激素与血糖调控

进阶

激素是内分泌腺分泌的化学讯息,经血液运送,作用比神经慢但持久。血糖由两种激素拉锯控制:胰岛素(胰脏)降低血糖,升糖素(胰脏)提升血糖 — 靠「负回馈」保持稳定。

适合:中三科学 · 单元:健康的身体 · 建议学习路径第 3/11 课

学完呢课,你会识:
  • 激素经血液,慢而持久
  • 胰岛素降血糖、升糖素升血糖
  • 负回馈 = 自动修正拉回正常
科学Science
读呢课前,你应该识: 神经系统与协调

§课文原文 Passage

1除了神经系统,人体还有另一套讯息系统——内分泌系统。激素由内分泌腺分泌,直接进入血液,随循环送到全身,只对特定的目标器官起作用。激素的反应比神经慢,但作用持久而广泛,负责生长、代谢以及血糖等长期调节,与神经系统分工合作。

2以血糖调控为例:进食之后,食物中的糖类经消化成为葡萄糖,由小肠吸收进入血液,血糖由空腹时的水平上升。胰脏侦测到血糖升高,便分泌胰岛素,促使肝脏和肌肉加速吸收葡萄糖,并把多余的部分转为糖原储存,血糖于是回落到正常范围。

3相反,运动时肌肉大量消耗葡萄糖,饥饿时又没有新的葡萄糖输入,血糖便会下降;血糖过低会令人头晕、手震和乏力,严重时更会昏迷。此时胰脏改为分泌升糖素,通知肝脏把储存的糖原分解为葡萄糖,释回血液之中,血糖于是回升。两种激素作用方向相反,互相牵制、轮流主导。

4这种「偏离即修正」的机制称为负回馈:偏高时拉低,偏低时推高,令血糖长期稳定在约 4-7 mmol/L 之间,脑部等器官获得稳定的能量供应。如果胰岛素分泌不足,或者身体细胞对胰岛素的反应变差,葡萄糖便无法有效储存,血糖长期偏高,形成糖尿病,病人须依靠饮食控制、药物或注射胰岛素管理病情。

1重点摘要 Summary

激素是内分泌腺分泌的化学讯息,经血液运送,作用比神经慢但持久。血糖由两种激素拉锯控制:胰岛素(胰脏)降低血糖,升糖素(胰脏)提升血糖 — 靠「负回馈」保持稳定。

2生字卡 Vocabulary

H
Hormone激素

内分泌腺分泌的化学讯息,经血液运送。

I
Insulin胰岛素

血糖升高时分泌,令肝脏将葡萄糖储存做糖原,降低血糖。

G
Glucagon升糖素

血糖降低时分泌,令肝脏分解糖原释放葡萄糖。

N
Negative feedback负回馈

系统偏离正常值时,自动启动修正机制拉回正常。

E
Endocrine gland内分泌腺

将激素直接分泌入血的腺体,例如胰脏。

P
Pancreas胰脏

分泌胰岛素和升糖素的内分泌腺,负责侦测血糖变化。

G
Glycogen糖原

葡萄糖在肝脏的储存形式,需要时再分解释放葡萄糖。

L
Liver肝脏

储存葡萄糖成糖原、必要时释放葡萄糖的器官。

D
Diabetes糖尿病

胰岛素分泌不足或失效,血糖长期偏高的疾病。

3逐步讲解 Steps

  1. 吃完饭:血糖升食物中的糖类经消化后变成葡萄糖,由小肠吸收进入血液,血糖于是由空腹时约 4-6 mmol/L 的水平上升。葡萄糖是细胞进行呼吸作用的主要燃料,血糖也是身体优先维持稳定的指标之一;浓度过高会损害血管和神经,所以身体必须尽快把血糖调回正常范围,负责把关的正是激素。
  2. 胰岛素出动胰脏侦测到血糖升高,便分泌胰岛素,激素经血液循环送到全身,主要作用于肝脏和肌肉:令细胞加速吸收葡萄糖,并把多余的葡萄糖转为糖原储存,血糖于是回落。易错提示:胰岛素是把葡萄糖「储存」起来,不是「分解」它,考试题目常把这两个动词故意对调,作答时要格外留神。
  3. 肚饿/运动:血糖跌运动时肌肉大量消耗葡萄糖,肚饿时则没有新的葡萄糖从消化道输入,血糖由高峰回落,甚至跌到正常水平以下。血糖过低会令人头晕、手震和乏力,严重时更会昏迷,危险程度与血糖过高一样;所以身体同时备有一套把血糖推高的机制,两个方向的调控缺一不可,这是维持生命的双保险。
  4. 升糖素出动血糖偏低时,胰脏改为分泌升糖素,经血液送到肝脏,令肝脏把储存的糖原分解为葡萄糖,释回血液之中,血糖于是回升,细胞重新获得燃料。升糖素与胰岛素的作用方向刚好相反,两种激素互相牵制、轮流主导,令血糖无论偏高或偏低,都能被拉回正常范围之内,身体因此保持稳定。
  5. 负回馈循环血糖偏高时,胰岛素把它拉低;偏低时,升糖素把它推高。这种「偏离即修正」的机制称为负回馈:修正的方向永远与偏差相反,所以血糖能长期稳定在约 4-7 mmol/L 之间,脑部等器官获得稳定的能量供应。负回馈是生物体维持体内环境稳定的基本原理,血糖调控正是最典型的例子。
  6. 其他激素:肾上腺素激素的功能不止调控血糖。遇上紧急情况时,肾上腺迅速分泌肾上腺素,令心跳加快、呼吸加速、血糖上升,把更多氧和能量送到肌肉,使身体有足够本钱应变,例如逃避危险或应付突发事件。这正好说明神经与激素分工合作:神经负责分秒必争的即时反应,激素负责较持久而广泛的调节,两者互相补足。

4图解 Diagrams

血糖负回馈 Blood glucose negative feedback正常血糖Normal ~5 mmol/L血糖升高 (食完饭)Glucose ↑ after meal血糖下降 (肚饿/运动)Glucose ↓ fasting/exercise胰岛素 Insulin肝脏储糖原 liver stores glycogen升糖素 Glucagon肝脏放糖 liver releases glucose两个方向互相牵制 → 血糖稳定 Both directions keep glucose steady
图 1:血糖负回馈

5例题示范 Example

糖尿病人为什么血糖会高?

  1. 第 1 型:胰脏分泌胰岛素不足
  2. 第 2 型:身体对胰岛素反应变差
  3. 两者结果:葡萄糖留在血液,入不到细胞储存
  4. 所以饭后血糖持续偏高
  5. 答案:因为胰岛素分泌不足(第 1 型)或身体细胞对胰岛素反应变差(第 2 型),饭后血糖无法被拉回正常,葡萄糖留在血液,血糖便长期偏高。负回馈机制失效是病因核心;所以病人要控制饮食、按医生指示服药或注射胰岛素。作答时宜先分第 1、2 型说明原因,再讲后果与应对方法。

6常见错误 Mistakes

✗ 激素同神经讯号混淆
✓ 神经:电讯号、快、短暂、沿神经走;激素:化学讯号、慢、持久、经血液走。两套系统一起协调身体。
✗ 以为胰岛素「分解」葡萄糖
✓ 胰岛素是令肝脏将葡萄糖「储存」做糖原(glycogen)— 不是分解。升糖素才是叫肝脏分解糖原释放葡萄糖。
✗ 以为身体所有腺体都把激素分泌入血
✓ 只有内分泌腺(例如胰脏)才把激素直接分泌入血液;唾液腺、汗腺等有导管的腺体,分泌物经导管送往特定位置,不属于激素。
✗ 以为血糖只靠胰岛素一种激素调控
✓ 胰岛素负责降低血糖,升糖素负责提升血糖,两者方向相反、互相牵制,缺一不可。

75 题快测 Quick check

Q1血糖升高时,哪个器官分泌什么激素?

Q2负回馈是什么意思?用血糖举例。

Q3激素和神经讯号,哪个快?哪个持久?

Q4血糖过低对身体有什么影响?

Q5肝脏在血糖调控中担当什么角色?

8重点回顾 Recap

  • 激素经血液,慢而持久
  • 胰岛素降血糖、升糖素升血糖
  • 负回馈 = 自动修正拉回正常
  • 血糖高:胰脏分泌胰岛素,肝脏把葡萄糖储成糖原
  • 血糖低:升糖素令肝脏分解糖原、释放葡萄糖

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