Cân bằng nội môi
Vai trò của các nguyên tố khoáng
Sự ổn định về các điều kiện lí hoá của môi trường trong đảm bảo cho các tế bào, cơ quan trong cơ thể hoạt động bình thường.→đảm bảo cho động vật tồn tại và phát triển.
Khi điều kiện lí hoá của môi trường bị biến động →không duy trì được sự ổn định →rối loạn hoạt động của các tế bào hoặc các cơ quan →bệnh lí hoặc tử vong .
Để duy trì được sự ổn định của cơ thể cần các cơ chế duy trì cân bằng nội môi
I. KHÁI NIỆM VÀ Ý NGHĨA CỦA CÂN BẰNG NỘI MÔI
Khái niệm :
Nội môi là môi trường bên trong cơ thể, là môi trường mà tế bào thực hiện quá trình trao đổi chất .
Nếu hiểu theo nghĩa hẹp thì môi trường bên trong bao gồm máu bạch huyết và nước mô . Sự biến động của môi trường bên trong thường gắn liền với ba thành phần máu , bạch huyết , nước mô.
Cân bằng nội môi là sự duy trì sự ổn định các điều kiện lí hoá của môi trường trong cơ thể
Ý nghĩa của việc cân bằng nội môi :
Sự ổn định về các điều kiện lí hoá của môi trường trong đảm bảo cho các tế bào, cơ quan trong cơ thể hoạt động bình thường.→đảm bảo cho động vật tồn tại và phát triển.
Khi điều kiện lí hoá của môi trường bị biến động →không duy trì được sự ổn định →rối loạn hoạt động của các tế bào hoặc các cơ quan →bệnh lí hoặc tử vong .
Để duy trì được sự ổn định của cơ thể cần các cơ chế duy trì cân bằng nội môi
II. SƠ ĐỒ KHÁI QUÁT CƠ CHẾ DUY TRÌ CÂN BẰNG NỘI MÔI
Cân bằng nội môi
Hình 1 : Sơ đồ cơ chế duy trì cân bằng nội môi
Bảng 1 : Các bộ phận và chức năng tham gia cơ chế duy trì cân bằng nội môi
| Bộ phận | Cơ quan | Chức năng |
| Bộ phận tiếp nhận kích thích | Thụ thể hoặc cơ quan thụ cảm. | Tiếp nhận kích thích từ môi trường (trong, ngoài)
Hình thành xung thần kinh truyền về bộ phận điều khiển |
| Bộ phận điều khiển | Trung ương thần kinh hoặc tuyến nội tiết | Tiếp nhận xung thần kinh từ bộ phân kích thích truyền tới
Xử lí thông tin Gửi đi các tín hiệu thần kinh hoặc hoocmôn đến cơ quan hoạt động và điều khiển hoạt động của bộ phận thực hiện |
| Bộ phân thực hiện | Thận, gan, phổi, tim, mạch máu | Nhận tín hiệu thần kinh từ cơ quan điều khiển →tăng hoặc giảm hoạt động →biến đổi các điều kiện lí hoá của môi trường → đưa môi trường trở về trạng thái cân bằng, ổn định.
Tác động ngược lại bộ phận tiếp nhận kích thích ( liên hệ ngược) |
- Chú ý : Bất kì một bộ phận nào tham gia vào cơ chế cân bằng nội môi hoạt động không bình thường hoặc bị bệnh →mất cân bằng nội môi .
Ví dụ 1: Cơ chế điều hoà cân bằng huyết áp
Hình 2 : Cơ chế điều hoà cân bằng huyết áp
III. VAI TRÒ CỦA THẬN VÀ GAN TRONG CÂN BẰNG ÁP SUẤT THẨM THẤU
1. Cân bằng áp suất thẩm thấu
Thẩm thấu là sự khuyếch tán của dung môi từ dung dịch có nồng độ thấp sang dung dịch có nồng độ cao hơn qua màng.
Áp suất thẩm thấu là lực đẩy của các phân tử dung môi từ dung dịch có nồng độ thấp đến dung dịch có nồng độ cao qua màng.
Quá trình thẩm thấu giữa hai dung dịch sẽ tiếp tục cho đến khi nồng độ của hai dung dịch bằng nhau.
Khi nồng độ của hai dung dịch cân bằng nhau thì sẽ không có sự khuyếch tán của dung môi qua màng →cân bằng áp suất thẩm thấu
Áp suất thẩm thấu của máu phụ thuộc vào lượng nước, nồng độ các chất hoà tan trong máu, đặc biệt là nồng độ Na+.
2. Vai trò của thận
Thận tham gia điều hoà cân bằng áp suất thẩm thấu nhờ khả năng tái hấp thụ hoặc thải bớt nước và các chất hoà tan trong máu.
– Khi áp suất thẩm thấu trong máu tăng do ăn mặn, đổ nhiều mồ hôi… →thận tăng cường tái hấp thu nước trả về máu, đồng thời động vật có cảm giác khát nước → uống nước vào → giúp cân bằng áp suất thẩm thấu.
– Khi áp suất thẩm thấu trong máu giảm → thận tăng thải nước → duy trì áp suất thẩm thấu.
Hình 3 : Cơ chế cân bằng áp suất thẩm thấu
3. Vai trò của gan
– Gan tham gia điều hoà áp suất thẩm thấu nhờ khả năng điều hoà nồng độ của các chất hoà tan trong máu như glucôzơ…
– Sau bữa ăn, nồng độ glucôzơ trong máu tăng cao → tuyến tụy tiết ra insulin, làm cho gan chuyển glucôzơ thành glicôgen dự trữ, đồng thời kích thích tế bào nhận và sử dụng glucôzơ → nồng độ glucôzơ trong máu giảm và duy trì ổn định
– Khi đói, do các tế bào sử dụng nhiều glucôzơ → nồng độ glucôzơ trong máu giảm → tuyết tụy tiết ra glucagôn giúp gan chuyển glicôgen thành glucôzơ đưa vào máu → nồng độ glucôzơ trong máu tăng lên và duy trì ổn định
Hình 4 : Cơ chế điều hoà nồng độ glucozo trong máu
IV. VAI TRÒ CỦA HỆ ĐỆM TRONG VIỆC CÂN BẰNG pH NỘI MÔI
1. pH nội môi
Ở người pH của máu khoảng 7.35 – 7.45 đảm bảo cho các tế bào của cơ thể hoạt động bình thường. Tuy nhiên, các hoạt động của tế bào, các cơ quan luôn sản sinh ra các chất CO2, axit lactic .. có thể làm thay đổi pH của máu. Những biến đổi này có thể gây ra những rối loạn hoạt động của tế bào, của cơ quan. Vì vậy cơ thể pH nội môi được duy trì ổn định là nhờ hệ đệm, phổi và thận.
2.Hệ đệm
Trong máu có các hệ đệm để duy trì pH của máu được ổn định do chúng có thể lấy đi H+ hoặc OH– khi các ion này xuất hiện trong máu
Hệ đệm bao gồm một acid yếu, ít phân ly và muối kiềm của nó.
Trong máu có ba hệ đệm quan trọng là:
Hệ đệm bicacbonat : H2CO3/Na HCO3
Hệ đệm photphat: Na H2PO4/ Na HP
Hệ đệm protein
3.Cơ chế cân bằng pH nội môi
Nếu trong các sản phẩm của quá trình trao đổi chất chuyển vào máu chứa nhiều axit thì các hệ đệm sẽ phản ứng với các H+ →giảm H+ trong nội môi.
Nếu trong các sản phẩm của quá trình trao đổi chất chuyển vào máu chứa nhiều bazo thì các hệ đệm sẽ phản ứng với các OH–→giảm OH– trong nội môi.
Bảng 2: Cơ chế cân bằng pH nội môi dựa vào hệ đệm
| Hệ đệm | pH giảm | pH tăng |
| Hệ đệm bicacbonat : H2CO3/Na HCO3 | HCO3 + H+ → H2O + CO2 | H2CO3→ HCO3 + H+ |
| Hệ đệm photphat: Na H2PO4/ Na HP | HPO4 + H+ → H2PO4 | H2PO4→ HPO4 + H+ |
| Hệ đệm protein | R(NH2)COOH + H+→ RCOOH + NH3 | R(NH2)COOH+ OH– → R(NH2)COO + H2O |
Ngoài hệ đệm phổi và thận cùng đóng vai trò quan trọng trong điều hoà cân bằng pH nội môi
Phổi tham gia điều hoà pH máu bằng cách thải CO2 vì khi CO2 tăng lên thì sẽ làm tăng H+ trong máu .Thận tham gia điều hoà pH nhờ thải H+ , tái hấp thụ Na+; thải NH3
V. BÀI TẬP ÁP DỤNG
1. Tại sao khi chạy nhanh : mặt thường đỏ bừng , mồ hôi ra nhiều, thở gấp
Sự co cơ tiêu tốn nhiều năng lượng và bài xuất lượng CO2 lớn nên nhu cầu O2 tăng làm hô hấp tăng →nhiệt sinh ra cũng rất lớn →mặt đỏ bừng do sự dãn mạch dưới ra →cơ thể tăng toả nhiệt vào môi trường →mồ hôi ra nhiều góp phần nhanh chóng làm mát cơ thể
2. Một bệnh nhân nam bị bệnh tiểu đường có mọt lần do tiêm quá nhiều insulin anh ta cảm thấy choáng váng và cơ thể run rẩy . bác sĩ chỉ định tiêm cho anh ta một liều glucagon
a) Tại sao tiêm quá nhiều insulin lại gây choáng váng và cơ thể run rẩy
b) Tiêm glucagon có tác dụng gì ?
Tiêm nhiều nhiều insulin→làm đường huyết giamnr thấp gây choáng váng
Tiêm glucagon→tăng đường huyết
3. Dân gian ta có câu “ Trời nóng chóng khát , tròi mát chóng đói” . Cơ sở khoa học của hiện tượng trên là gì .
Trời nóng →cơ thể ra nhiều mồ hôi → gây mất nước →nhanh bị đói
Trời mát →nhiệt độ môi trường giảm → cơ thể cần duy trì nhiệt độ ổn định bằng cách tăng sinh nhiệt ( tiêu tốn năng lượng) →chóng đói.