人体的内环境与稳态.pptx

人体的内环境与稳态 JLSSYBYH 细胞生活的环境 单细胞生物直接与外界环境进行物质交换 多细胞生物大多数细胞生活在细胞外液 血浆 血细胞 红细胞 白细胞 血小板 白细胞 红细胞 血小板 血液 血清 指纤维蛋白已被除去的血浆 血液 血浆 血浆是血液中的液体成分 90 以上是水 其中含有数千种物质 包括蛋白质 脂质 糖类 各种盐类 氨基酸 维生素 激素 抗体和各种细胞代谢产物等 血浆中水的来源 组织液 血细胞 淋巴 还有消化道吸收等 血细胞 红细胞 数量最多 具有运输氧的功能 还能运输一部分的二氧化碳白细胞 数量较少 具有防御和保护作用血小板 数量最少 体积小 形状不规则 具有止血和加速凝血的作用 血浆是血细胞直接生活的环境 循环系统 血液循环 淋巴循环 淋巴 参与人体免疫功能的淋巴细胞 吞噬细胞生活的直接环境 又叫淋巴液 组织液 是存在于组织细胞间隙的液体 又叫细胞间隙液 组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境 神经细胞 淋巴细胞 血浆 组织液 淋巴 脑脊液等 存在于组织细胞间隙的液体 又叫细胞间隙液 存在于毛细淋巴管内 又叫淋巴液 细胞外液 1 3 细胞内液 2 3 体液 体内含有的以水为基础的液体 血细胞直接生活的环境 细胞内液 细胞内的液体 体液 内环境 细胞外液 组织液 血浆 淋巴 细胞生活的环境 内环境 细胞外液构成 组织细胞 生活的环境 血细胞 毛细血管壁细胞 毛细淋巴管壁细胞 组织液 淋巴 血浆 细胞名称 各类细胞生存的具体环境 内环境是属于多细胞动物的一个概念 单细胞生物无所谓的内环境 正常内环境中必定有活细胞的存在 人的呼吸道 消化道 肺泡腔 子宫腔 泪腺 膀胱等有外孔道与外界相通的结构属于外环境 体内的一些液体如泪液 尿液 消化液等不是细胞外液 内环境与细胞外液是同一概念 内环境是相对于外界环境而言 细胞外液是相对于人和动物的细胞内液而言 主要包括组织液 血浆和淋巴 但并不是说只有这三种 如脑脊液也属于内环境的组成成分 内环境及其各组分之间的关系 血浆 组织液和淋巴之间的关系 当血浆流经毛细血管时 水和一切能够透过毛细血管壁的物质可以在毛细血管动脉端渗出 进入组织细胞间隙成为组织液 约90 的组织液在毛细血管静脉端又可重新渗入到血浆中 约10 的组织液渗入毛细淋巴管 形成淋巴 淋巴经淋巴循环由左右锁骨下静脉汇入血浆中 可见全身的细胞外液是一个有机整体 左右锁骨下静脉 CO2和代谢废物 血浆 组织液 淋巴 淋巴循环 毛细血管壁 细胞内液 O2和营养物质 毛细淋巴管壁 血浆 组织液和淋巴之间的关系 90 10 回流 血浆的成分 水 在血浆中占90 92 无机离子 Na K Cl 的量较多 气体 以O2和CO2最为重要 有机化合物 蛋白质 脂类 氨基酸 葡萄糖 核苷酸 维生素等 调节生命活动的各种激素 细胞代谢废物 除CO2外 还有尿素 尿酸等 血浆的化学组成 细胞外液的成分 盐溶液 成分和含量与血浆相近 但不完全相同 最主要差别在于血浆中含有较多的蛋白质 而组织液和淋巴中蛋白质很少 组织液 淋巴的组分 如何判断一种物质是否属于 内环境的成分 1 先确定该成分是否属于血浆 组织液与淋巴中 凡是存在于细胞外液中的一切物质 营养物质 水 无机盐 葡萄糖 氨基酸 甘油 脂肪酸等 代谢废物 CO2 尿素等 其他物质 激素 抗体 组织胺 递质 分解递质 激素的酶 纤维蛋白原等 均可看做内环境成分 2 以下成分不属于内环境成分 只能存在于细胞内或细胞膜上的成分 血红蛋白 糖蛋白 细胞膜上的载体 胞内酶 如呼吸酶 及核酸等 一切与外界相通的管腔 如消化道 呼吸道 尿道与外界相通的液体 如泪液 汗液 尿液 消化液等 均不可看做内环境 因而其所含物质也不可看做是内环境成分 1 发生在内环境的生理过程 1 乳酸与碳酸氢钠作用生成乳酸钠和碳酸实现pH的稳态 2 兴奋传递过程中神经递质与受体结合 3 免疫过程中抗体与相应的抗原特异性地结合 4 激素与靶细胞的结合 人体内的生理反应的发生场所 2 发生在细胞内液的生理过程 1 细胞呼吸的过程 如葡萄糖分解成丙酮酸 氧气与 H 结合等 2 光合反应的过程 CO2与C5的结合等 3 发生在消化道 外界环境 的生理过程 消化道内蛋白质 淀粉 脂肪在消化酶的作用下分解 内环境的理化性质 1 渗透压的概念 简单地说 是指溶液中溶质微粒对水的吸引力 2 渗透压的大小 取决于溶液中溶质微粒的数目 溶质微粒越多 即溶液浓度越高 对水的吸引力越大 溶液渗透压越高 1 渗透压 血浆为770KPa 溶质微粒越多 溶液浓度高 对水的吸引力越大 渗透压越高 血浆渗透压主要与无机盐 蛋白质的含量有关 细胞外液渗透压90 以上来源于Na 和Cl K 在维持细胞内液渗透压上起决定作用 影响渗透压大小的因素 用渗透压原理解释 例 质壁分离现象 生理盐水的作用 组织水肿 组织水肿产生原因的归纳 营养不良 血浆蛋白含量过少 血浆渗透压降低 血浆中大量水分透过毛细血管壁而进入组织间隙引起组织水肿 过敏反应 当过敏原引起过敏反应而导致毛细血管壁通透性加强 从而使血浆蛋白透过毛细血管壁进入组织间隙 引起组织液渗透压升高 也会促使水分过多地进入组织液导致组织水肿 淋巴循环受阻 当淋巴管阻塞 如丝虫寄生 或淋巴循环受阻时 将导致组织液不能顺利形成淋巴而积聚于组织间隙 将会最终引起组织水肿 肾小球肾炎等疾病 人体患某些疾病时 如肾小球肾炎 肝炎等 会引起血浆蛋白流失到组织间隙或透过肾小球毛细血管管壁进入原尿造成血浆蛋白减少 血浆渗透压下降进而引起组织水肿 代谢废物积累 使细胞外液渗透压升高 进而导致组织液增多 2 酸碱度 7 35 7 45 血液中含有许多对对酸碱度起缓冲作用的物质 缓冲物质 每一对缓冲物质都是由一种弱酸和相应的一种强碱盐组成的 如H2CO3 NaHCO3 NaH2PO4 Na2HPO4 当酸性物质增加时 如乳酸 HL 过多时 HL NaHCO3NaL H2CO3H2CO3H2O CO2当碱性物质增多时 如 Na2CO3 Na2CO3 H2CO32NaHCO3 呼吸运动排出 肾脏排出 3 温度 37 左右 人体具有体温调节机制以保持细胞外液温度的恒定 参与体温调节的器官和系统有皮肤 肝脏 骨骼肌 神经系统 内分泌系统 呼吸系统等 1 正常人的体温并不是一个固定值 而是一个温度范围 一般不超过1 而且 同一个人的体温随昼夜变化也不同 2 4时最低 14 16时最高 2 不同年龄的人的体温有差异 一般年轻者高于年老者 3 不同性别的人的体温也有差异 一般女子高于男子 健康人的体温始终接近37 处于动态平衡中 呼吸系统 消化系统 1 Na 和Cl 等直接来自于食物 不需要经过消化可以直接被吸收 糖类和蛋白质是两类大分子物质 必须经过消化系统的消化 分解为葡萄糖和氨基酸才能被吸收 上述物质在小肠内经主动运输进入小肠绒毛内的毛细血管中 经血液循环运输到全身各处的毛细血管中 再通过物质交换过程进入组织液和淋巴 2 细胞代谢产生的CO2与H2O结合 在碳酸酐酶作用下 发生下列反应 CO2 H2OH2CO3H HCO3 HCO3 通过与细胞外的阴离子交换到达细胞外液 即组织液 血浆或淋巴中 主要与呼吸系统有关 3 人体具有体温调节机制以保持细胞外液温度的恒定 参与体温调节的器官和系统有皮肤 肝脏 骨骼肌 神经系统 内分泌系统 呼吸系统等 4 体内细胞产生的代谢废物主要通过皮肤分泌汗液 泌尿系统形成 排出尿液和呼吸系统的呼气这三条途径来排出 其中以泌尿系统和呼吸系统的排泄途径为主 泌尿系统 原尿流经肾小管时 其中对人体有用的物质 如绝大部分水 全部葡萄糖 部分无机盐等被肾小管重新吸收 回到肾小管周围毛细血管的血液里 循环系统 血液循环 淋巴循环 代谢终产物 代谢终产物CO2 体 体 外 外 食物 营养物质 尿液 消化系统 呼吸系统 泌尿系统 循环系统 淋巴 组织液 血浆 空气 气体 营养物质 O2 CO2 O2 细胞 O2营养物质 皮肤 汗液 CO2 代谢终产物 总结 呼吸系统 消化系统 循环系统 泌尿系统 器官有一个 皮肤 是人体实现物质交换密切相关的四大系统 体内细胞通过内环境间接地与外界进行物质交换 外环境 内环境 细胞 O2 营养物质 包括 组织液 淋巴 血浆 也就是 细胞外液 理化特性 化学分析 组成成分 渗透压 酸碱度 温度 CO2等代谢废物 O2营养物质 CO2等代谢废物 具体表现 通过缓冲物质维持细胞外液pH的相对稳定 通过神经和体液调节维持细胞外液渗透压的相对稳定 通过神经和激素调节维持血糖的相对平衡 通过机体神经和体液调节使人体体温保持相对恒定 通过免疫系统对付病原体和体内出现的异常细胞 从而维持稳态 1 葡萄糖由小肠黏膜上皮细胞吸收进入肌肉细胞进行无氧呼吸 至少需要穿过几层膜 解析 起点 小肠的肠腔中 终点 肌肉细胞的细胞质基质 小肠壁黏膜上皮 毛细血管壁都是由一层上皮细胞构成的 1 小肠中的葡萄糖要穿过黏膜上皮细胞 2层膜 2 毛细血管壁细胞 2层膜 才能进入血液 3 葡萄糖经血液运输 0层膜 4 然后通过组织处毛细血管 2层膜 5 最后从组织液进入肌肉细胞 1层膜 内 总共7层膜 2 外界空气中的O2进入人体组织细胞中被利用 至少要通过几层膜 解析 起点 肺泡中 终点 组织细胞的线粒体内 由于肺泡壁和毛细血管壁都是由一层上皮细胞构成 因此 1 外界空气中的O2进入肺泡 再由肺泡出来 2层膜 进入血液2层膜 2 因为O2在血液中运输需要血红蛋白作为载体 而血红蛋白在红细胞中 所以O2要进入红细胞才能被运输 O2进入红细胞中要通过1层膜 到达相应的组织后 从红细胞出来又通过1层膜 3 然后通过组织处毛细血管壁2层细胞膜 最后从组织液进入组织细胞再进入线粒体通过3层膜 总共11层膜 解析 起点 小肠的肠腔中 终点 肌肉细胞的细胞质 1 肠腔中的氨基酸经过小肠绒毛上皮细胞 2层膜 2 绒毛内毛细血管壁 2层膜 3 血液循环 0层膜 4 组织处毛细血管壁 2层膜 5 组织细胞膜 1层膜 共7层膜 即14层磷脂分子层 3 蛋白质的消化终产物被人体所吸收并转化为组织蛋白的过程中 至少需要穿过几层磷脂分子层 内环境的稳态 稳态的定义 正常机体通过调节作用 使各个器官 系统协调活动 共同维持内环境的相对稳定状态 理化性质 血浆的PH 7 35 7 45体温 37OC左右渗透压 血浆37OC渗透压770kPa左右 稳态的事实 化学成分 随着外界环境因素的变化和体内细胞代谢活动的进行 内环境的各种化学成分和理化性质在不断发生变化 一 内环境的动态变化 体温的日变化规律调查结果 1 同一个人在一日内的体温变化有何特点 2 不同的人 年龄 性别不同 体温变化有何异同 3 人体温的日变化与当地气温的日变化有何差异 1 正常人的体温并不是一个固定值 而是一个温度范围 一般不超过1 而且 同一个人的体温随昼夜变化也不同 2 4时最低 14 16时最高 2 不同年龄的人的体温有差异 一般年轻者高于年老者 3 不同性别的人的体温也有差异 一般女子高于男子 健康人的体温始终接近37 处于动态平衡中 结论 不同实验材料pH变化记录表 生物体维持pH稳定的机制 实验面面观 生物体维持稳态的机制1 实验原理 1 细胞代谢会产生许多酸性物质 如H2CO2 食物中常含有一些酸性和碱性物质 它们进入内环境后 因内环境中存在缓冲物质 而使内环境pH不会发生大的偏移 2 通过比较自来水 缓冲液 如Na2HPO4 KH2PO4等溶液 生物组织中加入酸或碱后 pH的变化反映出机体pH的调节机制 2 实验流程 表示用NaOH对自来水的处理 表示NaOH或盐酸分别对缓冲液和生物材料的处理 表示用盐酸对自来水的处理 结论 无论滴加盐酸还是NaOH溶液 生物材料的pH均保持相对稳定 比较以上三曲线变化规律可知 生物材料的性质类似于缓冲液而不同于自来水 说明生物材料内含有缓冲液 因而能维持pH相对稳定 3 实验对比分析 说明 1 水果 蔬菜中往往含有一些碱性物质 如碳酸钠 当食用这些食物时 碳酸钠进入血液后 就与血液中的H2CO3发生反应形成碳酸氢钠 而过多的NaHCO3可以由肾脏排出 这样 血液的pH仍可维持相对稳定状态 2 哮喘 肺气肿 剧烈运动或初上高原等特定情况下 机体因缺O2进行无氧呼吸造成体内乳酸积累 但在缓冲物质作用下 与NaHCO3结合生成的乳酸钠排出体外 生成的碳酸分解产生CO2随呼吸系统排出体外 血浆pH仍维持相对稳定 二 对稳态调节机制的认识 以营养物质 代谢废物 O2 CO2等化学成分为例来分析 人们发现 免疫系统能发现并清除异物 外来病原微生物等引起内环境波动的因素 它也起重要的调节作用 法国生理学家贝尔纳推测 内环境的恒定主要依赖于神经系统的调节 美国生理学家坎农提出 内环境是在神经调节和体液调节的共同作用下实现的 调节机制 三 内环境稳态的重要意义 1 渗透压是维持组织细胞结构与功能的重要因素 2 适宜的体温和pH是酶正常发挥催化作用的基本条件 3 正常的血糖水平和血氧量是供给机体所需能量的重要保障 4 内环境中过多的代谢产物如尿素 CO2等会使机体中毒 人体维持稳态的调节能力是有一定限度的 当外界环节的变化过于剧烈 后人体自身的调节功能出现障碍时 内环境的稳态就会遭到破坏 内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要调节 人体内环境稳态失调的常见疾病 人体长期处于高温环境可能引起中暑 人的体温升高时可引起酶促反应受阻 代谢紊乱 此外 大量出汗 体液过量丢失会引起乏力 低血压和虚脱 盐也随之丢失 导致血液循环和其他各系统功能紊乱 血糖浓度过低可能出现低血糖症 血糖浓度过高可能出现糖尿病 血钙的含量过低时 会影响骨发育 成年人患骨质软化病 儿童患佝偻病 血钙过高则会引起肌无力等症状 规律方法 几种典型内环境稳态失调症 考点2内环境的稳态 动态平衡1 内环境的理化性质及稳态 1 理化性质 渗透压a 渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目多少 常用mol L 1或mmol L 1表示 单位体积溶液中溶质微粒越多 溶液的渗透压越大 b 渗透压的种类 以血浆为例 人体内环境的温度一般维持在37 过高或过低会影响新陈代谢过程中酶的活性 酸碱度 pH a 正常范围 7 35 7 45 b 调节过程 2 内环境稳态的事实 pH 7 35 7 45 温度 36 5 37 5 左右 血糖浓度 0 8 1 2g L 渗透压 770kPa 等 可见内环境稳态是一种动态的稳态 而不是某一恒定值 3 引起内环境变化的因素内环境理化性质的