第2节-内环境稳态的重要性

第2节内环境稳态的重要性,本节重点,1.内环境稳态的概念2.内环境稳态的重要意义3.稳态调节的机制,第2节内环境稳态的重要性,问题探讨,一、内环境的动态变化,二、对稳态调节机制的认识,三、内环境稳态的重要意义,课堂练习,实验,在进行常规体检时，通常要做血液生化六项的检查，以了解肝功能、肾功能、血糖、血脂等是否正常。下面是某人的血液生化六项检查的化验单。,项目测定值单位参考范围丙氨酸氨基转移酶ALT35IU/L045肌酐CRE1.9mg/dL0.51.5尿素氮BUN16.6mg/dL6.023.0血清葡萄糖GLU223mg/dL60110甘油三酯TG217mg/dL50200总胆固醇TCH179mg/dL150220,2、肌酐是肌肉细胞代谢产生的废物，通过肾脏排出。,1、丙氨酸氨基转移酶（ALT），又称为谷丙转氨酶（GPT）。催化丙氨酸与-酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶在肝脏中活性较高，在肝脏疾病时，可引起血清中ALT活性明显升高。,3、血尿素氮肾功能主要指标之一。尿素氮的变化对非蛋白氮数值的影响较大。临床上常选用尿素氮的检测来代替非蛋白氮的测定。尿素氮是人体蛋白质代谢的主要终末产物。氨基酸脱氨基产生NH3和C02，两者在肝脏中合成尿素，,4、血清葡萄糖(GLU或BS)就是人们常说的血糖，血糖(GLU)是指血液中葡萄糖浓度。在正常情况下，由胰岛素等激素的参与，糖的分解与合成代谢处于动态平衡，血糖保持相对稳定。临床通过监测空腹和餐后血糖值的异常变化来诊断疾病、掌握病情和进行治疗。,5、甘油三酯（TG）是人体内含量最多的脂类，大部分组织均可以利用甘油三酯分解产物供给能量，同时肝脏、脂肪等组织还可以进行甘油三酯的合成，在脂肪组织中贮存。甘油三酯是一项重要的临床血脂常规测定指标，其异常可引起多种疾病。如家庭性混合型高脂血症、糖尿病、糖原累积症、甲状腺功能不足、肾病综合征等。,6、总胆固醇是指血液中所有脂蛋白所含胆固醇之总和。人群总胆固醇水平主要取决于遗传因素和生活方式。胆固醇是合成肾上腺皮质激素、性激素、胆汁酸及维生素D等生理活性物质的重要原料，也是构成细胞膜的主要成分，其血清浓度可作为脂代谢的指标。增多：见于高脂血症、动脉粥样硬化、糖尿病、肾病综合征、甲状腺功能减退、胆总管阻塞、高血压（部分）。减少：见于低脂蛋白血症、贫血、败血症、甲状腺功能亢进、肝病、严重感染、营养不良、肺结核和晚期癌症。,讨论：,1、为什么血浆的生化指标能反映机体的健康状况？,血浆生化指标指的是血浆中各种化学成分的含量，其中包括机体多种代谢产物的含量。健康机体的生化指标一般都处于正常范围内。当机体某项生理功能障碍时，势必影响其代谢产物的含量，因此血浆的生化指标可以反映机体的健康状况，并可以做为诊断疾病的依据。,例如：正常情况下，转氨酶主要分布在各种组织的细胞内，以心脏和肝脏的活性最高，在血浆中的活性很低。当某种原因使细胞膜通透性增高时，或因组织坏死细胞破裂后，可有大量转氨酶进入血浆，引起血浆中转氨酶活性升高。,2、每种成分的参考值（即正常值）都有一个变化范围，这说明什么？,这说明：1）内环境中各种化学成分的含量不是恒定不变的，而是在一定范围内波动。内环境的稳定是一种动态的相对稳定。2）不同个体存在一定差异。,3、从化验单上可以看出哪几种成分超出常范围？可能会对人体造成什么不利影响？,肌酐含量超标，肌酐是有毒的代谢废物，积累过多会影响健康。这表明肾脏的排泄功能有障碍。,葡萄糖含量超标，可能引起糖尿病等。,甘油三酯超标,可引起高脂血症，易并发冠心病、动脉粥样硬化等。,返回,一、内环境的动态变化,人体各个部位、每日早晚及男女之间的体温均存在着差异。人体正常体温有一个较稳定的范围，但并不是恒定不变的。正常人口腔温度(又称口温)为36.337.2，腋窝温度较口腔温度低0.30.6，直肠温度(也称肛温)较口腔温度高0.30.5。一天之中，清晨25时体温最低，下午57时最高，但一天之内温差应小于1。另外，女子体温一般较男子高0.3左右。女子体温在经期亦有些许变化。同龄的男生和女生相比，是男生的体温较高些。但是，排卵期的女生体温高会高于平常人。,从人群中体温的调查情况来看：,1.正常情况下，人的体温因年龄、性别的不同而存在有微小的差异。2.同一个人的体温在一日24小时内也有所差别。3.健康人的体温始终维持在37OC左右。,体温和内环境中每一种成分和理化性质一样都处于一个动态平衡中。而这种平衡都是通过机体的调节作用实现的。,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，叫做稳态。,返回,二、对稳态调节机制的认识,人体各器官、系统协调一致地正常运行，是维持内环境稳态的基础。,食物、水和无机盐,未被吸收的物质,CO2,O2,尿素、水和无机盐,机体内各器官、系统为什么能保持协调一致呢？,首先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。后来美国生理学家坎农提出了经典的解释：内环境稳态是在神经系统和体液调节的共同作用下，通过机体各种器官、系统分工合作、协调统一而实现的。由于分子生物学的发展，人们发现，免疫系统也起着重要的调节作用，它能发现并清除异物、外来病源微生物等引起内环境波动的因素。,如果某种器官的功能出现障碍，就会引起稳态失调，例如肾功能衰竭，就会出现尿毒症，最终会引起死亡。,神经体液免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。,内环境的稳态会不会出现失调的情形呢？,人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。当外界环境的变化过于剧烈，或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。,稳态是怎样实现的？,稳态破坏生病状态,思考与讨论,1.你有过发高烧的经历吗？谈谈高烧最严重时的感受。体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温的措施？,正常的体温是体内细胞进行各种生化反应最适的温度。在发高烧的状态下，由于内环境发生一系列变化，导致体内的各种反应出现紊乱，于是机体功能发生异常。发热时的主要症状大部分集中在中枢神经系统，病人感觉不适、头疼、头晕、嗜睡等，同时常有食欲不振、厌食、恶心的表现。发热时机体处于一种明显地代谢过旺的状态，持续高烧必定引起器官的功能负荷加重，有可能诱发器官功能不全或引起组织损伤。孕妇发热可能导致胎儿发育障碍；婴幼儿高烧容易发生惊厥，还可能引起脑损伤，智力下降。因此应注意及时采用物理方法或服用药物来退烧降温。,思考与讨论,2.大量出汗或严重腹泻后，如果只喝水，不补充盐，内环境的渗透压会出现什么变化？这会带来什么样的后果？,内环境渗透压会降低。当内环境渗透压降低时，使内环境中的水较多地通过渗透作用进入细胞内，造成细胞吸水肿胀，进一步导致细胞代谢和功能紊乱。严重时会出现疲倦、周身不适、表情淡漠、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状。,思考与讨论,3.有人到青藏高原后会出现头痛、乏力、心跳加快甚至血压升高等症状，为什么？这说明外界环境与内环境稳态之间有什么关系？,高原空气稀薄，氧分压较低，易造成体内缺氧。这说明外界环境的变化势必影响内环境的稳态。若外界环境变化不甚剧烈，并且机体代偿机制良好，内环境的波动较小，仍能维持稳态；若外界环境变化剧烈，机体代偿机制不好，内环境稳态将受到破坏，就会影响身体健康。,返回,三、内环境稳态的重要意义,细胞的代谢过程是由细胞内众多的复杂的化学反应组成的，完成这些反应都需要各种物质和条件，如果这些物质和条件发生改变（即内环境的稳态发生改变），就会影响细胞代谢的正常进行。,内环境的稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。,稳态为机体细胞提供适宜的理化环境，保证细胞的各种酶促反应和生理功能才能正常进行，同时内环境也可为细胞提供营养物质，并接受来自细胞的代谢终产物。,稳态遭到破坏时，将导致代谢紊乱，导致疾病，如血液中Ca、P含量降低时，会导致骨软化部（成年）或佝偻病（儿童）；血钙过高会导致肌无力。,返回,实验生物体维持pH稳定的机制,目的要求,通过比较自来水、缓冲液（Na2HPO4、K2HPO4等溶液,在加入酸或碱时，能使pH的变化减弱）和生物材料在加入酸或碱后pH的变化，推测生物体是如何维持pH稳定的。,材料用具,（略）,实验步骤,1.绘制不同实验材料pH记录表,2.取2个烧杯编号；各加入25mL自来水，分别滴加5滴0.1mol/mLHCl溶液和0.1mol/mLNaOH溶液，测定并记录其pH；然后再继续滴加5滴的上述溶液，测定并记录其pH的变化，直到滴加到30滴为止。,3.再分别用缓冲液和生物材料取代自来水，重复步骤2。,实验结果,在滴加少量的HCl和NaOH后，自来水、缓冲液和生物材料的pH变化不一样，即自来水的变化明显，而缓冲液和生物材料的pH变化则不明显。,结果讨论,1.分析缓冲液的pH变化情况为什么与自来水的不同。,2.尝试对生物材料维持pH稳定的机制进行解释,pH=7的缓冲液中含有NaH2PO4和Na2HPO4，NaH2PO4水解呈酸性，能中和碱溶液中OH-；而Na2HPO4呈碱性，能中和酸溶液中的H+。所以缓冲液能在一定程度上维持溶液中pH的稳定性，而水则无这种缓冲能力。,生物材料中含有缓冲对NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等，它们能够对酸碱度的变化起缓冲作用。此外机体还能通过对生理活动进行调节来维持pH的稳定。例如，当机体剧烈运动时，肌肉中会产生大量的乳酸和碳酸，乳酸进入血液，可与血液中的NaHCO3发生作用，生成乳酸钠和碳酸，碳酸可以分解成CO2和H2O；血液中的CO2增多会刺激呼吸中枢，使呼吸运动增强，增加通气量，从而将CO2排出体外，所以对血液的pH影响不大；乳酸钠可与血液中的碳酸发生作用，形成碳酸氢