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生理学
第三节生理学(Physiology)
生理学是生物学的一个分支,是研究生物体功能活动规律的科学,由于生物体只在有生命时,即活着的时候才有功能活动,所以又将这些功能活动统称为生命活动;因此也可以认为生理学是研究生命活动规律的科学。
一、生命的基本特征
当人们对生命现象还缺乏深入认识的时候,曾经认为有“灵魂”或某种“活力”存在于生物体内,使它表现出生命现象,一旦“灵魂”或“活力”离开了生物体,生物体就死亡。
事实上生物体内并不存在这些奇特的“灵魂”或“活力”。
构成生物体和无机物的各种化学元素并无区别,所不同的是在生物体内存在着一些特殊化学物质,它们是由还原了的碳原子与氢、氧、氮等原子形成的高分子有机化合物,包括蛋白质、核酸、糖和脂类等物质。
在自然界,这些物质只存在于生物体中,统称为生物分子(biomo1ecu1e),以它们为主体,构成了生物体内各种结构。
已知的最简单的生物之一――烟草斑纹病毒,它的病毒颗粒可分为核心和外壳两部分;中央核心部分,由呈单螺旋构型、分子量约为200万的核糖核酸分子构成,外壳是由200个亚基组成的、分子量约为380万的螺旋状蛋白质分子,包绕在核心部分的外面。
这说明,蛋白质与核酸是构成生物体的最基本的物质。
恩格斯曾经将构成生物体的基本物质称为“蛋白体”,并指出“蛋白体”是“生命的唯一的独立承担者”,看来他当时所说的“蛋白体”可能就是蛋白质与核酸。
在烟草斑纹病毒的溶液中,病毒颗粒形成液态晶体,如同一般晶体物质的溶液一样,是无生命的,不能表现出任何功能活动。
但是,一旦这些病毒颗粒进入烟草叶的毛细胞后,就脱掉其蛋白质外壳,并利用烟叶细胞中的一些物质作原料,产生出大量新的烟草斑纹病毒颗粒。
这样无生命的晶体就变成了有生命的病毒。
这说明,生物体必须在一定的环境中才能有生命,生命只不过是生物体存在的一种状态。
通过对各种生物体、特别是对细菌和原生动物等简单生物的研究,发现生命现象至少包括三种基本活动,这就是新陈代谢、兴奋性与生殖。
因为这些活动是活的生物体所特有的,可以认为是生命的基本特征。
(一)、新陈代谢
生活在适宜环境中的生物体,总是在不断地重新建造自身的特殊结构,同时又在不断地破坏自身已衰老的结构。
虽然从生物体的外表可能看不出什么明显变化,但实际上它的各个部分都在不断地以新合成的生物分子代替旧的。
这个过程为新陈代谢,或称为自我更新。
生物体只有在适宜的环境中才能自我更新,一方面它要从环境中摄取各种营养物质,经过改造或转化,以提供建造自身结构所需的原料和能量;另一方面,生物体内的分解产物,均需排出体外。
这就是说,生物体只有在与环境进行物质与能量交换的基础上才能实现自我更新。
新陈代谢是不能停止的,如果生物体停止自我更新,它的生命也就结束。
恩格斯曾经提出一个关于生命的定义,“生命是蛋白体的存在方式,这种存在方式本质上就在于这些蛋白体的化学组成部分不断的自我更新”,即认为新陈代谢是一切生物体最基本的特征。
在新陈代谢过程中,生物体内各种物质的合成、分解、转化、利用等,大都是各种生物分子在水溶液中进行的成系列的化学反应。
例如,糖或脂肪在生物体内分解供能的过程,就是通过一系列循序进行的化学变化,利用从环境中吸入的氧,将这些物质氧化分解,释放出能量并同时形成二氧化碳和水。
这些化学变化和一般无机物的化学变化都服从同样的物理化学规律;然而这些化学反应基本上都是由蛋白质所构成的生物催化剂--酶所催化的,因而又是以复杂的特殊形式表现出这些物理化学规律的。
等量的糖,在体内氧化与在体外燃烧所消耗的氧、产生的二氧化碳和释放的能量都相同;但在体内的氧化过程却是在远低于100℃的温度条件下完成的。
在生物分子的合成中,由于酶的催化作用对底物都有高度特异性,因而可以在细胞的同一部分内同时进行多个不同的反应而能井井有条、互不干扰,这在一般化学试管里是不能实现的。
所以生命也是一种物质运动的形式,然而是一种“高级”的运动形式。
(二)、兴奋性
各种生物体都生活于一定的环境之中,这是进行新陈代谢的必要条件,而当它所处的环境发生某些变化时,生物体又能主动地作出相应的反应。
单细胞动物如阿米巴,在附近的环境中出现食物颗粒时,即伸出伪足将食物包围,摄人体内;若出现有害物质,则伸出伪足游走避开。
引起生物体出现反应的各种环境变化统称为刺激。
低等动物如水螅等,当环境发生某些变化时,常常是直接受刺激部分的细胞发生反应,反应的形式也比较简单。
高等动物对环境变化的反应,则经常是机体各部分协调配合的整体性反应;这种反应的形式常很复杂,特别是动物进化到高级阶段,机体内已分化出一些专门感受环境中不同性质变化的感受细胞,并出现了主要由神经组织构成的调节系统,以及由肌肉、腺体等参与构成的效应器。
环境中出现某种变化时,刺激了相应的感受细胞,这些感受细胞立即将所感受的刺激转变为生物电信号,由这些生物电信号将环境变化的信息传送到中枢神经系统,经过神经系统处理以后,仍然以生物电信号的形式将信息传送到机体各部分的效应器细胞,使它们迅速产生生物电变化,并从而激起它们所特有的功能活动。
神经(包括感受器)、肌肉和腺体等组织,即使从机体分离出来后,用人为的刺激也可以较迅速地引起它们的生物电反应和其它反应。
通常在生理学中,将这些受到刺激后能较迅速产生某种特殊生物反应就的组织--神经、肌肉、腺体,统称为可兴奋组织;将受刺激后产生某种特殊生物电反应的过程及其表现称为兴奋,而这种受刺激后产生兴奋的能力则称为兴奋性。
生物体对环境变化作出适宜反应,是一切生物体普遍具有的功能,也是生物能够生存的必要条件,所以兴奋性也是生命的基本特征。
(三)、生殖
生物体生长发育到一定阶段后,能够产生与自己相似的子代个体,这种功能称为生殖或自我复制(se1f-replication)。
烟草斑病毒颗粒进入烟叶毛细胞后,迅速复制出大量烟草斑纹病毒颗粒,这就是最原始的生殖过程。
单细胞生物的生殖过程,就是一个亲代细胞通过简单的分裂(fission)或较复杂的有丝分裂(mitosis),分成两个子代细胞。
在此过程中,亲代细胞核内的染色质将均分给两个子代细胞,其中的脱氧核糖核酸将亲代的遗传信息带到子代细胞内,控制子代细胞中各种生物分子的合成。
子代细胞中的各种生物分子,包括各种酶系,均与亲代细胞相同,于是子代细胞能具有与亲代细胞相同的结构与功能。
高等动物发育到一定阶段,同样具有生殖功能。
但是它们已经分化为雄性与雌性个体,要由两性生殖细胞结合以生成子代个体。
这种生殖过程虽然复杂得多,但父系与母系的遗传信息也是分别由雄性和雌性生殖细胞的脱氧核糖核酸带给子代的。
任何生物体的寿命都是有限的,必然要衰老、死亡。
一切生物都是通过自我复制来延续种系的,所以生殖也是生命的基本特征之一。
二、人体功能活动概述
人体是由极其大量的细胞构成的,在长期进化过程中,这些细胞已经高度分化,具有多种不同的特殊结构和功能。
它们可组合成为进行不同功能活动的各种器官,这些器官又组成若干功能系统,如循环系统,消化系统…等。
人类在大气环境中的生命活动,就是全身所有各功能系统协调一致的整体性活动,因而也是人体内各部分细胞共同活动的结果。
各种细胞的特殊功能,均建立在这些细胞的特殊结构的基础之上。
例如肌细胞之所以能够收缩,是因为肌细胞内存在一些特殊的收缩蛋白质和调节蛋白质。
构成这些结构的生物分子又必须在细胞与环境进行物质交换的基础上不断更新。
所以人体各种生命活动的基础,归根到底,仍然是人体细胞的新陈代谢。
(一)、内环境与稳态
人体每个细胞可以是一个独立生存的单位,但它对环境条件的要求却非常严格。
在地球的大气环境中,各地区之间温度、湿度等自然条件的差别很大,就是在同一地区,这些条件的季节变异也很大;大气中虽然有充分的氧,却缺乏细胞可以直接利用的营养物质。
人体任何细胞,都不可能直接生存于大气环境之中。
实际上,人体绝大部分的细胞并不直接与大气环境(外环境)接触,而是由一层皮肤表面的角化层将人体细胞与大气隔开;少量没有皮肤掩盖的部分,如肺泡、鼻腔粘膜等,也都有一薄层液体覆盖在细胞表面。
那么人体细胞怎样和环境进行物质交换呢?
原来在长期进化过程中,在较高级的动物体内已经出现了细胞外液,构成细胞生活的液体环境。
这个环境称为机体内环境。
人体和一般高等动物的细胞外液也是高度分化了的,主要分成两大部分。
其中4/5以上是在血管外浸浴着全身各处细胞的组织液,它能直接与各处细胞进行物质交换,另1/5以下是在心、血管内的血浆,它沿血管系统在全身迅速循环运行,是体内物质运输的主要媒介。
血浆既可通过毛细血管壁与全身各处的组织液进行物质和水分的交换,又通过一些渠道与外环境相沟通。
如人体从外环境中摄取的食物,经消化系统加工处理成为可利用的物质后,吸收入血;肺从外环境中吸取氧,经肺泡入血,又将自血中进入肺泡的二氧化碳排出体外;血中的大部分代谢产物则经肾脏随尿排出体外。
心脏推动血液沿血管系统在全身循环不息。
将氧与营养物质运送到全身各处,通过毛细血管壁进入组织液;又将从各处组织液进入血液的二氧化碳与代谢尾产物运送到肺和肾,最后排出体外。
消化、呼吸、循环与泌尿这四个功能系统(即所谓“内脏”系统),一方面源源不断地向内环境补充消耗了的营养物质和氧,同时又持续地向外环境排出各种代谢尾产物与二氧化碳等,这样既实现了细胞与外环境之间的物质交换,也维持了内环境理化性质的相对稳定,为细胞提供了适宜的生活环境。
内环境理化性质的相对稳定并不是一种凝固的状态,而是各种物质在不停地转换中所达到的平衡状态,即动态平衡。
W.B.Cannon将这类平衡状态称为稳态(homeosiasis)。
稳态的概念虽然最初用来描述内环境理化性质的相对稳定,实际上各种有生命系统,包括一个细胞、器官、系统乃至整个人体,它们的功能活动通常也都是在变化着的内、外环境中保持着动态平衡,只在一定的范围内波动,这些也是稳态的表现。
稳态的维持,是各种生物系统存在着的各种自我调节(self-regulation)机制发挥作用的结果。
就整个机体来说,通过各内脏功能系统活动所维持的内环境的相对稳定,是体内各细胞、器官进行正常功能活动的基础。
当内脏系统的活动发生严重紊乱时,稳态将难于维持,新陈代谢将不能正常进行,甚至危及生命。
因此,这些系统的正常功能活动极为重要。
(二)、植物性功能与动物性功能
在生物学中,曾将人和动物机体内围绕新陈代谢进行的消化、吸收、呼吸、循环、泌尿等内脏功能与生殖功能,统称为植物性功能;而将运动、感觉、思维等功能称为动物性功能。
这是因为,在植物存在类似于前者的功能活动;而运动、感觉、思维等则为动物所特有。
在人和高等动物体内,这两类功能无论在活动的特征、调节机制以及所起的作用等方面,都是有区别的。
因此,这些名称在生理学中仍然沿用,并且将调节内脏活动的神经系统称为植物性神经系统。
人类由于有高度发达的动物性功能,故对环境的适应能力远远超过一切其它生物。
骨胳、关节与横纹肌构成了人的运动系统。
人类摄食、防卫等运动和生产劳动中各种动作都是由运动系统完成的。
人类对环境变化比一般动物敏感,因为人体不但存在多种高度分化的感受细胞和特殊感觉器官,而且有进化发育到最高级的大脑来分析处理这些感官送来的信息,可以通过理性认识掌握外在世界的各种客观规律。
而且在大脑指挥下,运动系统的活动也远远超出一般动物,不仅能够适应环境变化,并且可以根据对环境的认识,有计划地生产工具,进行社会性的劳动,改造客观坏境。
人类神经系统的这些高级功能与一切动物有本质的区别。
(三)、人体功能活动的调节
人体对外环境变化的反应,总的是与这些环境变化相适应的,而且总是作为一个整体来进行的。
整体反应包括两方面:
一方面是运动系统按一定方向路线进行一系列活动,另一方面则是内脏系统活动作相应的调整。
这是因为运动系统的活动必将影响人体的新陈代谢活动,从而影响内环境的稳态;有些剧烈的外坏境变化甚至可以直接破坏稳态,必须相应地调整内脏活动才能维持稳态。
所以在人体发生适应性反应时、既要调节运动系统以完成一定的动作,又要调节内脏活动以保持稳态,;而这些调节是由人体内三种调节机制来完成的,即神经调节(neuroregulation)、体液调节(humoralregu1ation)与器官、组织、细胞的自身调节(autoregulation),其中神经调节是人体内最重要的调节机制。
自BesedovskyH.1997年提出“免疫-神经-内分泌网络”(INED)以来,越来越多的研究证明,在免疫、神经和内分泌三大调节系统之间存在着密切而复杂的相互关系;免疫系统借免疫介质,如白细胞介素(IL)、干扰素(IFN)、肿瘤坏死因子(TNF)等主要通过作用于下丘脑-垂体前叶-肾上皮质(HPA)轴影响神经和内分泌系统的状态;神经系统可通过直接支配内分泌和免疫器官或通过HPA-免疫器官调节内分泌和免疫系统的功能;而内分泌系统则通过激素控制神经和免疫系统的活动。
1.神经调节神经调节的结构基础是,中枢神经系统通过传入神经与各种感受器相联系,又通过传出神经与骨骼肌和内脏系统(即效应器)相联系。
例如进食时,食物送入口腔后,一方面引起咀嚼运动,包括咀嚼肌以及舌部肌肉有节奏的、密切配合的舒缩运动,另一方面又引起唾液分泌与咀嚼相配合,与此同时,还引起胃、胰腺等分泌消化液,为食物进入胃和小肠继续消化作好准备。
这些活动的发生,首先是由于食物刺激了舌和口腔粘膜的感受器,并通过传入神经将感受器兴奋所激发的神经冲动传入中枢神经系统,传到调节这些活动的神经元所组成的“食物”中枢,传入信息在中枢经过分析处理后,由中枢发出的神经冲动又将控制信息分别由不同的传出神经传送到咀嚼肌群和有关消化腺,最终产生协调一致的消化活动。
又如,一条肢体因环境中某种意外情况而受伤产生疼痛感觉时,一方面这条受伤的肢体将缩回,同时还伴有一系列调整姿势的动作以避免倾跌,另一方面还将发生心搏频率加快,呼吸活动加深或暂停,消化活动受抑制等一系列内脏活动的变化。
这同样是由于痛觉感受器所激发的神经冲动将疼痛信息沿传入神经传入中枢相应部位,在中枢经分析处理后,由中枢发出的神经冲动将信息沿各传出神经分别送到有关的骨骼肌和内脏器官的结果。
高等动物机体在中枢神经系统的参与下,对内、外环境变化产生的适应性反应,称为反射。
反射是神经调节的基本方式。
完成反射所必须的结构则称为反射弧。
通常构成反射弧的五个环节是:
感受器→传入神经→中枢→传出神经→效应器。
按照这个传统概念,神经信息由感受器传到效应器,反射过程即告结束,因而反射弧是一种开放回路或开口回路(open-1oop)。
但实际上,人体内各种效应器也都分布有特殊的感受细胞或感受器,能够将效应器活动情况的信息随时又传回到中枢,因而中枢能适时调整所发出的神经冲动,使各效应器的活动能够准确、协调。
例如在前述进食或创伤引起的反射中,各内脏活动和肢体动作,常能协调配合,分寸适当,这就是由于各效应器的活动或所产生的效应能够随时为某些感受器所感受,并形成神经信息传送到相应的中枢,中枢可据此随时调整效应器的活动。
因此,在实际的反射进程中,神经调节是通过一种闭合回路(closed-loop)来完成的。
反射类型人和动物的反射活动,又可进一步区分为非反射(unconditionedref1ex)和条件反射(conditionedreflex)。
非条件反射是生来就有的,比较固定的反射。
在非条件反射中,刺激性质与反应之间的因果关系,是由种族遗传因素决定的。
前面所举的两个例子都是非条件反射。
条件反射是建立在非条件反射基础之上的,是人或高等动物个体在生活过程中根据个体所处的生活条件而“建立”起来的,因而刺激性质与反应之间的关系不是固定的,而且是后天获得的,也是灵活可变的。
例如在动物实验中,狗吃食物时有唾液分泌,这是非条件反射;而某种声响则不能引起唾液分泌,但若在每次饲喂这条狗时,都预先或同时伴有这种声响,在声响与食物两种刺激多次结合以后。
单有声响而不伴有食物也能引起唾液分泌。
这就是在一定条件下,建立了由声响引起唾液分泌的反射,因而称为条件反射,声响则由“无关”刺激变成了条件刺激。
如果以后声响又长期不与食物刺激相结合,声响将不再引起唾液分泌。
通过建立条件反射,可以使大量无关刺激成为预示某些环境变化即将来临的信号,从而扩大了人或动物适应环境变化的能力。
递质与调制物进行任何反射活动,所涉及的神经细胞之间,和神经细胞与效应器之间,都必然有信息传递。
这些信息传递,通常依靠神经元轴突末梢分泌的某些特殊化学物质,作用于另一个神经细胞或效应细胞来完成。
这些化学物质称为递质(transmitter)。
在中枢神经系统内,神经细胞还可以产生另一些特殊物质,它们本身并不传递信息,但可影响细胞间信息传递的效率,增强或削弱递质的效应,这些物质称为调制物(modulator)。
有些递质在不同的情况下,也可作为调制物。
若将递质的作用看作是接通电话,则调制物的作用可以看作是改变线路的增益,如调整声音的强度、清晰度等。
2.体液调节
体液调节主要是通过人体内分泌细胞(endocrinecell)分泌的各种激素(hormone)来完成的。
这些激素经血液运送到全身各处,主要调节人体的新陈代谢、生长、发育、生殖等重要的基本功能。
因为激素通常是通过血液运输到距离较远的部位起作用,因而称为体液调节。
血液中激素的浓度大都是相对恒定的。
这些激素所影响的组织或细胞的活动以及所产生的效应,也是相对稳定的。
这样,机体才能保持稳态。
例如人颈部的甲状旁腺,它分泌的甲状旁腺激素随血流运送到机体各部分骨组织,促使骨中的钙释放入血,增加血浆中钙离子浓度。
但另一方面,甲状旁腺又能感受血浆中钙离子浓度变化的化学信息,并根据这些信息相应地调节激素分泌的速度;血浆中钙离子浓度高,则甲状旁腺激素分泌减少。
正是这种相互影响,使得血液中甲状旁腺激素和钙离子浓度均保持相对稳定。
其它各种激素调节的过程可能复杂些,但基本原理是相同的:
即激素的化学信息调节着效应细胞或组织的活动,同时,后者所产生的效应又通过不同途径调节着激素的分泌。
所以激素调节也是在闭合回路的基础上进行的。
一般可将各种内分泌腺体构成的内分泌系统看作是一个独立的调节系统,其中一部分内分泌腺或内分泌细胞可以感受内环境中某种理化成分或性质的变化,直接作出相应的反应。
但是,不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节;在这种情况下,体液调节成了神经调节的一个环节,相当于反射弧上传出纤维的一个延长部分。
这种情况,又称为神经体液调节。
除激素以外,某些组织细胞产生的一些化学物质虽不能随血液到身体其它部位起作用,但可以在局部的组织液内扩散,改变附近的组织细胞的功能活动状态,这些物质可称为局部体液因素。
一般组织细胞的酸性代谢产物,可使局部的血管舒张,也可以看作是局部体液因素。
局部体液因素的调节作用,主要是使局部与全身的功能活动相互配合、协调一致。
3.自身调节
自身调节是指内外环境变化时组织、细胞不依赖于神经或体液调节而产生的适应性反应。
例如,心肌收缩产生的能量在一定范围内与收缩前心肌纤维的长度成正比,即收缩前心肌纤维愈长,收缩时释放的能量愈多。
又如,脑血管的血流量在理论上应决定于动脉血压的高度,但平均动脉压在一定范围内升降时,脑血管可相应地收缩或舒张以改变血流阻力,使脑血流量能保持相对恒定。
一般来说,自身调节的调节辐度较小,也不十分灵敏,但对于生理功能的调节仍有一定意义。
自身调节常局限于一个细胞或一小部分组织之内,虽然其机制还未完全阐明,但所产生的效应与神经和激素调节相似,也常常是准确、稳定的。
这种准确和稳定,看来也是通过原因和效果之间的相互影响来达到的。
例如细胞内某一种酶的活性可影响某种物质的生成量,但该物质反过来又影响该酶的活性,这就使该物质的浓度能通过对酶活性的调节而维持相对恒定。
三、生理功能的自动控制原理
二十世纪四十年代初,通过运用数学和物理学的原理与方法,分析研究各种工程技术的控制和人体的各种功能调节,概括出一些有关调节和控制过程的共同规律,开辟了一个新的学科,这就是控制论(cybernetics)。
把控制论的普遍原理用于人体功能的分析,使我们对人体调节功能的一般规律,有了进一步的认识。
在用控制论原理分析人体的调节活动时,人体的各种功能调节都被认为是“自动控制”系统,并可将神经、体液或自身调节中的调节部分(如反射中枢、内分泌腺等)看作是控制部分;将效应器或靶器官、靶细胞看作是受控制部分,而将后者的状态或所产生的效应称为输出变量;在控制部分和受控制部分之间,通过不同形式的信号(化学的或电的,以及其它形式)进行信息传递。
信息就是指某种信号的量或序列所包含的意义。
一个自动控制系统,必然是一个闭合回路,也就是在控制部分和受控部分之间存在着双向的信息联系,即控制部分有控制信息到达受控部分,受控部分也不断有信息送回到控制部分。
在不同的自动控制过程中,传递信息的方式是多种多样的,可以是电信号(神经冲动)、化学信号或机械信号,但最重要的是这些信号的数量和强度的变化中是否包含了准确的和足够的信息。
在自动控制过程中,来自受控部分的信息有很重要的意义。
由控制部分发出信息来改变受控部分的状态,这是控制和调节过程的一个方面。
但仅有这一面,还不能完成调节过程;受控部分必须不断有信息送回到控制部分,不断纠正和调整控制部分对受控部分的影响,才能达到精确的调节。
来自受控部分的反映输出变量变化情况的信息,称为反馈信息。
由于控制部分是根据反馈信息的量来纠正和调整它所发出控制信息的量的,所以反馈信息与控制信息之间必然存在着某种函数关系。
控制论主要从数学的角度,研究控制过程中信息的传递、贮存和转换,而不去注意这些信息的生物学和物理学含义。
人体的躯体运动与内环境稳态,都要依靠反馈信息对控制信息的纠正和调整作用,从而达到精确的调节。
在人体的各种调节中,有一类调节是使人体活动按某一固定的程序进行,达到某一特定目标,例如各种骨骼肌的随意运动;另一类是使某理化特性保持在某一相对稳定的水平。
试以神经科检查中常用的指鼻试验为例,说明躯体活动的定向调节。
正常人闭上眼睛也能够轻易地按照指定的程序抬起手来,用手指轻触前方一目的物之后,再缩回轻触自己的鼻尖。
他的动作可以十分稳定、十分准确。
这就是因为在这一动作的进行过程中,上肢各部分肌肉在不断接受中枢控制信息作出反应的同时,还不断自肌肉和关节发出反馈信息到达控制这一肢体运动的有关中枢,并与“指令”进行比较,随时纠正中枢传出的控制信息,使动作不致偏离预定目标。
小脑损伤的人在作指鼻试验时,上肢抖动不已,手指可偏离鼻尖很远,这显然是由于调节过程中某些环节发生了障碍。
内环境稳态的调节,主要是指机体能在内外各种因素的干扰中仍保持内环境理化特性的相对稳定。
试以体温调节为例来说明。
恒温动物的体温经常是在环境温度低于或高于体温的环境下维持稳态的,人的体温一般都在37℃左右,而环境温度经常低于或高于37℃,这是由于体内有整套体温调节机制,可按自动控制的原理进行调节。
现在认为下丘脑内有决定体温水平的调定点的神经元,也有对体内温度变化敏感的神经元,还有调节体内各种产热、散热过程的体温调节中枢。
由调定点发出的“参考信息”,使体温调节中枢发出控制信息调节产热和散热过程。
当体内、外某些重大变动使体温升高时,体温变化的反馈信息将在下丘脑内与参考信息进行比较,由此产生的“偏差信息”使体温调节中枢发出的控制信息相应地发生改变,导致产热减少而散热加速,于是使体温回降。
在上述体温调节的例子中,体温升高产生的反馈信息所引起的作用是纠正控制信息,使体温回降。
在这一自动系统中,反馈信息的作用与控制信息的作用方向相反,因而可以纠正控制信息的效应。
这一类反馈调节称为负反馈(negativefeedback)。
躯体定向运动中的反馈调节也属于负反馈.
人体还有一些过程,一旦发动起来就逐步加强、加速,直至完成,如排尿、分娩、血液凝固等。
调节这一类过程的控制回路中,从受控部分发出的反馈信息不是制约控制部分的活动,而是促进与加强控制部分的活动,所以称为正反馈(Pos
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