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绪论:生理功能的调节

在机体处于不同的生理情况时,或当外界环境发生改变时,体内一些器官、组织的功能活动会发生相应的改变,最后使机体能适应各种不同的生理情况和外界环境的变化,也可使被扰乱的内环境重新得到恢复,这种过程称为生理功能的调节(regulation)。机体对各种功能活动的调节方式主要有三种:神经调节(nervous regulation 或 neuroregulation)、体液调节(humoral regulation)、自身调节(autoregulation)

一、神经调节

神经调节(neuroregulation)是通过神经系统的活动实现的。神经系统活动时能够传导其兴奋时所产生的电位变化,生理学称其为神经冲动。神经系统正是通过神经冲动的传导影响其它器官的活动,这一过程称为神经调节

神经系统活动的基本过程是反射(reflex),反射活动的结构基础称为反射弧(reflex arc)。反射弧由五个基本成分组成,即感受器、传入神经纤维、神经中枢、传出神经纤维和效应器

感受器能够感受体内某部位或外界环境的变化,并将这种变化转变成一定的神经信号,通过传入神经纤维传至相应的神经中枢,中枢对传入信号进行分析,并作出反应,通过传出神经纤维改变效应器的活动。这里以肢体躲避反射为例,当肢体皮肤接触铁钉时,皮肤感受器将信息经传入神经传给脊髓反射中枢,整合后发出冲动经传出神经传给肢体肌肉,屈肌收缩产生躲避反应,免受伤害。

再如,在生理情况下动脉血压是保持相对稳定的,当动脉血压高于正常时,分布在主动脉弓和颈动脉窦的动脉压力感受器 能感受血压的变化,并将血压变化转变为神经冲动,后者通过传入神经纤维到达延髓的心血管中枢,心血管中枢对传入的神经信 号进行分析,然后通过迷走神经和交感神经传出纤维,改变心脏和血管的活动,最后使动脉血压回降。这个反射称为动脉压力感受性反射,对于维持动脉血压的稳态起着重要的作用。神经系统对骨骼肌运动的调节,使机体的动作能够准确、精巧、协调,均具有重要的生理意义。

神经调节的特点是迅速、作用准确、作用时间短暂和表现自动化。这与神经传导速度快、传出纤维与效应器呈对应性联系有关。另外,感受器接受刺激具有特异性,只要某一种特异刺激的强度和变化速率达到一定程度,就能刺激相应的感受器,进而通过反射途径引起有关效应器的规律性反应。

二、体液调节

体液调节(humoral regulation)是指体内产生的一些化学物质通过组织液或血液循环影响某种组织或器官的活动。这一类化学物质包括激素(内分泌腺和散在分布的内分泌细胞所分泌)、细胞代谢产物(如CO2、乳酸)以及组织胺、5-羟色胺、腺苷酸等。

激素(hormone)随体液运到全身或某些特殊的组织细胞,通过细胞上相应受体,调节这些组织细胞的活动。例如胰岛B细胞分泌的胰岛素能调节细胞的糖代谢,促进细胞对葡萄糖的摄取和利用,在维持血糖浓度稳定中起重要作用。有一些激素可不经过血液运输,而是经由组织液扩散作用于邻近的细胞,调节这些细胞的活动。称为旁分泌(paracrine),是一种局部性的体液调节。

神经-体液调节模式图

另外,下丘脑内有一些神经细胞也能合成激素,激素随神经轴突的轴浆流至末梢,由末梢释放入血,这种方式称为神经分泌(neurosecretion)。有的激素分泌后作用于该细胞本身,称自分泌(autocrine)。除激素外,体内有些物质,包括某些代谢产物(例如CO2),对有些细胞、器官的功能也能起调节作用。

体液调节的特点是传导较慢、作用面广泛、作用持久,比神经传导的时间长得多,而且血液流向全身各个部位。

许多激素的分泌直接或间接地受神经系统的控制,实际上激素的分泌是神经调节的一部分,是反射弧传出通路上的一个分支和延伸。如交感神经兴奋时,既通过传出神经直接作用于心血管和胃肠道,同时又引起肾上腺髓质激素的分泌,通过血液循环作用于心血管和胃肠道。这种复合调节方式被称为神经一体液调节(neuro--humoral regulation)(右上图),而神经调节起主导作用。

三、自身调节

肾血流量的自身调节

许多组织、细胞自身也能对周围环境变化发生适应性的反应,这种反应是组织、细胞本身的生理特性,并不依赖于外来的神经或体液因素的作用,所以称为自身调节(autoregulation)自身调节的特点是影响范围小,效应也小,对刺激的敏感性较低。右图为离体肾血流量和肾动脉灌注压和关系实验,当肾动脉灌注压80~180mmHg(10.7~24kPa)范围内变动时,肾血流量保持不变。因为,当肾动脉压力升高时,对血管壁的牵张刺激增加,小动脉的血管平滑肌就收缩,使小动脉的口径缩小,因此其血流量不致增大。这种自身调节对于维持组织局部血流量的相对恒定起一定的作用。

自身调节的特点是影响范围小,效应也小,对刺激的敏感性较低。


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