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3.3 课时2 水和无机盐平衡的调节
1. 说出水盐平衡的调节的过程。
2. 运用人体稳态与平衡观,结合神经调节和体液调节机制,
说出健康生活方式的意义。
炎炎夏日的高温下进行体力劳动的劳动者,应该补充以下哪种营养液更好?
A.盐汽水 B.葡萄糖溶液 C.糖盐混合水 D.矿泉水
水和无机盐都是人体必须的物质,机体如何调节水和无机盐的平衡稳定呢?
问题探讨
1、水的来源和去向
人体水平衡
摄入的水量
排出的水量
≈
饮水
食物中的水
代谢产生的水
肾
皮肤
肺
排尿(最主要途径)
排汗
呼吸
大肠
粪便
一、水和无机盐平衡的调节
通过调节________和________来实现。
摄入量
排出量
摄入的水量/mL 排出的水量/mL
来自饮水 1200 由肾排出(尿液) 1500
来自食物 1000 由皮肤排出(汗液) 500
来自代谢 300 由肺排出(呼吸) 400
- 由大肠排出(粪便) 100
共计 2500 共计 2500
正常成人一天(24h)水的摄入量和排出量
*注:这是指一个体重为70kg的成年人在25℃、活动量不大、以及中等饮食的情况下
主要来源
主要去向
摄
入
量
≈
排
出
量
来源
去路
Na+的主要来源是食盐,几乎全部由小肠吸收
细胞外液
渗透压
(1)渗透压调节包括__________和___________的调节,主要是通过____完成的。
(2)相关激素:___________________、_______________。
肾脏
尿液(主要途径)
皮肤
汗液
大肠
粪便
人体内无机盐有多种,大多以离子形式存在,如Na+、K+、Ca2+、Cl-、HCO3―等。
Na+的浓度对于细胞外液渗透压的维持具有重要作用。
Na+浓度,对于维持_____________的渗透压重要作用:机体对水和无机盐的调节→保持细胞外液Na+浓度→保持细胞外液___________不变。
水平衡
盐平衡
肾
抗利尿激素
醛固酮
2、Na+的来源和去路
【补充】尿液的形成
肾脏
输尿管
膀胱
肾小球
肾小囊
肾小管
入球小动脉
出球小动脉
①
②
尿液
原尿
尿液
①肾小球过滤
②肾小管和集合管的重吸收
肾小球
肾小囊
肾小管
入球小动脉
出球小动脉
①
②
尿液
原尿
①肾小球过滤
②肾小管和集合管的重吸收
滤过作用
重吸收
血 液
肾小球的滤过作用
原 尿
肾小管、集合管
重吸收作用
99%的水、
全部葡萄糖
部分无机盐
尿液
(150升/天)
(1.5升/天)
水、无机盐、尿素、尿酸等代谢废物
水、无机盐、葡萄糖、尿素,不含血细胞、蛋白质
饮水不足、体内失水过多或吃的食物过咸
细胞外液渗透压
升高
渗透压感受器
下丘脑
大脑皮层
垂体
产生渴觉
主动饮水
补充水分
抗利尿激素
肾小管、集
合管重吸收水
尿量
细胞外液渗透压
下降
细胞外液渗透压
下降
减少
(-)
(+)
刺激
(-)
该过程既有__________,又有____________。
因此调节方式为__________________
神经调节
体液调节
神经—体液调节
产生渴觉不算反射,到主动饮水才算反射。
存在负反馈调节
3、水平衡调节过程
神经调节
体液调节
肾小管、集合管重吸收水____
通过神经-体液调节,维持机体水平衡
减少
上升
细胞外液渗透压______
下丘脑
刺激
垂体
抗利尿激素
(+)
细胞外液渗透压
(-)
释放_______
下降
减少
尿量_____
增加
饮水过多,盐分丢失过多时
【总结】水平衡是在神经调节和体液调节共同作用下,主要通过调节肾脏排尿量完成的。
4、归纳水平衡调节的过程
水平衡调节中枢:_____________
渴觉中枢:_____________
渗透压感受器分布:________
相关激素:________________
该激素特殊之处:由____________________合成和分泌,由__________释放
该激素的作用:_________________________________
该激素的作用结果:__________________________________________
该激素的化学本质:___________
下丘脑
大脑皮层
下丘脑
抗利尿激素
下丘脑的神经分泌细胞
垂体后叶
促进肾小管和集合管对水分的重吸收
减少了尿量的排出,保留了体内的水分
多肽
下丘脑
神经分泌细胞
垂体后叶
毛细血管
抗利尿激素
1.一般情况下,同等饮水量的情况下,冬天人的尿较多,夏天人的尿较少,结合本节内容分析,为什么会出现这种情况?
尿液的多少与水的产生和排出都有关系。冬天相比于夏天,汗液分泌减少,同时由于环境温度低,机体因代谢生成的水增加,会导致尿液量增加。
2.有人说,不要等渴了再喝水,你觉得这句话有道理吗?
这句话是有道理的。
从水盐平衡调节示意图可以看出,当人意识到渴了,说明机体细胞渗透压已经升高,机体已经在调动心脏、肾等器官以及泌尿系统、循环系统等调节渗透压。
渗透压升高会引起一系列问题,如血液粘稠度增高、血压升高、酸中毒等。长期如此,会对机体健康造成影响。
思 考
3.某同学上学时,为减少上厕所的次数而很少喝水,你认为这种做法好吗?为什么?
不好,人体每昼夜有35~50g的代谢废物必须随500mL以上尿液排出体外。如果排出的尿量过少,代谢废物不能及时随尿液排出体外,就会引起中毒而损害健康。因此人每天都要保证一定量的饮水。
同时,水的排出途径还有皮肤和肺,如果不喝水,即使很少排出尿液,也可能会破坏机体的水盐平衡。
5、无机盐平衡的调节——以Na+为例
相关激素——醛固酮
合成、分泌部位:_______________
靶器官:_________________
作用:___________________________________________________________
肾上腺皮质
肾小管和集合管
促进肾小管和集合管对Na+的重吸收及K+的分泌,维持血钠平衡。
化学本质:__________
固醇类
注意:
Na+影响细胞外液渗透压 K+对维持细胞内液渗透压起决定性作用,还能维持心肌舒张,保持心肌正常兴奋等重要作用。蔬菜和水果中富含K+,只要保持合理膳食,就能满足机体的需要。
大量丢失水分使细胞外液量
减少以及血钠含量降低
细胞外液渗透压降低
肾上腺皮质
醛固酮
维持血钠含量的平衡
肾小管和集合管对Na+的重吸收
+
+
血钠含量升高时
-
-
6、Na+平衡的调节过程
由以上内容可知,水和无机盐的平衡,是在___________和_________的共同作用下,通过调节_____和_________实现的。
神经调节
激素调节
尿量
尿的成分
细胞外液量减少
Na+含量降低
细胞外液渗透压减少
肾上腺皮质
醛固酮
重吸收Na+
(+)
饮水不足、失水过多、食物过咸
细胞外液渗透压升高
下丘脑渗透压感受器
垂体
释放
抗利尿激素
肾小管、集合管
尿量减少
细胞外液渗透压下降
大脑皮层
产生渴觉
主动饮水
(+)
(—)
(+)
重吸收水
水和无机盐平衡的调节的小结
水和无机盐平衡,是在神经调节和激素调节的共同作用下,通过调节尿量和尿的成分实现的。
抗利尿激素和醛固酮作用的靶器官都是肾小管和集合管。
抗利尿激素促进肾小管和集合管对水的重吸收,使尿量减少。
醛固酮促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,使细胞外液渗透压升高。Na+可以维持血浆渗透压,维持神经系统兴奋性。K+对维持细胞内液渗透压、维持心肌正常兴奋性有重要作用。
水和无机盐平衡的调节既有条件反射,又有非条件反射。水盐平衡的调节中枢位于下丘脑,渴觉中枢位于大脑皮层,参与水盐平衡调节的主要器官是肾脏。
细胞外液渗透压高时,表示机体相对缺水;渗透压降低时,水则相对过剩。
神经调节途径:下丘脑渗透压感受器→大脑皮层→产生渴觉。
体液调节途径:下丘脑渗透压感受器→垂体释放抗利尿激素一作用于肾小管、集合管,使其重吸收水分→尿量减少。
调节激素:抗利尿激素。它是由下丘脑神经细胞分泌,储藏于垂体中,在适宜刺激的作用下,由垂体后叶释放进入血液,能促进肾小管集合管对水分的重吸收。抗利尿激素增多,肾小管、集合管对水分的重吸收能力增强,排尿减少;反之,重吸收能力减弱,排尿增多。
钠盐主要影响细胞外液渗透压,从而影响水平衡的调节。盐的排出依赖水的排出。盐的重吸收和水分的重吸收相互影响。水在溶解和排出代谢废物等方面具有重要作用
血钠含量↓
或血钾含量↑
肾上腺皮质
(+)
醛固酮↑
分泌
肾小管重吸收Na+和排出K+增加
肾上腺皮质
(—)
醛固酮↑
分泌
肾小管重吸收Na+和排出K+减少
血钠含量↑
或血钾含量↓
【拓展】血钠、血钾平衡调节的过程
1.有人说:“一个人一天内不吃饭、不喝水,但只要没有大、小便,就可
以维持体内水和无机盐的平衡。”这种说法对吗?为什么?
这种说法是不对的,不吃饭会使机体营养摄入不足;不喝水会导致机体细胞外液渗透压失衡。
大便和小便是人体排出代谢废物的重要途径,如果这些废物不能及时排出体外,会引起中毒或其他病症,损害健康。
水和无机盐的平衡是机体通过各个器官、系统的协调配合完成的,不仅仅是摄入和排出的平衡,不能靠禁食禁水和减少排便来保持。
思 考
2.有的人喜欢吃清淡的食物,炒菜时放盐极少,如果长期这样下去,对他的
健康可能会有什么影响?
食盐的主要成分是NaCl,Na+是维持细胞外液渗透压的重要成分之一,是人体健康不可或缺的重要物质。
长期食盐摄入不足,会导致细胞外液渗透压降低,进而影响细胞内外渗透压的,甚至还会出现血压下降、心率加快、四肢发冷等症状,严重还会昏迷。
水和无机盐的平衡,对于维持_____________起着非常重要的作用,是人体各种_____________正常进行的必要条件。
人体的稳态
生命活动
人剧烈运动、在高温条件下工作或患某些疾病(如剧烈呕吐、严重腹泻)时
丢失大量的水和无机盐(主要是钠盐)
机体细胞外液渗透压下降
血压下降、心率加快、四肢发冷,严重的甚至昏迷
补充
生理盐水
症状缓解
二、水和无机盐平衡的调节的意义
1.不少内分泌腺_____(例如下丘脑等)或_____(例如甲状腺、肾上腺等)地受
_____________的调节,在这种情况下,体液调节可以看做是神经调节的
一个_____。
人在恐惧、剧痛、失血等紧急情况下,肾上腺素的分泌增多,表现出警觉性提高、反应灵敏、物质代谢加快、呼吸频率提高、心率加快等应激反应。
直接
间接
中枢神经系统
环节
三、神经调节和体液调节的关系
交感神经
兴奋
肾上腺髓质
分泌
肾上腺素等激素
作用于
靶
细胞
产生相应反应
2、内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的_____和_____
发育
功能
幼年时缺乏甲状腺激素
影响
脑的发育
成年时甲状腺激素分泌不足
神经系统的兴奋性降低
头晕、反应迟钝、记忆力减退等症状
人和高等动物体的各项生命活动常常同时受______和______的调节。正是由于这两种调节方式的配合,_____________的活动才能协调一致,内环境的_______才得以维持,各项生命活动才能____________,机体才能适应环境的不断变化。
神经
体液
各器官、系统
稳态
正常进行
适应环境的不断变化
维持内环境稳态
人体内环境
感知变化
神经调节
体液调节
调节校正
恢复稳定
各项生命活动正常
各器官和系统的活动一致
1.作为感受器:下丘脑中的渗透压感受器可感受内环境中渗透压的改变,维持水分代谢平衡。(感受刺激、产生兴奋)
拓展总结:下丘脑具有感受、传导、分泌、调节四大功能
下丘脑是内分泌系统的总枢纽。下丘脑的部分细胞称为神经分泌细胞,既能传导神经冲动,又有分泌激素的功能。下丘脑又是十分重要的神经中枢。下丘脑在机体稳态中的作用主要包括以下四个方面:
2.传导功能:下丘脑可将渗透压感受器产生的兴奋传至大脑皮层,使人产生渴觉。(传导兴奋)
3.作为效应器的分泌功能:在水盐平衡调节中下丘脑既是感受器和神经中枢,又是效应器(分泌抗利尿激素),在体温调节中,下丘脑既是神经中枢,又是效应器(分泌促甲状腺激素释放激素)。
4.作为神经中枢对生命活动进行调节:下丘脑中有体温、血糖、水盐平衡(渗透压)调节中枢等。
世卫组织声明:“每天饮用超过4L水可能会‘水中毒’,导致大脑功能受损甚至死亡”。而马拉松运动后大量饮用淡水也会导致“水中毒”。
“水中毒”是指机体水的摄入量超过了排水量,以致于水分在体内潴留,打破了水电解质平衡,引起血浆渗透压下降和循环血量增多。过多的水会稀释人体内的钠离子浓度,所以在医学上又称为稀释性低血钠。
需要注意的是,正常母乳喂养的6个月以内的婴儿不需要额外喂水,如奶粉喂养也不宜稀释过多,否则极易造成婴儿“水中毒”。
知识延申——水中毒
很多年轻人每天可乐、果味饮料不离手,用饮料代水,不但起不到给身体补水的作用,还会降低食欲,影响消化和吸收。
正确做法:
如果一定要喝饮料,也要根据自身体质,适当改善。便秘的人可喝点蜂蜜水或果蔬汁;胃寒的人可喝点红茶、姜糖水。
知识延申——饮料代水
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