生理功能的调节
当机体内、外环境发生改变时,为了维持内环境的相对稳定,机体内部必须进行一系列的调节活动来维持这种稳态,这种过程称为生理功能的调节(regulation)。
其主要调节方式有以下三种:神经调节(nervous regulation)、体液调节(humoral regulation)和自身调节(auto regulation)。
一、神经调节
机体内许多生理功能是由神经系统的活动调节完成的,称为神经调节。反射(reflex)是神经调节的基本形式。
反射活动的结构基础为反射弧(reflex arc),它由五个基本成分组成即感受器(sensory receptor)、传入神经(afferent nerve)、中枢(center)、传出神经(efferent nerve)和效应器(effector)(图1-3)。
体内各种感受器相当于换能器,通常可接受内、外环境变化的刺激并转变为一定形式的神经放电信号,后者通过传人神经传至相应的神经中枢,中枢对传入信号进行分析处理并发出指令,由传出神经传至效应器,改变其活动。如当人们看到食物或进食时,引起唾液腺分泌的过程,就是一个神经调节的典型例子。
神经反射的特点是反应迅速,起作用快,调节精确。
通常神经反射包括非条件反射(unconditioned reflex)和条件反射(conditioned reflex)。
- 非条件反射是与生俱来的,其反射中枢基本上位于大脑皮层以下较低部位,反射弧相对固定,是生物体进化的产物。
- 然而,机体更多的反射活动是通过后天学习获得的条件反射。例如吃过酸梅的人,可能发生“望梅止渴”的反应。条件反射是建立在非条件反射的基础上,是人或高等动物在生活过程中根据不同环境条件和体验而建立起来的。条件反射的刺激与反应之间的关系灵活可变且不固定,若不加以强化,则可逐渐消退(详见第十章)。
二、体液调节
体液调节是指机体的某些组织细胞所分泌的特殊的化学物质,通过体液途径到达并作用于靶细胞上的相应受体,影响靶细胞生理活动的一种调节方式。与神经调节相比,体液调节是一种较为原始的调节方式,其作用缓慢而持久,作用面较广泛,调节方式相对恒定。
这种特殊的化学物质
- 可以是内分泌细胞或内分泌腺分泌的激素,如甲状腺素、胰岛素、糖皮质激素,
- 也可以是某些组织细胞产生的特殊化学物质,如白细胞介素(简称白介素)、生长因子、趋化因子、组胺,
- 抑或是组织细胞代谢过程中产生的某些代谢产物,如CO2、NO、H+。
上述所指的体液途径主要是通过血液循环作用于全身各处的靶细胞,发挥相应的调节作用,这种方式称为远距分泌(telecrine)调节。
另外,下丘脑内有一些神经细胞能合成激素,激素随神经轴突的轴浆流至末梢,由末梢释放入血,这种方式称为神经内分泌(neuroendocrine)调节,如血管升压素等。
但也有一些化学物质不通过血液循环而直接进入周围的组织液,经扩散作用到达邻近的细胞后发挥特定的生理作用,这种调节可以看作是局部性体液调节,或称为旁分泌(paracrine)调节,如胰高血糖素刺激胰岛B细胞分泌胰岛素的调节过程。
还有些细胞分泌的激素或化学物质在局部扩散,又反馈作用于产生该激素或化学物质的细胞本身,这种方式称为自分泌(autocrine)调节,如胰岛素亦可抑制B细胞自身分泌胰岛素的活动。
人体内也有很多内分泌腺的活动接受来自神经和体液的双重调节,称为“神经-体液调节”。例如胃液头期的分泌,胃壁细胞的泌酸活动一方面接受神经系统的直接调节,另一方面,神经反射传出通路的分支还可作用于G细胞引起胃泌素的释放,间接作用于壁细胞引起胃酸分泌。
三、自身调节
自身调节是指某些细胞或组织器官凭借本身内在特性,而不依赖神经调节和体液调节,对内环境变化产生特定适应性反应的过程。
如肾小球的入球小动脉内压力增高时,牵张了入球小动脉平滑肌,触发其收缩,使入球小动脉管径变小,阻力增加,从而使血流量减少,维持正常的肾小球滤过率。
自身调节的特点是:调节强度较弱,影响范围小,且灵敏度较低,调节常局限于某些器官或组织细胞内,但对于该器官或组织细胞生理活动的功能调节仍然具有一定的意义。