体内平衡与人体泌尿系统，复习笔记

概览

体内平衡是指尽管周围环境变化，身体内部仍维持稳定环境。本章先介绍作为体内平衡基础的负反馈这一通用原理，再把它详细应用到泌尿系统：肾脏过滤血液，并通过肾单位中的超滤与选择性重吸收产生尿液。

你还需要了解同样的反馈原理如何控制体温与血糖水平，因为这些常与肾单位在同一章一起被考查。能把控制机制描述成一个循环，侦测到变化、触发反应、状况被纠正回正常，对这三个例子都有帮助。

泌尿系统的内容会从结构上详细考查：肾脏、输尿管、膀胱与尿道作为器官，以及肾小球、鲍曼囊与肾小管作为单个肾单位的工作部件。你应能追踪某物质从血液进入肾脏到尿液离开身体的整个历程，并解释为何某些物质先被滤出、随后又被重吸收。

最后一项内容标准涵盖与泌尿系统相关的健康问题，包括肾结石、泌尿道感染、肾小球肾炎，以及需要透析或移植的肾衰竭。好的作答会把每种病症与系统中某个具体部位的功能失常联系起来，而不是把它笼统描述为一种疾病。

体内平衡与负反馈（13.1）

体内平衡是指维持稳定的内部环境，体温、血糖、水分与盐分含量以及血液 pH，使酶与细胞能在最适范围内持续运作。本章每一个控制机制都依靠同一条称为负反馈的回路运作，所以把这个模式掌握一次，就能用同一套框架回答三个不同的例子。

在负反馈回路中，受体侦测到偏离设定点的变化，控制中心（例如下丘脑或某个内分泌腺）处理信息，效应器则产生一个与原来变化相反、使状况回到正常的反应。由于反应总是抵消偏差而不是放大它，内部环境被维持在狭窄的范围内。

最稳妥的得分方式，是把回路写成侦测、处理、反应与纠正，再针对被问的具体例子说出其受体、控制中心与效应器。

体温调节与血糖控制（13.1）

体温由下丘脑以及皮肤中的温度受体监测。当身体过热时，皮肤小动脉舒张（血管舒张），使更多血液流经体表，热量以辐射方式散失，汗腺也分泌更多汗液，汗液蒸发时使皮肤降温。

当身体过冷时，这些小动脉收缩（血管收缩）以减少热量散失，停止出汗，骨骼肌快速收缩发生颤抖，借呼吸作用释放热量。

血糖由胰腺通过两种作用相反的激素调节。进食后血糖上升，触发胰岛素，使肝细胞与肌肉细胞摄取葡萄糖并以糖原形式储存，从而降低血糖。

两餐之间血糖下降，触发胰高血糖素，把储存的糖原重新分解为葡萄糖并升高血糖。这两个例子都是负反馈回路，使每一种状况都保持在接近其设定点的水平。

泌尿系统与肾单位（13.2）

泌尿系统把尿素、多余的水与多余的盐从血液中排出。血液经肾动脉进入每个肾脏，经过滤与处理后，以洁净状态经肾静脉离开；产生的尿液沿输尿管向下流到膀胱，储存在那里，直到经尿道排出体外。

尿素是在肝脏中由多余氨基酸分解形成的含氮废物，这正是泌尿系统被归为排泄系统的原因。

肾脏的工作单元是肾单位，每个肾脏含有数量极多、并行运作的肾单位。单个肾单位起始于肾小球，这是一团由杯状鲍曼囊包裹的毛细血管，随后经过近端曲小管、亨利氏袢、远端曲小管，最后到集合管。

能够沿这条路线追踪某物质的去向，并说出过滤与重吸收各自发生的部位，就是本内容标准所考查的核心技能。

尿液的形成：超滤与选择性重吸收（13.2）

尿液分两个阶段形成。首先是肾小球处的超滤：把血液带入的入球小动脉比把血液带出的出球小动脉更宽，因此建立起很高的静水压，把水、葡萄糖、盐与尿素从血液中挤出，经过滤过膜进入鲍曼囊，成为肾小球滤液。

大分子血浆蛋白与血细胞太大，无法通过过滤过膜，因此留在血液中。

第二阶段是滤液沿肾小管流动时的选择性重吸收。全部葡萄糖、大部分水以及受控量的盐分被重吸收回周围的血液毛细血管，而尿素以及多余的盐与水则被留下成为尿液。

这个过程称为选择性，是因为不同物质按身体需要以不同程度被重吸收，这也是为何健康尿液完全不含葡萄糖。

渗透调节与 ADH 的作用（13.2）

渗透调节使血液的水分含量保持稳定，由抗利尿激素（ADH）控制。下丘脑中的渗透压感受器侦测血液的水势。

当身体缺水时，血液变得过于浓缩，于是脑垂体释放更多 ADH。ADH 使远端小管与集合管的管壁对水的通透性增高，因此更多水被重吸收回血液，产生少量浓缩的尿液。

当身体水分过多时，血液过于稀释，于是释放较少 ADH。集合管通透性降低，较少水被重吸收，转而产生大量稀释的尿液。

这又是一个负反馈回路：纠正作用总是与血液水势的原来变化相反，并使其恢复到设定点附近。

泌尿系统的健康问题（13.3）

当尿液长时间浓缩时，溶解的物质会结晶形成坚硬的肾结石，在通过泌尿道时引起剧痛。泌尿道感染发生在细菌于膀胱或尿道内繁殖时，造成疼痛与频繁的排尿感。

肾小球肾炎是肾小球发炎，损坏了过滤过膜，使蛋白质与血细胞渗漏进尿液。

肾衰竭是严重而广泛的过滤功能丧失；废物与多余的水随之在血液中积聚，必须通过治疗加以清除。血液透析让病人的血液流过一台机器，在那里一层半透膜使尿素与多余的盐扩散到透析液中，同时保留有用的物质；肾脏移植则用健康捐赠者的肾脏替换衰竭的器官。

靠喝足够的水使尿液保持稀释，可降低结石与感染的风险。

须掌握的关键概念

• 体内平衡, 体内平衡是指尽管身体外部环境变化，仍维持稳定的内部环境，温度、血糖、水分含量与 pH。它使条件足够稳定，让酶与细胞能正常运作，并通过涉及神经系统与内分泌系统的负反馈来控制。
• 泌尿系统, 泌尿系统把尿素以及多余的水与盐从血液中排出。肾脏持续过滤血液；输尿管把肾脏产生的尿液送到储存尿液的膀胱；排尿时尿道再把尿液排出体外。
• 肾单位, 肾单位是肾脏个别的过滤与处理单元，由肾小球、鲍曼囊与肾小管系统组成。每个肾脏含有数量极多、并行运作的肾单位，这也是为何即使部分肾单位受损，肾功能仍可能维持足够水平。这种安排也解释了为何一个人即使只有一个肾脏在运作，仍可保持健康。
• 超滤, 肾小球内的高血压把水、葡萄糖、盐与尿素从血液中挤出，进入鲍曼囊，形成肾小球滤液。大分子血浆蛋白与血细胞太大，无法通过滤过膜，因此留在血液中。
• 选择性重吸收, 滤液沿肾小管流动时，有用的物质会被重吸收回血液：全部葡萄糖、大部分水分，以及视身体需要而定的部分盐分。剩下的部分就成为尿液。
• 渗透调节与肾脏健康, 抗利尿激素（ADH）调节肾小管重吸收水分的量，使尿液变浓或变稀，以维持血液水分含量稳定。当肾脏衰竭时，废物与多余水分会在血液中积聚，须以透析或肾脏移植治疗。
• 负反馈, 负反馈是体内平衡背后的通用控制模式：受体侦测到偏离正常水平的变化，控制中心触发反应，效应器纠正这一变化，使状况回到设定点。体温调节、渗透调节与血糖控制都遵循同一模式。
• 体温调节, 皮肤与脑中的下丘脑共同作用以维持体温恒定。当身体过热时，皮肤血管扩张，汗腺活动增强以散失热量；当身体过冷时，皮肤血管收缩，肌肉可能通过颤抖产生热量。
• 血糖调节, 胰腺利用两种作用相反的激素，把血糖维持在狭窄的范围内：胰岛素通过促进细胞摄取葡萄糖并以糖原形式储存来降低血糖，而胰高血糖素则通过分解糖原来升高血糖。
• 肾结石与泌尿道感染, 肾结石是浓缩尿液中的物质积聚形成的坚硬结晶沉积物，在通过泌尿道时会引起疼痛。泌尿道感染是细菌在膀胱或尿道内繁殖所致，可能引起疼痛与频尿感。

快速回想清单

1. 你能定义并解释体内平衡吗？
2. 你能定义并解释泌尿系统吗？
3. 你能定义并解释肾单位吗？
4. 你能定义并解释超滤吗？
5. 你能定义并解释选择性重吸收吗？
6. 你能定义并解释渗透调节与肾脏健康吗？
7. 你能定义并解释负反馈吗？
8. 你能定义并解释体温调节吗？
9. 你能定义并解释血糖调节吗？
10. 你能定义并解释肾结石与泌尿道感染吗？

常见问题

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