主要内容
内稳态
了解生物体如何维持内稳态，或一个稳定的内部环境。
要点
- 稳态 是指为了维持一个相对稳定的内部环境而抗拒变化的倾向。
- 内稳态通常包括负反馈循环，它抵消各种属性从目标值也就是设定值的变化。
- 与负反馈循环相反， 正反馈循环放大了初始刺激，换言之，它们使系统 偏离 了开始状态。
介绍
你现在待的房间的温度是多少？我的猜测是，它不会正好是
倾向于保持一个稳定，相对稳定的内部环境被称为稳态。除了温度外，身体还能保持许多因素的平衡。例如，血液中各种离子的浓度必须保持稳定，同时pH值和葡萄糖浓度也要保持稳定。如果这些数值过高或过低，你可能会得重病。
体内平衡体现在很多方面，而不仅仅是整个身体的温度水平。例如，胃维持的pH值与周围器官不同，每个细胞维持的离子浓度也与周围液体不同。维持体内各层次的平衡是维持机体整体功能的关键。
那么，体内稳态是如何维持的呢？让我们通过一些例子来回答这个问题。
保持稳态
像人的身体这样的生物系统不断地被推离它们的平衡点。例如，当你锻炼时，你的肌肉会增加热量的产生，使你的体温上升。同样，当你喝一杯果汁时，你的血糖会升高。体内平衡取决于你的身体检测和对抗这些变化的能力。
维持体内稳态通常涉及负反馈循环。这些循环与触发它们的刺激相反。例如，如果你的体温过高，一个负反馈循环会把它拉回到 设定值 ，或者目标值
这是怎么回事？首先，传感器——主要是皮肤和大脑中有末端的神经细胞——将检测到高温，并传送到你大脑中的温度调节控制中心。控制中心将处理这些信息，并激活诸如汗腺等效应器，其作用是通过降低体温来对抗刺激。
当然，体温不仅会高于目标值，还会低于目标值。一般来说，稳态回路至少包含两个负反馈循环：
- 当一个参数，比如体温，高于 设定值时，一个循环就会被激活而将体温降下来。
- 当一个参数 低于 设定值时，另一个循环就会被激活而将其上升。
为了让这个想法更具体，让我们仔细看看控制体温的相反反馈循环。
温度调节的稳态反应
如果你感到太热或太冷，大脑外围和大脑中的传感器会告诉你大脑的温度调节中心——一个叫做下丘脑的区域——你的温度偏离了它的设定值。
例如，如果你一直在努力锻炼，你的体温会上升到它的设定值 以上，你需要激活让你凉快下来的机制。流向皮肤的血液会增加，从而加速热量流失到周围环境，你可能也会开始出汗，所以皮肤上的汗水蒸发可以帮助你降温。呼吸急促也会增加热量流失。
另一方面，如果你坐在一个寒冷的房间里，没有穿暖和的衣服，大脑的温度中心将需要触发帮助你暖和起来的反应。流向皮肤的血液减少，你可能会开始发抖，这样你的肌肉就会产生更多的热量。你也可能会起鸡皮疙瘩——这样你身上的毛发就会竖起来，在你的皮肤附近聚集一层空气，从而增加荷尔蒙的释放，荷尔蒙的作用是增加热量的产生。
值得注意的是，设定值并不总是严格固定的，它可能是一个移动的目标。例如，体温在24小时内会发生变化，从下午晚些时候的最高值到清晨的最低值。
对反馈的干扰会破坏稳态。
稳态依赖于负反馈循环。因此，任何干扰反馈机制的东西都可以——而且通常都会！——会扰乱体内平衡。就人体而言，这可能会导致疾病。
例如，糖尿病是一种由激素胰岛素的反馈循环被破坏而引起的疾病。反馈循环的中断使得身体很难或不可能将高血糖降至健康水平。
为了了解糖尿病是如何发生的，让我们快速了解一下血糖调节的基本原理。健康人的血糖水平由两种激素控制：胰岛素和胰高血糖素。
胰岛素降低血液中的葡萄糖浓度。当你吃完一顿饭后，你的血糖水平会上升，从而引发胰腺β细胞分泌胰岛素。胰岛素作为一种信号，触发身体细胞，如脂肪和肌肉细胞，吸收葡萄糖作为燃料。胰岛素还能使葡萄糖在肝脏中转化为糖原（一种储存分子）。这两种过程都会把血糖从血液中取出来，降低血糖水平，减少胰岛素分泌，使整个系统恢复平衡。
胰高血糖素则相反：它会增加血液中的葡萄糖浓度。如果你一段时间没进食，你的血糖水平下降，引发从另一组胰腺细胞释放胰高糖素α细胞。胰高血糖素作用于肝脏，导致糖原分解成葡萄糖并释放到血液中，导致血糖水平回升。这减少了胰高血糖素的分泌，使系统回到稳态。
当一个人的胰腺不能产生足够的胰岛素时，或者当体内的细胞对胰岛素停止反应时，或者两者兼而有之时，就会发生糖尿病。在这种情况下，身体细胞不容易吸收葡萄糖，所以饭后很长一段时间血糖水平都保持在高水平。原因有二：
- 肌肉和脂肪细胞得不到足够的葡萄糖或燃料。这会使人感到疲劳，甚至导致肌肉和脂肪组织的浪费。
- 高血糖会引起尿频、口渴甚至脱水等症状。随着时间的推移，它会导致更严重的并发症。
正反馈循环
稳态回路通常包括负反馈循环。负反馈循环的特点是它抵消了一个变化，使一个参数的值（如体温或血糖）回到它的设定值。
然而，一些生物系统使用正反馈循环。与负反馈循环不同，正反馈循环放大起始信号。正反馈循环通常出现在需要推动完成的过程中，而不是在需要维持现状的时候。
一个正反馈循环在分娩过程中发挥作用。在分娩时，婴儿的头部压在子宫颈上——子宫颈是子宫的底部，婴儿必须从这里出来——并激活大脑的神经元。神经元发出信号，导致脑垂体释放催产素。
催产素增加子宫收缩，从而增加子宫颈的压力。这会导致更多的催产素释放，产生更强的收缩。这种积极的反馈循环一直持续到婴儿出生。