生理学 人体生理功能的调节(2014-11)

人体反馈控制系统
Feedback Control system of the body


负反馈：反馈信号的作用性质和方向与控制
信息的作用性质和方向相反。 当某种因素使受控部分活动增强或减弱时，原 有的平衡或稳定状态受到干扰，这时，受控部 分活动增强的反馈信号可传递至控制部分，使 控制部分的活动减弱或加强，结果导致受控部 分的活动向原有的平衡状态的方向转变和恢复 体内绝大多数控制系统都是通负反馈方式进行 调节.
正反馈举例：分娩过程

在分娩过程中胎儿对子宫颈的剌激可引 起催产素的释放和子宫底部肌肉的收缩 增强，进而使胎儿对子宫颈的剌激更强， 从而引起更多催产素的释放和子宫更强 烈的收缩，这一过程的重复直到胎儿娩 出为止。
排尿过程

当膀胱内尿量达到400毫升左右，膀胱壁内牵 张感受器兴奋，冲动沿盆神经传入纤维传到骶 髓的排尿反射初级中枢；同时再把信息上传至 大脑皮层的排尿反射高级中枢，产生尿意；大 脑皮层向下发放冲动，传至骶髓初级排尿中枢， 引起盆神经传出纤维兴奋，从而引起膀胱壁逼 尿肌的收缩，内、外括约肌舒张，将尿液排出。 当逼尿肌开始收缩时，又刺激了膀胱壁内牵张 感受器，由此导致膀胱逼尿肌反射性地进一步 收缩，并使收缩持续到膀胱内尿液被排空为止。

integrated neural activity is the reflex arc.
反射活动的结构基础是反射弧The basic unit of
反射弧 Reflex arc

感受器 (受体) a sense organ (receptor) 传入神经 an afferent neuron 中枢 reflex center, integrating center 传出神经 an efferent neuron 效应器 an effector

体液调节是指机体在内外环境因素变化 的影响下, 机体细胞分泌的化学物质经过 各种体液途径, 作用于靶组织细胞上的受
体, 改变细胞活动, 从而实现体液调节.
体液调节方式
全身性体液调节 Telecrine（远距分泌）：
激素由内分泌细胞分泌，经血液循环，运送到 全身各组织器官，调节它们的活动。

局部性体液调节 paracrine（旁分泌）, and autocrine（自分泌）： 某些组织细胞产
肌源性学说

当肾血管的灌注压升高时，肾入球小动脉血管 平滑肌因压力升高而受到的牵张刺激加大，使 平滑肌的紧张性加强，阻力加大，反之当肾入 球小动脉血管平滑肌因压力降低而受到的牵张 刺激减小，使平滑肌的紧张性减弱，阻力减小。

但是在肾动脉血压低于80mmhg时，平滑肌舒张 达到极限，当血压高于180mmhg时，平滑肌收 缩达到极限。

负反馈举例：动脉压力感受性反射

当动脉血压升高，颈动脉窦和主动脉弓 压力感受器感受到这一变化，并将这一 变化转化为神经冲动，后者由传入神经 传到心血管中枢，中枢进行分析后通过 传出神经，发出指令到效应器 — 心脏和 血管，使心率减慢、血管扩张，使动脉 血压回到正常水平。
2. 正反馈系统
Positive feedback system



正反馈: 反馈信号的作用性质和方向与控制信 息的作用性质和方向相同. 受控部分发出的反馈信号能加强控制部分的活 动，从而使受控部分的活动变得更强，继而受 控部分发出的反馈信号再进一步加强控制部分 的活动，导致受控部分的活动又进一步加强， 直至活动完成. 体内只有少数情况是通过正反馈方式进行调节. 如分娩过程、排尿过程和血液凝固过程等。

神经调节和体液调节的特点


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神经调节: 调节的过程比较迅速, 作用相对比 较局限和精确 (如眨眼反射, 只要不到1秒时间 就能完成). 体液调节: 调节的过程比较缓慢, 作用相对比较 弥漫和持久 (如胰岛素可作用于体内几乎所有 细胞, 一次注射后1~3小时开始降血糖, 6~8小时 血糖才回到原有水平). 神经调节和体液调节都是机体对内外环境变化 作出的应答, 使机体适应内外环境的变化, 维持 机体的正常功能状态.
内环境的成分和理化性质相对恒定

内环境相对恒定是细胞保持正常功能的 必要条件，也是机体维持正常生命活动 的必要条件。 内环境中的温度、pH值、各种离子浓度、 氧和二氧化碳分压、葡萄糖浓度、渗透 压及各种代谢产物的浓度都要维持在相 对恒定的范围内。

稳态



“稳态”是美国著名生理学家 Cannon于是1926年提出, 它是 内环境恒定概念的延伸和发展. 内环境的稳态是指：内环境的 各项物理、化学因素保持相对 稳定。 包括细胞外液的温度、pH值、 各种离子浓度、氧和二氧化碳 分压、葡萄糖浓度、渗透压及 各种代谢产物的浓度都维持在 相对恒定的范围内。
生的化学物质，通过扩散，可作用于邻近组织 细胞，甚至自身细胞，调节它们的活动。
神经—体液调节
Neurohumoral regulation 体内某些内分泌腺也可受到神经支配， 它们的活动受到神经系统调节，这类通 过神经活动影响激素分泌，再由激素对 机体组织细胞进行调节的方式，称为神 经—体液调节。 如交感神经节前纤维可支配肾上腺髓质， 当交感神经兴奋时，可促使肾上腺髓质 分泌肾上腺素和去甲肾上腺素，后两者 再对机体组织细胞进行调节。

人体体液的分布

成人体重约60%为体液 细胞内液约占2/3，约占体重40%。 细胞外液约占1/3，约占体重20%。 细胞外液3/4为组织液（分布于组织间隙， 1/4为血浆（分布于血管内）。
内环境 Internal environment


细胞直接接触的环境是细胞外液。所以， 细胞外液是机体中细胞所处的内环境
3.自身调节 Autoregulation



某些组织、细胞自身可对内外环境因素的变化 作出适应性的反应是通过组织和细胞本身的生 理特性实现的，并不需要依赖于外来的神经或 体液因素的调节，所以称为自身调节 当肾灌注压在80—180mmHg范围内，肾血流量 可保持相对稳定. 当灌注压升高时, 入球小动脉收缩, 阻力增大, 使肾血流量可保持相对稳定. 当灌注压降低时, 入球小动脉舒张, 阻力变小, 使肾血流量可保 持相对稳定.
生理功能调节和体内控制系统
当内外环境发生变化时，机体通过神经和 体液调节，使机体细胞、器官和系统的功 能活动发生改变，以适应各种因素变化。
生理功能的调节
Regulation of physiological function

1.神经调节 Neural regulation 机体的各种感受器能分别感受外界环境或内环境中物 理或化学因素改变的信息, 并将这些信息转化为神经 信号, 通过传入神经传至反射中枢, 中枢对传入信号 进行分析,作出反应, 再将反应指令经传出神经传到效 应器,通过效应器活动最终完成神经调节.
稳态是细胞生存的基础
Homestasis is essential for cell survival 一方面，机体的稳态可受到机体内细胞 代谢活动的影响，也可受到外界环境因 素变化的影响、干扰、甚至破坏。 另一方面，机体各细胞、组织和器官的 正常有效的功能活动及细胞内液与细胞 外液之间、内环境与外环境之间的物质 交换又使整个稳态得以保持。 稳态一旦被打破，就会引发疾病。通过 调整，回到稳态，机体就会康复。

中医核心：阴阳平衡

阴阳平衡的法则： 阴阳相交为泰，不交为否；阴阳平 秘是稳态，是健康，阴阳失衡是偏态，
是疾病，即“偏阴偏阳之疾”。这是中
医对健康和疾病界定的原则，而对疾病
的治疗也在于此，
Review Questions
1.
Contrast negative - feedback system and positive - feedback system. 2. Contrast feedforward and negative feedback. 3. List the components of a reflex arc.
The body’s internal environment is the extracellular fluid “ fluid outside the cells ”

19世纪法国著名生 理学家Claude Bernard提出一个十 分精辟的论述: “ 身体中所有的生 命机制, 尽管种类不 同, 功能各异, 但只 有一个目的, 就是使 内环境保持恒定.”
前馈控制

前馈：是指控指部分发出指令使受控部分进行 某一活动，同时又通过另一更快捷途径向受控 部分发出前馈信号，更受控部分的活动更准确。 如人刚出门遇见大雪，视觉信息即刻传到大脑， 大脑立即发出指令到效应器，使机体产热增加、 散热减少，这些效应出现在体温还没因寒冷降 低之前，具有预见性，使机体更好适应环境变 化。
膝反射
扣击膝关节下的股四头肌肌腱, 使之受到 牵拉, 则股四头肌发生一次收缩小. 该反 射为单突触反射, 感受器为肌梭, 传入纤 维的传导速度快(每秒90米). 膝反射减弱或消失, 提示传入、传出或脊 髓反射中枢的有损伤或病变.

膝反射亢进, 提示高位中枢的病变.
2.体液调节 Humoral regulation