人体的激素调节
在前面的学习中，我们了解了神经系统如何通过神经冲动来实现对人体各种活动的迅速调节。神经系统的调节反应灵敏，能够使机体在短时间内对外界刺激做出迅速反应，例如遇到危险时快速逃跑或突然受惊时心跳加速。这种调节方式主要依靠神经元之间的信息传递，具有传导速度快、影响范围具体、作用持续时间短的特点。
然而，人体还有另一个同等重要且作用不同的调节系统——内分泌系统。内分泌系统通过各种内分泌腺分泌的激素来实现对人体的调节。激素会随血液循环运送到全身各个部位，影响目标器官或细胞，调节诸如生长发育、新陈代谢、体内平衡、生殖等一系列生命活动。激素调节的特点在于作用较为缓慢、但持续时间较长，影响范围通常较广。比如，生长激素、甲状腺激素、胰岛素等都要通过激素调节来维持人体的正常功能。
例如，青少年时期之所以能够正常发育、身体不断长高，离不开生长激素的调节；人体内的血糖水平能保持相对稳定，也是通过胰岛素和胰高血糖素这两种激素的互相作用来完成的。再比如，女性青春期的身体变化和月经周期的维持，都与雌激素、孕激素等性激素的调节密不可分。
在人体实际生命活动中，神经调节和激素调节并不是彼此孤立存在的，而是相互配合、密切协作。例如，在人体应急反应时，神经系统会立即发出信号，使肾上腺快速分泌肾上腺素，促进心跳加快、血压升高，使人体能及时应对突发状况。可以说，两者共同维持了人体内环境的相对稳定，使人体能够适应瞬息万变的内外环境，保证生命活动的正常进行。
内分泌系统的组成
内分泌腺的特点
人体内有两类腺体：外分泌腺和内分泌腺。外分泌腺如唾液腺、胃腺、肠腺等，它们的分泌物通过导管排出。内分泌腺没有导管，它们分泌的激素直接进入腺体内的毛细血管，随血液循环运送到全身。
内分泌腺分泌的激素虽然量很少，但作用非常强大。激素就像“化学信使”，在血液中传递信息，调节靶器官或靶细胞的生理活动。不同的激素有不同的作用对象，只有具有相应受体的细胞才能接受某种激素的调节。
主要的内分泌腺
人体主要的内分泌腺包括垂体、甲状腺、胸腺、肾上腺、胰岛、性腺（卵巢和睾丸）等。这些内分泌腺分布在身体的不同部位，分泌不同的激素，调节不同的生理功能。
垂体位于大脑下方，只有黄豆大小，但被称为“内分泌腺之王”。垂体分泌多种激素，如生长激素、促甲状腺激素、促性腺激素等。这些激素不仅直接调节生长发育，还能调节其他内分泌腺的活动。
甲状腺位于颈部气管两侧，形状像盾甲。甲状腺分泌甲状腺激素，主要作用是促进新陈代谢和生长发育，提高神经系统的兴奋性。甲状腺激素的合成需要碘，这就是为什么我们要食用加碘盐的原因。
胸腺位于胸骨后方，主要在儿童和青少年时期发挥作用。胸腺分泌胸腺激素，促进淋巴细胞的发育,增强免疫功能。
肾上腺位于肾脏的上方，分泌肾上腺素等激素。肾上腺素能够提高心率、升高血压、促进肝糖原分解，使人体在紧张或危险情况下迅速调动能量应对挑战。
胰岛散布在胰腺中，是胰腺内的内分泌细胞团。胰岛分泌胰岛素和胰高血糖素，调节血糖水平。胰岛素能够降低血糖,胰高血糖素能够升高血糖。
性腺包括女性的卵巢和男性的睾丸。卵巢分泌雌激素和孕激素，睾丸分泌雄激素。性激素调节生殖器官的发育和第二性征的出现，维持生殖功能。
内分泌系统与神经系统密切配合，共同调节人体生命活动。神经系统通过神经冲动快速调节，内分泌系统通过激素缓慢而持久地调节。两者相辅相成，缺一不可。
激素调节的实例
生长激素与生长发育
生长激素由垂体分泌，主要作用是促进骨骼和肌肉的生长,促进蛋白质合成。生长激素在儿童和青少年时期分泌旺盛,这个时期是身高增长的关键期。
如果幼年时期生长激素分泌不足,会导致生长发育迟缓,身材矮小,但智力正常,这种疾病叫做侏儒症。如果幼年时期生长激素分泌过多,会导致身材过高,骨骼和器官异常增大,形成巨人症。如果成年后生长激素分泌过多,由于骨骺已经闭合,身高不再增长,但手、脚、面部等部位的骨骼会继续增生,形成肢端肥大症。
2019年,姚明在接受采访时提到,他的身高(2.26米)除了遗传因素,与青少年时期良好的营养和充足的睡眠有关。生长激素主要在夜间深睡眠时分泌,充足的睡眠对生长发育至关重要。这也提醒我们,要保证青少年有足够的睡眠时间。
甲状腺激素与代谢
甲状腺激素对新陈代谢和生长发育有重要作用。甲状腺激素能够促进物质氧化分解,加快能量释放,提高体温,促进生长发育,提高神经系统的兴奋性。
如果幼年时期甲状腺激素分泌不足,会影响大脑和骨骼的发育,导致身材矮小,智力低下,这种疾病叫做呆小症或克汀病。如果成年后甲状腺激素分泌不足,会导致新陈代谢降低,表现为怕冷、体重增加、反应迟钝、心率减慢等,这叫做甲状腺功能减退症。
如果甲状腺激素分泌过多,会导致新陈代谢过快,表现为怕热、多汗、体重减轻、心率加快、情绪激动、眼球突出等,这叫做甲状腺功能亢进症,简称甲亢。
甲状腺激素的合成需要碘。20世纪初,我国很多地区尤其是山区缺碘严重,导致地方性甲状腺肿大(俗称“大脖子病”)和呆小症高发。1994年,国家开始实施全民食盐加碘政策。经过二十多年的努力,我国基本消除了碘缺乏病。但要注意,碘也不能过量摄入,过量会引起甲状腺功能紊乱。
胰岛素与血糖调节
血糖是指血液中葡萄糖的含量。正常人的空腹血糖浓度为3.9-6.1毫摩尔/升(70-110毫克/分升)。血糖浓度过高或过低都会影响健康,因此必须维持在相对稳定的范围内。
胰岛素是唯一能够降低血糖的激素。当血糖浓度升高时(如饭后),胰岛会分泌胰岛素。胰岛素促进组织细胞加快摄取、利用和储存葡萄糖,促进血糖合成糖原,抑制非糖物质转化为葡萄糖,从而降低血糖。
胰高血糖素能够升高血糖。当血糖浓度降低时,胰岛分泌胰高血糖素,促进肝糖原分解为葡萄糖,促进非糖物质转化为葡萄糖,从而升高血糖。
肾上腺素和生长激素等也能升高血糖。多种激素共同作用,维持血糖的相对稳定。
让我们通过数据来理解一天中血糖的变化。
从图表可以看出,进餐后血糖浓度升高,然后在胰岛素等激素的调节下逐渐恢复正常。血糖浓度始终维持在一定范围内,这就是激素调节的结果。
糖尿病是最常见的内分泌疾病,主要由于胰岛素分泌不足或作用障碍导致血糖持续升高。我们在前面泌尿系统的学习中已经详细了解了糖尿病。2021年国际糖尿病联盟发布的数据显示,中国糖尿病患者人数达1.4亿,居世界第一。糖尿病已成为严重威胁国民健康的重大公共卫生问题。
血糖调节异常会严重危害健康。低血糖(血糖浓度低于3.9毫摩尔/升)会导致头晕、心慌、出汗、甚至昏迷。高血糖长期不控制会导致各种并发症。因此,维持血糖稳定对健康至关重要。
激素调节的特点
激素调节与神经调节的比较
激素调节和神经调节是人体两种主要的调节方式,它们既有区别又有联系。
从作用途径看,神经调节通过神经纤维传导神经冲动,作用迅速精确。激素调节通过血液运输激素,作用较慢,但范围广泛。
从作用速度看,神经调节非常快,以毫秒计。比如缩手反射只需要几十毫秒。激素调节较慢,以秒、分钟甚至小时计。比如生长激素需要长期持续作用才能促进生长。
从作用范围看,神经调节作用范围局限,准确到达特定器官或细胞。激素调节作用范围广泛,激素随血液到达全身,凡是有相应受体的细胞都会受到影响。
从作用时间看,神经调节作用时间短暂,刺激消失后作用很快消失。激素调节作用时间持久,激素在血液中可以维持一段时间,持续发挥作用。
需要强调的是,神经调节和激素调节不是孤立的,而是相互联系、相互协调的。许多生理活动同时受到两种调节的影响。例如,血糖调节既受胰岛素等激素调节,也受神经系统调节。在紧张或危险情况下,神经系统兴奋,促进肾上腺分泌肾上腺素,使心跳加快、血压升高、肝糖原分解增加,为身体提供更多能量。这就是神经-激素协同调节的例子。
反馈调节
激素的分泌量受到多种因素的调节,其中重要的方式是反馈调节。反馈调节是指激素作用的结果反过来影响激素的分泌。
以甲状腺激素为例。当血液中甲状腺激素浓度降低时,这个信息传递到下丘脑,下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素,作用于垂体,垂体分泌促甲状腺激素,促进甲状腺分泌甲状腺激素。当血液中甲状腺激素浓度升高到一定水平后,会抑制下丘脑和垂体的分泌,从而减少甲状腺激素的分泌。这种机制使甲状腺激素浓度维持在相对稳定的水平。
这种调节方式叫做负反馈调节,是维持内环境稳定的重要机制。人体内大多数激素的分泌都受到负反馈调节。
青春期的发育
青春期的生理变化
青春期是儿童向成年人过渡的时期,一般女生从10-12岁开始,男生从12-14岁开始,持续3-5年。青春期是生长发育的第二个高峰期,也是性发育和性成熟的时期。
青春期最显著的变化是身高和体重的快速增长。在这个时期,生长激素和性激素共同作用,促进骨骼、肌肉快速生长,身高每年可增长6-10厘米,体重每年可增加4-5千克。女生的生长高峰一般早于男生2年左右。
青春期第二个重要变化是性器官的发育和第二性征的出现。在性激素的作用下,男生和女生的生殖器官迅速发育并逐渐成熟。同时出现第二性征。
男生的第二性征包括:声音变粗,长喉结,长胡须,肩膀变宽,肌肉发达,出现遗精等。女生的第二性征包括:乳房发育,骨盆变宽,声音变高,皮下脂肪增多,出现月经等。这些变化都是在性激素调节下发生的正常生理现象。
青春期除了生理变化,还有心理变化。青春期少年的心理特点是:独立意识增强,渴望被理解和尊重,情绪波动大,容易冲动,对异性产生好奇和好感等。这些都是正常的心理发展过程。
青春期的卫生保健
青春期是人生的关键时期,需要特别注意卫生保健。
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要保证充足的营养。青春期生长发育迅速,对营养的需求量大,要保证充足的蛋白质、维生素、矿物质等营养素的摄入。要按时吃饭,不挑食,不偏食,不盲目节食减肥。
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要保证充足的睡眠和适当的运动。青春期每天需要8-10小时睡眠,这对生长发育至关重要。要积极参加体育锻炼,促进身体发育,增强体质。
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要注意个人卫生。男生出现遗精、女生来月经都是正常的生理现象,要正确对待,注意清洁卫生。女生要学会经期保健,保持外阴清洁,避免剧烈运动和冷水刺激,注意休息。
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要正确认识和对待第二性征的出现。有些青少年对自己身体的变化感到困惑、害羞甚至焦虑,这是不必要的。第二性征的出现标志着身体的成熟,是值得欣喜的事情。如果有疑问,可以向父母、老师请教,或查阅科学资料。
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要正确处理对异性的情感。青春期对异性产生好感是正常的心理现象,但要把握好与异性交往的分寸,以学业为重,培养纯洁的同学友谊。要学会自我保护,遵守道德规范和法律。
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要培养良好的心理品质。正确认识自己,悦纳自己,保持积极乐观的心态。遇到困惑和烦恼时,要学会向父母、老师、朋友倾诉,或寻求心理咨询。
青春期是人生最美好的时期之一,充满活力和希望。我们要珍惜青春期,注意身心健康,树立远大理想,为将来的发展打下坚实基础。
本节练习
第一题:下表是人体主要内分泌腺及其激素的相关信息,请根据表格回答问题。
(1)为什么垂体被称为“内分泌腺之王”？
(2)幼年时期甲状腺激素分泌不足和生长激素分泌不足都会导致身材矮小，但两种疾病有什么重要区别？
(3)胰岛素是如何调节血糖的？为什么糖尿病患者需要控制饮食？
(4)青春期身高快速增长，主要是哪些激素在发挥作用？
答案： (1) 垂体被称为“内分泌腺之王”，因为它分泌多种激素（如生长激素、促性腺激素等），调控机体生长、发育和代谢，并能通过分泌促激素控制甲状腺、肾上腺、性腺等内分泌腺，起到“指挥”的作用。所以垂体虽小但调控范围广，对全身影响大。
(2) 呆小症和侏儒症都导致身材矮小，但前者（甲状腺激素不足）智力低下，后者（生长激素不足）智力正常。区别的原因在于甲状腺激素参与脑发育，而生长激素主要影响骨骼生长。
(3) 胰岛素能促进细胞摄取葡萄糖、帮助血糖转化为糖原并抑制新生葡萄糖，所以能降血糖。糖尿病患者要控制饮食，是因为胰岛素分泌或作用不足，进食太多会导致血糖过高，不利健康，合理饮食可帮助稳定血糖。
(4) 青春期身高猛增，主要因为生长激素和性激素（如雄激素、雌激素）共同作用，促进骨骼和肌肉快速生长。营养、睡眠、运动也能影响生长，但激素是决定因素。
第二题:简答血糖调节的过程及相关知识。
(1)进餐后，血糖如何恢复正常？
(2)胰岛素和胰高血糖素在调节血糖中的关系？
(3)胰岛分泌胰岛素能力下降会怎样？
(4)除了激素，还有哪些因素会影响血糖？
答案：
(1)进餐后，血糖升高，刺激胰岛分泌胰岛素。胰岛素促进组织吸收葡萄糖、使葡萄糖转化为糖原或脂肪，同时抑制新生葡萄糖生成，从而使血糖降回正常。
(2)胰岛素能降低血糖，胰高血糖素能升高血糖，两者作用相反，维持血糖稳定。
(3)胰岛不能分泌足够胰岛素，会导致血糖持续升高，出现糖尿病，表现为多尿、多饮、多食、体重减轻等。
(4)影响血糖的因素还包括饮食、运动、情绪、神经调节、药物、肝脏功能和睡眠等。
知识点：考查血糖调节机制、胰岛素和胰高血糖素的作用、胰岛功能异常后果及血糖影响因素。
第三题:小明今年14岁,最近一年身高增长了8厘米,声音变粗,长出了喉结,还出现了遗精现象。他对身体的这些变化感到困惑和不安。请你运用所学知识帮助小明。
(1)小明身体发生的这些变化说明他进入了什么时期?这个时期一般从几岁开始?
(2)小明身高快速增长和第二性征出现是由哪些激素调节的?
(3)遗精是怎么回事?是不是疾病?
(4)针对小明的困惑,你有什么建议?
答案： (1)小明身体的变化（身高增长、声音变粗、喉结出现、遗精等）说明他进入了青春期。青春期是从儿童向成人过渡的阶段，男生一般12-14岁开始。青春期的特点包括身高迅速增加和第二性征（如声音变粗、喉结、体毛增多等）的出现，遗精则标志着生殖系统成熟。
(2)小明身高增长和第二性征出现，主要由生长激素和性激素（雄激素）共同调节。生长激素促进骨骼和肌肉生长，性激素促进生殖器官发育和第二性征出现，两者配合让青春期出现快速生长和明显的生理变化。
(3)遗精是青春期男生正常的生理现象，不是疾病。进入青春期后生殖系统发育成熟，体内产生精子和精液，储存到一定程度时就会以遗精的形式排出。频率因人而异，只要不频繁或伴有不适，一般不需要担心，注意个人卫生即可。
(4)建议小明：要正确认识和接纳青春期的身体及心理变化，这些都是正常的成长过程。可以多了解青春期知识，遇到困惑及时向父母或老师求助。平时注意均衡营养、保证充足睡眠和适当锻炼，保持良好卫生和积极心态。这有助于健康顺利地度过青春期。
知识点：本题考查青春期的身体变化、激素调节机制、青春期卫生保健及健康心态。
第四题:下表是某研究小组测定的两位同龄学生在同一时期的身高增长情况:
(1)分析甲和乙在身高增长上的差异及原因。
(2)为什么充足的睡眠对青春期身高增长很重要?
(3)如果一个青春期少年想要充分发挥生长潜力,应该注意哪些方面?
(4)骨骺闭合后,身高还能增长吗?为什么?
答案:
(1)甲和乙在身高增长上的差异及原因分析:
身高增长差异:
从10岁到14岁,甲增长了24厘米,平均每年6厘米；乙只增长了14厘米,平均每年3.5厘米。甲的增长速度明显高于乙。两人10岁时身高几乎一样，但4年后甲比乙高了11厘米。
主要原因：
- 甲营养充足、睡眠充足、经常运动；乙营养不良、睡眠不足、运动少。
- 这些因素直接影响了他们身体发育和身高增长的速度。
具体分析：
营养因素：
甲营养充足，体内有足够的原料合成骨骼和肌肉，各种生长所需的营养素能满足需求。乙营养不良，蛋白质、钙等营养缺乏，限制了骨骼和其他组织的正常生长，影响了身高增长。
睡眠因素：
甲每天睡眠9小时，能保证夜间生长激素的充分分泌，促进骨骼生长；乙每天只睡6小时，深睡眠不足，生长激素分泌减少，影响身高增长。
运动因素：
甲经常运动，运动时骨骼受到机械刺激，加快新陈代谢，促进钙的沉积和骨骼生长；
乙缺少运动，骨骼刺激不足，生长速度减慢。
(2)为什么充足的睡眠对青春期身高增长很重要？
青春期是身高增长最快的时期，生长激素的分泌与夜间的深睡眠密切相关。人在深度睡眠时(尤其是入睡后1-2小时)生长激素分泌最旺盛，它能促进骨骼和身体各组织的发育和生长。如果睡眠时间不足或质量差，生长激素分泌减少，会直接影响身高增长。
(3)如果一个青春期少年想要充分发挥生长潜力,应该注意哪些方面？
- 营养均衡：多摄入富含蛋白质、钙、铁、锌、维生素等有利于生长发育的食物，三餐有规律，不偏食不挑食，保证营养全面。
- 充足睡眠：每天保证8-10小时的高质量睡眠，以促进生长激素的分泌。
- 适当运动：多参加跳绳、打篮球、游泳、跑步等有助于长高的体育锻炼，锻炼有助于骨骼和肌肉的发育。
- 保持良好心态：心理压力过大会影响激素分泌，适当放松，保持愉快的心情，有利于成长。
- 避免不良习惯：不熬夜、不吸烟、不酗酒等。
(4)骨骺闭合后,身高还能增长吗?为什么？
骨骺是长骨两端的软骨组织，是骨骼生长的部位。青春期后期随着性激素水平升高，骨骺逐渐变硬并最终闭合。一旦骨骺闭合，骨骼便无法再向长度方向生长，因此身高就基本定型，之后不会再自然增长。所以骨骺闭合后，身高基本不再增长。