内容正文:
人体每天都要从饮食中获取水和各种无机盐,同时又要通过多种途径排出一定的水和无机盐。一般情况,人体摄入和排出的水和无机盐是保持平衡的。那么这一平衡,身体内是如何实现的呢?
血糖平衡:来源≈去路
体温稳定:产热量≈散热量
水盐平衡:摄入量 ≈ 排出量
第3节 体液调节与神经调节的关系
(第二课时)
摄入的水量/mL 排出的水量/mL
来自饮水 1200 由肾排出(尿液) 1500
来自食物 1000 由皮肤排出(汗液) 500
来自代谢 300 由肺排出(呼吸) 400
- 由大肠排出(粪便) 100
共计 2500 共计 2500
正常成人一天(24h)水的摄入量和排出量
*注:这是指一个体重为70kg的成年人在25℃、活动量不大、以及中等饮食的情况下
主要来源
主要去向
二、体液调节和神经调节的协调
实例2:水和无机盐平衡的调节
摄
入
量
≈
排
出
量
来源
去路
Na+的主要来源是食盐,几乎全部由小肠吸收
因此,水平衡调节和盐平衡调节通常称为渗透压调节,主要是通过肾完成的。
肾脏
尿液(主要途径)
皮肤
汗液
大肠
粪便
Na+的来源和去路
K+在维持细胞内液的渗透压上起决定性作用,还能维持心肌舒张,保持心肌正常兴奋,蔬菜和水果中富含K+,只要保持合理膳食,就能满足机体需要。
肾小囊
集合管
肾小管
肾小球
肾(超100万个肾单位)
肾小球
肾小囊
肾小管
入球小动脉
出球小动脉
肾小球
肾小囊
肾小管
水
无机盐
葡萄糖
尿素
尿酸
大部分水
部分无机盐
全部的葡萄糖
尿液
膀胱
【补充】尿液的形成过程
肾小球
肾小囊
肾小管
入球小动脉
出球小动脉
①
②
尿液
原尿
①肾小球过滤
②肾小管和集合管的重吸收
滤过作用
重吸收
血 液
肾小球的滤过作用
原 尿
肾小管、集合管
重吸收作用
99%的水、
全部葡萄糖
部分无机盐
尿液
(150升/天)
(1.5升/天)
水、无机盐、尿素、尿酸等代谢废物
水、无机盐、葡萄糖、尿素,不含血细胞、不含大分子蛋白质
肾小球
肾小囊
饮水不足、吃的食物过咸
细胞外液渗透压升高
下丘脑(渗透压感受器)
大脑皮层
垂体
产生渴觉
主动饮水
抗利尿激素
肾小管、集
合管重吸收水
尿量减少
细胞外液渗透压
下降
细胞外液渗透压
下降
(-)
(+)
刺激
(-)
该过程既有神经调节又有体液调节。因此调节方式为神经—体液调节
水平衡的调节
1、饮水不足、吃的食物过咸
神经调节
体液调节
肾小管、集合管重吸收水减少
细胞外液渗透压下降
下丘脑(渗透压感受器)
刺激
垂体
抗利尿激素
(+)
细胞外液渗透压
上升
(-)
尿量增加
2、饮水过多,盐分丢失过多
饮水过多,盐分丢失过多时
注意:
抗利尿激素由下丘脑合成和分泌,由垂体后叶释放
释放
水平衡的调节
神经分泌细胞
下丘脑
垂体后叶
抗利尿激素
毛细血管
大量丢失水分使细胞外液量
减少以及血钠含量降低
细胞外液渗透压降低
肾上腺皮质
分泌醛固酮
维持血钠含量的平衡
肾小管和集合管对Na+的重吸收
+
血钠含量升高时
-
3、大量丢失水分、血钠含量降低
水和无机盐的平衡,是在神经调节和激素调节
的共同作用下,通过调节尿量
和尿的成分实现的。
-
+
-
盐平衡的调节
血Na+含
量降低
细胞外液渗透压降低
肾上腺皮质
醛固酮
(+)
下丘脑渗透压感受器
垂体后叶
释放
肾小管、集合管重吸收水
尿 量
细胞外液渗透压升高
大脑皮层
产生渴觉
主动饮水
(+)
课堂总结:
饮
水不 足
、失水过多
、食物过咸
(+)
(+)
分泌
(-)
(+)
饮
水
过多
、盐分丢失过多
细胞外液渗透压降低
抗利尿激素
(-)
(-)
(-)
(-)
(-)
默写
血钠含量
升高时
-
-
-
血Na+平衡
-
注意:抗利尿激素由下丘脑合成、分泌,由垂体后叶释放
肾小管、集合管重吸收Na+
水和无机盐的平衡,对于维持人体的稳态起着非常重要的作用,是人体各种生命活动正常进行的必要条件。
人剧烈运动、在高温条件下工作或患某些疾病(如剧烈呕吐、严重腹泻)时
丢失大量的水和无机盐(主要是钠盐)
机体细胞外液渗透压下降
血压下降、心率加快、四肢发冷,严重的甚至昏迷
补充生理盐水
症状缓解
三、水和无机盐平衡的调节的意义
如果排除的尿量过少,代谢废物不能及时随尿液排出体外,就会引起中毒而损坏健康,因此,人每天都要保证一定量的饮水。
上述资料说明两者之间存在怎样的关系呢?
人在恐惧、剧痛、失血等紧急情况下,肾上腺素的分泌增多,表现出警觉性提高、反应灵敏、物质代谢加快、呼吸频率提高、心率加快等应激反应
资料2:
资料1:
幼年时缺乏甲状腺激素
影响
脑的发育
成年时甲状腺激素分泌不足
神经系统的兴奋性降低
头晕、反应迟钝、记忆力减退等症状
(1)一方面,不少内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节,在这种情况下,体液调节可以看作是神经调节的一个环节。
(2)另一方面,内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。
三、体液调节与神经调节的联系
体液调节与神经调节的比较
神经体液调节的关系
体液调节与神经调节的协调
联系:
部分内分泌本身直接或间接地受到中枢神经系统的调节
内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能
作用途径、作用范围、反应速率、作用时间
实例1:体温的调节
实例2:水和无机盐平衡的调节
人体热量的来源与散出
体温调节的过程
体温调节中枢
相关激素
水平衡
盐平衡
水盐平衡
课堂小结
1.作为感受器:下丘脑中的渗透压感受器可感受内环境中渗透压的改变,维持水分代谢平衡。(感受刺激、产生兴奋)
拓展总结:下丘脑具有感受、传导、分泌、调节四大功能
2.传导功能:下丘脑可将渗透压感受器产生的兴奋传至大脑皮层,使人产生渴觉。(传导兴奋)
3.作为效应器的分泌功能:在水盐平衡调节中下丘脑既是感受器和神经中枢,又是效应器(分泌抗利尿激素),在体温调节中,下丘脑既是神经中枢,又是效应器(分泌促甲状腺激素释放激素)。
4.作为神经中枢对生命活动进行调节:下丘脑中有体温、血糖、水盐平衡(渗透压)调节中枢等。
④调节中枢
体温调节中枢、血糖调节中枢、水盐平衡的调节中枢
渗透压感受器
①作为感受器(感受刺激)
传导兴奋至大脑皮层使之产生渴觉
②传导兴奋(至大脑皮层)
合成并分泌抗利尿激素
③分泌功能(作为效应器)
归纳总结 ——下丘脑的功能
下丘脑的功能:
世卫组织声明:“每天饮用超过4L水可能会‘水中毒’,导致大脑功能受损甚至死亡”。而马拉松运动后大量饮用淡水也会导致“水中毒”。
“水中毒”是指机体水的摄入量超过了排水量,以致于水分在体内潴留,打破了水电解质平衡,引起血浆渗透压下降和循环血量增多。过多的水会稀释人体内的Na+浓度,所以在医学上又称为稀释性低血钠。
番外篇之一:水中毒
水本身无毒,为什么水喝多了会“中毒”
很多年轻人每天可乐、果味饮料不离手,用饮料代水,不但起不到给身体补水的作用,还会降低食欲,影响消化和吸收。
正确做法:
如果一定要喝饮料,也要根据自身体质,适当改善。便秘的人可喝点蜂蜜水或果蔬汁;胃寒的人可喝点红茶、姜糖水。
番外篇之二:饮料代水
类型一:
下丘脑→垂体→靶腺体→激素甲
如甲状腺激素、性激素和肾上腺皮质激素,存在明显的分级调节和反馈调节。
类型二:
下丘脑合成→垂体释放→激素乙
如抗利尿激素
激素分泌调节的类型
类型三:
自主神经系统→内分泌腺→激素丙
如胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素;这三种激素参与的为神经-体液调节。
类型四:
直接感受内环境中某种理化因子的变化,并作出相应反应。
如胰岛细胞能直接感受血糖浓度的变化
激素分泌调节的类型
2.人体在剧烈运动、大量出汗后,因口渴而大量饮水。关于此间发生的内环境变化及调节过程,下列推断正确的是( )
(1)在寒冷的环境中,人体产热大于散热,使体温得以稳定。( )
(2)神经调节和体液调节是两个独立的调节系统。( )
(3)人体中的体液调节以激素调节为主。( )
练习与应用
A.饮水后血浆渗透压下降、渗透压感受器抑制、抗利尿激素增加
B.出汗时体温增高、冷觉感受器抑制、促甲状腺激素释放激素减少
C.口渴时血浆渗透压增高、抗利尿激素含量增加、皮层渴觉中枢兴奋
D.出汗后体温下降、热觉感受器兴奋、促甲状腺激素释放激素增加
C
×
×
√
1.神经调节和体液调节对于机体稳态的维持具有重要作用。判断下列相关表述是否正确。
练习与应用
1.有人说“春捂秋冻”有益健康;也有人讲“知冷知热”不会生病。哪一种说法更有道理呢?
2.人在恐惧、剧痛、失血等紧急情况下, 肾上腺素的分泌增多,人表现出警觉性提高、反应灵敏、物质代谢加快、呼吸频率提高和心率加速等应激反应。请分析在这个例子中,神经调节和体液调节之间的联系,并解释这些应激反应的意义。
均有一定道理。“春捂秋冻”有利于提高机体的调节能力,利于提升防寒能力。
“知冷知热”不会生病,大意是说,人应该注意环境的冷暖变化,及时增减衣物,可预防生病。人体调节体温的能力是有限的,注意环境冷热变化,防寒避暑,有利于预防疾病。
人体在恐惧、剧痛、失血等内外刺激下,支配内脏的交感神经活动占据优势,交感神经一方面使心跳加快,呼吸频率提高,另一方面促进相关内分腺活动,使肾上腺素等相关激素水平上升,激素调节相关内脏器官活动加强,物质代谢加快,警觉性等应激反应提高,适应能力增强。在这一系列调节中,既有神经调节,又有体液调节,两种调节相互协调配合,大大提高机体应激反应能力。
练习与应用
3.洄游鱼类在从海水环境中移动到淡水中时(如俗称大麻哈鱼的鲑类产卵洄游)面临什么样的水盐平衡问题? 请查找资料, 看看它们是如何解决这一问题的。
洄游鱼类从海水环境中移动到淡水中时面临的最重要的问题就是环境中的盐浓度发生剧烈变化,这会导致鱼的内、外环境的渗透压发生变化。河游鱼类通过各种系统的配合,调节水和盐的摄入或排出,实现水盐平衡。例如,大麻哈鱼等洄游鱼类从海水进入淡水后,它们会减少或停止饮水,减少离子的吸收和排出;通过分泌激素使肾小球滤过率增大,并减少肾小管对水的吸收,加强吸盐能力;肾上腺素等激素的分泌也明显增加,经鳃排出的Na+和Cl-减少,并利用离子主动转运系统,从低渗环境中吸收Na+和Cl-,从而维持体内较高的渗透压。
【旁栏思考题】有人说,不要等渴了再喝水,你觉得这句话有道理吗? p61
有道理。从水盐平衡调节示意图可以看出,当人意识到渴了,说明机体细胞渗透压已经升高,机体已经在调动心脏、肾等器官以及泌尿系统、循环系统等调节渗透压;
渗透压升高会引起一系列问题,如血液粘稠度增高、血压升高、酸中毒等。长期如此,会对机体健康造成影响。
某同学为减少上厕所的次数而很少喝水,你认为这种做法好吗?为什么?
✸人体每昼夜有35~50g的代谢废物必须随尿液排出,而溶解这些代谢废物的最低尿量应在500mL以上。
如果排出的尿量过少,代谢废物不能及时随尿液排出体外,水的平衡遭到破坏,就会引起中毒而损害健康。因此人每天都要保证一定量的饮水。
不好;人体每昼夜有35~50g的代谢废物必须随500mL以上尿液排出体外。如果排出的尿量过少,代谢废物不能及时随尿液排出体外,就会引起中毒而损害健康。因此人每天都要保证一定量的饮水;同时,水的排出途径还有皮肤和肺,如果不喝水,即使很少排出尿液,也可能会破坏机体的水盐平衡。
1、有人说:“一个人一天内不吃饭、不喝水,但只要没有大、小便,
就可以维持体内水和无机盐的平衡。”这种说法对吗?为什么? p61
这种说法是不对的,不吃饭会使机体营养摄入不足,不喝水会导致机体细胞外液渗透压失衡。
大便和小便是人体排出代谢废物的重要途径,如果这些废物不能及时排出体外,会引起中毒或其他病症,损害健康。
水和无机盐的平衡是机体通过各个器官、系统的协调配合完成的,不仅仅是摄入和排出的平衡,不能靠禁食、禁水和减少排便来保持。
2、有的人喜欢吃清淡的食物,炒菜时放盐极少。如果长期这样下去,
对他的健康可能会有什么影响? p62
食盐的主要成分是NaCl。 Na+是维持细胞外液渗透压的重要成分之一,是人体健康不可或缺的重要物质。
长期食盐摄入不足,会导致细胞外液渗透压降低,影响细胞内外渗透压的平衡。
复习与提高
1.对于高热不退的病人,可以采用一些辅助来降低体温。下列措施不恰当的是( )
A.适当撤减衣服
B.加盖棉被,增加排汗量
C.用酒精棉球擦拭四肢等部位
D.在额头上敷用冷水浸泡过的毛巾
2.下图表示某雄性哺乳动物雄激素(睾酮)产生的调节过程,a~e表示有关生理活动过程。下列相关叙述,不正确的是( )
A.睾酮由睾丸产生,与下丘脑和垂体无关
B.图中各激素只作用于有相关受体的细胞
C.a、b、c过程体现了睾酮分泌的分级调节
D.d和e过程体现了激素分泌的负反馈调节
B
A
复习与提高
3.X和Y是两种激素。X刺激Y的分泌,Y能够抑制分泌X的细胞的分泌活性。如果Y的水平下降,那么接下来立即发生的是( )
A.x的分泌减少 B.X的分泌增多 C.Y的分泌停止 D.X的分泌停止
1.当你突然遇到一只大狗或一条蛇时,会感到毛骨悚然,甚至打寒颤、出冷汗。在上述过程中,自主神经系统中起主要作用的是 ,它使你的呼吸变得 ,心脏跳动 ,支气管 。同时,你消化系统的各项功能 ,肝细胞中 转化为葡萄糖加剧。因为皮肤毛细血管 ,所以你吓得脸色苍白;打寒颤使产热 ,同时汗腺分泌 ,为散热做准备。这一幕的细节储存进了 里的某个区域,成为经验的一部分。
大脑皮层
交感神经
加快
加快
扩张
下降
肝糖原
收缩
增加
加强
B
复习与提高
红色曲线为糖尿病患者的血糖浓度变化曲线。曲线反映饭后血糖浓度迅速大幅上升,大大超出了正常范围,几小时后血糖浓度仍在高位。曲线表明人体血糖调节能力不足。
2.下图中的曲线分别表示两个人饭后血糖变化的情况。请分析该图回答:哪一条曲线是糖尿病患者的?为什么?
复习与提高
3.垂体和下丘脑发生病变都可引起甲状腺功能异玨常。现有甲、乙两人都表现为甲状腺激素水平低下,通过给两人注射适量的TRH,分别测定每个人注射前30min和注射后30min的TSH浓度来鉴别病变的部位是垂体还是下丘脑。测定结果如下表。
(1)上述结果可以推测甲、乙发生病变的部位分别是哪里?为什么?
甲发生病变部位是下丘脑,乙发生病变的部位是垂体。
判断依据:甲发生病变部位可能是下丘脑,TRH是下丘脑分泌的,当注射适量的TRH后,垂体分泌的TSH水平恢复至接近正常,表明垂体是正常的。乙发生病变的部位可能是垂体,因为适量注射TRH后,垂体分泌的TSH水平并未明显恢复。
复习与提高
(2)给小白鼠注射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:观点1认为TSH直接对下丘脑进行反馈调节;观点2认为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。请你设计一实验,证明哪个观点是正确的。
实验步骤:
①选取生长发育正常的小鼠鼠分为甲、乙两组,分别测定它们的基础TRH分泌量。
②甲组小鼠,摘除垂体,适量注射甲状腺素,测定TRH分泌量。乙组,摘除甲状腺,适量注射TSH.测定TRH分泌量。
③结果分析,如果仅是甲组TRH分泌量明显减少,表明甲状腺激素对下丘脑分泌TRH具有负反馈调节作用。如果仅是乙组TRH分泌量明显减少,则表明垂体分泌的TSH对下丘脑分泌TRH具有负反馈作用。如果甲、乙组TRH分泌量均明显减少,则表明TSH和甲状腺激素对TRH的分泌均具有负反馈调节作用。
A. 图示中的B、C分别为肾小管和集合管、渴觉中枢
B. 图示中A是由垂体分泌,并通过体液运送才能发挥作用
C. 由图可知通过调节水的来源和去路可以维持水的平衡
D. 当血浆渗透压升高时,能感受其变化的感受器在下丘脑
1.如图为人体水平衡调节机理,据图分析下列说法错误的是( )
课堂练习
B
A抗利尿激素由下丘脑分泌,垂体释放
当堂练习
1.人体呕吐、腹泻后仅补充水会引发低容量性低钠血症。下列有关低容量性低钠血症患者体内发生的生理变化的叙述,错误的是( )
A.细胞外液渗透压降低
B.垂体释放的抗利尿激素减少
C.神经细胞的兴奋性降低
D.肾上腺皮质分泌的醛固酮减少
D
2.神经性口渴是由渴感的渗透压调节阈值降低所致。当血浆渗透压高于该阈值时,机体会产生渴觉,患者表现出口渴、多饮、多尿等症状。下列说法正确的是( )
A.血浆渗透压大小主要取决于无机盐和蛋白质的含量
B.患者位于大脑皮层的渗透压感受器兴奋,主动饮水
C.患者细胞外液渗透压高于正常人,抗利尿激素较多
D.患者肾上腺髓质部分分泌醛固酮的活动强于正常人
A
当堂练习
3.(2025·全国二卷)为研究肾上腺的生理机能,某研究小组将小鼠按照下表进行处理,一定时间后检测相关指标。
分组 实验处理
甲 不摘除肾上腺
乙 摘除肾上腺
丙 摘除肾上腺,注射醛固酮
下列叙述错误的是( )
A.乙组小鼠的促肾上腺皮质激素水平会升高
B.乙组小鼠饮生理盐水有利于改善水盐平衡
C.三组小鼠均饮清水时,丙组小鼠血钠含量最低
D.甲组小鼠受寒冷刺激时,肾上腺素释放量增加
C
A. 人体内的水主要以自由水的形式存在
B. 运动过程中机体出汗有利于维持体温稳定
C. 细胞外液渗透压升高会引起大脑皮层产生渴觉
D. 机体大量失水会引起肾上腺髓质分泌的醛固酮增加
2.水平衡是指人每天摄入和排出的水处于动态平衡之中,是维持机体正
常生理功能的必要条件之一。下列有关叙述错误的是( )
D
肾上腺皮质
增加分泌醛固酮
课堂练习
3.下列有关神经调节与体液调节的叙述,错误的是( )
A. 神经系统可以通过下丘脑分泌的促激素释放激素影响内分泌系统的功能
B. 甲状腺激素可以促进神经系统的发育,提高神经系统的兴奋性
C. 血液中较低浓度的CO2可以使呼吸中枢兴奋,使呼吸加深加快
D. 下丘脑既属于神经系统,也属于内分泌系统
课堂练习
c
CO2浓度过高,可作用于呼吸中枢,使呼吸加深加快。
下丘脑
垂体
内分泌腺
靶器官
内外环境变化
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
1、 胰岛素、胰高血糖素分泌及作用过程:________________________
①→⑤→④或⑧→④
2、甲状腺激素、性激素分泌及作用过程:_____________________
①→②→③→④
3、肾上腺素分泌及作用过程:__________________
①→⑤→④
4、生长激素分泌及作用过程:__________________
①→②→⑦
5、骨骼肌、皮肤血管及汗腺调节过程:___________
①→⑥
习题巩固
1、神经调节和体液调节对于机体稳态的维持具有重要作用。判断下列相关表述是否正确。
(1)在寒冷的环境中,人体产热大于散热,使体温得以稳定。( )
(2)神经调节和体液调节是两个独立的调节系统。( )
(3)人体中的体液调节以激素调节为主。( )
2、人体在剧烈运动、大量出汗后,因口渴而大量饮水。关于此间发生的内环境变化及调节过程,下列推断正确的是( )
A.饮水后血浆渗透压下降、渗透压感受器抑制、抗利尿激素增加
B.出汗时体温增高、冷觉感受器抑制、促甲状腺激素释放激素减少
C.口渴时血浆渗透压增高、抗利尿激素含量增加、皮层渴觉中枢兴奋
D.出汗后体温下降、热觉感受器兴奋、促甲状腺激素释放激素增加
C
×
×
√
习题巩固
4、(2021·全国高考真题)人体下丘脑具有内分泌功能,也是一些调节中枢的所在部位。下列有关下丘脑的叙述,错误的是( )
A.下丘脑能感受细胞外液渗透压的变化
B.下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素
C.下丘脑参与水盐平衡的调节:下丘脑有水平衡调节中枢
D.下丘脑能感受体温的变化;下丘脑有体温调节中枢
B
习题巩固
$