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神经调节与体液调节:生命与医学的重要章节

【摘要】:机体对生理功能进行控制与协调,主要依靠两大法宝:神经调节和体液调节。神经调节的结构基础是神经系统,体液调节的结构基础是内分泌腺。局部信息随时传递到各级神经中枢,各级神经中枢随时接受来自上级和下级的信息,进行分析综合、上传下达。神经调节的基本工作方式是反射。这是因为,内分泌系统的每一种细胞或器官,也要接受来自整体的神经调节和体液调节。

机体对生理功能进行控制与协调,主要依靠两大法宝:神经调节和体液调节。神经调节的结构基础是神经系统,体液调节的结构基础是内分泌腺。

如果把人体比喻为一个国家,那么,神经系统好比连接全国各地的通信网络,每时每刻进行着信息的双向传递。神经系统有高级中枢和不同级别的低级中枢,好比中央和地方各级领导机关。神经网络通达全身每一个角落,并且把各级中枢连接起来。局部信息随时传递到各级神经中枢,各级神经中枢随时接受来自上级和下级的信息,进行分析综合、上传下达。

神经调节的基本工作方式是反射。一次反射活动包括5个步骤:感知信息、传入信息、信息处理、传出信息、生理反应。这5个步骤的结构基础依次为感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器,构成一个反射弧(图12)。

图12 神经反射弧

例如,当无意中你的手指触及火焰,手立即缩回来,这就是一次神经反射,包括以下过程:手指皮肤的感受器感觉到高温刺激,传入神经将信息传递到脊髓相应节段的神经中枢,神经中枢对信息进行整合,传出神经将中枢的指令传递给上肢肌群(效应器),上肢做出躲避火焰的生理反应。这个例子有点像119火警,很容易理解。(www.chuimin.cn)

有些反射活动比较复杂,不像上面这个例子那么好理解。让我们举一个稍微复杂点的例子,当一个人来到高海拔的地方,血液中的氧分压下降,他身体里的化学感受器(主要是颈动脉体)会感受到缺氧的刺激而发生兴奋,通过传入神经将信息传达到呼吸中枢,导致呼吸中枢兴奋,再通过传出神经使呼吸运动加深加快,吸入更多的氧气,使血液氧分压回升,从而维持内环境的稳态。

神经调节就是通过大量的神经反射活动来完成的。一个人只要活着,他身体中的神经活动就此起彼伏、永不停息,对生命活动进行控制和协调。大量的神经反射活动是在“基层”完成的,其中有一些重要的信息要逐级呈报给上级神经中枢,甚至呈报给最高级的神经中枢,即大脑。高级神经中枢每时每刻接受大量的信息,并对这些信息进行整合,去粗取精、去伪存真,形成综合判断,就像我们人类社会的大数据分析。就这样,我们复杂的身体在神经系统的控制与调节之下,保持内环境稳态,各部分互相呼应、协调一致,有条不紊地履行生命活动。

生理活动的控制与协调还离不开另外一个法宝,那就是体液调节。让我们来设想一下,身体中的某一个器官或者某一些细胞,怎样对远离自己的器官或细胞传递信息呢?除了通过神经反射的途径之外,还可以通过投递信件的方式,这种“信件”是特殊的化学物质,具有特殊的结构和功能,我们通常称之为“某某素”“某某因子”。这些特殊的化学物质借助血液循环,运输到全身,被一些特定的细胞接收,并引起相应的生理反应,这就是体液调节。例如,位于胰腺中的胰岛B细胞,能分泌胰岛素。胰岛素随血液运输到全身,去调节细胞的糖代谢和脂肪代谢,使内环境的葡萄糖浓度(以血糖浓度为代表)保持动态平衡。

像胰岛B细胞这样能够分泌激素的组织或器官,在体内有许多。它们分泌的激素各不相同,各有各的作用,构成庞大的内分泌系统。它们的分泌活动并不是随意的,而是根据整体生命活动的需要,有时快、有时慢,有时多、有时少。这是因为,内分泌系统的每一种细胞或器官,也要接受来自整体的神经调节和体液调节。

让我们还是以胰岛素为例。在平时,胰岛B细胞总是保持一定水平的基础分泌。每当进餐时,胰岛B细胞会通过多种途径接收到信息,从而加速分泌,形成进餐时的分泌高峰。这些信息包括: