神经与体液协调调节实例-体温调节.ppt

* 渗透压激发渴感后，如何知道何时停止饮水？并非等到脑内感受器感受到水已经恢复了正常渗透压。摄入的水必须经消化系统吸收，然后通过血液运送至大脑。这一过程约需15分钟。如果持续饮水这么长时间摄入的水将会严重超过所需要的水量。机体能够监测吞咽活动及胃部和小肠上部的扩张。这些信息使人在既定时间内摄入的水不会超过所需量太多。 * 假定因出血、腹泻或出汗丢失了大量体液，尽管体内任何部位的渗透压均未改变，你同样需要补液。否则，心脏将难以将血液泵至大脑，营养成分也不再那么容易进入细胞。机体通过收缩血管的激素----血管加压素和血管紧张素II----对此做出反应。 当血容量下降，肾脏释放一种叫肾素的酶，它可以将血液中的一种大分子蛋白血管紧张素原的一部分裂解下来，形成血管紧张素I，其他酶又可将其转化为血管紧张素II。与血管加压素类似，血管紧张素II也使血管收缩，以补偿血压下降（图53）血管紧张素II还可以与大静脉内检测血压的感受器共同引发渴感。然而，这种渴感与渗透性渴不同，因为你需要恢复丢失的盐分，而不只是水分。这种渴被称为容量性渴，意为低血容量引起的渴感。血管紧张素II到达脑后，它激活第三脑室相邻区域的神经元这些神经元的轴突投射到下丘脑，并在那儿释放血管紧张素II作为其递质。也就是说，第三脑室周围的神经元既对血管紧张素II发生反应又释放该种物质。 与渗透性渴的动物不同，容量性渴的个体在饮用大量水时无法避免体液的稀释和渗透压的改变。因而，动物更喜欢稍带咸味的水。如果同时提供给动物水和盐，它将在两者之间交替摄取，形成适当浓度的混合物。动物表现出对咸味溶液的强烈渴望，这种被称为钠特异性需求的偏好，一旦需求存在时就自动形成。与之相比，对其他维生素和矿物质的特异性需求必须通过尝试和错误才能习得。你自己可能已经注意到这个现象：月经期前后的女性、或大量出汗的人，发现咸的点心特别美味。 * * 不同的物质有不同的进食策略，蛇和鳄鱼可能大吃一顿，然后数月不再进食。像图A中一条蟒蛇正在吞食一只斑羚。小型鸟类是另一个极端，仅摄入它们当时所需的食物量。它们存储少量的食物，不会太多。限食的好处是较轻体重可以帮助它们逃离捕食者。然而，某些气候下，鸟类需要存储一定量的食物以度过夜晚。比如图B中的小山雀，要设法度过阿拉斯加的冬天。每个夜晚，山雀找到一个尽可能保温的树洞或其他筑巢的地方，降低体温进入类似于冬眠的状态。即便如此，它们还要整夜不停地打寒颤以防止身体冻僵，然而太多的寒颤需要大量的能量。在阿拉斯加的冬季，山雀会在白天摄入足以使其体重增加10%的食物量，然后在一夜之间全部消耗掉。这就好比一个50kg的人白天摄入5kg的食物，然后在夜间通过打寒颤全部消耗光。 对哺乳动物来说，通常摄入多于当日所需的食物量，选择摄入哪种食物及摄入多少是一项重要的决定。脑部是进食活动的最终裁决者，它决定了进食的时间、地点、数量和频率。当然了，不同物种的饮食控制大相径庭。总的来说，一个物种的高级认知处理能力越强，那么除了饥饿和食物条件之外，影响饮食控制的因素就越多。 * 调节着进食行为和食欲牵涉上至脑部下至肠胃。这一机制非常复杂，其具体细节我们现在仍不甚了解。但可以确定的是，所有的消化器官都参与其中，而这些消化器官与脑部的信息交换，依靠的是周围神经系统、脑部和肠胃中向神经元传递信号的各种分子以及各种激素（如胰岛素）。在大脑半球的底部，整个脑部的中央位置，有一个叫做下丘脑的结构。下丘脑负责调节食欲以及脑部和肠胃的信息交换。下丘脑有两个不同的区域分别控制饱足和摄食。在实验中，被破坏了饱足感调节区域的动物会过量饮食并发胖，而被破坏了摄食调节区域的动物则彻底停止进食。下丘脑并不仅仅是脑部与身体在进食方面的交汇点，它还帮助调节身体所有的自主过程，例如体温调节。 食物通过了口腔的感官守卫之后，就进入胃肠道，胃肠道包括胃部和大肠、小肠。人体吸收营养时，这些器官并不只是被动地容纳食物，而是主动地调节整个摄食过程。消化道内侧布满神经纤维，监控着其中食物的数量和成分，并将信息传递到脑干，继而传递到下丘脑。食物的营养成分由消化道内侧的细胞进行评估，利用血液循环中的特化分子将信息传到脑部。而摄食后器官，如肝脏和胰脏，同样与脑部有信息交换。例如，胰脏对血液中的葡萄糖含量很敏感，如果其含量升高，胰脏就会分泌胰岛素，而胰岛素直接作用于下丘脑和脑部其他区域。 * 首先了解一下消化系统，如图所示。消化系统的功能是将食物分解为细胞能够利用的小分子。消化从口腔开始，唾液中的酶可以分解碳水化合物。吞咽的食物通过食管进入胃，与胃里的盐酸及蛋白质消化酶混合。食物在胃中停留一段时间，然后胃末端的圆形括约肌打开，食物进入小肠。 小肠中含有可以消化蛋白质、脂肪和碳水化合物的酶类，在这里，消化后的营养物质被吸收入血液中。血液将那些化学物质运送