内容正文:
第三章 体液调节
第2节 激素调节的过程
1.内分泌系统是由相对独立的 以及 共同构成。
2.甲状腺激素的作用:
3.大脑皮层是由神经元 及其 构成的薄层结构。
4.自主神经神经系统并不自主的原因:
内分泌腺
兼有内分泌腺功能的细胞
调节有机物代谢、促进生长发育、
提高神经系统的兴奋性
胞体
树突
大脑皮层对各级中枢的活动起调整作用
每课一测
教学目标
目标
01
02
03
通过建立血糖调节、甲状腺激素分泌调节的模型,培养建模与模型的科学思维习惯。(科学思维)
通过分析血糖调节、甲状腺激素分泌的调节,理解反馈调节是生命系统中普遍的调节机制。(生命观念)
关注糖尿病及生活用品或食品中过量激素对人体健康的影响。
(社会责任)
4
问题探讨
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。正常人血糖含量为3.9~6.1 mmol/L,全身血量大约为5L。
讨论: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?
计算:如果仅靠血液中的葡萄糖,运动员能跑多长时间?
①血液中葡萄糖量:
~
300g÷60min=5g/min
可能会略有下降,但不会持续下降,应在正常范围内波动;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(如肝糖原,脂肪)转化成葡萄糖补充消耗,维持血糖的相对稳定。
②能跑时间:
3.51g÷5
min
5.49g
÷5
min
~
(1 mmol葡萄糖的质量是180 mg)
实例1——血糖平衡的调节
资料1:马拉松组委会一般在赛道沿途约5公里设置一个补给站,确保水的充足供应。补给站一般为饮料站和用水站,也会提供很多的水果和食物作为补给,有时候会提供当地的特色小吃;10公里以上的项目,饮水站和饮料站一般间隔设立,饮料站除饮用水外还需提供能量型饮料;超过25公里的马拉松项目,补给站还提供能量补给品。
血糖的来源和去路(正常情况下)
食物中的糖类消化吸收
阅读资料,思考血糖的来源。
来源
一、激素调节的实例
资料2:当一个人刚开始停止进食的时候,首先是糖原开始分解成葡萄糖,来为机体提供能量。糖原分解时不能直接产生葡萄糖,而是先分解为6—磷酸葡萄糖,6—磷酸葡萄糖通过葡萄糖—6—磷酸酶作用才能转变为葡萄糖,进而释放进血液。而肌纤维中缺乏此酶。
资料3:东北虎的食物中蛋白质和脂肪的含量很高,糖类比较少,但东北虎体内的葡萄糖浓度(4.8-6.9mmol/L)与人体相当。
肝糖原分解
非糖物质转化为葡萄糖
实例1——血糖平衡的调节
血糖的来源和去路(正常情况下)
阅读资料,思考血糖的来源。
来源
资料1:糖类是主要的能源物质。
资料2:肝脏是营养物质代谢的主要器官:据测定人在饭后,从门静脉流入肝脏的血液中葡萄糖含量为140mg/dL,从门静脉流出肝的血液中葡萄糖含量约为110mg/dL。肌肉细胞中也存在类似生理过程。
资料3:北京鸭在育肥阶段只用含糖类较多的谷物类作饲料,经过一段时间,鸭就变肥了。
氧化分解释放能量
合成肝糖原、肌糖原
转化为脂肪等非糖物质
实例1——血糖平衡的调节
血糖的来源和去路(正常情况下)
阅读资料,思考血糖的 。
去路
组织细胞
氧化分解
CO2+H2O+能量
分解
肝糖原
转化
甘油三酯、某些氨基酸
活动1:阅读教材P50-51, 构建血糖来源和去路模型。
(一)血糖平衡的调节调节
任务一:分析血糖的来源和去向
合成
肌糖原
肝糖原、
转化
脂肪等非糖物质
3.9-6.1mmol/L
消化、吸收
食物中糖类
1.血糖的含义:
血液中的糖称为血糖,主要是葡萄糖。
(一)血糖平衡的调节
1.血糖的来源和去路小结:
氧化分解
CO2+H2O+能量
分解
肝糖原
转化
甘油三酯、某些氨基酸
合成
肌糖原
肝糖原、
转化
脂肪等非糖物质
3.9-6.1mmol/L
消化、吸收
食物中糖类
①血糖的主要来源是:____________________________________
食物中的糖类经消化、吸收进入血液
②空腹时血糖的重要来源是:______________________________
肝糖原分解成葡萄糖进入血液
③合成肝糖原和肌糖原主要在_______________________细胞中
肝和骨骼肌
④将葡萄糖转变为非糖物质主要在_______________________中
脂肪组织和肝
⑤由于肌肉细胞中缺乏分解6-磷酸葡萄糖的磷酸酯酶,肌糖原不能直接分解成葡萄糖,必须先分解产生乳酸,经血液循环到肝脏,再在肝脏内转变为肝糖原或合成葡萄糖,因此葡萄糖能合成_____________________,但是只有_________可以转化为葡萄糖。
肝糖原和肌糖原
肝糖原
(一)血糖平衡的调节
1.血糖的来源和去路小结:
氧化分解
CO2+H2O+能量
分解
肝糖原
转化
甘油三酯、某些氨基酸
合成
肌糖原
肝糖原、
转化
脂肪等非糖物质
3.9-6.1mmol/L
消化、吸收
食物中糖类
⑥当长时间不进食时,血糖首先从肝糖原的分解得到补充,当肝糖原耗尽时,从________等非糖物质的转化得到补充。
⑦葡萄糖也可以转变为非糖物质,例如氨基酸,这里的氨基酸属于_______
_______________。
脂肪
非必需氨基酸
血糖的主要去向是__________________________________,发生的具体场所是_______________________。
被组织细胞摄取,氧化分解
细胞质基质、线粒体
机体是通过一些特定的激素来调节血糖的代谢速率的,其中最主要的是_____分泌的____________和________。
胰岛
胰高血糖素
胰岛素
2.参与血糖调节的激素
十二指肠
胰腺
散布着胰岛
胰岛A细胞
(分泌胰高血糖素)
胰岛B细胞
(分泌胰岛素)
(一)血糖平衡的调节
胰岛 B细胞
分泌
胰岛素
功能
加速细胞摄取、利用、储存葡萄糖;
抑制肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖;使血糖浓度恢复至正常水平。
胰岛A细胞
胰高血糖素
功能
主要作用于肝脏,
①促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液,②促进非糖物质转变成糖
分泌
13
资料1:对禁食24小时的小鼠(25g左右)腹腔注射2单位的胰岛素后小鼠会出现低血糖并发展为休克,遂将上述小鼠出现低血糖症状时立即腹腔注射1mL50%的葡萄糖溶液,可以观察其症状得到缓解和消失。
资料2:严重的低血糖会造成机体损伤以及暂时或持久的神经系统的损害,甚至可引起脑水肿和死亡。对血糖低于2.8mmoL/L的患者可以口服葡萄糖进行治疗,也可以皮下注射胰高血糖素进行治疗。
资料1、2分别说明什么?
胰岛素具有降低血糖的作用,胰高血糖素具有升高血糖的作用。
(一)血糖平衡的调节
活动1:分析下列资料,总结胰岛素和胰高血糖素的作用。
任务二:分析胰岛素和胰高血糖素的作用
胰岛B细胞分泌胰岛素的机理
血管
乙酰胆碱
乙酰胆碱受体
(1)胰岛素分泌的具体机制为:
①血糖浓度升高,葡萄糖进入胰岛B细胞→ATP含量升高→K+通道磷酸化→进而膜内K+浓度 →Ca²+通道打开,Ca²+内流,细胞膜内电位变化 →促进胰岛素以 的方式分泌到细胞外。
②血糖浓度升高,下丘脑某个区域兴奋,引起副交感神经末梢释放乙酰胆碱作用于胰岛B细胞膜上的 ,经过细胞内信号转导,促进Ca²+内流,促进细胞释放胰岛素。
任务一:结合图示,说明胰岛素产生、运输、作用于靶细胞的具体机制。
增加
由负变正
胞吐
乙酰胆碱受体
促进囊泡与细胞膜融合
任务一:结合图示,说明胰岛素产生、运输、作用于靶细胞的具体机制。
胰岛素降血糖的机理
(2)胰岛素通过 运输到全身,与靶细胞膜上的 结合,经过一系列的信号传导途径,一方面增加组织细胞对葡萄糖的 ,经过一系列酶的磷酸化,促进 、
和脂肪合成;另一方面含GLUT4蛋白的囊泡 ,进一步增加细胞对葡萄糖的摄取,发挥降血糖作用。
体液
胰岛素受体
氧化分解
蛋白质
糖原
往细胞膜上移动并与之融合
活动3:阅读教材P51,结合前面的分析,在血糖来源和去路模型图上用文字和箭头表示两种激素的作用途径。
任务二:分析胰岛素和胰高血糖素的作用
⑥转化
⑤合成
④氧化分解
分解
消化、吸收
转化
CO2+H2O+能量
②肝糖原
甘油三酯、某些氨基酸
肌糖原
肝糖原
③脂肪等非糖物质
3.9-6.1mmol/L
①食物中糖类
胰岛B细胞活动增强,分泌胰岛素
促进
抑制
降低
促进
升高
促进三个去向, 抑制两个来源
胰岛A细胞活动增强,分泌胰高血糖素
血糖平衡的调节,也就是调节血糖的来源和去处,使其处于平衡状态。
促进两个来源
思考:在血糖平衡调节的过程中只有胰岛素和胰高血糖素作用吗?会受神经系统的影响吗?
③血糖的平衡还受到___________的调节。例如,当血糖含量降低时,___________的某个区域兴奋,通过________使胰岛 A细胞分泌____________,使得血糖含量上升。另外,神经系统还通过控制_______
__________________的分泌活动来调节血糖含量。
相关信息:
①_______是唯一能够降低血糖浓度的激素;
② __________、__________、_____________等,通过________________或_____________________________,_______或_______地提高血糖浓度。
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
直接
间接
(一)血糖平衡的调节
神经系统
下丘脑
交感神经
胰高血糖素
甲状腺和肾上腺
2.构建血糖平衡神经——体液调节模型。(用文字和箭头表示)
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
血糖氧化分解
血糖合成糖原
血糖转变为甘油三酯
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
去
路
来
源
传入神经
交感神经
肾上腺(髓质)
肾上腺素
副交感神经
血糖高
血糖降低
趋于正常
神经-体液调节
(1)调节中枢:
下丘脑
(2)调节方式:
葡萄糖感受器
甲状腺和肾上腺皮质
传入神经
垂体
分泌
甲状腺激素和糖皮质激素
促进
(1)影响胰岛素分泌的因素
①高血糖。
②副交感神经的神经递质。
③胰高血糖素的促进作用。
(2)影响胰高血糖素分泌的因素
①低血糖。
②交感神经的神经递质。
③胰岛素的抑制作用。
总结:影响胰岛素分泌有哪些因素?
正常血糖水平
当血糖水平升高时
当血糖水平下降时
刺激胰岛B细胞分泌胰岛素
血糖水平恢复
葡萄糖
糖原、
甘油三酯
转化
刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素
葡萄糖
肝糖原
补充血糖
一、激素调节的实例
(一)血糖平衡的调节
(一)血糖平衡的调节
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
反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制,对于机体维持稳态具有
重要意义。
在一个系统中,__________________反过来又_______________________
这种调节方式叫做反馈调节。
系统本身工作的效果
作为信息调节该系统的工作
3. 反馈调节
传入神经
脊髓
传出神经
膀胱壁
逼尿肌
大脑皮层
尿液
体外
排出
尿道上的
感受器
刺激
膀胱壁的
感受器
刺激
尿液
+
反馈调节分为________和________两种。
正反馈
负反馈
正反馈:
实例:分娩、排尿排便、血液凝固、河流的重度污染
3. 反馈调节
加强并偏离静息水平
如: 排尿反射
静息水平
感受器
偏离
效应器
进一步偏离静息水平
(一)血糖平衡的调节
负反馈:
稳态的调节以及大多数激素属于负反馈,在生物体中更常见,如体温调节、血糖调节。
偏离后纠正回归到静息水平
实例:
胰岛素
分泌增加
促进
血糖含
量升高
促进
抑制
胰高血糖素
分泌增加
促进
抑制
血糖反馈调节过程
血糖含
量正常
血糖含
量降低
促进
静息水平
感受器
效应器
偏离
回归到
静息水平
3. 反馈调节
一、血糖平衡的调节
实战训练
【典例1】如图是血糖调节的部分过程图解,甲、乙表示器官,a、b表示相应激素。下列说法中正确的是( )
A.激素b是唯一能够升高血糖的激素
B.激素a能够促进过程①,抑制过程②
C.器官甲、乙的名称分别是胰岛、下丘脑
D.激素b的作用结果反过来会影响激素b的
分泌
D
【典例2】人体在饥饿和进食等不同状态下会发生不同的生理反应,进食可刺激小肠的K细胞分泌一种多肽(GIP),GIP可作用于胰岛细胞和脂肪细胞,引起血糖浓度降低,其作用机理如图所示(①-④代表细胞膜上的结构)。下列推断正确的是( )
实战训练
A.通过口服胰岛素可以治疗因结构②受损导致的糖尿病
B.与注射相比,口服葡萄糖会使体内胰岛素水平较低
C.GIP与①结合可能促进葡萄糖进入脂肪细胞转化为脂肪
D.图中①④均为细胞膜上的受体,①④的结构功能相同
C
总结
(1)调节中枢:
(2)调节方式:
(3)调节机制:
(4)升高血糖的激素:
(5)唯一降低血糖的激素:
下丘脑
神经—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)
拓展—糖尿病
①正常血糖浓度: 空腹血糖浓度3.9~6.1mmol/L
②低血糖: 空腹血糖浓度低于2.8mmol/L
早期症状: 出现饥饿、乏力、头晕等
治疗: 及时能吃一些含糖较多的食物,或是喝一杯浓糖水,就可以恢复正常
晚期症状: 严重可出现昏迷和死亡
治疗:只要及时从静脉输入葡萄糖溶液, 症状就会缓解
③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
长期血糖偏高会出现多种糖尿病并发症
低血糖和高血糖:
1.尿糖的原因
(1)一次性摄入的糖太多
(2)肾脏疾病,重吸收血糖能力下降,随尿排出。
(3)糖尿病
血糖浓度超出肾脏的重吸收能力,随尿排出。
出现________和_____,可导致多种器官的功能损害。
高血糖
尿糖
2.主要表现:
糖尿病
出现尿糖不一定是糖尿病,如果正常人一次性吃糖过多,肾小管来不及重吸收葡萄糖,就会出现尿糖,肾病也可以导致尿糖,但持续性的尿糖一般是糖尿病。
尿糖 = 糖尿病
资料:在人类历史上,糖尿病是人们最先认识的疾病之一。我国《黄帝内经》上描述糖尿病的症状“多饮而渴不止,多食而饥不止,多尿而膏浊不止”。
问题1:你能根据《黄帝内经》中的描述总结出糖尿病的症状及原理吗?
3.糖尿病症状:
“三多一少”(多尿、多饮、多食、体重减少)
糖尿病
葡萄糖随尿液排出
带走大量的水分,即“多尿”
导致机体供能不足
细胞外液渗透压升高
机体为满足能量需求
口渴
多饮
“多食”
机体消耗大量脂肪、蛋白质
“消瘦”
问题2:糖尿病发病的原因是什么?有什么危害?
糖尿病的病因及治疗、预防
4.人类的糖尿病分为1型和2型
葡萄糖
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
①1型糖尿病
胰岛B细胞受到破坏或免疫损伤导致的胰岛素绝对缺乏。通常在青少年时期发病。
②2型糖尿病
与遗传、环境、生活方式密切相关,比较常见。如: 胰岛素受体减少→细胞对胰岛素敏感度下降。(可能与细胞膜上胰岛素受体受损有关)
糖尿病
32
5.糖尿病的治疗
6.糖尿病的危害及预防
①较轻患者可通过控制饮食,配合降血糖药物进行治疗;
②较重患者(1型)可通过静脉注射胰岛素进行治疗。
③肥胖的重度患者:除上述治疗外,还需限制能量物质的摄入和加强锻炼。
①危害:可能会引起多种并发症
②预防:注意控制饮食,多运动
糖尿病
通过注射胰岛素可以有效治疗因细胞膜上胰岛素受体受损而引发的糖尿病吗?
不能,因为这种糖尿病患者体内并不缺乏胰岛素,而是由于胰岛素的受体受损使胰岛素不能正常发挥功能所致。
【典例3】人类糖尿病的发病机理十分复杂,下图是1型、2型两种糖尿病部分发病机理示意图,下列说法不正确的是( )
C
A.①为葡萄糖载体,影响其作用的因素包括胰岛素、胰岛素受体等
B.②为胰岛素,与其合成及分泌有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
C.因某抗原的结构与胰岛B细胞的某种膜蛋白相似,引发的自身免疫病属于2型糖尿病
D.1型糖尿病病人由胰岛素分泌不足引起,可注射胰岛素进行治疗
实战训练
【典例4】下图表示人进食后血液中胰岛素和胰高血糖素相对含量的变化,其中两条曲线表示健康人两种激素相对含量的变化趋势,另一条曲线表示糖尿病患者胰岛素相对含量的变化趋势。下列有关叙述错误的是( )
A.曲线b表示糖尿病患者血液中胰岛素相对含量的变化趋势
B.在曲线c上升时,人体下丘脑还可以通过有关神经的作用,促进肾上腺素的分泌
C.曲线a表示的激素是人体内唯一能降低血糖浓度的激素
D.人体通过曲线a、c所表示的激素的协同作用,可使血糖浓度维持在相对稳定的水平上
物质的相对含量
0
进食时间
时间
a
b
c
健康人胰岛素
患者胰岛素
健康人胰高血糖唐肃素
实战训练
D
A.曲线ab段,人体内的胰岛A细胞分泌的胰高血糖素会增多
B.引起曲线bc段变化的主要途径有血糖转化为非糖物质、合成糖原等
C.曲线ef段,人体内的肝糖原和肌糖原会直接分解为葡萄糖以补充血糖
D.曲线fg段的变化情况是人体内胰岛素和胰高血糖素协同作用的结果
1.人在不同状态下,其血糖浓度会有所变化。如图表示在不同“模拟活动时段”中人体的血糖浓度变化情况。据图分析,以下说法正确的是( )
B
(1)激素:a______________ b__________ c___________
(2)分泌部位:甲___________ 乙__________
(3)神经:①___________ ②___________
(4)在图示过程中,ab作用效应________,ac具有_____作用
(5)血糖调节的方式为______________,以___________为主
(6)在神经调节中,内分泌腺属于_________________
胰高血糖素
胰岛素
肾上腺素
胰岛B细胞
胰岛A细胞
副交感神经
交感神经
相抗衡
协同
神经-体液调节
体液调节
效应器的一部分
下丘脑某一区域
下丘脑另一区域
血糖平衡调节曲线模式图解读
图1表示正常人和糖尿病患者的胰岛素浓度变化曲线,则 为正常人,
为糖尿病患者。判断依据是 。
图2表示正常人和血糖异常患者的血糖浓度变化曲线,则 为正常人,
为高血糖或糖尿病患者, 为低血糖患者。
a
b
c
A的胰岛素含量多,且波动幅度大
A
B
图3
图2
38
血糖平衡调节曲线模式图解读
图3为正常人饭后血糖、胰岛素、胰高血糖素三者间的变化关系,则 a代表 ,b代表 ,c代表 。
图3
血糖
胰岛素
胰高血糖素
血糖含量变化引起胰岛素、胰高血糖素含量的变化,因此胰岛素、胰高血糖素含量的变化稍晚于血糖含量的变化。
图2
39
练习与应用
一、概念检测
1.以下关于胰岛素、甲状腺激素作用特点的叙述,错误的是 ( )
A.需借助体液运输B.发挥作用后立即失活
C.在代谢时发挥催化作用D.作用于特定的细胞、器官
2.机体内各种激素彼此关联,相互影响,共同参与调节同一生理功能。下列对激素间相互关系的描述,正确的是 ( )
A.胰岛素与胰高血糖素都对血糖的稳定起作用,二者为协同关系
B.胰岛素可降低血糖,肾上腺素可使血糖升高,二者作用相抗衡
C.雌激素和雄激素都抑制垂体分泌促性腺激素,二者为协同关系
D.生长激素可促进生长,甲状腺激素可促进发育,二者作用相抗衡
C
B
40
3. 如图为早餐后(13点之前未再进食)血糖含量变化,按段分析血糖含量变化具体原因(说明血糖来源或去向,以及相关激素作用)
B
C
D
胰岛素
胰高血糖素
肝糖原分解脂肪等物质转化
食物中糖
消化吸收
被组织细胞摄取、合成肝糖原、肌糖原
早餐后随食物中的淀粉等糖类物质消化吸收进入血液,血糖浓度升高。血糖浓度升高到一定程度时,刺激胰岛B细胞增强对胰岛素的分泌,胰岛素水平上升,促进血糖利用和转变成糖原等物质,血糖浓度下降。随血糖浓度降低,胰岛A细胞活动增强,胰高血糖素分泌增加,促进肝糖原分解和其他物质转变成葡萄糖进入血液,使血糖浓度恢复到正常水平。
练习与应用
B
C
D
构建餐后血糖来源与去向的数学模型
分析曲线变化的具体原因:
AB段血糖升高的原因: 。
BC段血糖降低的原因:
血糖升高,刺激 细胞分泌 ,促进组织细胞 、 、 葡萄糖,从而降低血糖。
CD段血糖升高的原因:
血糖降低,刺激 细胞分泌 ,促进 ,从而升高血糖。
餐后,食物中的糖类消化
吸收进入血液
胰岛B
胰岛素
摄取
利用
储存
胰岛A
胰高血糖素
肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖
胰高血糖素
胰岛素
42
练习与应用
二、拓展应用
1.甲状腺癌患者切除甲状腺后,其下丘脑分泌的TRH还有作用吗?其垂体分泌的TSH呢?为什么这样的患者要终生服用甲状腺激素类药物?
【答案】还有作用,因为TRH的靶器官是垂体,而不是甲状腺;因失去了甲状腺激素对垂体分泌TSH的抑制作用,TSH水平会升高;甲状腺激素对机体代谢和生长发育等具有重要的调节作用,故切除甲状腺后需要终生服用甲状腺激素类药物。
2.假设你是一位工程师,要为胰岛素分泌不足的糖尿病患者设计一个随身携带的“人工胰岛” (已有这类产品),写出你的设计思想,指出需要解决的主要问题。
一、激素调节的实例
实例二:
甲状腺激素分泌的分级调节
长津湖之水门桥冰雕连
当伟大的志愿军战士在皑皑白雪中战斗时,他们的机体为了抵御寒冷作了哪些反应?这些反应是通过怎样的调节机制实现的?
一、激素调节的实例
情景:当你在寒风中瑟瑟发抖时,你体内几乎所有细胞都被动员起来,共同抵御寒冷。起动员作用的是谁?
激素
神经调节
体液调节
神经冲动
甲状腺分泌的甲状腺激素起重要作用。甲状腺激素随血液运到全身,几乎作用于体内所有细胞。提高细胞代谢的速率,使机体产生更多的热量。
实例二:
甲状腺激素分泌的分级调节
那么,甲状腺激素的分泌是如何调节的呢?
(二)甲状腺激素分泌的分级调节
思考·讨论:分析甲状腺激素分泌的调节
组别 实验处理 实验结果
甲状腺的形态 甲状腺激素分泌量
1 空白对照 正常 正常
2 摘除大鼠的垂体
3 摘除大鼠的垂体后注射垂体的提取物
萎缩
显著减少
部分恢复大小
部分恢复
1.在甲状腺激素的分泌中,垂体和甲状腺之间有何关系?
结论1:实验结论:垂体中的某些物质可维持甲状腺的形状,促进甲状腺分泌甲状腺激素
垂体
甲状腺
TSH
(分泌甲状腺激素)
(+)
组别 实验处理 实验结果
(血液中TSH的水平)
1 空白对照 正常
2 向动物静脉注射下丘脑分泌的TRH
3 损毁动物下丘脑中分泌TRH的区域
4
明显升高
明显降低
向动物垂体注射微量的甲状腺激素
明显降低
思考·讨论:分析甲状腺激素分泌的调节
2.分析1、2、3组得出的实验结论是什么?
结论2:下丘脑分泌的TRH可以促进垂体分泌TSH。
结论3:甲状腺激素可以抑制垂体分泌TSH
3.分析1、4组得出的实验结论是什么?
注意 TRH:促甲状腺激素释放激素
TSH:促甲状腺激素
TH:甲状腺激素
垂体
甲状腺
TSH
下丘脑
TRH
(分泌甲状腺激素)
(+)
(+)
(-)
临床现象:甲状腺机能亢进时,血液中甲状腺激素水平升高,TSH水平降低;甲状腺功能减退时,血液中甲状腺激素水平下降,TSH的水平升高。
进一步说明甲状腺激素能够降低TSH的分泌。
对TRH的分泌?
(二)甲状腺激素分泌的分级调节
资料:科学家发现向该动物注射TSH,会使下丘脑的TRH分泌减少。基于对甲状腺激素分泌分级调节的认识,对此现象的解释有两种观点:
①TSH直接对下丘脑进行反馈调节
②TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素,甲状腺激素对下丘脑进行反馈调节。
思考·讨论:分析甲状腺激素分泌的调节(实验拓展)
垂体
甲状腺
TSH
下丘脑
TRH
(分泌甲状腺激素)
(+)
(+)
(-)
(-)
①
(-)
②
请设计一实验,验证以上观点。
实验材料:生长发育正常的小鼠、甲状腺激素。
(二)甲状腺激素分泌的分级调节
实验方法:
思考·讨论:分析甲状腺激素分泌的调节(实验拓展)
分为甲、乙两组,分别测定它们的基础TRH分泌量。
甲组:摘除垂体,适量注射甲状腺激素,测定TRH分泌量。
乙组:摘除甲状腺,适量注射TSH,测定TRH分泌量。
垂体
甲状腺
TSH
下丘脑
TRH
(分泌甲状腺激素)
(+)
(+)
(-)
(-)
(-)
①
②
假说一成立:TSH直接对下丘脑进行反馈调节
实验预期:
假说二成立:TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素,甲状腺激素对下丘脑进行反馈调节。
实验预期:
假说一二都成立:
实验预期:
乙组TRH分泌量减少,甲组不减少。
甲组TRH分泌量减少,乙组不减少。
甲、乙组TRH分泌量减少。
(二)甲状腺激素分泌的分级调节
思考:TSH能通过负反馈作用抑制下丘脑分泌TRH吗?为什么?
不能;因为下丘脑上没有TSH的受体
下丘脑
TRH
分泌
垂体
促进
TSH
分泌
甲状腺
促进
甲状腺激素
分泌
抑制
抑制
练习:下丘脑和垂体也是甲状腺激素的靶器官( )
√
思考·讨论
1.分析甲状腺激素分泌的调节
(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,可促进垂体分泌TSH。垂体分泌的TSH可影响甲状腺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:
通过分级调节和反馈调节
血液中TH水平升高时,会反馈抑制TSH和TRH的分泌,降低TH水平恢复到正常水平。
(2)正常情况下,血液中甲状腺激素水平总维持在一定范围内,如何实现?
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
靶 腺 体
甲状腺激素
性激素
醛固酮、
皮质醇等
(1)概念:
2.分级调节
下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的分层调控。
(2)意义:
可以放大激素的调节效应,形成多级反馈,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
(二)甲状腺激素分泌的分级调节
注:当促激素释放激素、促激素异常增多时,
内分泌腺被持续刺激而肿大;
反之,内分泌腺长期得不到刺激而萎缩。
下丘脑-垂体-甲状腺轴
下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴
下丘脑-垂体-性腺轴
(3)类型:
缺碘
不足
减弱
减弱
增多
增多
下丘脑
垂 体
促甲状腺激素释放激素TRH
促甲状腺激素TSH
甲状腺
甲状腺激素
(-)
(+)
(+)
(-)
甲状腺增生而肿大
持续刺激
垂体分泌的TSH可以维持甲状腺的形态结构,促进甲状腺分泌甲状腺激素。
请你从激素调节的角度分析地方性甲状腺肿形成的原因。
实例分析:地方性甲状腺肿,简称地甲病或地甲肿,是地方性流行病的甲状腺肿。病因是膳食碘缺乏。 引起甲状腺代偿性增生肿大,退行性病变。(提示:碘是合成甲状腺激素的必要元素)
【拓展】甲亢
在甲亢患者体内,产生了一种叫做刺激甲状腺免疫球蛋白(TSI)的物质,其化学结构与TSH相似,能与TSH竞争甲状腺细胞膜上的受体,刺激甲状腺细胞持续分泌甲状腺激素。
由于甲状腺激素的反馈作用,抑制TRH和TSH的分泌,使患者体内的TSH浓度降低,但是没有消除TSI对甲状腺细胞的刺激作用,因而导致患者体内的甲状腺激素总是处于较高水平。
正常状态
异常状态
现学现用:识图——该图表示的为下丘脑-垂体-甲状腺轴
①_______________
②_______________
③_______________
④_______________
⑤_______________
⑥_______________
⑦_______________
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
(负)反馈调节
下丘脑
现学现用:识图—①②③表示激素,abc表示腺体
①_______________
②_______________
③_______________
a________________
b________________
c________________
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,再顺着下丘脑-垂体-甲状腺轴反推回去
现学现用:
1.①②⑤表示甲状腺激素分泌的_____调节;
③④表示甲状腺激素分泌的_____调节;
2.如果把图中甲状腺换成胰岛,该图还成立吗?为什么?
______________________________________
3.若体内缺碘,血液中b的含量会______,为什么?
_______________________________________________
_______________________________________________
分级
反馈
不成立,因为胰岛分泌相应激素不受垂体控制
升高
碘是甲状腺激素的合成原料,缺碘导致甲状腺激素合成不足,负反馈调节作用减弱,b分泌增多
1.使用健康的小白鼠和甲、乙两类甲状腺激素水平低下的小白鼠(下丘脑或垂体受损导致)开展的实验如表所示,据该实验不能得出的结论是( )
实验对象 实验处理 测量TSH浓度(单位量)
注射前 注射后
健康小白鼠 注射一定量的TRH 9 30
甲 2 29
乙 1 2
A.TRH和TSH分别是由下丘脑和垂体分泌的激素
B.TRH分泌增多能够促进靶器官垂体分泌更多的TSH
C.TSH反作用于靶器官下丘脑,从而抑制TRH的分泌
D.甲、乙受损的结构分别是下丘脑、垂体
C
实战训练
2.肾上腺皮质分泌的糖皮质激素(GC)能提高心肌细胞肾上腺素受体的表达水平。体内GC的分泌过程存在负反馈调节。作为药物服用时,血浆中高浓度的GC能抑制淋巴细胞的增殖、分化。下列推断正确的是( )
A.GC分泌增加不利于提高人体的应激能力
B.GC作为药物长期服用可导致肾上腺皮质萎缩
C.促肾上腺皮质激素释放激素可直接促进GC的分泌
D.下丘脑调节GC和调节胰高血糖素分泌的机理相同
B
1.通过体液进行运输
内分泌腺没有导管,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。
二、激素调节的特点
思考:
(1)临床上为什么通过抽取血样来检测内分泌系统中激素的水平?
(2)激素能定向运输吗?
内分泌腺没有导管,内分泌细胞产生的激素弥散到体液中,随血液流到全身,传递各种信息。因此,临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统中激素的水平。
不能;内分泌细胞产生的激素会弥散到体液中,随血液流到全身,因此激素不能定向运输。
61
不一定;激素只能作用于靶器官或靶细胞。
二、激素调节的特点
2.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。
激素只能作用于靶器官靶细胞的直接原因?
激素只能作用于靶器官靶细胞的根本原因?
只有靶细胞膜上或膜内有与相应激素特异性结合的受体;
相应激素结合的受体的基因,只在靶细胞内选择性表达。
(3)激素运输到全身各处,是不是对所有细胞都能起作用?
蛋白质或多肽类激素不容易穿过细胞膜,其受体在靶细胞的细胞膜上。
甲状腺激素和固醇类激素(性激素)很容易穿过细胞膜,其信号受体在细胞质或细胞核中。
几种常见激素的产生部位和作用靶细胞
激素名称 产生部位 靶细胞(受体)
促……激素释放激素
促甲状腺激素
促性腺激素
促肾上腺皮质激素
生长激素
甲状腺激素
胰岛素
胰高血糖素
下丘脑
垂体
垂体
甲状腺
胰岛B细胞
胰岛A细胞
垂体
甲状腺
性腺
肾上腺皮质
全身各细胞
全身各细胞
全身各细胞
主要是肝细胞
3.作为信使传递信息
二、激素调节的特点
①激素犹如信使,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。
②激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了,因此,体内需要源源不断产生激素,以维持激素含量的动态平衡。
分析下列资料,理解激素调节的特点:
资料1:美国学者E.C.Kendall 从3t 新鲜的动物甲状腺中才提取出0.23g的甲状腺激素。
资料2:30万头羊脑只能提取生长激素1g。
资料3:在人体血液中甲状腺激素的含量只有3×10-5—1.4×10-4mg/mL,而1mg甲状腺激素可使人体产热增加4200kJ。
资料4:正常人每100毫升血液中生长激素的含量还不到1微克。如果该激素分泌稍微多一点,可使生长发育期的青少年成为巨人症的受害者。
正常生理状态下,血液中的激素浓度都很低,一般为10-12~10-9 mol/L。但其作用效果极其显著。激素是人和动物体内微量、高效的生物活性物质。 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,这也是临床上常常通过测定血液中激素含量来检测疾病的原因。
4.微量和高效
二、激素调节的特点
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
起催化作用
靶细胞原有的生理活动
激素是调节生命活动的信息分子!
激素并不直接参与细胞内的代谢活动。
二、激素调节的特点
通过体液运输
作用于靶器官、靶细胞
作为信使传递信息
微量和高效
01
04
03
02
激素调节特点
1.协同作用:不同激素对同一生理效应起增强效应的作用。
2.抗衡作用:不同激素对同一生理效应发挥相反的作用。
协同作用
生长激素
甲状腺激素
肾上腺素
调节生长发育
增加产热
升高血糖
抗衡作用
胰高血糖素
胰岛素
升高血糖
降低血糖
胰高血糖素
糖皮质激素
三、激素之间的关系
课堂小结
项目 动物激素 酶 神经递质
化学本质
产生部位
作用
作用部位
作用后去向
比较激素、酶、神经递质
蛋白质类或多肽类、氨基酸衍生物类、
固醇类
蛋白质或RNA
主要是小分子化合物
内分泌腺(或细胞)
活细胞
神经元
调节
催化
使突触后膜产生兴奋或抑制
靶细胞、靶器官
失活
细胞内外
数量和性质不变
突触后膜
被分解或被回收
共同点
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
【拓展】激素类药物的应用
糖尿病患者可通过按时注射胰岛素来治疗
临床上,常用糖皮质激素类药物治疗过敏性鼻炎
给雌雄鱼注射促性腺激素类药物,促使亲鱼的卵子和精子成熟
给猪饲喂激素类药物,以提高猪的瘦肉率
在桑叶上喷洒保幼激素类似物,使蚕的绢丝腺更饱满,吐更多的丝
一些工业废弃物、杀虫剂、除草剂等,在分解过程中产生于性激素分子结构类似的产物,称为环境激素或内分泌干扰物,可能对人和动物的内分泌功能产生不良影响
………………P56
1、下列有关糖代谢及其调节的叙述,错误的是( )
A.胰岛素促进④⑤⑥⑦等过程
B.过程①⑤分别是血糖的主要来源和去路
C.胰岛A细胞分泌的激素促进②③过程
D.②过程可发生在肌肉、肝脏细胞中
2、右图为某人餐后血液中血糖含量的变化曲线,下列叙述正确的是( )
A.该曲线可反映正常人血糖含量的变化
B.AB段上升的原因是胰高血糖素分泌量逐渐增加
C.BC段下降的原因是胰岛A细胞活动加强
D.CD段逐渐上升主要是由于肝糖原和肌糖原的分
解补充
D
A
3、下图表示甲状腺活动调节的示意图。对这一调节的叙述,错误的是( )
A.甲与乙结构分别表示下丘脑和垂体
B.a与b物质分别表示促甲状腺激素释
放激素和促甲状腺激素
C.乙结构的活动只受甲结构释放激素
的调节
D.血液中的甲状腺激素含量起着反馈调节的作用
4、肾上腺糖皮质激素是一种可以升高血糖浓度的激素,当人体受到刺激后体内会发生如下图所示的过程,相关叙述不正确的是( )
A.肾上腺糖皮质激素与胰高血糖素具有协同作用
B.刺激引起肾上腺糖皮质激素分泌是神经—体液
调节
C.下丘脑中有神经递质和肾上腺糖皮质激素的受体
D.肾上腺糖皮质激素可以促进肌糖原分解和非糖物质转化
C
D
5、下列关于人体激素及其调节的叙述,不正确的是( )
A.激素是信息分子,成分都是有机物
B.激素直接参与细胞内的许多代谢活动
C.激素只作用于相应的靶器官、靶细胞
D.神经系统的某些结构也可以释放激素
6、下列有关人体内激素的叙述,正确的是( )
A.运动时,肾上腺素水平升高,可使心率加快,说明激素是高能化合物
B.饥饿时,胰高血糖素水平升高,促进糖原分解,说明激素具有酶的催化活性
C.进食后,胰岛素水平升高,其既可加速糖原合成,也可作为细胞的结构组分
D.青春期,性激素水平升高,随体液到达靶细胞,与受体结合可促进机体发育
B
D
Lavf58.33.100
$$