0170106生物體的恆定
03體溫的恆定與血糖的恆定
1體溫的恆定
你有生病發燒的經驗嗎?人類正常的體溫通常在37℃左右,發燒時,體溫只不過高了1~2℃,就會昏昏沉沉很不舒服;體溫若更高或更低,嚴重時會導致個體死亡。從這個例子可以知道,動物的體溫高低與生理機能的運作關係密切。
根據動物體熱的來源不同,可區分為外溫動物和內溫動物。外溫動物主要藉由外在環境溫度來調節體溫,體溫常隨著環境改變;內溫動物則是以體內代謝作用所產生的熱能來維持體溫,體溫多維持在一定的範圍內(圖6-13)。
外溫動物的體溫調節
外溫動物需要提高體溫時,會尋找溫暖的地點,以獲得外界的熱能,例如:蜥蜴、蟾蜍或烏龜,可透過晒太陽以提高體溫;當外溫動物體溫升高到一定的程度時,會躲至陰涼處,藉此將體溫調節到適當範圍內
內溫動物的體溫調節
內溫動物為了讓代謝作用產生的熱能不會快速散失到環境中,通常具有能夠防止熱能散失的構造,例如:鳥類的羽毛和哺乳類的毛髮(圖6-15a);而某些生活在寒帶地區的內溫動物,還具有豐厚的皮下脂肪,能更有效的防止體熱散失,例如:海豹及北極熊(圖6-15b)。
人體的體溫調節中樞位於腦部,能調控身體對冷熱做出適當的反應。當感覺寒冷時,體表的血管會收縮,減少熱能散失,有時也會提升食慾,甚至引起肌肉顫抖,增加體熱的產生;相反的,當天氣炎熱或運動過後,體表的血管會擴張以增加散熱,皮膚內的汗腺也會分泌汗液,促使人體更有效且快速的降低體溫,同時食慾通常會減退,減少熱量的攝取
2血糖的恆定
血糖是指血液中的葡萄糖,可供給細胞進行呼吸作用。人體的血糖主要有兩個來源:一是將攝取的醣類消化為葡萄糖後,吸收至血液中;另一來源是將儲存於肝臟中的肝糖分解為葡萄糖後,釋放到血液中。
人體的血糖濃度也須維持在一定的範圍內,當進食使血糖濃度逐漸升高,就會刺激胰島素的分泌,促進細利用葡萄糖,多餘的血糖則轉變為肝糖儲存,降低血糖的濃度。若細胞進行代謝作用消耗葡萄糖,使血糖濃度過低時,會刺激升糖素的分泌,將肝糖分解成葡萄糖進入血液中,提升血糖濃度;同時低血糖也會刺激腦部產生飢餓感,可促使人們進食補充血糖
例題6-3
下列哪些狀況會使血糖濃度升高?(甲)注射葡萄糖溶液、(乙)胰島素分泌、(丙)細胞進行代謝作用、(丁)小腸絨毛吸收養分、(戊)吃飯。
(A)甲乙丙 (B)甲丁戊
(C)乙丙丁 (D)乙丙戊
探究提問
感覺餓的時候,若不立刻進食,忍耐一段時間後就不會覺得餓了。請推測這是什麼原因?
除了升糖素可以使血糖濃度上升外,人體在緊張、憤怒或恐懼時,腎上腺素分泌增加,也會促使肝糖分解為葡萄糖,提升血糖濃度,以便應付緊急狀況(圖6-19)。
血糖濃度過高或過低都可能對人體造成不利的影響。血糖濃度過高,過多的葡萄糖會隨尿液排出,此為糖尿病的症狀之一;血糖濃度過低時,則會導致細胞產生的能量不足,引發個體昏迷,甚至有生命危險。
科學大事記
神祕又神奇的葉克膜
―是人?是膜?還是…
新聞媒體中常聽聞的「葉克膜」,是一個讓人既熟悉又陌生的名詞,不明就理的人甚至認為是有一位醫生叫做「葉克膜」,或以為是像面膜一樣的醫療用品。
事實上,「葉克膜」名稱來自於ECMO(Extracorporeal Membrane Oxygenation)的音譯,全名為體外膜氧合設備,是利用幫浦,將急性心肺衰竭患者的靜脈血液引流至體外,搭配加溫設備,血液經氧合器進行氣體交換,再輸回到患者動脈或靜脈內,讓患者暫時度過生命的危險期。
適合使用葉克膜技術來治療主要是以下兩類症狀的患者:緊急心臟或肺臟衰竭。心肌梗塞的病患由於心臟無力將血液推送至全身,短時間內便會使腦部缺氧而腦死,此時醫院可利用葉克膜將靜脈血引出,經氧合器交換氧氣並排除二氧化碳後再送入「動脈」內,如此可暫保腦部不致缺氧,讓醫療人員爭取到更多後續治療的時間。
若病患只是單純呼吸衰竭而沒有心臟休克時,則會利用葉克膜將靜脈血引出,經氧合器交換氧氣後,再送入「靜脈」。
臺灣的醫療體系對葉克膜的運用有不錯的發展,臺大醫院在西元2008年使用葉克膜搶救一位溺水而呼吸衰竭的年輕病患,創下了117天仍存活的世界紀錄。
請同學們依上述內容,回答下列問題︰
( )1. 心跳停止的病患仍可能使用葉克膜,維持生命徵象後再做進一步的治療,但確定腦死的病患,就不能使用葉克膜,你認為下列解釋何者最不合理?
(A)腦死的人即使救活也只是植物人
(B)腦死目前醫學上仍是不可逆的狀態
(C)心跳停止的病患仍有可能治療恢復心跳
(D)心跳停止的病患可透過心臟移植恢復生命
2. 根據本文描述,你認為葉克膜的功能是暫時替代哪兩個器官的功能?
3. 文章中紹的葉克膜技術,會需要搭配「加熱器」確保技術順利進行,根據所學,請推論需要加熱設備的原因。
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