第三节 机体与环境
机体的一切生命活动都是在一定的环境中进行的。机体的环境有内环境和外环境之分。
一、机体对外环境的适应
机体的外环境是指整个机体所处的生存环境,对人类而言,它包括自然环境和社会环境。自然环境是自然界中的各种因素,包括空气、阳光、水、土壤、气温和气压等。这些因素是在不断变化的,都可构成对机体的刺激而影响生命活动。但正常人体能够通过机体的调节,很好地适应自然环境的变化,与周围环境保持协调统一,保证生命活动的正常进行。例如,当气温降低时,人体就会产生相应的反应,如皮肤血管收缩,使皮肤血流量降低,以减少散热量;骨骼肌紧张性增强,甚至寒战以增加产热量,从而维持体温的相对稳定等。机体这种按外部情况来调整内部关系的生理特性,称为适应性。社会环境是指人与自然、人与人之间的双重关系的综合。社会环境的剧烈变化,可成为致病因素。例如,当今社会人际关系的变化会对人的身心健康产生重大的影响。因此,社会环境的影响也愈来愈受到人们的重视。
人体作为生态系统的组成部分,一方面要依赖环境、适应环境;另一方面又不断地影响环境、改变环境。随着科学技术的发展,人们不再消极地适应环境,还主动地改善环境和保护自然生态,使环境更适应人体生命活动的需要。
二、机体的内环境及其稳态
(一)体液及内环境
人体内的所有液体总称为体液。正常成人的体液量约为体重的60%。根据体液在细胞内、外的分布不同,体液分为细胞内液和细胞外液两种。细胞内液占体液总量的2/3(即体重的40%);细胞外液占体液总量的1/3(即体重的20%),包括血浆、组织液、淋巴液、脑脊液和房水等(图1-1),而血浆又约占体重的5%。在细胞内液与细胞外液之间隔有细胞膜,在血浆与组织液或淋巴液之间隔有毛细血管壁或淋巴管壁。由于细胞膜、毛细血管壁和淋巴壁均有一定的通透性,因而各部分的体液既彼此隔开,又相互沟通。
整个人体生活在外环境中,但人体绝大多数细胞并不与外环境相接触,而是浸浴在细胞外液之中。细胞通过细胞外液获得营养物质,其代谢产物也是首先排入细胞外液,再经过血液循环,通过排泄器官排出体外。因此,细胞外液是细胞生存的直接环境,称为机体的内环境。
(二)内环境稳态
外环境的各种因素经常发生变化,而机体细胞代谢水平的高低也受外环境的影响处于不断变动之中,但内环境的各种化学成分和理化性质(包括渗透压、酸碱度、温度等)总是保持在一个相对恒定的水平。例如,外环境的温度有春夏秋冬的变化,但人体的体温总是维持在37℃左右;又如,人体每日代谢产生大量的酸,但正常人血液的pH值仅变动在7.35~7.45之间。这种内环境的化学成分和理化性质保持相对稳定的状态称为内环境稳态。
机体内细胞的新陈代谢使内环境稳态不断地受到破坏,与此同时,机体通过各种调节机制尤其是负反馈控制系统(见本章第四节)使内环境稳态不断恢复。所以,内环境稳态是一种动态的、相对稳定的状态,是一种复杂的动态平衡过程。从广泛意义上讲,稳态的概念不仅包括内环境理化性质的动态平衡状态,还应包括机体各级水平的生理功能的动态平衡状态,例如,正常成人的心率应在60~100次/min范围内保持稳态。因此,稳态是内环境稳态概念的延伸和发展,是生命科学中最具普遍意义的一个基本概念。
机体的正常生命活动就是在稳态中得以维持和进行的,因此,稳态是细胞进行正常生命活动的前提条件。如果机体受到较强的内、外环境刺激,致使内环境的理化性质变化过大,超过机体的调节能力,稳态就会受到破坏,机体某些功能将会出现紊乱,甚至发生疾病。例如,血压升高或降低时,机体都能通过各种调节途径使血压恢复正常,但血压过高或过低,超过机体的调节极限,就有可能发生脑出血或脑缺血等,甚至对机体造成不可逆的损伤。因此,临床医学工作者的责任就是帮助患者恢复稳态,从而恢复健康。
内环境及稳态的巧妙理解记忆
内环境是细胞外液,可用“养鱼池”概念来理解。人体可比喻成一个养鱼池,池边的树和空气等是外环境,池里的每条鱼都是细胞;而鱼周围的水即鱼池里的水是细胞外液,也就是内环境。鱼身体内的水分则是细胞内液。进入池的新鲜水是营养物质,流出池的水是废物,整个养鱼池的水是恒定的,称为动态的平衡(即稳态)。如果鱼池不保持进出水的动态平衡,池里的鱼就会死亡(即人体细胞不能进行正常生命活动)。因此,细胞外液(内环境)一定要保持稳态。
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