激素與血糖調控

進階

激素是內分泌腺分泌的化學訊息,經血液運送,作用比神經慢但持久。血糖由兩種激素拉鋸控制:胰島素(胰臟)降低血糖,升糖素(胰臟)提升血糖 — 靠「負回饋」保持穩定。

適合:中三科學 · 單元:健康的身體 · 建議學習路徑第 3/11 課

學完呢課,你會識:
  • 激素經血液,慢而持久
  • 胰島素降血糖、升糖素升血糖
  • 負回饋 = 自動修正拉回正常
科學Science
讀呢課前,你應該識: 神經系統與協調

§課文原文 Passage

1除了神經系統,人體還有另一套訊息系統——內分泌系統。激素由內分泌腺分泌,直接進入血液,隨循環送到全身,只對特定的目標器官起作用。激素的反應比神經慢,但作用持久而廣泛,負責生長、代謝以及血糖等長期調節,與神經系統分工合作。

2以血糖調控為例:進食之後,食物中的糖類經消化成為葡萄糖,由小腸吸收進入血液,血糖由空腹時的水平上升。胰臟偵測到血糖升高,便分泌胰島素,促使肝臟和肌肉加速吸收葡萄糖,並把多餘的部分轉為糖原儲存,血糖於是回落到正常範圍。

3相反,運動時肌肉大量消耗葡萄糖,飢餓時又沒有新的葡萄糖輸入,血糖便會下降;血糖過低會令人頭暈、手震和乏力,嚴重時更會昏迷。此時胰臟改為分泌升糖素,通知肝臟把儲存的糖原分解為葡萄糖,釋回血液之中,血糖於是回升。兩種激素作用方向相反,互相牽制、輪流主導。

4這種「偏離即修正」的機制稱為負回饋:偏高時拉低,偏低時推高,令血糖長期穩定在約 4-7 mmol/L 之間,腦部等器官獲得穩定的能量供應。如果胰島素分泌不足,或者身體細胞對胰島素的反應變差,葡萄糖便無法有效儲存,血糖長期偏高,形成糖尿病,病人須依靠飲食控制、藥物或注射胰島素管理病情。

1重點摘要 Summary

激素是內分泌腺分泌的化學訊息,經血液運送,作用比神經慢但持久。血糖由兩種激素拉鋸控制:胰島素(胰臟)降低血糖,升糖素(胰臟)提升血糖 — 靠「負回饋」保持穩定。

2生字卡 Vocabulary

H
Hormone激素

內分泌腺分泌的化學訊息,經血液運送。

I
Insulin胰島素

血糖升高時分泌,令肝臟將葡萄糖儲存做糖原,降低血糖。

G
Glucagon升糖素

血糖降低時分泌,令肝臟分解糖原釋放葡萄糖。

N
Negative feedback負回饋

系統偏離正常值時,自動啟動修正機制拉回正常。

E
Endocrine gland內分泌腺

將激素直接分泌入血的腺體,例如胰臟。

P
Pancreas胰臟

分泌胰島素和升糖素的內分泌腺,負責偵測血糖變化。

G
Glycogen糖原

葡萄糖在肝臟的儲存形式,需要時再分解釋放葡萄糖。

L
Liver肝臟

儲存葡萄糖成糖原、必要時釋放葡萄糖的器官。

D
Diabetes糖尿病

胰島素分泌不足或失效,血糖長期偏高的疾病。

3逐步講解 Steps

  1. 吃完飯:血糖升食物中的糖類經消化後變成葡萄糖,由小腸吸收進入血液,血糖於是由空腹時約 4-6 mmol/L 的水平上升。葡萄糖是細胞進行呼吸作用的主要燃料,血糖也是身體優先維持穩定的指標之一;濃度過高會損害血管和神經,所以身體必須盡快把血糖調回正常範圍,負責把關的正是激素。
  2. 胰島素出動胰臟偵測到血糖升高,便分泌胰島素,激素經血液循環送到全身,主要作用於肝臟和肌肉:令細胞加速吸收葡萄糖,並把多餘的葡萄糖轉為糖原儲存,血糖於是回落。易錯提示:胰島素是把葡萄糖「儲存」起來,不是「分解」它,考試題目常把這兩個動詞故意對調,作答時要格外留神。
  3. 肚餓/運動:血糖跌運動時肌肉大量消耗葡萄糖,肚餓時則沒有新的葡萄糖從消化道輸入,血糖由高峰回落,甚至跌到正常水平以下。血糖過低會令人頭暈、手震和乏力,嚴重時更會昏迷,危險程度與血糖過高一樣;所以身體同時備有一套把血糖推高的機制,兩個方向的調控缺一不可,這是維持生命的雙保險。
  4. 升糖素出動血糖偏低時,胰臟改為分泌升糖素,經血液送到肝臟,令肝臟把儲存的糖原分解為葡萄糖,釋回血液之中,血糖於是回升,細胞重新獲得燃料。升糖素與胰島素的作用方向剛好相反,兩種激素互相牽制、輪流主導,令血糖無論偏高或偏低,都能被拉回正常範圍之內,身體因此保持穩定。
  5. 負回饋循環血糖偏高時,胰島素把它拉低;偏低時,升糖素把它推高。這種「偏離即修正」的機制稱為負回饋:修正的方向永遠與偏差相反,所以血糖能長期穩定在約 4-7 mmol/L 之間,腦部等器官獲得穩定的能量供應。負回饋是生物體維持體內環境穩定的基本原理,血糖調控正是最典型的例子。
  6. 其他激素:腎上腺素激素的功能不止調控血糖。遇上緊急情況時,腎上腺迅速分泌腎上腺素,令心跳加快、呼吸加速、血糖上升,把更多氧和能量送到肌肉,使身體有足夠本錢應變,例如逃避危險或應付突發事件。這正好說明神經與激素分工合作:神經負責分秒必爭的即時反應,激素負責較持久而廣泛的調節,兩者互相補足。

4圖解 Diagrams

血糖負回饋 Blood glucose negative feedback正常血糖Normal ~5 mmol/L血糖升高 (食完飯)Glucose ↑ after meal血糖下降 (肚餓/運動)Glucose ↓ fasting/exercise胰島素 Insulin肝臟儲糖原 liver stores glycogen升糖素 Glucagon肝臟放糖 liver releases glucose兩個方向互相牽制 → 血糖穩定 Both directions keep glucose steady
圖 1:血糖負回饋

5例題示範 Example

糖尿病人為什麼血糖會高?

  1. 第 1 型:胰臟分泌胰島素不足
  2. 第 2 型:身體對胰島素反應變差
  3. 兩者結果:葡萄糖留在血液,入不到細胞儲存
  4. 所以飯後血糖持續偏高
  5. 答案:因為胰島素分泌不足(第 1 型)或身體細胞對胰島素反應變差(第 2 型),飯後血糖無法被拉回正常,葡萄糖留在血液,血糖便長期偏高。負回饋機制失效是病因核心;所以病人要控制飲食、按醫生指示服藥或注射胰島素。作答時宜先分第 1、2 型說明原因,再講後果與應對方法。

6常見錯誤 Mistakes

✗ 激素同神經訊號混淆
✓ 神經:電訊號、快、短暫、沿神經走;激素:化學訊號、慢、持久、經血液走。兩套系統一起協調身體。
✗ 以為胰島素「分解」葡萄糖
✓ 胰島素是令肝臟將葡萄糖「儲存」做糖原(glycogen)— 不是分解。升糖素才是叫肝臟分解糖原釋放葡萄糖。
✗ 以為身體所有腺體都把激素分泌入血
✓ 只有內分泌腺(例如胰臟)才把激素直接分泌入血液;唾液腺、汗腺等有導管的腺體,分泌物經導管送往特定位置,不屬於激素。
✗ 以為血糖只靠胰島素一種激素調控
✓ 胰島素負責降低血糖,升糖素負責提升血糖,兩者方向相反、互相牽制,缺一不可。

75 題快測 Quick check

Q1血糖升高時,哪個器官分泌什麼激素?

Q2負回饋是什麼意思?用血糖舉例。

Q3激素和神經訊號,哪個快?哪個持久?

Q4血糖過低對身體有什麼影響?

Q5肝臟在血糖調控中擔當什麼角色?

8重點回顧 Recap

  • 激素經血液,慢而持久
  • 胰島素降血糖、升糖素升血糖
  • 負回饋 = 自動修正拉回正常
  • 血糖高:胰臟分泌胰島素,肝臟把葡萄糖儲成糖原
  • 血糖低:升糖素令肝臟分解糖原、釋放葡萄糖

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