动物和人体生命活动的调节.ppt

第2章动物和人体生命活动的调节,第1节通过神经系统的调节,足球比赛的胜负很大程度上取决于队员之间的配合，配合要靠信息的传递。讨论：1、队员之间是如何传递信息的？2、队员通过眼、耳获得信息后，自身是如何处理信息，并迅速作出反应的？3、队员要有良好的表现，身体的各个器官同样需要协调配合，这又是如何实现的？,一、神经调节的结构基础和反射：,1、神经系统结构和功能的基本单位：,神经元,细胞体,树突,轴突,髓鞘,轴突末梢,神经元的结构,细胞体（内含细胞核）,突起,轴突,树突,2、神经调节的基本方式：,反射,1）非条件反射：,先天性的，不消失，可遗传，由低级中枢控制,2）条件反射：,后天获得的，可消失，不遗传，有大脑皮层的参与,3、反射的结构基础：,反射弧,感受器：,传入神经纤维末梢，可感受刺激并产生兴奋,传入神经：,将兴奋传到神经中枢,神经中枢：,对兴奋进行分析综合并发出指令,传出神经：,将兴奋传到效应器,效应器：,传出神经纤维末梢及与之相连的肌肉或腺体，可对刺激作出相应的反应,注：,1）反射弧必须保持结构的完整性，才能完成一个反射,例：如果支配左腿的传入神经及神经中枢完整，而传出神经受损，那么该左腿会（）A、能运动，针刺有感觉；B、不能运动，针刺有感觉C、能运动，针刺无感觉；D、不能运动，针刺无感觉,B,2）一个完整的反射弧至少有两个神经元。,4、兴奋：,指动物体或人体内的某些组织（如神经组织）或细胞感受外界刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。,二、兴奋在神经纤维上的传导：,1、兴奋在神经纤维上的传导形式：,神经表面电位差的实验示意图,电信号,图1：,未受刺激时，处于静息状态，ab两侧无电位差，均为正电位,图2：,刺激a侧，电流表向a侧偏转，a处变为负电位,图3：,后电流表指针向b侧偏转，a侧恢复正电位，b侧变为负电位,图4：,电流表恢复零电位差，两侧都恢复为正电位,2、兴奋在神经纤维上传导的原理：,外正内负,静息电位：,此时膜主要对K+有通透性，造成K+大量外流,形成原因：,动作电位：,外负内正,形成原因：,膜对Na+的通透性增大，Na+大量内流,电流方向：,膜外：,膜内：,这种局部电流又刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又恢复为静息电位。,3、兴奋在神经纤维上传导的特点：,注：,1）电流方向：膜外：膜内：兴奋传导方向：,由未兴奋部位到兴奋部位,由兴奋部位到未兴奋部位,由兴奋部位到未兴奋部位,2）兴奋在神经纤维上以的形式传导,电信号,1）神经纤维必须在结构和生理功能上保持完整性，才能传导兴奋,2）兴奋在神经纤维上的传导是双向的：刺激神经纤维上某一点时，所产生的兴奋可以向神经纤维的两侧传导,3）非递减性：兴奋在神经纤维上传导时，兴奋的大小和传导速度不会因距离兴奋点渐远而减小,4）绝缘性：一条神经元包含着许多神经纤维，各条神经纤维上传导的兴奋互不干扰,三、兴奋在神经元之间的传递：,通过实现,突触,轴突末梢,线粒体,突触小泡,突触前膜,突触间隙,突触后膜,突触,突触：,神经元与神经元之间相接触的部位。,组成,突触前膜：,以胞吐的方式将神经递质排出,突触间隙,突触后膜：,其上有特异性的受体，可与神经递质特异性结合,（内含神经递质）,突触小体,兴奋通过突触传递的形式：,突触传递的特点：,1）单向传递：,由于神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，因此，兴奋在神经元之间的传递是单方向的。,2）突触延搁：,兴奋在突触的传递比在神经纤维上的传导要慢得多。,3）在一个反射弧中，兴奋从感受器传到效应器的时间主要是在突触部位消耗；,4）神经递质的释放方式：,胞吐,神经递质作用完成后，应立即分解，否则会使突触后膜持续兴奋或抑制。,注：,1）在一个反射弧中，至少有1个突触；,2）在一个反射弧中，兴奋是单向传导的，因为兴奋在突触部位的传递是单向的；,四、神经系统的分级调节：,大脑皮层,调节机体活动的最高级中枢,小脑,有维持身体平衡的中枢,脊髓,调节躯体运动的低级中枢,下丘脑,有体温调节中枢、水平衡调节中枢，还与生物节律等的控制有关,脑干,有许多维持生命的必要中枢，如呼吸中枢,五、人脑的高级功能：,整个神经系统中最高级的中枢是:大脑皮层。它除了对外部世界的感知以及控制机体的反射活动外，还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。,第二节通过激素的调节,一、激素的发现：促胰液素的发现,1、法国学者沃泰默：,胰腺分泌胰液,胰腺不分泌胰液,胰腺分泌胰液,沃泰默的解释：,这是一个十分顽固的神经反射。,2、英国科学家斯他林和贝利斯：,假设：,这不是神经反射而是化学调节在盐酸的作用下，小肠黏膜产生了一种化学物质，这种物质进入血液后，随血流到达胰腺，引起胰液的分泌。,胰腺分泌胰液,结论：,假设正确，并称其为促胰液素,二、动物激素的种类和生理作用：,1、激素调节：,由内分泌器官（或细胞）分泌的化学物质进行调节，这就是激素调节。,2、人体主要的内分泌腺及其分泌的激素：,内分泌腺,垂体,下丘脑,甲状腺,激素,促激素释放激素,促进促激素的释放（作用于垂体）,生长激素（本质：蛋白质）,促进生长，主要是促进蛋白质的合成与骨的生长,促激素（如促甲状腺激素）,促进甲状腺的生长发育，促进甲状腺激素的合成）,甲状腺激素（本质：含碘的氨基酸）,促进新陈代谢和生长发育，尤其对中枢神经系统的发育和功能有重要影响，可以提高神经系统的兴奋性,肾上腺,髓质：分泌肾上腺素,促进新陈代谢；促进肝糖原分解（即可升血糖）,皮质：分泌醛固酮（本质：固醇）,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收和对K+的排出,生理功能,内分泌腺,激素,生理功能,胰岛,胰岛素（本质：蛋白质）,胰高血糖素（本质：多肽）,促进葡萄糖的吸收和利用；促进肝糖原和肌糖原的合成；促进葡萄糖转化为非糖物质；抑制肝糖原的分解；抑制非糖物质转化为葡萄糖。即可以降血糖,促进肝糖原分解为葡萄糖；促进非糖物质转化为葡萄糖。即可以升血糖,卵巢或睾丸,性激素（本质：固醇）,促进生殖器官的发育和生殖细胞的生成；激发并维持各自的第二性征；雌激素还可以激发并维持雌性的性周期；孕激素可以促进子宫内膜和乳腺的生长发育，为着床和泌乳做准备,三、激素调节的实例：,实例一：血糖平衡的调节,血糖的来源与去向（正常情况下）,正常血糖范围：,0.81.2g/L（或80120mg/dL）,血糖的来源,食物中糖类的消化吸收（最主要）,肝糖原的分解,脂肪等非糖物质的转化,血糖的去向,氧化分解供能（最主要）,合成肝糖原和肌糖原,转化为脂肪、某些氨基酸等非糖物质,2、与血糖调节有关的激素：,胰高血糖素：,由胰岛A细胞分泌；,升血糖,胰岛素：,由胰岛B细胞分泌；,降血糖,促进细胞吸收、利用和转化葡萄糖,3、血糖调节的过程：,血糖升高,血糖降低,胰岛B细胞,胰岛素,胰岛A细胞,胰高血糖素,下丘脑,副交感神经,下丘脑,交感神经,肾上腺,肾上腺素,（+）：促进（-）：抑制,1）血糖调节的调节方式：,2）参与血糖调节的激素主要有：,神经调节和激素调节,胰岛素,胰高血糖素,肾上腺素,拮抗作用关系,协同作用关系,3）其他激素之间的关系：,在生长发育中，生长激素与甲状腺激素有协同作用关系；,在代谢过程中，甲状腺激素与肾上腺素为协同作用关系,4）与血糖调节有关的激素中：,胰岛素是唯一一种降血糖的激素；,而升血糖的激素却不只一种，如胰高血糖素与肾上腺素,实例二：激素分泌调节的方式：,反馈调节,下丘脑,促甲状腺激素释放激素,垂体,促甲状腺激素,甲状腺,甲状腺激素,反馈,注：,下丘脑可以通过垂体调节和控制某些内分泌腺中激素的合成与分泌，所以下丘脑是激素调节的枢纽,4、激素调节的特点：,1）微量和高效：,例：人体血液中甲状腺激素的含量只有310-51.410-4mg/mL，而1mg甲状腺激素可使人体产热增加4200kJ,2）通过体液运输：,内分泌腺没有导管，分泌的激素弥散到体液中，随血液流到全身，传递着各种信息。因此，临床上常通过血样来检测内分泌系统的疾病,3、作用于靶器官、靶细胞：,能被特定激素作用的器官、细胞就是这种激素的靶器官、靶细胞。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活，因此，体内需要源源不断地产生激素，以维持激素含量的动态平衡。,激素种类多、量极微，既不组成细胞结构，又不提供能量，也不起催化作用，而是随体液到达靶细胞，使靶细胞原有的生理活动发生变化，因此，激素是生命活动的信息分子。,四、研究动物激素生理功能的常用方法：,处理方法,异常反应,结论,用甲状腺激素制剂饲喂蝌蚪,摘除蝌蚪的甲状腺,摘除小狗的甲状腺,短时间内，变成小型青蛙,发育停止（小蝌蚪变为大蝌蚪，但不变态）；身体臃肿,发育停滞；呆笨萎靡,说明分泌物能促进幼小动物的发育；说明分泌物促进新陈代谢，加速物质氧化分解；说明分泌物能提高神经系统的兴奋性,割除睾丸,移植卵巢,雄性第二性征逐渐消退,逐渐出现雌性第二性征,性激素能激发并维持第二性征,切除幼年动物垂体,注射生长激素,生长停滞,逐渐恢复生长,垂体分泌的生长激素能促进动物的生长,五、激素分泌异常引起的疾病：,1、生长激素分泌异常：,幼年时：,分泌过少会得侏儒症；分泌过多会得巨人症；,成年时：,分泌过多会得肢端肥大症,2、甲状腺激素分泌异常：,幼年时：,分泌不足或不分泌会得呆小症（身材矮小，智力低下）,成年时：,分泌过多会得甲亢；分泌过少会得黏液性水肿,3、胰岛素分泌异常：,分泌不足时会得糖尿病,产生原因：,胰岛B细胞受损，胰岛素分泌不足,诊断糖尿病：,验血和验尿,糖尿病的症状：,“三多一少”：多食、多饮、多尿，体重减少,防治：,控制饮食加上药物治疗,第3节神经调节与体液调节的关系,坐过山车头朝下疾驰时，不少人感到心怦怦直跳，并狂呼乱叫。如果此时检测血液，发现能使心跳和呼吸加快的肾上腺素含量也明显升高。讨论：1、既然知道坐过山车是安全的，为什么心跳还加速呢？2、在这个例子中，人体所作出的反应，哪些与神经调节有关？哪些与激素调节有关？你能说出两者之间的关系吗？,一、神经调节和体液调节的比较：,1、体液调节：,激素等化学物质（除激素外，还有其他调节因子，如CO2、组织胺、H+等），通过体液传送的方式对生命活动进行调节，称为体液调节。,其中激素调节是体液调节的主要内容,2、比较：,作用途径,反应速度,作用范围,作用时间,反射弧,迅速,准确、比较局限,短暂,体液运输,较缓慢,较广泛,比较长,二、神经调节与体液调节的协调：,实例一：体温调节,说明：,1）体温调节的调节方式：,神经调节和体液调节，主要是神经调节,2）温度感受器有两类：,温觉感受器,冷觉感受器,主要分布在皮肤、黏膜和内脏器官等,3）体温调节中枢位于：,下丘脑,4）参与体温调节的激素主要有：,肾上腺素和甲状腺激素,5）体温恒定的机制：,机体通过其完善的体温调节结构和功能，使机体的产热量和散热量保持动态平衡的过程。,6）产热的主要器官：,肝脏和骨骼肌；,主要通过细胞呼吸产热,散热的主要器官：,皮肤；,实例2：水盐平衡调节：,注：,1）调节方式：,神经调节和激素调节,2）参与水盐平衡调节的激素：,抗利尿激素,该激素由合成，但由释放。其作用是：,下丘脑,垂体,促进肾小管和集合管对水分的重吸收,3）渗透压感受器：,4）体内水的来源：,饮水和食物,物质代谢,补充：,下丘脑在机体调节中的作用,下丘脑是内分泌系统的总枢纽。,1、感受：,有渗透压感受器,2、传导：,可将渗透压感受器产生的兴奋传导至大脑皮层，使之产生渴觉,3、分泌：,可分泌促激素释放激素，作用于垂体，使之分泌相应的促激素，如在外界环境温度低时分泌促甲状腺激素释放激素。在细胞外液渗透压升高时分泌抗利尿激素。,4、中枢：,体温调节中枢,水平衡调节中枢,血糖调节中枢,第4节免疫调节,禽流感病毒,SARS病毒,能使人生病的细菌、病毒无处不在，但是，通常情况下，我们却并不感到不适。讨论：神经系统能感觉到病原体的存在吗？人体能靠反射对病原体作出反应吗？激素能杀灭病原体吗？病原体侵入人体后，会影响内环境的稳态吗？,一、免疫：,1、概念：,机体一种特殊的保护性生理功能，通过免疫，机体能够识别“自己”，排除“异己”，以维持内环境的稳定。,2、功能：,防卫功能,监控和清除功能,二、免疫系统的组成：,（免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所）,免疫系统,（发挥免疫作用的细胞）,（迁移至胸腺中成熟）,（在骨髓中成熟）,（由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质）,（位于淋巴液、血液和淋巴结中）,淋巴细胞的起源与分化：,三、免疫系统的防卫功能：,人体的三道防线,第一道防线,第二道防线,第三道防线,非特异性免疫,特异性免疫,人体的皮肤和黏膜等组成人体的第一道防线.,皮肤的保护作用,呼吸道黏膜上纤毛的清扫作用,溶菌酶的作用,吞噬细胞的作用,体液中的杀菌物质和吞噬细胞组成人体的第二道防线,免疫器官,淋巴细胞,抗体,非特异性免疫与特异性免疫的比较：,遗传得到的，人人都有的先天性免疫,出生后与病原体斗争过程中形成的后天性免疫，并非人人都有,所有病原体,某一特定的病原体（或异物）,无特异性，作用弱，应答时间短,有特异性，作用强，应答时间长,第一道防线第二道防线,第三道防线,起主导作用的特异性免疫是在非特异性免疫的基础上形成的，两者共同担负着机体的防御功能,四、特异性免疫的两种类型：,抗原：,能够引起机体产生特异性免疫反应的物质,抗原决定簇：,在病毒、细菌等病原体表面的蛋白质（或糖蛋白）等物质,抗原的特性：,异物性：,大分子性：,特异性：,癌细胞除外,一般分子量大于10000,一种抗原只能与相应的抗体或效T应细胞发生特异性结合,抗体：,机体受抗原刺激后产生的，能够与抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。,抗体的化学本质：,球蛋白,分布：,主要分布在血清中，在组织液和外分泌液中也有少量抗体,体液免疫过程,1）感应阶段：,抗原,吞噬细胞(识别和处理),T细胞,B细胞(识别),呈递抗原,呈递抗原,使抗原隐藏的抗原决定簇暴露,少数直接呈递,记忆细胞,2）反应阶段：,B细胞,增殖和分化,受抗原刺激,浆细胞,保持对抗原的记忆，当同一种抗原再次进入机体，记忆细胞会迅速增殖、分化，形成大量的浆细胞，产生更强的特异性免疫反应。,3）效应阶段：,+抗原,浆细胞,合成和分泌,抗体,特异性免疫反应,抗体与病菌结合，抑制其繁殖或对宿主细胞的黏附,抗体与病毒结合，使其失去侵染和破坏宿主细胞的能力,抗体与抗原结合，使其形成沉淀或细胞集团，进而被吞噬细胞吞噬消化,抗原（细菌）,吞噬细胞,T细胞,B细胞,浆细胞,记忆细胞,抗原抗体结合,抗体,细胞免疫过程,1）感应阶段：,抗原,吞噬细胞(摄取和处理),T细胞(识别),呈递抗原,使抗原隐藏的抗原决定簇暴露,记忆细胞,2）反应阶段：,T细胞,增殖和分化,受抗原刺激,效应T细胞,保持对抗原的记忆，当同一种抗原再次进入机体，记忆细胞会迅速增殖、分化，形成大量的效应T细胞，产生更强的特异性免疫反应。,3）效应阶段：,效应T细胞,释放,靶细胞(被抗原入侵的宿主细胞),密切接触,淋巴因子(可溶性免疫活性物质，如白细胞介素、干扰素等),靶细胞内的溶酶体酶被激活，使其通透性改变，渗透压变化，最终裂解死亡。,通过加强各种有关细胞的作用来发挥免疫效应。如诱导产生更多的效应T细胞，增强其杀伤力等,体液免疫与细胞免疫的比较：,体液免疫,细胞免疫,作用对象,抗原,被抗原侵入的宿主细胞（即靶细胞）,作用方式,由浆细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合,效应T细胞与靶细胞密切接触，激活靶细胞内的溶酶体酶，使其裂解释放出抗原；效应T细胞产生淋巴因子增强相应细胞的作用,联系,都分为三个阶段：感应阶段、反应阶段、效应阶段,在病毒感染中，往往先由体液免疫阻止其扩散，再通过细胞免疫予以彻底消灭，且细胞免疫释放出的抗原仍需由抗体消灭,与免疫有关的细胞：,种类,来源,功能,吞噬细胞,B细胞,T细胞,浆细胞,效应T细胞,记忆细胞,造血干细胞,造血干细胞,造血干细胞,识别、处理、呈递抗原，吞噬抗原-抗体结合物,识别抗原，分化为浆细胞和记忆细胞,识别、呈递抗原，分化为效应T细胞和记忆细胞,B细胞或记忆B细胞,分泌抗体,T细胞或记忆T细胞,与靶细胞结合发挥免疫效应，并能分泌淋巴因子,B细胞或T细胞,识别抗原，分化为相应的效应细胞,五、免疫失调引起的疾病：,1、自身免疫病,2、过敏反应,3、免疫缺陷病,自身免疫病：,自身免疫反应对自身的组织和器官造成损伤并出现症状的现象,常见自身免疫病：,系统性红斑狼疮风湿性心脏病类风湿性关节炎,酿脓链球菌表面的一种抗原决定簇,心脏瓣膜上的一种物质,抗体,心脏受损风湿性心脏病,进攻,进攻,过敏反应：,已免疫的机体，再次受到相同物质的刺激所发生的反应,特点：,发生迅速，反应强烈，消退较快,一般不会破坏组织细胞，也不会引起组织损伤,有明显的遗传倾向和个体差异,过敏原：,能引起机体产生过敏反应的物质,过敏反应发生的机理：,预防措施：,1）找出过敏原2）尽量避免再次接触该过敏原,过敏原,机体,抗体,某些细胞,过敏原,释放组织胺,毛细血管扩张、血管壁通透性增强、平滑肌收缩和腺体分泌增多,免疫缺陷病：,机体免疫能力先天不足或遭病毒等攻击破坏导致免疫功能不足的现象,例：,艾滋病,艾滋病（AIDS）是获得性免疫缺陷综合症的简称，是由人类免疫缺陷病毒（HIV，俗称艾滋病病毒）引起的致死性传染病。,HIV,致病机理：,HIV会攻击人体的免疫系统，尤其是T细胞，导致人体丧失一切免疫机能，使人体对病原体及多种疾病的易感性增加而致人死亡。,六、免疫系统的监控和清除功能：,免疫系统除了具有防卫功能外，还有监控和清除功能：监控并清除体内已经衰老或因其他因素而被破坏的细胞，以及癌变的细胞。,七、免疫学的应用：,3、器官移植：,1、免疫预防：,2、免疫治疗：,疫苗的生产和应用,根据抗原能与抗体特异性结合的特性，用人工标记的抗体对组织内的抗原进行检测，可帮助人们发现体内组织中的抗原,解决器官移植过程中供体器官短缺和免疫排斥反应的问题,