④体液免疫:由B细胞介导,依靠产生的抗体消灭抗原的特异性免疫。

⑤细胞免疫:由T细胞介导,依靠与靶细胞直接接触才能消灭抗原的特异性免疫。

⑥抗体:人或动物体受抗原刺激后产生的,并且能够与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白,又称免疫球蛋白。主要分布在血清中,也分布于组织液和外分泌液中。

⑦抗原:能够引起机体产生特异性免疫反应的物质。抗原具有下列特性:大分子性、异物性、特异性。

(二)人体免疫系统的结构及功能

①结构:由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质(抗体、淋巴因子和溶菌酶等)组成。

②功能:防卫功能及监控和清除功能。

(三)淋巴细胞

淋巴细胞的起源与分化(见图3-15)。

图3-15 淋巴细胞的起源与分化

(四)特异性免疫

①体液免疫(抗原没有进入细胞内)(见图3-16):

图3-16 体液免疫

②细胞免疫(见图3-17):

图3-17 细胞免疫

注:实线表示初次免疫,虚线表示再次免疫。

(五)免疫系统功能异常引起的疾病

①自身免疫病:将自身物质当作异物攻击而引起的疾病,如系统性红斑狼疮。

②过敏反应:已经产生免疫的机体,再次接受相同抗原刺激时所发生的组织损伤或功能紊乱。

③免疫缺陷病:免疫系统发育不全或遭受损害所致的免疫功能缺陷引起的疾病。

艾滋病,又叫获得性免疫缺陷综合征(AIDS),由人类免疫缺陷病毒(HIV)引起。该病毒主要攻击人类的T细胞,最终导致人类的免疫系统全部丧失,使患者直接死于病原体引起的严重感染或恶性肿瘤等疾病;主要通过性接触、血液(如毒品注射,输血等)和母婴传播;潜伏期2~10年。

(六)免疫学的应用

①疫苗概念:疫苗是将病原微生物及其代谢产物,经过人工减毒、灭活等方法制备而成的制剂。接种后使机体接受抗原刺激,产生相应抗体。

②检测机体内的抗原:依据抗原与抗体结合的特性,用人工标记的抗体检测抗原。

③解决器官移植中的排斥问题:免疫抑制剂的应用,大大提高了器官移植的成活率。

典型考题

例 下列关于人体免疫的叙述,正确的是( )。

A.T细胞受到抗原刺激后可直接转变为效应T细胞

B.B细胞受到抗原刺激后可以分泌抗体

C.过敏反应是人体特异性免疫应答的一种异常生理现象

D.人体内的吞噬细胞只参与非特异性免疫过程

【答案】C。解析:T细胞受到吞噬细胞呈递的抗原刺激后,经过增殖部分分化为效应T细胞,A错误;体液免疫中,B细胞受到抗原刺激后要增殖分化形成浆细胞才能分泌抗体,B错误;过敏反应属于异常的体液免疫,C正确;人体的吞噬细胞除能参与非特异性免疫(第二道防线)外,也能参与特异性免疫,D错误。