人体功能调节的控制系统

更新于 2026年11月02日 版权声明
二、人体功能调节的控制系统

机体通过调节把许多不同的生理反应统一起来,组成完整的互相协调的生理过程,从而时刻保持机体内部各种生理功能的相对稳定,并与环境取得动态平衡。这种强弱适中、恰到好处的调节效果的实现,有赖于生理调节中的反馈控制。反馈控制系统是一个闭环系统,即控制部分发出指令控制受控制部分的活动,同时受控制部分的功能状态(输出变量)经检测装置检测后发出反馈信息,来影响控制部分的活动(图1-4)。这种受控部分发出的信息反过来影响控制部分活动的过程称为反馈(feedback)。

在生理学中,通常把神经中枢或内分泌腺看作是控制部分,而把效应器或靶细胞看作是受控部分。控制部分发出控制信息调节受控部分的活动,受控部分则把其活动效应作为反馈信息回送到控制部分,以纠正和调整控制部分的活动,从而使调节作用更加精确,使反应强度恰到好处。

图示

根据反馈作用的效果不同,可将反馈分为正反馈和负反馈两种。

(一)正反馈

反馈信息与控制信息的作用相同称为正反馈(positivefeedback)。也就是说,受控部分发出的反馈信息能促进或加强控制部分的活动,从而使那些连续发生的生理过程不断增强,直至完成。在生理调节中正反馈机制很少,只见于一些速发速止需一次进行到底的活动,如血液凝固、排尿和分娩等。

(二)负反馈(https://www.daowen.com)

反馈信息与控制信息的作用相反称为负反馈(negativefeedback)。也就是说,当受控部分活动增强时,反馈信息可抑制控制部分的活动,使原有的调节效应减弱,使受控部分的活动恢复适宜状态;相反,当受控部分的活动过弱时,反馈信息可加强控制部分的活动,使原有的调节效应增强。可见,负反馈的作用是使受控部分的活动保持在适宜的状态,其在维持各器官、系统的正常功能及内环境稳态中起重要作用。负反馈机制普遍存在于各种需保持相对稳定的生理过程的调节中,如血压、血糖水平和体温的相对稳定就是通过负反馈调节实现的。

(三)前馈控制系统

控制部分在反馈信息尚未到达前已受到纠正信息(前馈信息)的影响,从而及早纠正可能出现的指令偏差,以保持输出变量的稳定,这种控制方式称为前馈控制(feed-forwardcontrol)。人体内前馈控制的例子很多,条件反射就是一种前馈控制。例如,人见到食物就能引起唾液、胃液等分泌,这比食物进入口腔后引起的分泌更快。又如,当人们进入冬泳场所但尚未开始游泳之前,游泳场的环境对人体产生的感官刺激可反射性地发动人体的体温调控机制,从而对体温进行预见性调节。可见,前馈控制比反馈控制更为迅速,可避免负反馈的“波动”和“滞后”两项缺陷,因此,前馈更富有预见性,适应性更大。但前馈控制有时也可能出现失误。例如,人见到食物后并没有吃到食物,则唾液、胃液等的分泌就是一种失误。

图示

生理学是研究正常人体的生命活动及其规律的科学,是一门非常重要的医学基础课程。人体生命活动的基本特征有新陈代谢、兴奋性、适应性和生殖等。兴奋性是指机体能够对刺激发生反应的能力或特性。刺激是指能够引起机体发生反应的内外环境条件的改变;反应是指刺激导致机体功能活动状态的改变,包括兴奋和抑制两种形式。内环境是指细胞外液,内环境的理化性质保持相对稳定的状态称为稳态,内环境稳态是机体进行正常新陈代谢的前提条件。人体功能的调节方式有神经调节、体液调节和自身调节三种。根据控制论原理,可以将人体看成是一个“控制系统”,控制部分向受控部分发出控制信息,受控部分可以向控制部分发出反馈信息,如果反馈信息使原来的作用加强称为正反馈,如果反馈信息使原来的作用减弱称为负反馈,人体绝大多数反馈活动都是负反馈。

图示

1.人体各组成部分是如何协调以保证生命活动正常进行的?

2.刺激引起机体发生反应需要具备哪几个基本条件?其相互关系如何?

(王福青)

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