能量代谢与体温
人体所需要的是维持机体内各种器官组织的生命活动。
糖，蛋白质和脂肪在体内的分解与合成代谢是保证人体生态平衡的基础。
机体所需要的能量其来源于食物，但却不能直接利用食物的能量来进行各种生理活动。而机体能量的直接供应是来自三磷酸腺苷，即ATP。它广泛的存在于人体的一切细胞内，蕴藏着大量的能量，它既为人体的储能物质，又是直接的供应物质。
人体在生命活动中所消耗的ATP，则由营养物质在体内的氧化分解所释放的能量不断地将二磷酸腺苷重新变成ATP而得到补充。
当物质氧化释放生成的能量过剩时，通过一定的程序合成而将能量储存起来，以便随时来补充ATP的消耗。这种补充比直接由食物氧化释放能量的补充快得多，这就为机体在应急时对能量的需求创造了条件。
从能量代谢的整个过程看，ATP合成与分解是体内能量转换和利用的关键环节。
在经常劳动和运动人，ATP的含量比一般人为多。而肌无力的人，肌肉中这些物质的含量则较为低。
糖是供给机体生命活动所必需的能量，人体所需要的能量主要由糖类物质氧化分解来提供的。
体内糖类物质的代谢，实际上是以葡萄糖为中心进行的。
随之供氧情况的不同，糖分解供能情况亦不同。
在供氧充足的情况下，葡萄糖可完全氧化释放出大量的能量。
在氧的供应不足时，葡萄糖只能分解到乳酸的阶段，释放出的能量也很少。
在一般的情况下，绝大多数的组织细胞有足够的氧来供应，能够通过糖的有氧氧化获得能量。糖酵解虽只能释放少量的能量，但在人体缺氧的情况下，却极为重要。这是人体的能源物质唯一不需氧的供能途径。如人在剧烈运动时，骨骼肌的耗氧量猛增，但由于循环，呼吸等功能的活动，只能逐渐地在加强，这不可能就很快地满足机体的需要。骨骼肌因而处于相对的缺氧状态，这时机体只好动用储备的高能磷酸键和进行无氧酵解来供能，以偿还氧债。另一方面，脑组织所消耗的能量主要来自糖的有氧氧化，由于对缺氧非常的敏感，对血糖的依赖性较大。如血糖低于正常值的1/3～1/2时，即可出现脑功能障碍，如发生低血糖性休克等。
体内的脂肪储存量比糖多得多。在机体内氧化供能时，每克脂肪为糖有氧氧化释放能量的2倍。当机体需要时，贮存的脂肪在酶的催化下分解为甘油和脂肪酸，并逐步分解为乙酰辅酶A进入糖的氧化途径，彻底分解，同时释放能量。
蛋白质的基本单位是氨基酸。不管是由肠道吸收还是由机体自身蛋白质分解产生的氨基酸，主要是重新合成细胞成分以实现组织的自我更新或合成酶，激素等生物活性物质，而为机体提供能量是氨基酸的次要功能。
只有在特殊情况下，如长期不能进食或体力极度消耗时，机体才会依靠由组织蛋白质分解所产生的氨基酸供能，以维持必要的生理功能。
在人体内，食物经氧化而释放的能量在生成三磷酸腺苷的过程中，大部分以直接的热能形式散发出来，当机体进行各种生理活动时，由三磷酸腺苷释放的能量，除作功外，最终将转变为热能。如心肌的收缩推动血液在血管流动的过程中，因克服各种阻力而转变为热能。同样，骨骼肌所作的功，有一部分因克服关节间的摩擦力及组织间的粘滞力而转变为热能。
机体从外环境中吸入氧气，以满足其生理活动的需要，同时将体内的二氧化碳排出体外，一定时间内机体呼出的二氧化碳与吸收的氧气量的比值，称为呼吸商。
葡萄糖氧化时所产生的二氧化碳与所消耗的氧气量是相等的，所以说糖的呼吸商高于1。脂肪和蛋白质的呼吸商分别是0.71和0.8，可根据呼吸商来推测能量的主要来源。
糖尿病患者，因对糖的利用发生障碍，而主要依靠脂肪供能，其呼吸商偏低，接近0.7。在长期的饥饿情况下，人体的能量主要来自身蛋白质分解时，则呼吸商接近于0.8。正常人的能量来自混合食物，呼吸商一般在0.85左右。
一般认为呼吸商能较为准确地反映机体的3种营养物质氧化分解的比例情况，但实验表明这种看法与实际情况是有距离的。因为机体组织，细胞不仅能同时氧化分解各种营养物质，而且也可使一种营养物质转变成另一种营养物质。
糖在体内转化成脂肪时，呼吸商可能变大，因为一部分糖转化为脂肪时，原来糖分子中的氧气即有剩余。这些氧气可参与机体代谢过程中的氧化反应，相应地减少了从外界摄取氧气的量，因而呼吸商变大。还有一些代谢反应也能影响呼吸商。当肌肉剧烈活动时，由于氧气供不应求，糖酵解增多，将有大量乳酸进入血液，乳酸同体内缓冲系统作用的结果，会有大量的二氧化碳由肺排出，从而使呼吸商变大。又如，在肺过度通气、酸中毒等情况下，机体中与生物氧化无关的二氧化碳大量排出，亦可导致呼吸商大于1的情况。相反，肺通气不足。在碱中毒等情况下，呼吸商将变低。总之，因组织，细胞对物质代谢的控制及其他因素的影响，通过耗氧气量和二氧化碳产生量实际测定的呼吸商并非是与理论计算精确吻合的。
影响机体的能量代谢，主要因素有肌肉活动、精神活动、食物的特殊动力效应及环境温度等。
肌肉的活动对能量代谢的影响最为显著。任何轻微的活动都可提高代谢率。这时肌肉需要补充能量，而能量来源于营养物质的氧化，这就必然要导致机体耗氧量的增加。机体耗氧量的增加同肌肉活动的强度呈正比关系，耗氧量最多可达安静时的10～20倍。
脑组织的代谢是很高的。虽然脑的重量仅占体量的2.5%，但在安静状态下，却有15%左右的循环血量进入脑循环系统。
当人在平静的思考问题时，能量代谢受到的影响也并不大，产热量增加一般不超过4%。在一般精神活动时，中枢神经系统本身的代谢率即便有所增加，其程度也是可以忽略的。但在精神处于紧张状态时，如情绪激动和精神紧张时，随之会出现肌肉紧张增强以及刺激代谢的激素释放增多等原因，产热量可以显著增加。
人在进食后的一段时间里，虽在安静状态下，但所产生的热量要比在进食前有所增加。可见这种额外的能量消耗是由进食所引起的。进食后的额外热量可能来源于肝脏处理蛋白质分解的产物，如进行脱氨基反应时，额外消耗的能量。
当人安静时，在20～30℃的温度环境中，机体的能量代谢最为稳定。
当环境温度低于20℃时，代谢率开始增加；在10℃以下时，开始显著增加，环境温度低时的代谢率增加，主要是因寒冷刺激反射性地引起寒战及肌肉紧张度增强所致。在20～30℃时代谢稳定，主要是因为肌肉松弛的结果。当环境温度超过30℃时，代谢率又会逐渐地增加，这可能是因为体内化学过程的反应速度有所增强的缘故。这时还有发汗功能旺盛以及呼吸循环机能增强等因素的作用。
基础代谢是指在基础状态下的能量代谢。基础状态是指满足以下条件的一种状态，清晨、清醒、静卧。未作肌肉活动，前夜睡眠良好，室温保持在20～25℃，测定前至少禁食12h，测定时无精神紧张。在这种状态下，人体内能量消耗只用于维持一些基本的生命活动，把这种状态下单位时间内的能量代谢称为基础代谢率。
当人体发热时，基础代谢率升高。一般看来，体温每升高1℃，基础代谢率将升高13%左右。糖尿病、白血病以及伴有呼吸困难的心脏病等，也伴有基础代谢率升高，当机体处于病理性饥饿时，基础代谢率降低，其他如肾病综合征、垂体性肥胖症也常伴有基础代谢率的降低。
体温及调节：人的体温是相对稳定的，故称为恒温动物。
正常的体温是机体进行新陈代谢和生命活动的必要条件。
人体温度分为体核，体表两个层次的温度。体核即核心温度，相对较稳定，各部位的差异性较少；体表即外壳温度，不稳定，各部位间的差异较大。
体核温度虽较相对的稳定，但因代谢水平或各脏器的温度略有差异，肝脏为38℃，温度为全身中最高；脑产热量较多也接近38℃；肾、胰腺及十二指肠温度略低；直肠则更低些。循环血液是体内传递热量的重要途径，因血液不断循环，使体内深部的各个器官的温度经常趋于一致。体核血液的温度，可以代表内脏器官温度的平均值。体表温度低于体核的温度。
这里所说的体温是指身体深部的平均温度即体核温度，因血液温度不易测试，所以临床常用直肠、口腔、腋窝的温度来代表体温。
体温可随昼夜，年龄、性别等因素有所变化，但其幅度不超过1℃。
清晨体温最低，午后体温最高，体温的昼夜节律同肌肉活动状态及耗氧气量没有因果关系，而是一种内在的生物节律所决定的。
人在日常生活中，人体温的昼夜周期与地球的自转周期是相吻合的。
成年女子的体温平均比男子约高0.3℃，而且其体温随月经周期而发生变动。其基础体温在月经期和月经后的前半期较低，排卵期最低，排卵后期又复升高。测定成年女子的基础体温有助于了解有无排卵和排卵日期，排卵后的体温升高，很可能是孕激素作用的结果。
新生儿的体温调节机构发育还不完善，所以对体温的调节能力较差，其体温容易受环境的因素影响而变化，所以对婴幼儿要加强保温护理。老年人基础代谢能力低，体温较偏低，也应注意保温。
人体的肌肉活动时代谢增强，产热量因而增加，结果会导致体温升高。此外，人的情绪激动、精神紧张、进食等情况都会对体温有所影响。
皮肤的温度与局部的血流量有着密切的关系。凡能影响皮肤血管舒缩因素的都能改变皮肤的温度。当人在情绪激动时，由于血管的紧张度增强，皮肤温度的变化与血管的舒缩关系很密切，它在一定程度上反映着血管的功能状态。在临床上常用皮肤的温度作为诊断外周血管疾病的指标。
要想掌握整体皮肤温度状态，应测算平均皮肤温度，尽可能多测一些皮肤部位的温度值然后加起来求平均值。
随之环境温度的变化，体核和体表两者相对的比例可出现大幅度变动。在较冷的环境中，体核温度分布区缩小，主要集中在头部和胸腹内脏，体表与体核之间存在着明显的温度梯度。
在炎热的环境中，体核温度可扩展到四肢，直肠温度易受下肢温度影响，当下肢冰冷时，下肢流回髂静脉的血液温度较低，会降低直肠的温度。
体内营养物质的代谢所释放的化学能，其中50%以上以热能的形式用来维持体温，其余不足50%的化学能则载荷于三磷酸腺苷的分子中，经过转化与利用，最终也变为热能，由循环血液传递到体表并散发于体外。
恒温动物能够维持体温的相对稳定，是因在体温调节机构的控制下，产热和散热两个生理过程中而取得生态平衡的结果。
体内的热量是由三大营养物质在各组织器官中进行分解代谢时所产生的。人体的主要产热器官是肝和骨骼肌，肝是体内代谢最旺盛产热量最大的器官。当安静时，肝血液的温度比主动脉的高0.4～0.8℃。在安静状态下，每块骨骼肌的产热量并不很大，但由于骨骼肌的总重量占全身重量的40%左右，因而具有巨大的产热潜力。当骨骼肌的紧张度稍有增强时，产热量可发生明显的改变。在剧烈的运动时，产热量可增加40倍之多。
当机体处于寒冷的环境中，散热显著增多，机体通过战栗产热和非战栗产热两种形式来增强产热量以维持体温。
战栗是骨骼肌发生不随意节律性收缩的表现，它的特点是屈肌和伸肌同时收缩，所以不作外功，但产热量很高。这就有利于维护机体在寒冷环境中的体热生态平衡。
非战栗产热，又称代谢产热。其对新生儿的意义尤为重要。非战栗产热发生于细胞水平，因牵涉到能量代谢的许多环节，如食物的氧化分解，ATP及CP的降解等，它具有很高的代谢潜力。
组织在进行代谢时，要求氧量很大，因而此时对缺氧十分的敏感。
参与产热活动调节的既有体液因素也有神经因素。
甲状腺激素是调节产热活动的最重要的体液因素。如机体暴露于寒冷环境中几周时，甲状腺活动即明显地增强，并分泌大量的甲状腺激素，使代谢率增加20%～30%。甲状腺激素作用缓慢，但持续时间较长。
肾上腺素和去甲肾上腺素及生长激素也可刺激产热，其特点是作用迅速，但维持时间较短。
当机体遇到寒冷的刺激时，可通过兴奋机体的交感神经系统，转而引起肾上腺髓质活动增强，最终导致肾上腺素和去甲肾上腺素的释放增多，产热增加。
实际上，寒冷对甲状腺激素的释放影响，也是冷刺激首先作用于中枢神经系统，通过促进下丘脑释放促甲状腺激素释放激素，再刺激腺垂体促甲状腺激素的释放来加强甲状腺的活动而实现的。
人体散热的主要部位是皮肤。当环境温度低于人体的体表温度时，大部分体热可以通过皮肤的辐射、传导和对流等方式向外界发散。一部分随呼出气、尿、粪等排泄物而散发。
人体经辐射散热的多少是在于皮肤与周围环境的温度差。如皮肤温度高于环境温度，其差价越大，散热量就越多。反之，如环境的温度高于皮肤的温度，机体就会吸收周围环境的热量。其次取决于机体的有效散热面积。也就是说，有效散热的面积越大，其散热量也就越多。人体四肢的面积较大，因而在辐射散热中起着重要的作用。
传导散热是指机体的热量直接传给同它接触的较冷物质的一种散热方式。
机体深部的热量以传导方式传到皮肤，直接传给它接触的物体，如衣裤等。另外，人体脂肪的导热效能也不高。肥胖的人，由深部传向皮肤的热量要少些，所以在天气炎热特别易出汗。
水的导热性能较好，临床上采用冰袋，冰帽给高热的患者降温，就是根据这个道理。
对流散热指通过气体来交换热量的一种散热方式。在人体的周围总是围绕着一薄层同皮肤接触的空气，人体的热量传给空气，使其散发于空间。对流是传导散热的一种特殊形式。对流热量受风速的影响。也就是说，风速越大，散热量也就越多；相反，风速越少，散热量也就越少；衣被覆盖皮肤的表层，不易实现直接的对流，这有利于机体的保温。
直接散热对体温的调节，只有在体温高于周围环境的温度时，才具有意义。
蒸发散热：是机体通过体表水分的蒸发散去体液的一种形式。体表水分的蒸发是种有效的散热途径，它包括不感蒸发和发汗两种类型。
当人体处于低温的环境中，皮肤和呼吸道也不断的有水分渗出被蒸发掉。这种水分的蒸发叫作不感蒸发，它不为人所觉察，与汗腺的活动无关。
在机体运动或发热状态下，不感蒸发可以增加。(https://www.daowen.com)
婴幼儿不感蒸发速率比成年人要高，因此在机体缺水的状态下，婴幼儿就更易发生脱水的现象。
汗热蒸发又称可感蒸发。当环境温度达之30℃左右时，机体便开始发汗。在空气温度大，且衣物穿着多时，气温达25℃时，便可引起发汗。
当人在运动或劳动时，温度虽在20℃以下，亦可出现发汗，且发汗量往往较大。
发汗的速度往往与环境的温、湿度有一定的关系，环境温度越高，发汗速度就越快。环境湿度增高时，汗液不易蒸发，体液不易散失，结果会反射性地引起大量出汗。
汗液的水分占99%，其中只有1%是固体成分。固体成分大部分为氯化钠，有少量的氯化钾和尿素等。
发汗是一种反射性的活动。
在中枢神经系统中，有其管理发汗的反射中枢，而起着主要作用的是下丘脑发汗中枢。
人体汗腺主要接受交感胆碱能纤维支配，故乙酰胆碱有促进汗腺分泌的作用。手、足及前额等处的汗腺也有一些是受肾上腺素能纤维支配的，所以，温热刺激和精神紧张都能引起发汗。它们分别称为温热性发汗和精神性发汗。温热性发汗见于全身各处，主要参与体温的调节；而精神性发汗主要见于手掌、足趾和前额等部位，与体温的调节关系不大。这两种形式并非是截然分开的，而经常混合出现。
机体通过辐射，传导和对流的直接散热方式来散失热量，其散失热量的多少是取决于皮肤和环境之间的温度差，而皮肤的温度又为皮肤的血流量所控制。所以，机体可以通过改变皮肤血管的功能状态来调节体热的散失量。
皮肤循环的特点是分布在皮肤的动脉穿透隔热组织，在乳头下形成动脉网，经过迂回曲折的毛细血管网延续为丰富的静脉丛，皮下还有大量动一静脉吻合支，这些结构决定皮肤血流量可在很大范围内发生变动。机体的体温调节机构正是通过交感神经控制皮肤血管的口径以调节皮肤血流量，从而使散热量符合当时条件下体热平衡的要求。
在炎热的环境中，交感神经紧张度降低。皮肤小动脉舒时，动一静脉吻合支也开放，皮肤血流量因而大大增加，于是较多的体热从机体深部被带到机体的表层，使皮肤温度升高，散热作用增加。此时汗腺活动也增强，皮肤的血流量增加给汗腺分泌提供必要的水分，同时四肢的表层静脉也有一定的散热作用。
总而言之，在炎热环境中，机体的代谢率并不降低，而依靠增加皮肤血流量和发汗量可增加散热量，从而减少热储，取得体热的生态平衡。
在寒冷环境中，交感神经紧张度增强，皮肤血管收缩，皮肤血流量剧减，散热量也大大减少。
在环境温度为20～30℃时，或者产热量没有大幅度的变化时，机体既不发汗，也无战栗，仅仅依靠皮肤血管的口径调节便可精细地控制皮肤温度来增减散热量，也就可使体热的“收支”达到生态的平衡。这是机体最节能的一种调节方式。
人在体液调节机构的控制下，通过增减皮肤的血流量、发汗、战栗等生理调节反应，在正常的情况下，能维持机体相对的生态平衡，这是体温调节的基础，称为自主性体温调节。另方面，机体在不同环境中的姿势和行为，特别是人为的保温或降温而采取的的措施，如增减衣着等，称之行为性体温调节。其两者不能截然分开。
行为性体温调节是有意识性的，是对自主性体温调节反应的补充。
下丘脑体温调节中枢，它的传出信息控制产热器官如肝脏、骨骼肌以及散热机构如皮肤、汗腺等受控系统的活动，使机体深部温度维持在一个稳定的水平，输出变量体温总会受到内外环境，如代谢率、气温、湿度、风速等因素变化的干扰。通过温度检测器将干扰信息反馈至脑，经过体温调节中枢的整合，再调整受控系统的活动，可建立当时条件下的体热生态平衡，使体温维持相对的生态平衡稳定。
温度感受器分为外周温度感受器和中枢温度感受器两类，又分为冷、热感受器两种。
外周温度感受器存在于皮肤，粘膜和内脏中，当局部温度升高时，热感受器兴奋；反之，局部温度降低时，冷感受器兴奋。外周温度感受器对温度变化速率更为敏感。
中枢神经系统内对温度变化敏感的神经元称之中枢温度感受器。脊髓、脑干网状结构以及下丘脑等处都含有这样的温度敏感神经元，其中有些神经元在局部温度升高时，冲动的发放频率增加；有些神经元在局部组织温度降低时，冲动发放频率增加。来自中枢和外周的温度信息可会聚于这类神经元。这类神经元能直接对致热原、去甲肾上腺素及多种多肽类物质发生反应，并导致体温的改变。
调节体温的重要中枢位于下丘脑。体温调节反应的传出途径既有自主性神经系统参与，又有躯体神经系统参与，还有内分泌系统参与等。
人体的各个器官系统之间发生相互联系和相互影响。各种功能相互协调，组成一个整体，在客观变化的环境中，维持着人体的生态平衡。
成人占体重的60%是属于液体，而液体的2/3分布于细胞内，称为细胞内液。1/3液体分布于细胞外，称为细胞外液，分布在血管系统内也就是血浆，其余3/4分布在心血管系统之外的全身各种组织间隙中，称为组织液。细胞直接接触的环境是细胞外液。所以，细胞外液是机体中细胞所处的内环境。
细胞的内液和外液有很大的差别。细胞膜的结构及细胞膜上的一些特殊的蛋白质分子功能对于维持细胞外液和细胞内液的成分差别起着重要的作用。
细胞外液中含有较多的钠、氯、重碳酸根离子以及细胞所需的养分，氧、葡萄糖、氨基酸、脂肪酸等，还含有二氧化碳及其他营养物质。同时将二氧化碳和其他代谢物质排入细胞外液。细胞外液在体内不断流动。血浆和血细胞一起构成血液，在心血管系统内较快地循环。组织液则通过毛细血管壁的扩散与血浆发生物质交换，内环境的各项物理、化学因素是保持相对的稳定平衡的，称为内环境的稳态。内环境的稳态是维持细胞正常生态功能的必要条件。内环境的稳态，并不是说，人体内环境的理化条件是静止不变的。相反，山于细胞不断地进行着代谢，就必须不断地与内环境发生物质交换，也就在不断的干扰和破坏内环境的稳态。外界环境因素的改变也可影响内环境的稳态。如肺的呼吸活动，可补充细胞代谢所消耗的氧气，排出代谢所产生的二氧化碳。维持细胞血液中氧气和二氧化碳分压的稳态。胃肠道的消化，吸收可补充细胞代谢所消耗的各种营养物质。肾的排泄功能起到把各种代谢产物排出体外，从而使细胞外液中，各种营养物质和代谢产物的浓度维持相对稳定。总之，内环境的稳态是细胞、器官维持正常生存和活动的必要条件。各种细胞器官的活动又能维持内环境的人体生态平衡。
人体的各个器官、细胞是如何来维持内环境的生态平衡的？
细胞外液的各种成分如O2和CO2的分压，pH，以及各种离子和葡萄糖浓度等。在人体生态平衡情况下，其变动情况很少，如果超出了一定的范围，机体失衡就成为疾病了。
在病理情况下，细胞外液的某些成分会发生变化而超出正常范围。
当因环境变化和疾病时，可发生内环境的改变，机体许多器官可发生代偿性的活动改变，使内环境的各种成分重新恢复生态正常。如果器官、细胞的活动改变不能使内环境的各种成分恢复生态正常，则内环境生态失衡，使细胞和整个机体的功能发生严重障碍，甚至死亡。
当外界的环境改变时，体内一些器官、组织功能活动也会发生着相应的改变，以调节机体的生态平衡。
机体的许多生理功能都是由神经系统的调节来实现人体的生态平衡的。
当神经的感受器能够感受体内某部位或外界环境的变化，通过传入神经纤维传至相应的中枢，神经中枢对传入信息进行分析，作出反应，再通过传出神经纤维改变效应器的活动。如在生态平稳时，动脉的血压是保持相对稳定的。当动脉血压高于正常时，分布在主动脉弓和颈动脉窦的动脉压力感受器能感受血压的变化，并将血压的变化转为神经冲动，通过迷走神经和交感神经传出纤维，改变心脏和血管活动，最后使动脉血压回降。从而维持了动脉血压的生态平衡。
机体某些细胞分泌的一些特殊化学物质，经由体液的运输，到达全身的组织细胞和体内某些特殊的组织细胞，通过细胞上的相应受体，对这些组织细胞的活动进行平衡调节。体内有多种内分泌细胞能分泌各种激素，再由血液运输至全身，以调节细胞的活动。如胰岛β细胞分泌的胰岛素能调节细胞的糖代谢，促进细胞对葡萄糖的摄取和利用，在维持血糖浓度生态平衡稳定中起着重要作用。有些激素可不经过血液运输，而是由组织液扩散作用于邻近的细胞，来调节这些细胞的活动。
另外，下丘脑内有一些神经细胞也能合成激素，它随神经轴突的轴浆流至末梢，再由末梢释放入血。除激素外，体内有些物质，包括某些代谢产物如CO2，对某些细胞，器官的功能也起调节作用。
许多组织细胞自身也能对周围环境变化发生适应性的反应，它不依赖外来神经或体液因素的作用。如血管壁的平滑肌在受到牵拉刺激时，会发生收缩反应。当小动脉的灌注压力升高时，对血管壁的牵张刺激增加，小动脉血管平滑肌就收缩，使小动脉的口径缩小，因此在小动脉的灌注压力升高时，其血流量不致增大。这种自身调节对维持组织局部血流量的相对恒定起一定的作用。
人体的功能调节过程和控制过程有共同规律。
人体内存在着数以千计的各种控制系统。
在一个细胞内也存在着许多极其精细复杂的控制系统。从细胞和分子的水平上对细胞的各种功能进行调节。如神经系统对呼吸系统功能活动的调控，可使机体内环境中O2和CO2的分压保持着稳态。
神经系统和多种体液因素对心血管系统功能活动的调控，可以使动脉血压保持稳态。
控制系统可分为非自动控制系统、反馈控制系统和前馈控制系统。
非自动控制系统是一个开环系统，即系统内受控部分活动不会影响控制部分的活动，对受控部分的活动实际上不起调节作用。这在人体调节生态平衡中是极少见到的。
反馈控制系统是一个闭环系统，即控制部分发出信息指示受控部分发生活动，受控部分则发出反馈信息返回到控制部分，使控制部分能根据反馈信息来改变自己的活动，从而对受控部分活动进行调节。
在正常人体内，在大多数情况下，反馈信息能减低控制部分的活动，在少数情况下，反馈信息能加强控制部分的活动。
当一个系统活动处于某种平衡或稳定状态时，如因某种外界因素使该系统受控部分活动增强，则该系统原先的平衡或稳定遭受破坏。如果受控部分的活动增加，可通过反馈机制传递至控制部分，控制部分经分析后，使受控部分减弱，向原先的平衡状态方向转变，甚至完全恢复原先的平衡状态。如果受控部分活动过低，通过反馈机制使其活动增强。结果也是向原先平衡状态恢复。负反馈控制系统的作用是使系统保持平衡稳定。
机体内环境能够维持生态平衡，是因为有许多负反馈控制系统存在并发挥作用。
如细胞外液中的O2和CO2，是通过肺部的呼吸与外界大气发生交换的。呼吸运动是由脑内呼吸中枢控制下，组织、细胞的新陈代谢明显增强。细胞外液，就可能发生O2的减少和CO2的积聚。然而，与细胞外液中O2分压稍有降低或CO2稍有升高时，这些信息就能很快反馈到呼吸中枢，使呼吸运动加深加快，从而增加肺部气体的交换，使细胞外液的O2和CO2分压向正常水平恢复。
动脉血压是由心和血管的活动形成的，而心和血管的活动是由脑内的心血管运动中枢控制的。当动脉的血压高于正常时，动脉压力感受器立即将信息通过传入神经反馈到心血管中枢，使心血管中枢活动发生改变，从而调节心脏和血管的活动，使动脉血压向生态平衡的正常恢复。
当人体由卧位转变为立位时，体内的一部分血液留在下肢，这就使回心的血量有所减少，导致血压有所降低，此时的动脉压力感受器通过传入中枢神经的冲动会立即减少，使心血管的中枢神经活动发生改变，继而改变心血管的正常活动，使血压仍能保持正常的平衡。
正反馈与负反馈的功能正好相反，它不可能维持系统的生态平衡，而是在破坏原先的生态平衡。在正常的生理情况下，体内的绝大多数都是负反馈控制系统。它们在维持内环境的生态平衡中起着重要的作用。
在病理情况下，则会有许多正反馈的过程出现。如一个人在大出血时，血压会明显的降低，使心肌收缩力减弱，射出的血量减少，如此反复，而导致死亡。所以正反馈亦称为恶性循环。
前馈控制：一般说，在反馈控制中是需要较长的时间，如神经冲动，从外周感受器传入到中枢神经，再从中枢神经传到外周，如此调节控制外周的活动。
前馈机制可以更快地对活动进行控制。如完成某一动作时，脑会发出神经冲动指令一定的肌肉收缩，可通过这种机制，使这些肌肉的收缩受到应有的限制，不致收缩不足或过度。
从整体上来认识机体的生态平衡，它所涉及的无非是外环境诸多因素和内环境诸多因素。内环境是离不开外环境的支持作用的，而外环境的条件只能通过内环境的需要而起作用的。它们既存在着相互联系、缺一不可的协调关系，又存在着相互制约的限制关系，过剩或不足同样会给机体造成生态平衡的损害，外环境的温度或污染常会直接影响机体内环境的功能改变。
机体的一个系统活动，当处于生态平衡的稳定状态时，不但有它本身的因素，也与外环境与机体其他系统的功能存在着十分密切不可分割的相互依赖关系。如肺吸收的是氧气，而排出的却是二氧化碳，可是肺本身不具有主动张缩的能力，它的张缩是由胸廓的扩大和缩小而引起的，而胸廓的扩大与缩小又是通过呼吸肌的收缩和舒张实现的。呼吸肌的收缩舒张引起呼吸运动是肺通气的原动力，呼吸肌的收缩与舒张引发胸廓的扩大与缩小而进行着呼吸运动，参与这种运动的有吸气肌的隔肌和肋间外肌；呼气肌的有肋间内肌和腹肌；另外还有一些辅助吸气肌斜角肌、胸锁乳突肌等。
人体的呼吸运动是一种节律性的活动，其深度和频率是随体内外环境的改变而改变。如劳动或运动时，其机体的代谢能力增强，呼吸运动加深加快，肺通气量增大，摄取更多的氧气，排出更多的二氧化碳，以与代谢水平相适应，来维持人体的生态平衡。
内环境能够维持机体的生态平衡，是因为机体有许多负反馈控制系统的存在和发挥作用，动脉压力感受性反射也是一个负反馈控制的典型例子。动脉的血压是由心脏和血管的活动所形成的，它是由脑内的心血管活动中枢所控制的。调节心血管的正常生理活动，使动脉血压长期地维持着人体的生态平衡。
静脉在功能上不仅是为血液回流入心脏的通道，静脉既容易被扩张，又能够收缩，因此静脉起着血液的贮存库的作用。静脉的收缩与舒张可有效地调节回心血量和心输出量，使循环血液的功能适应机体生态平衡的需求。
血管系统内的血液充盈程度愈高，静脉回心血量也就愈多。当血量增加或容量血管收缩时，体循环平均充盈压升高，静脉回心血量也就增多；反之，血量减少或容量血管舒张时，体循环平均充盈压降低，静脉回心血量减少。
心脏收缩时将血液射入动脉，舒张时则可从静脉抽吸血液。如果心脏收缩能力强，射血时心室排空较完全，在心室舒张期其内压就降低，对心房和大静脉内血液的抽吸力量也就较大。这也就形成了相对的生态平衡。
人体内的所有生理功能和生化反应，都是在细胞及其产物的物质基础上进行的。
维持生命活动的基础物质是细胞。细胞的内容物不能流失，其化学组成必须要保持相对的生态平衡。
细胞在不断地进行着新陈代谢，它也就需要不断地从外环境中得到氧气、营养成分和其他需求的物质，如电解质离子，并排出细胞内的代谢产物和其他的一些物质，这些物质的进入与排出，都在保持着细胞本体的相对生态平衡。
细胞内液和细胞外液都是水溶液。它们所含溶质分子较容易地由高浓度一侧通过膜向低浓度一侧移动。如细胞外液中的葡萄糖可以不断地进入细胞，以补充代谢的需求。从而达到相对的生态平衡，此被称为被动转运；与其相对的是主动转运。也就是说溶液中的分子由低浓度区域向高浓度区域的移动。就象人用双手举起重物时，必须靠外部来供给能量。而能量只能由膜或膜所属的细胞来供给。
机体的细胞内液和外液中的钠离子和钾离子的浓度有很大的差异。以肌细胞来讲，当正常时，膜内钾离子的浓度约为膜外的30倍左右，膜外的钠离子浓度约为膜内的12倍左右。这种十分明显的浓度差形成和维持是需要新陈代谢来进行，这是一种消耗能量的活动过程。各种细胞膜上普遍存在着一种钠泵的作功系统。它能够逆着浓度差把细胞内的钠离子移出膜外，同时把细胞外的钾离子移进膜内，而形成膜内高钾离子和膜外高钠离子的不均衡分布。
入胞和出胞，是维护细胞的生态平衡必然过程。
人体的各种形式运动，主要是依靠肌细胞的收缩活动来完成的。如躯体的各种运动和呼吸动作，是由骨骼肌的收缩来完成；心脏的射血活动，是由心肌收缩来完成；机体内的一些中空脏器，如胃肠、膀胱、子宫，血管运动则由平滑肌的收缩来完成。
收缩和舒张过程的控制，也有某些相似之处，骨骼肌的收缩和舒张能完成各种的躯体运动。通过肌肉的收缩和舒张，完成肢体屈曲和伸直，从而保持人体运动时的生态平衡。