生理学

第二节 机体内环境和稳态的维持

一、内环境和稳态

人体内的液体总称为体液（bodyfluid），总量约占体重的60%。分布在细胞内的液体称为细胞内液(intracellular fluid)，约占体液总量的2/3。分布在细胞外的液体称为细胞外液（extracellular fluid)，约占体液的1/3，包括血浆、组织液、淋巴液和脑脊液等。

人体内绝大多数细胞并不与外界接触，而是浸浴在机体内部的细胞外液中，因此细胞外液是细胞直接接触和赖以生存的环境。体内各种组织细胞直接生存的环境称为内环境(internal environment)。由于体内细胞直接与细胞外液接触，所以生理学中内环境通常指细胞外液。内环境是细胞直接赖以生存的环境，细胞的正常生命活动需要一个相对稳定的环境条件，因此，细胞外液的各种理化因素包括渗透压、温度、酸碱度、水、电解质及营养成分都必须保持在一个适宜的相对恒定的水平。在正常生理情况下，内环境的各种物理、化学性质保持相对稳定的状态称为稳态（homeostasis)。机体的各个系统通过发挥不同的功能，共同维持稳态：循环系统运输营养物质、O2、激素和其他生物活性物质到达组织器官，同时带走CO2和其他代谢终产物，保证新陈代谢的进行，维持内环境相对稳定；呼吸系统获得O2，排出CO2，并可通过调整CO2释放维持内环境的pH；消化系统将食物分解成小分子营养物质，吸收进入血液并分配到机体的细胞中，同时将外界的水、电解质转运到内环境中；泌尿系统通过形成尿液，清除血浆中多余的水、电解质、CO，和代谢产物；神经系统调节和控制需要机体快速反应的活动，在监测内环境变化和启动机体反应中尤为重要；内分泌系统则主要在调节机体长期功能活动中发挥作用。本书的后续章节中，将详细叙述每个系统如何影响内环境的稳态。

内环境和稳态概念的提出经历了一个漫长的过程。早在1857年，法国生理学家贝尔纳（ClaudeBernard,1834-1878）就提出了内环境的概念，指出只有保持内环境的相对稳定，才能维持动植物的自由独立生活。美国生理学家亨德森（L.J.Henderson,1879-1942）从酸碱平衡的研究中发现了血液的缓冲作用，为内环境的稳定提供了科学依据。1926年，美国生理学家坎龙（Walter Bradford Cannon,1871-—1945）将希腊语的homeo与stasis合成homeostasis一词，为稳态正式命名。1932年他在《身体的智慧》一书中，阐明生命活动的正常进行有赖于内环境相对稳定的内在规律。

内环境的稳态并不是静止不变的固定状态，而是各种理化因素在变化中达到动态平衡的一种相对恒定状态。如果内环境的理化条件发生重大变化，如高热、低温、缺氧、水电解质和酸碱平衡的紊乱乃至细胞外液渗透压变化等超过机体自身调节维持稳态的能力，则机体的正常生理功能会受到严重影响，导致疾病的发生，甚至机体的死亡。因此，维持稳态是保证机体正常生命活动的必要条件。

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本教材为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，在《生理学》第3版的基础上进行修订，按系统分述，共分为十三章，彩色印刷，力求图文并茂。每章结构布局为：导读、引言、正文、英文小结、复习思考题。在教材内容上，加强了本学科与临床实践的联系，注重让学生了解从实验推导结论的科学思维形成过程，适度地引入前沿知识，反映最新进展。如补充了生理学发展的简史和展望、细胞的信号转导、膜的被动电学特征、高血压前期概念及07年血压新的分类标准、心室肌细胞动作电位中内向整流钾通道、血管中膜和外膜的分泌功能、血糖指数、肝脏生理、神经元的再生与增殖等新的内容。本书注重结合生活实际，如补充了咳嗽与喷嚏反射、出汗和饮水后尿量的变化等现象的生理机制。本书还纠正了以往一些教材中的疏漏之处。如心肌细胞膜内外的离子浓度、心血管中枢所在部位等。