水鹽平衡和體溫調(diào)節(jié)課件

第九章水鹽平衡和體溫調(diào)節(jié)一、體液調(diào)節(jié)－－排泄和水鹽平衡二、體溫調(diào)節(jié)一、體液調(diào)節(jié)－－排泄和水鹽平衡（一）體液（二）排泄（三）水鹽平衡（四）排泄和水鹽平衡的器官（五）植物的體液（一）體液除海綿和腔腸動(dòng)物外，高等動(dòng)植物和人的器官、系統(tǒng)包圍在特定的體液之中。血液、淋巴及組織、器官之間的組織液都是體液。體液構(gòu)成多細(xì)胞生物的內(nèi)環(huán)境，并一直保持穩(wěn)定即內(nèi)穩(wěn)態(tài)。動(dòng)物保持體液平衡的機(jī)制主要有：（1）排泄，即把代謝廢物排出體外；（2）水鹽平衡，即調(diào)節(jié)水量，使體液鹽分濃度恒定。排泄的概念（書P120）

有機(jī)體將物質(zhì)分解代謝的終末產(chǎn)物排出體外的過程，稱為排泄。在生理學(xué)中，只把物質(zhì)經(jīng)過血液循環(huán)由某些排泄器官向體外排出的過程稱為排泄。

排泄的途徑：1、由呼吸器官排出。排泄物主要是CO2和少量H2O，以氣體形式隨呼氣排出。2、由消化器官（大腸）排出。排泄物混合于糞便中，包括肝臟代謝產(chǎn)生并在腸中變化的膽色素(尿膽素和糞膽素)、排入腸管及經(jīng)腸粘膜排出的無機(jī)鹽類。3、由皮膚排出。包括蒸發(fā)的水汽和由汗腺分泌的汗。汗中除水分外還有氯化鈉及尿素。4、最重要的是由腎臟以尿液形式排出。排泄物中包括多種物質(zhì)，且量大。動(dòng)物的代謝廢物主要是細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2和蛋白質(zhì)等分子分解產(chǎn)生的含氮廢物，如氨、尿素、尿酸等。植物沒有排泄系統(tǒng)。植物能夠利用無機(jī)氮，分解蛋白質(zhì)而產(chǎn)生的含氮基團(tuán)可在合成過程中反復(fù)使用。動(dòng)物不同，動(dòng)物和人沒有氨基酸庫，不能儲(chǔ)存蛋白質(zhì)或氨基酸。人和動(dòng)物攝入的蛋白質(zhì)經(jīng)消化，供生長發(fā)育之用，多余的蛋白質(zhì)必須放出氨基，然后轉(zhuǎn)化為糖原或脂肪儲(chǔ)存，或進(jìn)入三羧酸循環(huán)而被氧化；放出的氨基則轉(zhuǎn)化為無機(jī)氮排出。（1）轉(zhuǎn)氨人和其他哺乳動(dòng)物在肝中進(jìn)行。天冬氨酸+α-酮戊二酸草酰乙酸+谷氨酸轉(zhuǎn)氨的過程是氨基酸的氨基主要被轉(zhuǎn)移到α-酮戊二酸，變成谷氨酸，氨基酸則變?yōu)橥幔@一過程需要轉(zhuǎn)氨酶的催化。1、轉(zhuǎn)氨和脫氨（2）脫氨或氧化脫氨這一過程也在肝中進(jìn)行。轉(zhuǎn)氨產(chǎn)生的谷氨酸經(jīng)過線粒體或細(xì)胞質(zhì)中谷氨酸脫氫酶的作用，脫氫而成α-酮戊二酸，并放出氨。通過專氨和脫氨，氨基酸的氨基經(jīng)過酮酸的傳遞，最終變?yōu)橛坞x的氨。2、氨的排除植物和動(dòng)物都有轉(zhuǎn)氨和脫氨2個(gè)過程，產(chǎn)生NH3。在植物NH3可再被利用。動(dòng)物中只有少量的NH3被利用。NH3是劇毒物質(zhì)，必須盡快排出體外。水生動(dòng)物和陸生動(dòng)物有不同的辦法：（1）水生動(dòng)物排泄NH3，NH3易透過細(xì)胞膜，也易溶于水，NH3直接透過體表溶于外界水，或用水稀釋后再排出。（2）陸生動(dòng)物必須節(jié)約用水，主要排泄物是尿素和尿酸。卵生動(dòng)物一般排泄尿酸，胎生動(dòng)物排泄尿素。陸生兩棲類的排泄物是尿素，陸生軟體動(dòng)物、昆蟲、爬行類、鳥類的含氮廢物都是尿酸。蚯蚓的排泄物既含NH3，又含尿素，還有少量尿酸蜘蛛的主要排泄物為鳥嘌呤。第三，含氮廢物大多是以NH3的形式從鰓排出，而腎臟排尿量卻很少，防止因排泄廢物而失水過多。魚腎沒有排濃尿能力。鯊魚血液中鹽類的含量和海洋硬骨魚相似，但血中尿素含量高，使體液滲透壓稍高于海水，因而不存在失水的問題。鯊血中還有一種含氮廢物三甲基胺（TMAO），有減少尿素毒性的作用。此外，它們的直腸還有排除過多鹽類的功能。海鳥靠鹽腺（在2個(gè)眼窩附近各有一個(gè)管狀腺，通入眼窩或鼻孔）泌鹽。海豹和一些鯨類很少飲水，以海魚為食，從海魚取得所需的水。淡水魚：由于淡水的滲透勢(shì)小于魚的體液，為了保存體內(nèi)的鹽分以維持體液滲透勢(shì)的穩(wěn)定，魚吸水經(jīng)鰓把水中鹽類吸收入體內(nèi)，再經(jīng)鰓把吸入的水排出，同時(shí)排出含水高的尿。海水魚：海水中的魚調(diào)節(jié)體內(nèi)滲透勢(shì)的方式與淡水魚恰好相反。多種昆蟲都能生活在干燥的環(huán)境中。它們?nèi)戆型夤趋溃判刮餅槟蛩?。袋鼠也在干旱地帶生活，它們幾乎不飲水，不出汗，糞便干燥，尿很濃。人腎不能排過濃的尿（尿素不超過2%，尿酸只有0.05%）。人只有腎和汗腺用以排鹽，所以人腎不適應(yīng)海水和過分干旱。陸生動(dòng)物雖有種種節(jié)水措施，但很多陸生動(dòng)物要靠出汗來保持體溫。（四）排泄系統(tǒng)的演化無脊椎動(dòng)物排泄系統(tǒng)的演化

原生動(dòng)物的排泄器官－－伸縮泡

扁形動(dòng)物的排泄器官－－原腎管環(huán)節(jié)動(dòng)物的排泄器官－－后腎管甲殼類動(dòng)物的排泄器官－－觸角腺昆蟲的排泄器官－－馬氏管脊椎動(dòng)物排泄器官——腎原生動(dòng)物－－伸縮泡伸縮泡主要是用來調(diào)節(jié)水量而不是排泄廢物。排泄廢物主要靠體表負(fù)責(zé)。如變形蟲和草履蟲細(xì)胞中過多的水分和溶于水中的廢物不斷地通過伸縮泡的膜進(jìn)入伸縮泡中，這樣使得伸縮泡逐漸脹大，最后由伸縮泡將其內(nèi)容物排出體外。從而使細(xì)胞內(nèi)的水分和鹽分保持適當(dāng)?shù)臐舛?，維持滲透勢(shì)的穩(wěn)定。扁形動(dòng)物－－原腎管從扁形動(dòng)物起體內(nèi)出現(xiàn)排泄器官，扁形動(dòng)物的排泄器官是原腎管。原腎管由火焰細(xì)胞、排泄管和原腎孔組成。焰細(xì)胞分布于體內(nèi)細(xì)胞間液中，通過擴(kuò)散作用來收集廢物。由于焰細(xì)胞的纖毛不停地顫動(dòng)，激起濾過的液體向排泄管中流動(dòng)，再由排泄孔排出體外。在顯微鏡下觀察，形似火焰，所以稱焰細(xì)胞。焰細(xì)胞的主要作用是調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)的水容量，以維持水的平衡。扁形動(dòng)物的含氮廢物是由分支的腸管及表皮滲出。蝸蟲的原腎管腎口將體腔液中的廢物收集至細(xì)腎管，最后由體壁上的腎孔排出體外。蚯蚓的后腎管甲殼類－－觸角腺觸角腺又稱綠腺，共2個(gè)，分別位于兩對(duì)觸角的基部，由腺體、管、尿囊3部分構(gòu)成。尿囊開口于觸角的基部。1、腦神經(jīng)節(jié)2、嗉囊3、心室4、卵巢5、輸卵管6、肛門7、口8、唾腺9、胃盲囊10、腹神經(jīng)索11、胃12、馬氏管13、大腸14、陰道15、受精囊16、產(chǎn)卵器脊椎動(dòng)物排泄器官——腎脊椎動(dòng)物的排泄器官是腎。腎是在胚胎發(fā)育中由中胚層的腎節(jié)發(fā)育而來的。其特點(diǎn)是和生殖器官系統(tǒng)有著密切的關(guān)系，故可把排泄器官和生殖器官合稱為泌尿生殖器官。腎可分為前腎、中腎和后腎。

軟骨魚類和兩棲類（中腎）爬蟲類和鳥類（后腎）腎臟的作用：1、清除體內(nèi)代謝終末產(chǎn)物，如尿素、尿酸等。2、清除體內(nèi)異物和它們的代謝產(chǎn)物。3、維持體內(nèi)適當(dāng)?shù)乃俊?、維持體液中鈉、鉀、氯、鈣、氫等離子的適當(dāng)濃度。5、維持體液的一定的滲透濃度。腎的結(jié)構(gòu)（P138）皮質(zhì)、髓質(zhì)、腎盂腎單位尿的形成超濾、重吸收、分泌、濃縮概括：腎小球中的血液，除血細(xì)胞和大分子物質(zhì)，如蛋白質(zhì)以及結(jié)合在蛋白質(zhì)上的鈣離子等外，過濾而入腎小囊中，在流過腎小管和集合管時(shí)，經(jīng)過重吸收和分泌2個(gè)過程，再經(jīng)過在集合管中的濃縮，而形成高濃度含氮廢物以及其他無用或有毒物質(zhì)的液體，即尿，從輸尿管排出。人工腎腎衰竭：急性、慢性治療方法：透析（血液透析、腹腔透析，清除血液中有害物質(zhì)）腎移植人工腎植物的體液和動(dòng)物的大不相同。植物的根從土壤中吸收水分和無機(jī)鹽。在表皮和皮層水液通過質(zhì)外體或共質(zhì)體途徑運(yùn)輸，到達(dá)內(nèi)皮層，受凱氏帶阻礙。水液經(jīng)共質(zhì)體途徑，通過內(nèi)皮層到達(dá)木質(zhì)部，再從木質(zhì)部上升，形成一個(gè)連續(xù)的水道。植物的體液就來自這個(gè)水道。所以高等植物的細(xì)胞間液和土壤中的水實(shí)際是直接相連的，沒多大區(qū)別。這種情況水植物更為明顯。（五）植物的體液動(dòng)物體液和細(xì)胞等滲，成為細(xì)胞和外界環(huán)境之間的一個(gè)“緩沖地帶”。植物是如何適應(yīng)低滲環(huán)境的？細(xì)胞壁的存在使細(xì)胞在低滲環(huán)境中經(jīng)常處于吸脹狀態(tài)而不被脹破。如果細(xì)胞間液缺少，植物細(xì)胞由于水分的滲出導(dǎo)致質(zhì)壁分離，嚴(yán)重時(shí)使植物死亡。但植物萎蔫也是防止水分過度蒸發(fā)的一個(gè)措施。二、體溫調(diào)節(jié)（一）體溫與代謝（二）變溫動(dòng)物和恒溫動(dòng)物（三）形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理適應(yīng)（四）體溫的行為調(diào)節(jié)（五）恒溫動(dòng)物體溫調(diào)節(jié)的反饋機(jī)制（六）蟄伏（七）人的產(chǎn)熱與散熱機(jī)制（一）體溫與代謝生命的代謝速率與溫度密切相關(guān)。溫度過低，代謝減慢，甚至停止；溫度過高，酶失活，生命也停止。在生命活動(dòng)的范圍內(nèi)，溫度每增加10℃，代謝速度在2倍或3倍提高。（二）變溫動(dòng)物和恒溫動(dòng)物變溫動(dòng)物是外熱動(dòng)物。對(duì)外界溫度的依賴性很強(qiáng)，它們沒有毛、羽、汗腺等。恒溫動(dòng)物是內(nèi)熱動(dòng)物。內(nèi)熱有以下意義：第一，體溫恒定，體內(nèi)的代謝活動(dòng)才能有條不紊地進(jìn)行；第二，有了自主的體溫調(diào)節(jié)，就能擺脫環(huán)境的限制。變溫和恒溫都不是絕對(duì)的。（三）形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理適應(yīng)1、隔離和緩沖很多昆蟲有很強(qiáng)的耐干旱和高溫的能力。如擬步行蟲和駱駝依靠體形、顏色和生理上的一些適應(yīng)性特征而取得降溫、節(jié)水的效果。其機(jī)制主要是隔離和緩沖。將刺激陰擋于身體之外為隔離。駱駝體表的毛和厚脂肪層，以擴(kuò)擬步行蟲體上的空氣層都想隔離作用。使刺激引起的效應(yīng)減少到可耐受范圍內(nèi)是緩沖。駱駝體大而相對(duì)體表面積小，使吸收的相對(duì)小的熱量分散到較大的身體各部就是一種緩沖。駱駝耐受溫度范圍的加寬，利用晝夜溫差調(diào)整體溫，是一種緩沖。沙漠?dāng)M步行蟲體色淡，可少吸熱，也是一種緩沖。2、逆流交換恒溫動(dòng)物還可利用逆流交換的機(jī)制來調(diào)節(jié)體溫。如水鳥，身體溫度高，足的溫度低，血液循環(huán)保持了高體溫的身體和低體溫的附肢，使熱量不致因涉水而過多散失。鯨和海豚的鰭狀附肢和尾部也有血管網(wǎng)，其中動(dòng)脈和靜脈也緊靠一起形成逆流交換，通過動(dòng)靜脈的熱量交換，防止體溫過度降低。3、體形與溫度另外，生物體積的大小對(duì)動(dòng)物的體溫調(diào)節(jié)也有關(guān)系。身體越小，代謝率越高。4、生理功能對(duì)體溫的調(diào)節(jié)外界溫度低：代謝增加外界溫度高：汗腺分泌，喘息植物保持溫度恒定的主要機(jī)制是蒸騰作用。（四）體溫的行為調(diào)節(jié)1、爬行動(dòng)物蜥蜴的活動(dòng)溫度范圍一般較窄，上下不超過4℃。其它爬行類范圍較大，可達(dá)到10℃。爬行動(dòng)物的體溫調(diào)節(jié)機(jī)制既有行為的，也有生理的。早晨血管舒張，更快地吸收熱量，日曬時(shí)蔭涼的腹面血管舒張，更快地散放熱量，這是生理機(jī)制。隨日光、風(fēng)力而決定身體的姿勢(shì)、方向，以便盡快散熱，這是行為調(diào)節(jié)機(jī)制。2、松鼠美國西南沙漠有一種松鼠，在夏天能“合理安排”一天的活動(dòng)來適應(yīng)高溫。早晨從穴中出來活動(dòng)，曬太陽，到有食物的地方取食，中午氣溫升高，就鉆入地下穴中使體溫下降；下午出來躲在蔭涼處，等氣溫開始下降，又去取食，然后入洞過夜。它們的體溫除了在穴中時(shí)略低外，平常總是略高于氣溫。氣溫過高，就入穴降溫。3、昆蟲變溫動(dòng)物只能利用日光和外源的熱，一般不能利用代謝產(chǎn)生的熱，但有些昆蟲例外。天氣冷時(shí)，蝶、蛾、蜂等在飛翔前要連續(xù)扇翅幾分鐘產(chǎn)熱促進(jìn)肌肉收縮，以利飛翔。蜜蜂能利用代謝熱維持蜂巢溫度。蜜蜂用行為來調(diào)節(jié)蜂群溫度大致通過兩個(gè)途徑：物理和代謝的途徑，即通過運(yùn)動(dòng)提高代謝，放出熱能。下丘腦是體溫調(diào)節(jié)中樞的所在地。體內(nèi)溫度如有升高，下丘腦因高溫的刺激使身體出汗、喘息、肌肉松馳、立毛肌舒展以及外周血管舒張等反應(yīng)，促使體溫下降。一旦體溫恢復(fù)正常，這些反應(yīng)隨之消失，體溫停止下降。反之，體溫如果降低，也將引起下丘腦等的活動(dòng)而代謝加強(qiáng)，如肌肉緊張、顫抖以產(chǎn)生更多熱量，立毛肌收縮，使毛直立而形成更有效的隔離層，周圍血管收縮以減少失熱等，使體溫保持正常。下丘腦是體溫調(diào)節(jié)機(jī)制的感受區(qū)。此外，皮膚也是溫度的感受器。皮膚感受器是預(yù)感性的感受器，而下丘腦是體溫度的感受器。（五）恒溫動(dòng)物體溫調(diào)節(jié)的反饋機(jī)制（六）蟄伏動(dòng)物調(diào)節(jié)控制體溫的能力是有限的，尤其是身體小的動(dòng)物對(duì)高溫低溫的耐受能力更低。溫度過高或者過低，