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1、普通生物学 General Biology,生物科学学院生物工程教研室,9、神经与体液调节 regulation of nerve and body fluid,生物工程教研室 孙继政,化学调节的性质 脊椎动物的化学调节 激素与稳态,内分泌系统与化学调节,9.1, 化学调节的性质,激 素,动物激素是由多细胞动物内分泌系统产生的、具有调节作用的化学信号物质。 激素可作用于特定靶细胞，靶细胞通过其特殊的受体与激素结合后启动一系列代谢活动。 激素通过体液传送而发挥调节作用，所以这种调节又叫体液调节。 内分泌腺：无腺管，分泌至体液，送输到作用部位。 外分泌腺：有腺管，送输到作用部位。,激素调节的特点,
2、与神经调节相比，体液调节特点： 反应比较缓慢 持续时间较长 作用范围较广,动物体具有体液调节和神经两套系统的协调作用。,激素的作用,维持稳态。 促进生长发育。 促进生殖活动。 调节能量转换。 调节行为。,激素的化学分类,含 氮 激 素,类固醇激素,蛋 白 质 类,多 肽 类,氨基酸衍生物,生长激素 胰岛素 胰高血糖素 促甲状腺激素 促肾上腺皮质激素 促性激素,催产素 抗利尿激素,甲状腺素 肾上腺素 去甲肾上腺素,肾上腺皮质激素 雌激素 雌激素,激素的作用机制,含氮激素的作用机制： 第二信使学说 类固醇激素作用机制： 基因表达学说,含氮激素的作用机制 第二信使学说,含氮激素作为第一信使到达靶细胞
3、后，并不进入细胞，而与细胞膜表面受体结合，受体构象发生变化，激活腺苷酸环化酶，继而催化ATP转化为第二信使cAMP，cAMP促进蛋白激酶活化，通过级联反应，产生相应的生理反应。,类固醇激素作用机制 基因表达学说,这类激素都是小分子，能扩散进入细胞，与靶细胞质内特异受体结合，进入核内，使核内基因活化，促进DNA转录成mRNA，mRNA进入细胞质促进蛋白质合成，产生特定基因表达，发挥相应的生理作用。, 脊椎动物的化学调节,脊椎动物的内分泌系统,内分泌系统：是由内分泌腺和分散于某些组织中的内分 泌细胞组成的一个信息传递系统。 内分泌腺: 垂体、甲状腺、甲状旁腺、肾上腺、胰岛、 性腺、松果体、胸腺 内
4、分泌细胞：消化道粘膜、心、肾、肺、皮肤、 胎盘 等部位存在各种内分泌细胞 兼有内分泌功能的细胞：神经内分泌细胞,人的内分泌系统,下丘脑 腺垂体 靶腺体,内分泌系统与神经系统的联系,哈里斯下丘脑调节腺垂体（神经 - 体液学说）,下丘脑的神经分泌细胞接受外界刺激引起的传入冲动，分泌调节激素。下丘脑是身体内分泌系统的总枢纽，它通过垂体将神经系统与内分泌系统有机地联系起来。,下丘脑 调节激素,促激素,激 素,垂体的内分泌功能,垂体,腺 垂 体,神经垂体,抗利尿激素 催产素,促激素 生长素 催乳素,八肽,蛋白质或肽,促肾上腺皮质激素 促甲状腺激素 促卵泡激素 促黄体素 促激素的功能：维持相关腺体的正常发
5、育，促进相关腺体内激素合成和分泌。,垂体位于脑的下部，重0.6 g，大小如豌豆。,12.3 激素与稳态,1. 甲状腺调节发育与代谢 2. 甲状旁腺维持钙稳定 3. 胰腺调节血糖水平 4. 肾上腺髓质动员应急反应 5. 肾上腺皮质的内分泌是维持生命所必需的 6. 性腺分泌性激素,甲状腺素,分泌腺体：甲状腺 分泌激素：甲状腺素(T4)、三碘甲腺原氨酸（T3) 功 能：促进机体新陈代谢，维持机体正常生长发育， 尤其对骨骼和大脑、神经系统发育十分重要。 甲状腺功能异常： 呆小症：幼年时甲状腺激素不足。身材矮小，智力低下。甲亢：甲状腺激素过多。喜凉怕热，极易出汗，肌肉无力。,甲状旁腺素与降钙素,分泌腺体
6、：甲状旁腺 分泌激素：甲状旁腺素、降钙素 功 能：调节机体钙代谢，维持血钙平衡。 甲状旁腺素：促进骨钙溶解，使血钙升高。 降钙素：抑制骨钙溶解，使血钙降低。,胰岛素与胰高血糖素,分泌腺体：胰腺（胰岛、细胞） 分泌激素：胰岛素（细胞） 、胰高血糖素（细胞） 功 能：维持血糖正常水平。 胰岛素：促进糖元形成和抑制非糖物质转变为葡萄糖， 降低血糖。胰岛素的分泌受血糖的调节。 胰高血糖素：促进糖元分解和非糖物质转变为葡萄糖， 升高血糖。,胰岛素分泌异常 糖尿病 型糖尿病： 婴儿或儿童， 注射胰岛素治疗 型糖尿病: 老年人， 药物治疗,肾 上 腺,肾上腺,肾上腺 髓质,肾上腺 皮质,肾上腺素 去甲肾上腺
7、素,应急反应,盐皮质激素 糖皮质激素 性 激 素,促进糖原异生和蛋白质脂肪分解调节水盐代谢,胚胎起源不同 两个分泌器官,调节水盐代谢,性 激 素,性腺,睾丸,卵巢,雄激素（睾 酮）,雌激素（雌二醇） 孕 酮（黄体酮）,男性,女性,功能：促进性器官成熟、副性征发育 及维持性功能等作用。,神经元的结构与功能 神经系统的结构 脊椎动物神经系统的功能 人脑,神经系统与神经调节,9.2,神经元的结构与功能,神经元是神经系统最基本的结构和功能单位。,神经元的结构,神经元的结构：胞体、树突、轴突。 胞体: 营养和整合中心。 树突: 较短、有多个，是接受冲动并将神经冲动传入胞 体的重要结构。 轴突：一般只有一
8、个，细长。起始部位称轴丘，其末梢 分支很多并形成终扣。轴突外周有髓鞘（施万细 胞）包着。轴突（即神经纤维）传出神经冲动。,神经元的功能,神经元的主要功能是接受、整合、传导和输出信息。,神经元受到刺激产生神经冲动沿轴突传出去。 神经冲动动作电位 神经冲动的传导动作电位的传导。,神经元内信息传递动作电位的传导,刺激,神经冲动,神经冲动传导,动作电位,动作电位传导,内负外正 静息膜电位,极化,刺激,Na通道开放,内正外负 动作电位,去极化反极化,K通道开放,复极化,Na+进,K+出,动作电位的产生与传导,内负外正 静息膜电位,沿轴突传播,去极化反极化直到神经末梢,神经元之间的信息传递方式包括： 化学
9、突触传递 电突触传递。,神经元之间的信息传递,突触： 两个神经元之间或神经元与效应器细胞之间相互接触、并借以传递信息的部位。 突触由突触前、后膜以及突触间隙所构成。 胞体与胞体、树突与树突以及轴突与轴突之间都有突触形成，但常见的是某神经元的轴突与另一神经元的树突间所形成的轴突树突突触，以及与胞体形成的轴突-胞体突触。 突触包括化学突触和电突触两种。,化学突触的传递,冲动传到突触前末梢,触发前膜中钙离子通道开放，一定数量的突触泡与突触前膜融合后开口，将内含的递质外排到突触间隙。被释放的递质，扩散到达突触后膜，与位于后膜中的受体结合，触发受体改变构型，开放通道，使某些特定离子得以沿各自浓度梯度流入
10、或流出。这种离子流所携带的净电流，或使突触后膜出现去极化，称兴奋性突触后电位，或使突触后膜出现超极化，称抑制性突触后电位.,乙酰胆碱 去甲肾上腺素（NAd） 肾上腺素(Ad) 多巴胺 5-羟色胺（5-HT） 氨基酸递质,在电突触部位，突触前膜与突触后膜有若干间断的膜融合，融合膜有小孔，电阻很低，易于离子通过。当冲动到达时，可以无滞缓地从前膜传导到后膜。 发现较多的一类电突触是双向传递的，即不分突触前或突触后，对任何一方传来的信号都能传递。 后来陆续发现了单向传递的电突触，既有兴奋性的，也有抑制性的， 电突触常见于低等动物如：蚯蚓、虾、海参等。,电突触的传递, 神经系统的结构,神经系统的结构,腔
11、肠动物开始： 神经网 神经节 神经索 脑,神经系统的演变,神经细胞通过神经纤维交织一起,神经细胞细胞的胞体聚集在一起,神经节通过神经纤维联系在一起,几个神经节融合在一起,涡虫的神经节,蚱蜢的索状神经,水螅的神经网,蚯蚓链状神经索,脊椎动物的中枢神经系统来源于胚胎背部的外胚层内褶而形成的神经管，神经管不 分节。胚胎发育的早期神经管的前端膨大发育成脑，接着分化成前脑、中脑、后脑 三个脑泡，后部发育成脊髓。前脑分化成端脑和间脑，端脑发育成大脑；间脑发育 成丘脑、下丘脑和松果体。后脑发育成脑桥、小脑和延髓。,脊椎动物神经系统的进化：大脑：最发达；小脑：逐渐发展；中脑：变化不大,鱼类：大脑只是一对光滑的
12、突起，和脊髓 一样灰质位于内部，主要功能是嗅觉。 两栖类：大脑中的灰质增多，其中的突触 数量也大为增加，原来位于大脑内部的灰 质逐渐向外转移，最后覆盖在大脑的表面 形成大脑皮层，还是一嗅觉为主。 爬行类：部分出现的新脑皮层，仍旧 以嗅觉为主。 鸟类：鸟类从没有新脑皮层的爬行类进 化而来，所以也没有新的脑皮质，表面 光滑没有皱褶，嗅觉退化，大脑顶部很薄 底部发达，称为纹状体它是鸟类复杂活动 的功能中枢 哺乳类：低等的哺乳类的心脑皮质也已几 乎盖住了大部分前脑的表面。大脑皮质体 积增大，表面出现沟回，功能也越来越重 要，成为动物体最高的调节控制中心。,按功能,人的神经系统,中枢神经系统,周围神经系
13、统,脑,神经系统,脊髓,传入神经 感觉神经,传出神经 运动神经,躯体神经,内脏神经,交感神经,副交感神经,脑神经 脊神经,按结构,脊 髓,脊髓的内部结构包括灰质、白质和中央管。灰质横切面呈“H”形，主要由胞体、树突构成；白质在灰质外面，由成束的神经纤维构成。,脑,组成： 脑干：延髓、脑桥、中脑、间脑。 脑干是大脑、小脑与脊髓之间连系的干道。 此外，脑干内还有许多重要中枢，如心血管 中枢、呼吸中枢等。 小脑：外灰质内白质，髓质内有灰质核团。 是平衡、协调肌肉运动的控制中心。 大脑：左右两半球由胼胝体（神经纤维）链接。 最高级控制中枢。,脑神经,共12对。 运动神经 感觉神经 混合神经,共31对。
14、脊神经是由前根和后根组成的混合神经。,脊神经,颈神经 8,胸神经 12,腰神经 5,骶神经 5,尾神经 1, 脊椎动物神经系统的功能,反射 神经活动的基本形式,反射： 在神经系统参与下，机体对内、外环境刺激作出的规律性反应称反射。 反射弧： 进行反射活动的神经结构称反射弧。反射弧通常由五个基本部分组成；即感受器、传入神经、反射中枢、传出神经、效应器.,最简单的二元反射弧,三个（以上）神经元组成的反射弧,植物性神经 神经系统对内脏活动的调节,周围神经系统中，有一部分运动神经纤维分布到心、肺、消化道等内脏器官的平滑肌和腺体器官，控制着这些内脏器官的活动。这一部分神经称为植物性神经或自主神经。 它们
15、可以调节心率、血压、体温、激素分泌、胃肠蠕动、支气管收缩与扩张等等。 植物性神经系统（内脏神经系统）可分为交感神经和副交感神经。它们具有对立相反的作用。 内脏神经系统不受意志支配。,内脏器官的功能状态取决于两套神经紧张性发放的平衡, 人 脑,神经系统的高级功能如学习、记忆、语言、分析等、条件反射都与大脑密切相关。 大脑约有几百亿个神经元。大脑有左右两个半球，通过叫胼胝体的神经纤维联接起来；大脑表面灰质（大脑皮层）是神经胞体集中区域，皮层下白质由神经纤维组成，白质内灰质核也称基底核。 大脑表面不满沟裂，并被分为额叶、顶叶、枕叶、颞叶四个脑叶。 大多数大脑活动产生在大脑皮层（2-4mm厚）.,人脑的结构,大脑的功能,大脑皮层的功能： 运动区、感觉区、视觉区、听觉区、语言区、中央思维联合区等。 左半球的功能特点： 主要支配说话、写字、数学计算和程序逻辑推理等等理性思维，控制神经活动占主导地位，“理性”脑。 思想型。 右半球的功能特点： 支配想象力、空间感觉、艺术与音乐能力、理解复杂的关系，“感性”脑。 艺术型。,思考题： 1、内分泌腺与外分泌腺的区别？ 2、按化学组成动物激素可分为哪几类？ 3、简答动物激素的作用机制？ 4、说出五种内分泌腺？ 5、说出甲状腺甲状旁腺的功能，促激素的功能？ 6、请简单介绍神经元与突触的结构？ 7、简单介绍动物神经的进化？,欢迎批评指正,