体液调节教学中的几个常见误区

2022-06-15 09:19卢燕梅黄琪
中学生物学 2022年4期
关键词:生物学教学

卢燕梅 黄琪

摘 要对“体液调节”一章中出现的误区进行辨析,探讨了“醛固酮、肾上腺素、甲状腺激素的分泌”“激素的运输方式”“胰岛A 细胞与胰岛 B 细胞均受到交感和副交感神经的支配”“炎热环境中机体的体温调节”等问题,以此帮助教师更好地备课,避免在教学中出现惯性思维、错误表述等情况。

关键词 激素调节 体温调节 生物学教学

中图分类号 Q-49               文献标志码 E

2019年人教版生物学《选择性必修1·稳态与调节》(以下简称“新教材”)“体液调节”一章中,新增“肾上腺皮质激素”“血糖平衡受神经系统调节”“甲状腺激素、肾上腺皮质激素、性激素分级调节系统”等内容。因此,在新教材的教学过程中容易出现一些误区,以下就几大常见误区进行逐一辨析。

1 误区一:醛固酮的分泌主要受促肾上腺皮质激素影响

依据分级调节系统“下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴”分析,垂体分泌的促肾上腺皮质激素(ACTH)会影响肾上腺皮质部分泌相应激素。醛固酮正是由肾上腺皮质球状带分泌的一种盐皮质激素(MC),所以也会受到 ACTH 影响。但在正常生理状态下,机体 MC 的分泌主要受到两方面的影响:①肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)(图1);②血 Na+或血 K+浓度对醛固酮存在负反馈调节,可直接刺激肾上腺皮质球状带。可见,正常生理状态下,MC 的分泌几乎不受 ACTH 的影响。但若处于应激状态,ACTH 可促进醛固酮分泌。因此,整体而言,醛固酮的分泌可受ACTH 影响,但影响较小。

2 误区二:肾上腺髓质不受腺垂体分泌的 ACTH 影响

腺垂体分泌促肾上腺皮质激素,从字面理解,很容易產生“该激素仅作用于肾上腺皮质,对由肾上腺髓质分泌的肾上腺素无影响”的误区。但有关实验发现,摘除动物垂体后,3种与肾上腺素分泌有关的酶(酪氨酸羟化酶、苯乙醇胺氮位甲基转移酶及多巴胺β-羟化酶)活性降低。若注射ACTH,则3种酶活性均能恢复;若只注射皮质醇(GC),则只有酪氨酸羟化酶活性不能恢复。因此,肾上腺髓质也会受到ACTH和 GC 的影响。

3 误区三:甲状腺激素(TH)分泌调节只受促甲状腺激素影响

新教材中甲状腺激素合成与分泌受“下丘脑-垂体-甲状腺轴”分级调节系统调控,这只是其调节的主要方式。实际上,除此以外,甲状腺功能还受到不同方式(神经、免疫和自身调节等)(图2)和物质(如某些激素、IGF-1)(表1)的调节。

经实验研究发现,交感神经和副交感神经纤维末梢分布于甲状腺的血管周围或滤泡细胞间,两种末梢通过释放的神经递质分别与靶细胞膜上肾上腺素能受体和 M 胆碱能受体结合,促进和抑制甲状腺功能。交感神经-甲状腺轴的存在是为了使机体在面临巨大的内外环境刺激下能快速做出应答,保证机体对TH 的高要求。副交感神经-甲状腺轴则是为了防止TH 分泌过多。甲状腺自身抗体、细胞因子等多种免疫活性物质都能与甲状腺滤泡细胞膜上特异性受体结合,进而影响甲状腺功能。

甲状腺自身调节是指甲状腺依据血碘浓度调节碘的摄取量、TH 的合成速率和分泌量。当血碘浓度处于1~10 mmol/L 时,甲状腺过氧化物酶会将无机碘活化成有机碘,进而促进TH 合成。但当血碘浓度超过此范围,则以上过程被抑制,发生碘阻滞效应。这对甲状腺是一种保护机制,防止过量碘而产生毒害作用。当血碘浓度过低,甲状腺则会增强对碘的摄取和利用率。

4 误区四:激素通过血液运输

有部分教师在课堂教学中,将激素的运输方式表述为经血液运输。这种表述是依据最初对经典内分泌概念(激素经血液循环到达身体各处)的认知,是与外分泌(分泌物借助导管分泌到体腔或体外)相对而言的。现已知的激素分泌方式既包含经典的长距离(通过血液)运输方式,又包括自分泌、内在分泌、旁分泌、神经内分泌(表2)等短距离运输方式。因此,基于广义的激素作用方式,“激素通过血液运输”表述比较片面,严谨表述应是“通过体液运输”。

5 误区五:胰岛A/B 细胞只受到单独的交感或副交感神经调节

胰岛 A 细胞与胰岛 B 细胞均受到交感和副交感(迷走)神经的支配。两种神经末梢释放不同的神经递质作用于细胞膜上特定的受体,引起不同的反应效果(表3)。

6 误区六:炎热情况下,机体可以减少产热

部分教师由寒冷时机体通过增加产热和减少散热来维持体温的相对稳定,进而推理:炎热情况下,机体通过增加散热和减少产热对体温进行维持,肾上腺素和甲状腺激素分泌量减少。

左明雪所编著的《人体及动物生理学》中表明,当环境温度超过30°C,体内生化反应会加强,出现如出汗量大、呼吸和循环系统功能增强等现象,机体的产热量升高。在杨永录所著的《人体及动物生理学》一书也提及炎热环境中,为提高心肌兴奋性以及心率,交感神经-肾上腺髓质系统活动增强,肾上腺素分泌增多。

但目前炎热环境对能量代谢的影响尚无定论,多数学者认为在炎热环境下活动(运动、劳动)可引起代谢加强,常温下机体能量消耗比热环境低5%~9%。同时,机体为了增加散热,心排血量增多、内脏血管收缩、汗腺活动增强等活动都会使能量消耗增加。持反对意见的学者认为,热环境中劳动者耗氧量无变化甚至有减少。当机体热适应(因长时期于热环境中居住、生活或劳动,热耐受力增强)后,促甲状腺激素和甲状腺激素分泌下降。

参考文献:

[1]王庭槐,罗自强,沈霖霖等.生理学[M].人民卫生出版社,2018:379-382,392-396.

[2]陈大宇,潘莉珍,关小勇等.胰岛素样生长因子-1在新生儿先天性甲状腺功能减低症的表达应用[J].检验医学与临床,2014,11(2):193-194.

[3]左明雪.人体及动物生理学[M].北京:高等教育出版社,2015:275.

[4]杨永录.体温与体温调节生理学[M].北京:人民军医出版社,2015:255-263.DF442BFF-531D-4385-866E-2658DCEA9D36

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