第三节 人体功能的调节
人体内的各种细胞、组织、系统和器官不断地进行着各不相同而又紧密联系的功能活动,当环境发生变化时,通过人体内高度完备的调节和控制系统的调节作用,人体功能将发生相应的改变,以维持机体内环境的稳态和对外环境的适应。
一、人体功能调节的方式
(一)神经调节
神经调节是指通过中枢神经系统的活动,经过周围神经系统,对人体功能进行的调节作用。神经调节最基本的方式是反射。反射(reflex)是指在中枢神经系统的参与下,机体对内、外环境的刺激作出的有适应性、规律性的反应。如瞳孔对光反射、瞬目反射、吸吮反射、望梅止渴、谈虎色变等。实现反射的结构基础是反射弧,它由感受器、传入神经纤维、反射中枢、传出神经纤维和效应器五个部分组成(图1-1)。反射弧的结构必须完整,功能才能完整。如果任何一个部分被破坏,均会导致反射活动的丧失。
图1-1 反射弧的结构示意图
按反射形成的过程,可将它分为非条件反射和条件反射两种。非条件反射(unconditioned reflex)是指个体一出生就具有的、先天遗传的、反射弧比较固定、结构比较简单的、较低级的反射。如前所讲述的瞳孔对光反射、瞬目反射、吸吮反射等。条件反射(conditioned reflex)是指个体在出生后生活过程中经过不断地训练,在非条件反射的基础上所建立起来的较高级的反射。如望梅止渴、画饼充饥、谈虎色变等。条件反射多种多样,具有极大的易变性,它的形成大大增强了机体活动的预见性,提高了机体适应环境的能力。
神经调节的特点是迅速、精确、短暂,是人体功能活动调节中最主要的方式。
(二)体液调节
体液调节是指体通过体液因子对人体功能进行的调节。体液因子主要是内分泌腺所分泌的激素,如甲状腺激素、性激素、生长素等。根据其作用范围和作用特点可分为全身性体液调节和局部性体液调节。激素由血液运输到全身远隔组织器官发挥的调节,属于全身性体液调节。而由组织细胞产生的一些化学物质,如腺苷、激肽、组胺等,以及某些代谢产物,如CO2、H+等,通过局部组织液的扩散至邻近组织细胞发挥的调节,属于局部性体液调节。
体液调节的特点是缓慢、广泛、持久。
人体内大多数内分泌腺或内分泌细胞直接或间接受神经系统的调节,在这种情况下,体液调节成为神经调节的一个传出环节,称为神经-体液调节(图1-2)。如肾上腺髓质受交感神经节前纤维支配,当交感神经兴奋时,可促使肾上腺髓质释放肾上腺素和去甲肾上腺素,从而使神经和体液因素共同参与机体迅速适应内外环境的急骤变化。
图1-2 神经-体液调节示意图
(三)自身调节
自身调节是指不需要神经和体液调节参与,组织、细胞、器官对环境刺激所自动发生的适应性反应。如心肌细胞的异长自身调节,在一定范围内心室内血液容积越多,扩张程度越大,心肌纤维被拉越长,其收缩力就越强。又如肾脏血浆流量的自身调节,当动脉血压在10.7~24.0kPa范围内波动时,依靠肾动脉的舒缩,使肾脏的血浆流量保持相对恒定。
自身调节的特点是调节幅度小、不灵敏、有局限性。
二、人体功能调节与反馈
人体各种功能活动的调节机构都属于自动控制系统。自动控制系统是由控制部分(如反射中枢、内分泌腺)和受控部分(如效应器、靶器官)及其闭合环路联系组成的。由控制部分发出的调节受控部分活动的信息,称为控制信息。由受控部分发出的调节控制部分活动的信息,称为反馈信息。这种由控制部分发出的控制信息调节受控部分的活动,称为控制。这种由受控部分发出的反馈信息调节控制部分的活动,称为反馈(feedback)(图1-3)。
图1-3 反馈示意图
反馈根据作用效果不同可分为负反馈和正反馈两种形式。受控部分发出的反馈信息调整控制部分的活动,使受控部分的活动朝着与它相反的方向改变,称为负反馈(negative feedback)。它是人体功能维持稳态的重要而又常见的调节机制,是可逆的过程。如降压反射(即颈动脉窦和主动脉弓压力感受器)、体温调节、血浆激素浓度的水平等。
受控部分发出的反馈信息调整控制部分的活动,使受控部分的活动朝着与它相同的方向改变,称为正反馈(positive feedback)。它可产生“滚雪球”效应,或促使某一生理活动过程很快达到高潮并发挥最大效应,是不可逆的过程。如血液凝固、排尿反射、排便反射、分娩活动等。
复习思考题
一、名词解释
机体内环境 稳态 神经调节 反射 体液调节 自身调节 正反馈 负反馈
二、简答题
1.简述维持机体内环境稳态的生理意义。
2.说出三种人体功能活动调节的特点。
3.举例说明正反馈和负反馈的生理意义。
(刘继伟)