欢迎来到动物协调、控制与体内平衡!

在本章中,我们将探讨你的身体如何向不同部位发送“信息”,以确保一切运作顺畅。我们会研究激素(体内的化学信使)、我们如何控制内部环境(体内平衡),以及身体如何处理废物。如果一些专业术语看起来很复杂,请不要担心——我们会把它们拆解开来,一步步学习!

注意:此内容专为你的 Edexcel GCSE 生物科卷二(Paper 2)课程设计。

1. 激素与内分泌系统

你的身体主要透过两种方式发送信息:神经系统(快速的电脉冲)和内分泌系统(较慢的化学信息)。这些化学信息被称为激素

激素来自哪里?

激素由内分泌腺产生,并直接分泌到血液中。血液将它们运送到目标器官,即激素需要发挥作用的特定部位。

你需要知道的主要腺体:
1. 脑垂体 (Pituitary Gland):大脑中的“主腺”。它制造许多激素来控制其他腺体。
2. 甲状腺 (Thyroid Gland):位于颈部,负责控制代谢率。
3. 胰腺 (Pancreas):负责控制血糖水平。
4. 肾上腺 (Adrenal Glands):位于肾脏上方,产生用于“战斗或逃跑”反应的肾上腺素。
5. 卵巢(女性)和睾丸(男性):产生生殖激素。

肾上腺素:“战斗或逃跑”激素

当你感到恐惧或压力时,你的肾上腺会释放肾上腺素。这会透过以下方式为你的身体做好行动准备:
- 增加心率和血压:从而将更多的氧气和葡萄糖泵送到细胞。
- 增加流向肌肉的血液:使肌肉拥有奔跑或战斗所需的能量。
- 提高血糖水平:透过刺激肝脏将肝糖转化为葡萄糖

甲状腺素与负反馈

甲状腺素控制你的代谢率(身体使用能量的速度)。它是透过负反馈机制运作的。你可以把它想象成家里的恒温器:当温度太低时,暖气会开启;当温度足够时,它就会关闭。

运作方式:
1. 甲状腺素水平偏低会触发下丘脑释放 TRH
2. TRH 指示脑垂体释放 TSH
3. TSH 指示甲状腺制造甲状腺素
4. 当甲状腺素水平恢复正常后,它们会“关闭”TRH 和 TSH 的产生。

快速复习:激素是血液中的化学物质。肾上腺素让你做好行动准备。甲状腺素透过负反馈控制能量消耗。

2. 月经周期

月经周期是一个每月进行的程序(通常为 28 天),为女性身体潜在的怀孕做好准备。

涉及的四种激素

记住这四种激素可能有点困难,但它们是按特定顺序运作的:
1. FSH(卵泡刺激素):脑垂体产生。它促使卵巢中的卵子成熟。
2. 雌激素 (Oestrogen):卵巢产生。它负责建立子宫内膜。
3. LH(黄体生成素):脑垂体产生。它触发排卵(第 14 天卵子的释放)。
4. 黄体酮 (Progesterone):由卵巢中空的卵泡产生。它负责维持子宫内膜。

“重点笔记”:如果没有怀孕,黄体酮水平会下降,内膜会剥落,月经随之开始。如果女性怀孕,黄体酮会保持在高水平以维持增厚的子宫内膜。

3. 控制生育

我们可以利用对激素的了解来预防怀孕(避孕)或帮助人们生育(人工生殖技术)。

避孕

主要有两种类型:
- 激素法:例如“避孕药”或植入物。这些方法使用激素(如雌激素或黄体酮)来阻止身体释放卵子。
- 屏障法:例如避孕套或避孕隔膜。这些方法从物理上阻止精子与卵子结合,并能预防性传播感染 (STIs)。

人工生殖技术 (ART)

1. 氯米芬疗法 (Clomifene therapy):给排卵不规律的女性服用的一种药物,它能触发 FSH 和 LH 的释放。
2. 试管婴儿 (IVF):从母亲体内取出卵子,在实验室中与精子受精。产生的胚胎随后会被放回母亲的子宫内。

记忆小帮手:In Vitro 的意思是“在玻璃中”——因为受精过程是在实验室的培养皿中进行的!

4. 体内平衡:保持平衡

体内平衡是指维持恒定的内部环境。你的身体需要保持温度和水分等水平稳定,这样你的细胞才能正常运作。

为什么它很重要?

- 体温调节(温度):如果你变得太热,你的会变性(失去活性)。
- 渗透压调节(水分):如果你体内水分过多或过少,你的细胞可能会肿胀破裂或萎缩死亡。

我们如何控制温度(体温调节)

大脑中的下丘脑充当你身体的温度“指挥中心”。它接收来自表皮真皮(皮肤层)的信号。

如果你太热:
- 血管舒张:靠近皮肤的血管会变宽,让更多血液流向表面,将热量散发到空气中。
- 排汗:水分从皮肤表面蒸发,同时带走热量。

如果你太冷:
- 血管收缩:靠近皮肤的血管会变窄,将血液(和热量)保持在身体深处。
- 颤抖:肌肉迅速收缩,透过呼吸作用释放热能。

快速复习:体内平衡就是“保持不变”。血管舒张 = 冷却;血管收缩 = 保暖。

5. 血糖控制

你的身体需要葡萄糖来提供能量,但血液中含有过多葡萄糖是危险的。胰腺会对此进行监测。

胰岛素与升糖素

这两种激素就像跷跷板:
- 如果血糖太高:胰腺会释放胰岛素。这会指示肝脏将葡萄糖从血液中取出,并储存为肝糖
- 如果血糖太低:胰腺会释放升糖素 (Glucagon)。这会指示肝脏将肝糖转回葡萄糖并释放到血液中。

记忆法:当血糖 gone(没了)的时候,就用 Gluca-gon

糖尿病

第一型糖尿病:胰腺产生极少或不产生胰岛素。通常透过胰岛素注射来控制。
第二型糖尿病:身体细胞停止对胰岛素产生反应。这通常与肥胖有关,可以通过饮食和运动来控制。

评估健康:BMI

医生使用身体质量指数 (BMI) 来观察某人是否有患上第二型糖尿病的风险。计算公式为:
\( BMI = \frac{质量 (kg)}{(身高 (m))^2} \)

6. 泌尿系统:废物与水分

当身体分解多余的氨基酸时,肝脏会产生一种称为尿素的废物。这种尿素必须由肾脏从血液中移除,并转化为尿液

肾单位:肾脏的过滤器

每个肾脏都包含数百万个称为肾单位 (Nephrons) 的微小管子。它们分三个阶段工作:
1. 过滤:血液在高压下在肾小球鲍氏囊中被过滤。小分子物质(水、尿素、葡萄糖)被推送到血液外。
2. 选择性再吸收:身体会重新吸收所有葡萄糖以及仍需要的部分水分/离子。
3. 排泄:剩下的任何物质(尿素、过多的水分)会形成尿液并进入膀胱。

ADH 与水分平衡

一种称为 ADH(抗利尿激素)的激素控制着肾脏重吸收多少水分。它会改变肾单位中集合管通透性

- 如果你脱水:大脑会释放更多的 ADH。这使集合管的通透性增加,因此更多的水分被送回血液中。你会排出少量的深色浓缩尿液。
- 如果你有充足的水分:大脑会释放较少的 ADH。重吸收的水分减少。你会排出大量的浅色稀释尿液。

治疗肾衰竭

如果肾脏停止运作,患者可以接受以下治疗:
- 透析 (Dialysis):利用机器进行人工洗肾。
- 器官捐赠:将捐赠者的健康肾脏移植给患者。

要避免的常见错误:不要混淆升糖素 (Glucagon)(一种激素)与肝糖 (Glycogen)(储存的糖)或甘油 (Glycerol)(脂质的一部分)。它们看起来很像,但其实完全不同!

重点笔记:肾脏负责过滤血液,取回像葡萄糖这样的“好东西”,并利用 ADH 来决定到底要保留多少水分。