第七 章保持生理平衡 生理功能的調節者
1.內分泌腺和激素
內分泌腺主要是由團索或網狀排列的細胞群構成,以合成和分泌激素為主要功能的器官,如垂體、鬆果體、甲狀腺、腎上腺、胰島、性腺等。腺體周圍有豐富的毛細血管或淋巴管。
許多器官雖然是非內分泌腺體,也具有內分泌功能的組織或細胞,例如大腦的內腓肽、促胃液素、釋放因子等;肝髒的血管緊素原、25-羥化成骨固醇等;腎髒的腎素、前列腺素、1,25-羥成骨固醇等。
激素是一類功能強大的化學物質,它們控製著生長、能量轉化、種族繁衍,幾乎主宰著人類生活的方方麵麵。它們是為了人類的生存準備的,也是人體內分泌係統的鬥士。
激素在內分泌腺中合成後,隨著血流被運往人體的其他組織和器官。它就如同傳令兵,告訴每個細胞該幹什麼。每一天的每一秒,血管中的各種激素都會去尋找自己的目標,這就是體內某一器官或組織,去推進或阻止某種反應。
同一種激素可以在不同組織或器官中合成,如生長抑素可在下丘腦、胰島、胃腸等組織或器官中合成;多肽性生長因子可在神經係統、內皮細胞、血小板等組織或器官合成。但一種激素一般隻作用於某種特定的組織或細胞,以實現其調節功能。
激素是一種具有高效能的物質,分泌量少而作用大。激素與細胞中的激素受體結合後,方可促成激素的高效反應。激素與受體的結合為特異性的,並且是可逆性的。
神經係統與內分泌係統的生理學關係非常密切,例如下丘腦中部即為神經內分泌組織,可以合成血管升壓素、縮宮素等,沿著軸突儲存於神經垂體。
在保持血糖穩定的機製中,既有內分泌激素如胰島素、高血糖素、生長激素、生長抑素、腎上腺皮質激素等的作用,也有神經係統如交感神經和副交感神經的參與。
當體內外條件變化時,內分泌係統與神經係統共同擔當起保持內環境的穩定,使體內環境維持在最佳狀態的作用。這是維持生命和保持種族延續的必要條件。
為了保持機體內主要激素間的平衡,在中樞神經係統的作用下,激素一般是以相對恒定速度(如甲狀腺素)或一定節律(如氫化可的鬆、性激素)釋放的。
另外,內分泌係統之間還有一套完整的互相製約、互相影響和複雜的正負反饋係統。反饋調節係統是內分泌係統中的重要自我調節機製,中樞神經係統的信息經過下丘腦、垂體到達外周腺體,由靶細胞發揮生理效應,其中任何一段均受正或負反饋調節的控製。
生理或病理因素可影響激素的基礎性分泌。任何一種內分泌細胞功能失常,導致所分泌的激素過多或缺乏,都會嚴重地影響人體的正常生理功能,甚至形成奇異的內分泌疾病。例如,調節人體生長發育的激素分泌異常,可以使人長得像個巨人,也可以使人長成個矮小子。
2.腦垂體:內分泌腺的總指揮
腦垂體是深藏在頭顱裏麵的內分泌腺,位於蝶骨的垂體窩內,有黃豆那麼大,通過一條細小的柄與下丘腦牽手,由腺垂體和神經垂體兩部分組成的,是人體中最複雜的內分泌腺。
腦垂體主要由嗜酸性細胞、嗜堿性細胞和嫌色細胞構成。嗜酸性細胞占細胞總數的30%~40%,細胞內含有粗大的嗜酸性顆粒,能分泌生長激素和催乳素。
生長激素能促進蛋白質合成和骨骼的生長,這對人體正常生長發育起著十分重要的作用;催乳素能促進女性乳房的發育和產後乳腺的泌乳,使乳汁不斷產生。
嗜堿性細胞占10%,細胞內含有嗜堿性顆粒,在腦神經細胞產生激素的調節下,主要分泌促甲狀腺激素、促性腺激素和促腎上腺皮質激素等。
嫌色細胞占50%,可能是脫顆粒後的細胞和未成熟的分泌細胞。
促甲狀腺激素、促腎上腺皮質激素分別能促進甲狀腺和腎上腺的活動,而促性腺激素則調節女性卵巢產生卵子、分泌雌激素和孕激素,調節男性睾丸產生精子和睾酮。
神經垂體主要由較多的神經纖維和豐富的血管構成,缺少神經細胞的胞體,是儲存和釋放下丘腦激素的部位。神經纖維是由腦的神經細胞發出延伸而來,它把下丘腦神經細胞分泌的激素帶至神經垂體儲存起來,在身體需要的時候便釋放入血液。
儲存在神經垂體的血管加壓素能控製腎髒排尿和升高血壓,催產素使孕婦分娩時子宮收縮,能協助嬰兒的誕生以及產後子宮收縮、止血和康複。
由此可見,腦垂體雖然個頭不大,但具有重要的生理功能,能影響其他內分泌腺的活動,指揮著人體的生長、代謝和生育等多方麵的生理活動。所以說,它是內分泌腺的核心。
腦垂體能分泌大量激素,但它自身卻無法對激素的分泌進行調節,隻有當腦發出指令時腦垂體激素才會開始分泌。間腦的下丘腦中分布著很多生成腦激素的神經元,這些神經元的軸突末梢通向位於正中隆起處的腦垂體門脈係統的毛細血管壁。這些神經元受到刺激後,會向垂體門脈係統釋放出腦激素。
腦激素包括促甲狀腺激素釋放激素、促性腺激素釋放激素、促腎上腺皮質激素釋放激素和生長激素釋放激素等,抑製激素包括抑製促生長激素釋放的生長激素抑製素和抑製催乳素釋放的多巴胺。這些腦激素分別由不同的神經元產生,都經過腦垂體門脈係統進入腦垂體。
3.甲狀腺:代謝速率的轉換器
甲狀腺是人體最大的內分泌腺,位於頸前部,喉與氣管上部前方。甲狀腺的外層被膜與氣管筋膜相連,吞咽時可隨喉上、下移動。正常情況下,甲狀腺是看不見摸不到的。
甲狀腺由左右兩個側葉和中間的峽部組成,形狀像蝴蝶,表麵覆蓋著結締組織被膜,並且被分隔成許多小葉。甲狀腺小葉主要由甲狀腺腺泡構成,腺泡由一層腺泡細胞圍成,能分泌甲狀腺素。腺泡間有豐富的毛細血管和淋巴管。
甲狀腺在身體的代謝中發揮著重要的作用,它調節著身體利用燃料的方式。身體很像是一輛汽車,而甲狀腺的調節作用就類似於車子所掛的檔。
甲狀腺是通過釋放甲狀腺類激素來起作用的。甲狀腺素由腺細胞的基底麵排出,直接進入毛細血管,或自腔麵分泌到腺泡腔內儲存起來。當身體需要時又由細胞吸收,再經基底麵釋放進入血液。
甲狀腺類激素的濃度合適,身體燃燒燃料的速率也就正常。甲狀腺分泌太多的激素,即甲狀腺機能亢進,就如馬達中的油門被推到了底端,此時身體就像是一輛超速行駛的列車。雖然食欲像隻狼,但卻有可能變得骨瘦如柴,因為所吃的食物被迅速燃燒光了。
甲狀腺機能亢進可引起眼球向外突出,突得厲害時也許連眼皮都蓋不嚴實了;感到極度緊張不安,容易激動;心髒像在奔跑的小馬駒,可能會跑得筋疲力盡而喪命。另外,還可會出現體溫上升、出汗量增加、緊張或者經血量減少、肌肉虛弱等症狀。
當甲狀腺機能低下,分泌的激素太少時,人體的每一種活動都低速進行。所以患有甲狀腺機能低下症的人易於疲勞、便秘、體重上升、發冷並且精神不振,其他的症狀可能包括皮膚幹燥、頭發粗糙、聽力下降和虛胖等。
甲狀腺素對人體的生長發育具有一定的調節或促進作用。如果出生時沒有甲狀腺激素,將成為一個厚嘴唇、塌鼻梁的侏儒,且是一個低能兒或呆子。
甲狀腺素是一種含碘的物質,碘占構成甲狀腺素物質的2/3。甲狀腺每天需要從食物中攝取1/5000克的碘,才能滿足需要。如果食物中缺少了碘,便會導致甲狀腺素合成不足。
海味和近海土壤裏生長的蔬菜含有豐富的碘。如果得不到這些食品,用加碘的食鹽就能滿足要求。山區的土壤和水裏幾乎經常缺少碘。以前曾經受冰川影響的區域也如此,因為當冰川融化時,將土壤的碘衝走了。
甲狀腺對缺碘的反應是體積增大。這是為了努力抓住任何可以得到的碘,甲狀腺就拚命增添數以百萬計的新細胞。這就是缺碘性甲狀腺腫,雖然它的外貌令人不安,但是除非腺體增大到足以壓迫氣管時,很少危害健康。
為了維持血液中甲狀腺素的正常水平,內分泌係統會對此形成必要的控製。下丘腦可刺激腦垂體,而腦垂體又產生促甲狀腺素,促甲狀腺素以甲狀腺為目標,催促其趕快工作,以滿足當時的能量需要。當甲狀腺生產激素過多時,多餘的激素就會阻斷腦垂體的刺激。這個反饋作用使生產保持平衡。
4.喜歡夜間活動的鬆果體
鬆果體形似鬆果,位於間腦之上,第三腦室的後端,借短蒂與間腦相連。該腺體在兒童中期發育至最高峰,一般在7歲後逐漸萎縮,成年後不斷有鈣鹽沉著。
鬆果體表麵包以軟膜,軟膜結締組織伴隨血管伸入腺實質,將實質分為許多小葉,小葉內主要由鬆果體細胞、神經膠質細胞和無髓神經纖維等組成。
鬆果體起生物鍾作用,控製生物的周日節律。哺乳動物鬆果體晝夜節奏性變化是受視交叉背側的視交叉上核的調節;反之,鬆果體也影響神交叉上核的晝夜節奏變化。
1959年,從牛鬆果體提取物中分離出一種能使青蛙皮膚褪色的物質,並命名為褪色素。在兩棲類,褪黑激素與黑素細胞刺激素相拮抗,可使皮膚褪色。
在哺乳類動物中,褪黑激素具有抑製生殖腺發育的效應,主要是通過抑製垂體促性腺激素而間接影響生殖腺的活動。如果兒童時期鬆果體遭到破壞,則出現性早熟或生殖器過度發育。
近年研究報道稱,褪黑激素的合成分泌不足,可能會引起睡眠紊亂、情感障礙、腫瘤發生等。褪黑激素具有抗緊張、抗高血壓、抗衰老、抗腫瘤、增強免疫力和促進睡眠等效應。
藉由對光的敏感度,鬆果體會根據所接收到的光量多少來決定褪黑激素分泌的量。白天日照時,鬆果體幾乎停止分泌活動,而黑暗環境會刺激鬆果體大量分泌褪黑素。
實驗證明,大鼠在持續光照下,鬆果體重量變輕,細胞變小,合成褪色素的酶係活性明顯降低,因而褪色素合成減少。反之,致盲大鼠或大鼠持續在黑暗環境中,將使鬆果體合成褪色素的酶係活性發生增強,褪色素的合成隨之增加。
褪黑激素在體內的濃度也與年齡有關,一般而言,自出生三個月後開始上升,六歲時達到最高峰,青春期之後,褪黑激素的濃度則隨著年齡增長而下降。
有研究報告指出,平常靜坐的婦女,她們在夜間體內的褪黑激素濃度比一般婦女高。日間運動有助於增加褪黑激素的分泌,夜間運動則適得其反。所以,想要保持鬆果體的年輕,應多運動、從事靜坐冥想,並過個有規律、有節製的生活。
5.調節血糖的胰島
胰腺是人體內僅次於肝髒的器官,位於腹腔後上部,表麵覆蓋以結締組織被膜,深部為實質。胰腺的實質包括兩大部分,也就是說,胰腺有兩大功能。
胰腺能分泌胰液,胰液經胰管排入十二指腸,發揮消化功能,這是胰腺的外分泌功能。另外,胰腺中的胰島具有內分泌功能。所以,胰腺既是消化器官,又是內分泌器官。
胰島是胰腺內部的一些散在的細胞群,每團細胞群邊界清楚。細胞團內主要有α細胞和β細胞。這兩種細胞親密相鄰,但這兩種細胞分泌的激素不同。α細胞約占20%,具有分泌高血糖素的作用;β細胞約占75%,有分泌胰島素的作用。
胰島周圍有豐富的小毛細血管,胰島細胞分泌物可直接進入毛細血管內,運輸到全身。胰島素和高血糖素都是人體內的重要激素,是調節糖和脂肪等代謝必不可少的物質。這兩 種激素,作用相反。高血糖素使血糖濃度升高,胰島素使血液中的葡萄糖加快進入組織細胞,使血糖的利用速度加快,並能促進肝糖原和脂肪的合成和儲存,故使血糖降低。
體內胰島素分泌不足時,血液中糖的濃度升高到一定的程度,就從尿中排出體外,從而導致糖尿病。如果胰島功能亢進,導致胰島素分泌過多,血液中的糖濃度就會降低,首先影響大腦皮質的功能,出現頭暈、嗜睡、心悸、多汗甚至昏迷。
6.愛恨交加的腎上腺
腎上腺棲居在左右腎頂上,形狀略似一頂三角帽,比手指尖大不了多少。但它卻能生產多種激素和類激素物質,而且這些物質在所做的幾乎每件事裏都起著關鍵性作用。
腎上腺又分為皮質和髓質兩部分。腎上腺皮質生產的激素可分為三大類:第一類是糖皮質激素,第二類是鹽皮質激素,第三類是性激素。