生物穩態是如何實現的

■何垚鈺

生理學家把正常機體通過調節作用，使各個器官、系統協調活動，共同維持內環境的相對穩定狀態叫穩態。那么生物體是如何實現維持穩態的呢?

一、生物具備抵抗外界擾動的調節機制

目前普遍認為，人體具備維持體內環境穩態的調節機制“神經—體液—免疫調節網絡”。無論是外界抗原的進入，還是外界溫度的驟變，亦或是過多鹽分的攝入，我們人體都有穩態調節的機制和能力來抵抗這種干擾。在面對外來的抗原，例如病原體或者是花粉時，我們的身體擁有兩道非特異性免疫的防線和一道特異性免疫的防線來與之對抗。面對外界溫度的驟變，我們亦擁有完備的體溫調節機——通過甲狀腺激素、腎上腺激素的協同作用和神經系統的協調，達到產熱量和散熱量基本相平的效果，保持人體在不同環境溫度之下的動態恒溫。對于飲食帶來的過量鹽分及由此升高的細胞外液滲透壓，我們的身體則可以通過調節中樞——下丘腦，來產生抗利尿激素，以促進腎小管、集合管對水分的重吸收，進而有效地維持人體內環境的滲透壓。在更為宏觀的生態系統中，同樣具有抵抗力穩定性和恢復力穩定性，可以通過內部的負反饋調節機制，依賴能量流動、物質循環和信息傳遞等途徑來對抗外界的污染或者是外來物種入侵的擾動。

然而生物抵抗外界擾動機制具有一定的局限性：生物都可以做到對抗外界的擾動，在一定程度上減弱外界的擾動，但是都不可能消除外界擾動的影響，抹去這種影響?！吧窠洝w液—免疫調節機制”可以對抗抗原、溫度擾動，但是卻不可以完全消除其已有的破壞作用，當諸如埃博拉病毒、HIV 病毒這種強勁的病原體入侵人體時，我們的免疫系統穩態調節機制僅僅能夠在一定程度上減弱這種入侵，最終還是極有可能癱瘓。當外界擾動超過一定限度的時候，各項抵抗外界擾動的機制就可能遭到破壞而失效，人體的體溫調節機制可能會在外來病原體的影響下失效，致使發燒。

例1關于穩態的實現，下列敘述有誤的是( )。

A.血液中的緩沖物質可以調節血漿的pH

B.腎臟不時地排出內環境中多余的水、尿素、無機鹽等

C.將食物殘渣形成糞便排出體外

D.肝臟儲存的肝糖原在血糖濃度下降時分解并不斷釋放進入血液

解：由所學知識可知C項錯誤。

二、生物存在一定“臨界值”范圍內的“儲存—緩釋”機制

生物體內的肝糖原和非糖物質在血糖調節中的作用原理就是典型的在一定“臨界值”范圍內的“儲存—緩釋”機制：當人體內血液濃度下降時，胰島A 細胞加快分泌胰高血糖素，促進肝糖原的分解和糖異生作用，使血糖濃度恢復；血糖升高的時候，胰島B細胞加快分泌胰島素，促進“游離形勢”的血液中葡萄糖向糖原及脂質、蛋白質等非糖物質的轉化，使血糖濃度恢復。這里的肝糖原可被視為“水庫”，具有儲存和緩釋葡萄糖的作用，而這里的“水位”指標即是血液中的血糖濃度。由此可見，生物中的肝糖原即為“儲存緩釋”機制的生物角度應用，這種機制在生物體內存在的意義，便是緩和了人體內血糖濃度的劇烈變化，保證了人體各項生理活動的正常進行。

例2醫療上常常使用的“緩釋片”，比如硝苯地平緩釋片、氯化鉀緩釋片，這些緩釋片利用的是____原理，請具體闡述一下。

解：硝苯地平緩釋片、氯化鉀緩釋片，這些緩釋片利用的是“儲存—緩釋”的原理，延緩地釋放藥品中的緩釋成分。一方面可以減輕藥物對腸道及人體造成刺激作用；另一方面此藥物需要持續供給，也就是維持受藥體血液中的藥物濃度，從而達到特定藥效的目的。