第四节 机体功能的调节

当机体所处的内外环境发生变化时，体内一些组织、器官的功能活动也会发生相应的改变，通过改变可使机体适应内外环境的变化，也可使被扰乱的稳态得以恢复，这种过程称为机体功能的调节 (regulation)。机体功能调节的方式有三种：神经调节 (nervous regulation)、体液调节(humoral regulation)和自身调节(auto regulation)。

一、机体功能的调节方式

(一)神经调节

神经调节是通过神经系统的活动影响机体生理功能的一种调节方式，是人体最主要的调节方式。神经调节的基本方式是反射(reflex)。反射是指在中枢神经系统的参与下，机体对刺激做出的规律性反应。反射的结构基础是反射弧，反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五个部分构成(图1-1)。反射必须在反射弧完整的基础上才能得以进行，一旦反射弧的任何一个环节受损，反射活动将不能完成。根据反射形成的过程和条件的不同，反射可分为条件反射和非条件反射。

非条件反射(unconditioned reflex)是与生俱来、先天遗传的，有固定的反射弧，是一种初级的神经活动，是机体适应环境维持生命的基本反射。例如，角膜反射、瞳孔对光反射、吸吮反射等。

条件反射(conditioned reflex)是一种高级的神经活动，是机体在非条件反射的基础上根据个体生活实践而后天建立的反射活动。条件反射的刺激性质与反应之间的关系不是固定不变的，当环境条件发生改变时，相应的条件反射也会发生改变。因此，它没有固定的反射弧，反射活动灵活可变、数量无限。条件反射的建立，使机体对环境的适应更具预见性和灵活性，增强了人和动物适应环境变化的能力。

神经调节的特点是反应迅速，作用精确，时间短暂。

(二)体液调节

体液调节是指机体内某些特殊的化学物质(如激素、CO2、组胺、乳酸、缓激肽等)，通过体液途径对机体功能进行的调节。参与体液调节的化学物质主要是机体的各个内分泌腺和内分泌细胞所分泌的激素。激素可通过血液循环运输到全身，调节细胞的活动。体液调节可分为全身性体液调节和局部性体液调节。例如，肾上腺髓质分泌的肾上腺素，经血液运送到心脏，使心肌收缩力增强；运送到消化器官，则影响胃肠运动及消化液的分泌。这种体液调节影响多器官的活动，为全身性体液调节。局部性体液调节见于某些组织细胞分泌的一些化学物质或代谢产物(如CO2、组胺、乳酸、激肽等)，通过细胞外液扩散到邻近的组织细胞，调节其活动，如使局部血管扩张、通透性增加等。

体液调节的特点是作用缓慢、范围广泛、时间持久，常见于对新陈代谢、生长发育、水和电解质的平衡等缓慢持续进行的生理过程的调节。

体液调节和神经调节在完整的机体内是相辅相成的，但神经调节在多数情况下处于主导地位。多数内分泌腺和内分泌细胞直接或间接地受到神经系统的调节。因此，体液调节常作为反射弧传出途径的一个中间环节发挥调节作用，形成神经-体液调节(neuro-humoral regulation，图1-2)。

(三)自身调节

许多组织和细胞不依赖于外来的神经或体液因素的作用，自身也能对周围环境的变化做出适应性的反应，这是组织、细胞自身的生理特性，称为自身调节。例如，肾动脉灌注压在80~180mmHg波动时，肾的血流量基本保持稳定，保证了肾的泌尿活动在一定范围内不受血压变动的影响。自身调节是一种较简单、局限的原始调节方式，调节幅度较小，灵敏度低，但对维持机体局部功能的稳定有一定的生理意义。

二、机体功能调节的反馈控制

机体活动的各种调节，按照控制论原理，是一种自动控制机制。机体的控制部分(相当于反射中枢或内分泌腺)与受控部分(相当于效应器或靶器官、靶细胞)之间形成一个闭合环路，控制部分发出控制信息指示受控部分发生活动，受控部分则发出反馈信息返回到控制部分，使控制部分能根据反馈信息来改变自己的活动，从而对受控部分的活动进行调节。由受控部分发出的反馈信息反过来影响控制部分的活动过程称为反馈(feedback，图1-3)。

根据反馈信息对控制部分的活动产生的不同影响，反馈可分为负反馈(negative feedback)和正反馈(positive feedback)。

负反馈是指反馈信息使控制部分的活动减弱的调节方式。在正常人体内，负反馈调节最为多见，通过负反馈调节可维持机体各系统生理功能的稳定，即维持机体的稳态。例如，当动脉血压升高时，通过反馈抑制心脏和血管的活动，使血压下降；反之，当动脉血压降低时，也可通过反馈增强心脏和血管的活动，使血压升高，来维持人体动脉血压的稳定。

正反馈是指反馈信息使控制部分的活动加强的调节方式。正反馈使整个系统处于再生状态，正反馈不是维系系统的稳态或平衡，而是破坏原有的平衡状态。例如，在正常分娩过程中，子宫收缩导致胎头下降牵张子宫颈，宫颈牵张又可加强子宫收缩，子宫收缩使胎头进一步牵张宫颈，如此反复，直至胎儿娩出。因此，正反馈的意义在于促使某项生理功能一旦发动就迅速加强直到完成，是一个不可逆的过程。人体内的正反馈调节数量较少，常见的有排尿、排便、分娩、血液凝固等。

机体活动调节的反馈控制是保持机体正常生理功能的重要调节方式，反映了机体活动调节的自动化。反馈使得机体的调节更加及时和适度，从而更好适应内外环境的变化。

本章小结

生理学是研究机体正常生命活动规律(即功能)的科学。生理学研究的主要方法是动物实验。生理学研究的三个水平分别是细胞和分子水平、器官和系统水平、整体水平，三种水平的研究并非各自独立，而是相互联系、相互补充的。

生命活动的基本特征有新陈代谢、兴奋性、适应性和生殖等，其中最基本的特征是新陈代谢。兴奋性是指机体或组织对刺激发生反应的能力或特性。刺激三要素是指强度、时间和强度时间变化率。反应的两种基本形式是兴奋和抑制。衡量兴奋性高低的指标是阈值。

内环境指细胞外液，内环境稳态是细胞进行正常生命活动的必要条件。

机体生理功能的调节方式包括神经调节、体液调节和自身调节三种方式。其中最主要的调节方式是神经调节。神经调节的基本方式是反射，反射的结构基础是反射弧。

反馈作用包括负反馈和正反馈两种方式。负反馈较为多见，对于维持机体内环境稳态具有重要意义；正反馈其意义在于促使某些生理功能迅速完成。

【思考与练习】

一、名词解释

兴奋性 阈值 内环境 正反馈 负反馈

二、单项选择题

1．人体生命活动最基本的特征是 ( )

A．新陈代谢

B．兴奋性

C．衰老

D．生殖

E．适应性

2．衡量组织兴奋性高低的指标是 ( )

A．刺激强度-时间变化率

B．阈值

C．阈电位

D．静息电位

E．动作电位

3．机体的内环境是指 ( )

A．细胞外液

B．细胞内液

C．血液

D．组织液

E．脑脊液

4．机体活动调节的最主要方式是 ( )

A．神经调节

B．体液调节

C．自身调节

D．条件反射调节

E．非条件反射调节

5．神经调节的特点是 ( )

A．反应迅速，作用精确

B．反应迅速，作用广泛

C．反应慢，作用精确

D．反应慢，作用广泛

E．反应局限，作用广泛、持久

6．神经调节的基本方式是 ( )

A．反应

B．反射

C．负反馈

D．正反馈

E．反馈

7．在反射弧分析实验中，捣毁青蛙的脊髓以后 ( )

A．反射、反应都消失

B．反应存在，反射消失

C．反射存在，反应消失

D．反应、反射均存在

E．均不对

8．条件反射的特征是 ( )

A．种族遗传

B．先天获得

C．数量较少

D．个体在后天形成

E．反射弧固定不变

9．维持机体内环境稳态主要依靠机体的 ( )

A．正反馈调节

B．负反馈调节

C．神经调节

D．体液调节

E．自身调节

10．下列过程不是正反馈调节的是 ( )

A．血液凝固

B．分娩

C．射精过程

D．降压反射

E．排尿反射

三、思考题

1．运用刺激引起反应的条件，分析在给患者进行肌内注射时为何要“两快一慢”。

2．在进行体育锻炼时，机体生理功能发生明显变化，如心率加快、呼吸增强、血压升高、血糖升高、体温升高等。但当你休息一会儿以后，这些生理功能又恢复如初。试分析运动瞬时发生的变化为什么不会一直延续下去。

(晏廷亮)