穩(wěn)態(tài)

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穩(wěn)態(tài):內(nèi)環(huán)境理化性質(zhì)的相對恒定,理化性質(zhì)包括:溫度、PH、滲透壓化學(xué)組成等。目前,穩(wěn)態(tài)的概念擴(kuò)大到泛指體內(nèi)從細(xì)胞分子水平、器官和系統(tǒng)水平到整體水平的各種生理功能活動在神經(jīng)和體液等因素調(diào)節(jié)下保持相對穩(wěn)定的狀態(tài). 

穩(wěn)態(tài)是內(nèi)環(huán)境恒定概念的引伸與發(fā)展。內(nèi)環(huán)境恒定概念是19世紀(jì)法國生理學(xué)家貝爾納(Claud Bernard)所提出。他認(rèn)為機(jī)體生存在兩個(gè)環(huán)境中,一個(gè)是不斷變化的外環(huán)境,一個(gè)是比較穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。內(nèi)環(huán)境是圍繞在多細(xì)胞動物的細(xì)胞周圍的細(xì)胞外液。內(nèi)環(huán)境的特點(diǎn)是其理化特性及其組成分的數(shù)量和性質(zhì),處于相對恒定狀態(tài),為細(xì)胞提供一適宜的生活環(huán)境,也是維持生命的必要條件?!皟?nèi)環(huán)境恒定是(機(jī)體)自由和獨(dú)立生存的首要條件”,這是貝爾納對生命現(xiàn)象的高度概括。穩(wěn)態(tài)即相似的狀態(tài),是美國生理學(xué)家坎農(nóng)(W.B.Cannon)于本世紀(jì)20年代末提出的,是內(nèi)環(huán)境恒定概念的引伸和發(fā)展。在坎農(nóng)時(shí)期,穩(wěn)態(tài)主要指內(nèi)環(huán)境是可變的又是相對穩(wěn)定的狀態(tài)。穩(wěn)態(tài)是在不斷運(yùn)動中所達(dá)到的一種動態(tài)平衡;即是在遭受著許多外界干擾因素的條件下,經(jīng)過體內(nèi)復(fù)雜的調(diào)節(jié)機(jī)制使各器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)活動的結(jié)果,這種穩(wěn)定是相對的,不是絕對的,一旦穩(wěn)態(tài)遭破壞,就導(dǎo)致機(jī)體死亡。  

目錄

拓展意義

隨著控制論和其他生命科學(xué)的發(fā)展,穩(wěn)態(tài)已不僅指內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定狀態(tài),也擴(kuò)展到有機(jī)體內(nèi)極多的保持協(xié)調(diào)、穩(wěn)定的生理過程,例如生命活動功能以及正常姿勢(直立以及行路姿勢)的維持等;也用于機(jī)體的不同層次或水平(細(xì)胞、組織器官、系統(tǒng)、整體、社會群體)的穩(wěn)定狀態(tài);以及在特定時(shí)間內(nèi)(由幾毫秒直至若干萬年)保持的特定狀態(tài)。穩(wěn)態(tài)不僅是生理學(xué),也是當(dāng)今生命科學(xué)的一大基本概念。它對控制論、遺傳學(xué)(基因穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié))、心理學(xué)(情緒穩(wěn)態(tài)等)、病理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等多種學(xué)科都有重要意義。  

內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)

組成人和動物體的細(xì)胞數(shù)以億計(jì),其中絕大多數(shù)細(xì)胞不能直接與外界環(huán)境接觸。那么,這些與外界環(huán)境隔離的體內(nèi)細(xì)胞生活在什么樣的環(huán)境中?它們是怎樣與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的呢?下面以人體為例來說明。

內(nèi)環(huán)境 人體內(nèi)含有大量的液體,這些液體統(tǒng)稱為體液。體液可以分為兩大部分:存在于細(xì)胞內(nèi)的部分,叫做細(xì)胞內(nèi)液;存在于細(xì)胞外的部分,叫做細(xì)胞外液。細(xì)胞外液主要包括組織液(組織間隙液的簡稱)、血漿(血液的液體部分)和淋巴等。人體內(nèi)的細(xì)胞外液,構(gòu)成了體內(nèi)細(xì)胞生活的液體環(huán)境,這個(gè)液體環(huán)境叫做人體的內(nèi)環(huán)境。  

術(shù)語

體液的各個(gè)部分之間既是彼此隔開的,又是相互聯(lián)系的。細(xì)胞浸浴在組織液中,在細(xì)胞內(nèi)液與組織液之間只隔著細(xì)胞膜,水分和一切能夠透過細(xì)胞膜的物質(zhì),都可以在細(xì)胞內(nèi)液與組織液之間進(jìn)行交換(如圖)。在組織液與血漿之間只隔著毛細(xì)血管壁,水分和一切能夠透過毛細(xì)血管壁的物質(zhì),都可以在兩者之間進(jìn)行交換。組織液還可以滲入毛細(xì)淋巴管形成淋巴。因此,人體內(nèi)的細(xì)胞就可以通過內(nèi)環(huán)境,與外界環(huán)境之間間接地進(jìn)行物質(zhì)交換了。具體地說,就是由呼吸系統(tǒng)吸進(jìn)的氧和消化系統(tǒng)吸收的營養(yǎng)物質(zhì)先進(jìn)入血液,然后再通過組織液進(jìn)入體內(nèi)細(xì)胞;同時(shí),體內(nèi)細(xì)胞新陳代謝所產(chǎn)生的廢物和二氧化碳,也要先進(jìn)入組織液,然后再進(jìn)入血液而被運(yùn)送到泌尿系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng),排出體外。由此可見,體內(nèi)的細(xì)胞只有通過內(nèi)環(huán)境,才能與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換?! ?/p>

內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的概念

內(nèi)環(huán)境是體內(nèi)細(xì)胞生存的直接環(huán)境。細(xì)胞與內(nèi)環(huán)境之間、內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境之間不斷地進(jìn)行著物質(zhì)交換,因此,細(xì)胞的代謝活動和外界環(huán)境的不斷變化,必然會影響內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì),如pH、滲透壓、溫度等。那么,內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)會不會經(jīng)常發(fā)生劇烈的變化呢?下面以內(nèi)環(huán)境的pH為例來說明。血液是內(nèi)環(huán)境的重要組成部分。人體在新陳代謝過程中,會產(chǎn)生許多酸性物質(zhì),如乳酸、碳酸;人的食物(如蔬菜、水果)中往往含有一些堿性物質(zhì),如碳酸鈉。這些酸性和堿性的物質(zhì)進(jìn)入血液,就會使血液的pH發(fā)生變化。但是,通過實(shí)際測定發(fā)現(xiàn),正常人血液的pH通常在7.35~7.45之間,變化范圍是很小的。這是什么原因呢?原來,血液中含有許多對對酸堿度起緩沖作用的物質(zhì)——緩沖物質(zhì),每一對緩沖物質(zhì)都是由一種弱酸和相應(yīng)的一種強(qiáng)堿鹽組成的,如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。當(dāng)機(jī)體劇烈運(yùn)動時(shí),肌肉中產(chǎn)生大量的乳酸、碳酸等物質(zhì),并且進(jìn)入血液。乳酸進(jìn)入血液后,就與血液中的碳酸氫鈉發(fā)生作用,生成乳酸鈉和碳酸。碳酸是一種弱酸,而且又可以分解成二氧化碳和水,所以對血液的pH值影響不大。血液中增多的二氧化碳會刺激控制呼吸活動的神經(jīng)中樞,促使增強(qiáng)呼吸活動,增加通氣量,從而將二氧化碳排出體外。當(dāng)碳酸鈉進(jìn)入血液后,就與血液中的碳酸發(fā)生作用,形成碳酸氫鹽,而過多的碳酸氫鹽可以由腎臟排出。這樣,由于血液中緩沖物質(zhì)的調(diào)節(jié)作用,可以使血液的酸堿度不會發(fā)生很大的變化,從而維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)。內(nèi)環(huán)境的其他理化性質(zhì),如溫度、滲透壓、各種化學(xué)物質(zhì)的含量等,也都能夠維持在一個(gè)相對穩(wěn)定的狀態(tài)。生理學(xué)家把正常機(jī)體在神經(jīng)系統(tǒng)和體液的調(diào)節(jié)下,通過各個(gè)器官、系統(tǒng)的協(xié)調(diào)活動,共同維持內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定狀態(tài),叫做內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。

內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的生理意義 機(jī)體的新陳代謝是由細(xì)胞內(nèi)很多復(fù)雜的酶促反應(yīng)組成的,而酶促反應(yīng)的進(jìn)行需要溫和的外界條件,例如溫度、pH等都必須保持在適宜的范圍內(nèi),酶促反應(yīng)才能正常進(jìn)行??梢?,內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動的必要條件。當(dāng)內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)遭到破壞時(shí),就會引起細(xì)胞新陳代謝紊亂,并導(dǎo)致疾病。例如,當(dāng)血液中鈣、磷的含量降低時(shí),會影響骨組織鈣化,這在成年人表現(xiàn)為骨軟化病,在兒童則表現(xiàn)為骨質(zhì)生長障礙、骨化不全的佝僂病。血鈣過高則會引起肌無力等疾病。

當(dāng)人體劇烈運(yùn)動時(shí),內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)不會遭到破壞。  

其他相關(guān)

和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)有關(guān)的系統(tǒng):消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)

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