盧燕梅 黃琪
摘 要對“體液調(diào)節(jié)”一章中出現(xiàn)的誤區(qū)進行辨析,探討了“醛固酮、腎上腺素、甲狀腺激素的分泌”“激素的運輸方式”“胰島A 細胞與胰島 B 細胞均受到交感和副交感神經(jīng)的支配”“炎熱環(huán)境中機體的體溫調(diào)節(jié)”等問題,以此幫助教師更好地備課,避免在教學中出現(xiàn)慣性思維、錯誤表述等情況。
關鍵詞 激素調(diào)節(jié) 體溫調(diào)節(jié) 生物學教學
中圖分類號 Q-49?????????????? 文獻標志碼 E
2019年人教版生物學《選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》(以下簡稱“新教材”)“體液調(diào)節(jié)”一章中,新增“腎上腺皮質(zhì)激素”“血糖平衡受神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)”“甲狀腺激素、腎上腺皮質(zhì)激素、性激素分級調(diào)節(jié)系統(tǒng)”等內(nèi)容。因此,在新教材的教學過程中容易出現(xiàn)一些誤區(qū),以下就幾大常見誤區(qū)進行逐一辨析。
1 誤區(qū)一:醛固酮的分泌主要受促腎上腺皮質(zhì)激素影響
依據(jù)分級調(diào)節(jié)系統(tǒng)“下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸”分析,垂體分泌的促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)會影響腎上腺皮質(zhì)部分泌相應激素。醛固酮正是由腎上腺皮質(zhì)球狀帶分泌的一種鹽皮質(zhì)激素(MC),所以也會受到 ACTH 影響。但在正常生理狀態(tài)下,機體 MC 的分泌主要受到兩方面的影響:①腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)(圖1);②血 Na+或血 K+濃度對醛固酮存在負反饋調(diào)節(jié),可直接刺激腎上腺皮質(zhì)球狀帶??梢?,正常生理狀態(tài)下,MC 的分泌幾乎不受 ACTH 的影響。但若處于應激狀態(tài),ACTH 可促進醛固酮分泌。因此,整體而言,醛固酮的分泌可受ACTH 影響,但影響較小。
2 誤區(qū)二:腎上腺髓質(zhì)不受腺垂體分泌的 ACTH 影響
腺垂體分泌促腎上腺皮質(zhì)激素,從字面理解,很容易產(chǎn)生“該激素僅作用于腎上腺皮質(zhì),對由腎上腺髓質(zhì)分泌的腎上腺素無影響”的誤區(qū)。但有關實驗發(fā)現(xiàn),摘除動物垂體后,3種與腎上腺素分泌有關的酶(酪氨酸羥化酶、苯乙醇胺氮位甲基轉(zhuǎn)移酶及多巴胺β-羥化酶)活性降低。若注射ACTH,則3種酶活性均能恢復;若只注射皮質(zhì)醇(GC),則只有酪氨酸羥化酶活性不能恢復。因此,腎上腺髓質(zhì)也會受到ACTH和 GC 的影響。
3 誤區(qū)三:甲狀腺激素(TH)分泌調(diào)節(jié)只受促甲狀腺激素影響
新教材中甲狀腺激素合成與分泌受“下丘腦-垂體-甲狀腺軸”分級調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)控,這只是其調(diào)節(jié)的主要方式。實際上,除此以外,甲狀腺功能還受到不同方式(神經(jīng)、免疫和自身調(diào)節(jié)等)(圖2)和物質(zhì)(如某些激素、IGF-1)(表1)的調(diào)節(jié)。
經(jīng)實驗研究發(fā)現(xiàn),交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)纖維末梢分布于甲狀腺的血管周圍或濾泡細胞間,兩種末梢通過釋放的神經(jīng)遞質(zhì)分別與靶細胞膜上腎上腺素能受體和 M 膽堿能受體結(jié)合,促進和抑制甲狀腺功能。交感神經(jīng)-甲狀腺軸的存在是為了使機體在面臨巨大的內(nèi)外環(huán)境刺激下能快速做出應答,保證機體對TH 的高要求。副交感神經(jīng)-甲狀腺軸則是為了防止TH 分泌過多。甲狀腺自身抗體、細胞因子等多種免疫活性物質(zhì)都能與甲狀腺濾泡細胞膜上特異性受體結(jié)合,進而影響甲狀腺功能。
甲狀腺自身調(diào)節(jié)是指甲狀腺依據(jù)血碘濃度調(diào)節(jié)碘的攝取量、TH 的合成速率和分泌量。當血碘濃度處于1~10 mmol/L 時,甲狀腺過氧化物酶會將無機碘活化成有機碘,進而促進TH 合成。但當血碘濃度超過此范圍,則以上過程被抑制,發(fā)生碘阻滯效應。這對甲狀腺是一種保護機制,防止過量碘而產(chǎn)生毒害作用。當血碘濃度過低,甲狀腺則會增強對碘的攝取和利用率。
4 誤區(qū)四:激素通過血液運輸
有部分教師在課堂教學中,將激素的運輸方式表述為經(jīng)血液運輸。這種表述是依據(jù)最初對經(jīng)典內(nèi)分泌概念(激素經(jīng)血液循環(huán)到達身體各處)的認知,是與外分泌(分泌物借助導管分泌到體腔或體外)相對而言的。現(xiàn)已知的激素分泌方式既包含經(jīng)典的長距離(通過血液)運輸方式,又包括自分泌、內(nèi)在分泌、旁分泌、神經(jīng)內(nèi)分泌(表2)等短距離運輸方式。因此,基于廣義的激素作用方式,“激素通過血液運輸”表述比較片面,嚴謹表述應是“通過體液運輸”。
5 誤區(qū)五:胰島A/B 細胞只受到單獨的交感或副交感神經(jīng)調(diào)節(jié)
胰島 A 細胞與胰島 B 細胞均受到交感和副交感(迷走)神經(jīng)的支配。兩種神經(jīng)末梢釋放不同的神經(jīng)遞質(zhì)作用于細胞膜上特定的受體,引起不同的反應效果(表3)。
6 誤區(qū)六:炎熱情況下,機體可以減少產(chǎn)熱
部分教師由寒冷時機體通過增加產(chǎn)熱和減少散熱來維持體溫的相對穩(wěn)定,進而推理:炎熱情況下,機體通過增加散熱和減少產(chǎn)熱對體溫進行維持,腎上腺素和甲狀腺激素分泌量減少。
左明雪所編著的《人體及動物生理學》中表明,當環(huán)境溫度超過30°C,體內(nèi)生化反應會加強,出現(xiàn)如出汗量大、呼吸和循環(huán)系統(tǒng)功能增強等現(xiàn)象,機體的產(chǎn)熱量升高。在楊永錄所著的《人體及動物生理學》一書也提及炎熱環(huán)境中,為提高心肌興奮性以及心率,交感神經(jīng)-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)活動增強,腎上腺素分泌增多。
但目前炎熱環(huán)境對能量代謝的影響尚無定論,多數(shù)學者認為在炎熱環(huán)境下活動(運動、勞動)可引起代謝加強,常溫下機體能量消耗比熱環(huán)境低5%~9%。同時,機體為了增加散熱,心排血量增多、內(nèi)臟血管收縮、汗腺活動增強等活動都會使能量消耗增加。持反對意見的學者認為,熱環(huán)境中勞動者耗氧量無變化甚至有減少。當機體熱適應(因長時期于熱環(huán)境中居住、生活或勞動,熱耐受力增強)后,促甲狀腺激素和甲狀腺激素分泌下降。
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