MỤC LỤC
Nội dung Trang
. I.Cân bằng nội môi và vai trò của nó đối với cơ thể động vật…………. 2
II. Các phản ứng của cơ thể con người với môi trường
biến đổi để duy trì được cân bằng nội môi………………………………. 3
1. Cân bằng áp suất thẩm thấu ……………………………………… 3
a. Điều hoà lượng nước…………………………………………… 3
b. Điều hoà muối khoáng…………………………………………. . 5
2. Điều hoà sự cân bằng nồng độ ion và duy trì nồng độ muối
trong huyết tương………………………………………………………………. 5
3. Điều hoà sự chuyển hoá các chất……………………………………… 7
a. Điều hoà glucozơ huyết (đường huyết)…………………………. 8
b. Điều hoà protein trong huyết tương ……………………………. 8
4. Cân bằng pH nội mô……………………………………………………. 8
5. Cân bằng nhiệt …………………………………………………………… 9
III. Kết luận……………………………………………………………… 11
Tài liệu tham khảo……………………………………………………… 12
- 1 -
ĐỀ BÀI:
Cân bằng nội môi là gì?. Vai trò của nó đối với cơ thể động vật và nêu
các phản ứng của cơ thể con người với môi trường biến đổi để duy trì
được cân bằng nội môi?
BÀI LÀM
I. Cân bằng nội môi và vai trò của nó đối với cơ thể động vật.
Cân bằng nội môi là duy trì sự ổn định của môi trường trong cơ thể. Ví dụ: duy
trì nồng độ gluco trong máu người ở 0,1%, duy trì thân nhiệt ở người là 36,7
0
C…
Cân bằng nội môi ở cơ thể động vật đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời
sống động vật vì nó đảm bảo cho mọi hoạt động sống của cơ thể diễn ra bình thường,
nhưng đồng thời nó đảm bảo cho cơ thể có khả năng thích nghi với thay đổi của môi
trường sống.
Động vật là những sinh vật thuộc cơ thể đa bào, khác với cơ thể đơn bào ở chỗ
tế bào của cơ thể đơn bào tiếp xúc trực tiếp với môi trường ngoài, còn đối với cơ thể
đa bào các tế bào không trực tiếp tiếp xúc với môi trường ngoài mà phải thông qua
môi trường trong, đó là dịch mô (dịch choán đầy các khoảng gian bào) và dịch cơ thể
(là dịch chứa trong hệ mạch như mạch bạch huyết, mạch máu…).
Thuật ngữ môi trường bên trong (tiếng Pháp: le milieu intérieur, tiếng Anh: the
internal environment) được đề ra bởi nhà sinh lý học người Pháp Claude Bernard để
chỉ dịch ngoài tế bào (dịch ngoại bào). Khoảng 60 % khối lượng cơ thể người là dịch,
chủ yếu là nước trong đó hòa tan các ion cùng nhiều chất khác. 2/3 lượng dịch này ở
bên trong các tế bào - gọi là dịch nội bào, 1/3 còn lại bên ngoài các tế bào gọi là dịch
ngoại bào. Mô kẽ chứa 80% dịch ngoại bào, 20% kia lưu thông trong huyết tương (dĩ
nhiên sự phân chia này chỉ là khiên cưỡng bởi lẽ dịch ở mô kẽ và trong huyết tương
trao đổi liên tục). Dịch ngoại bào luân chuyển thường xuyên khắp cơ thể. Chúng từ
mô kẽ pha lẫn vào dòng máu tuần hoàn rồi lại được thẩm thấu vào dịch mô qua vách
mao mạch.
Dịch ngoại bào chứa các ion và các dưỡng chất cần thiết cho sự sống của tế
bào. Nó chứa lượng lớn Na
+
, Cl
-
và các ion cácbônat (HCO
3
-
, CO
3
), cũng như các
dưỡng chất: ôxy, glucozơ, axit béo, axit amin. Nó cũng chứa CO
2
đưa từ tế bào ra
thải ở phổi, cùng nhiều chất thải khác để bài tiết ở thận. Do vậy, có thể nói tất cả mọi
tế bào cùng sống trong một môi trường có tên gọi dịch ngoại bào. Đây chính là lý do
để Claude Bernard - ông tổ của sinh lý học hiện đại - từ thế kỷ 19 đã gọi dịch ngoại
bào là môi trường bên trong của cơ thể.
Điều kiện môi trường trong (áp suất thẩm thấu, nồng độ các ion, độ pH, nhiệt
độ… phải luôn được ổn định mới đảm bảo cho mọi hoạt động sống diễn ra bình
thường vì các tế bào, các cơ quan của cơ thể chỉ có thể hoạt động bình thường khi các
điều kiện hoá lí của môi trường trong thích hợp và ổn định. Nếu các điều kiện lí hoá
của môi trường trong biến động và không duy trì được sự ổn định (gọi là mất cân
bằng nội môi) sẽ gây nên sự biến đổi hoặc rối loạn hoạt động của các tế bào và các cơ
quan, cơ thể sẽ lâm vào tình trạng nguy kịch rồi chết.
- 2 -
Động vật phải đối mặt với môi trường luôn luôn thay đổi, ví dụ như mùa hè
nóng, mùa đông khô, nước có nồng độ muối khác nhau….sự thay đổi này sẽ ảnh
hưởng đến nội môi, do vậy cơ thể phải có những cơ chế điều chỉnh để duy trì sự cân
bằng nội môi mới có thể tồn tại được.
Các cơ chế điều hoà nội môi là một hệ thống động, nó hoạt động để tạo ra một
trạng thái cân bằng, được mô tả như là một trạng thái cân bằng động. Bất kì một hệ
điều chỉnh cân bằng nội môi nào của cơ thể cũng đều gồm 3 thành phần chức năng:
Kích thích của môi trường
(trong hay ngoài)
+ Bộ phận tiếp nhận kích thích: cơ quan thụ cảm (thụ quan): Tiếp nhận kích
thích từ môi trường (trong và ngoài) và hình thành xung thần kinh truyền về bộ phận
điều khiển
+ Bộ phận điều khiển (Trung tâm điều khiển): là trung ương thần kinh hoặc
tuyến nội tiết. Trung tâm điều khiển có nhiệm vụ phân tích, xử lí các thông tin thu
được từ thụ quan và điều khiển hoạt động các cơ quan bằng cách gửi đi những tín
hiệu thần kinh hoặc hoocmon.
+ Bộ phận thực hiện (Cơ quan phản ứng): là các cơ quan như thận, gan, phổi,
tim, mạch máu….Bộ phận này dựa trên tín hiệu thần kinh hoặc hoocmon hoặc tín
hiệu thần kinh và hoocmon để tăng hay giảm hoạt động nhằm đưa môi trường trong
trở về trạng thái cân bằng và ổn định.
Cơ chế điều hoà thường diễn ra theo nguyên tắc mối liên hệ ngược âm. Sự trả
lời của bộ phận thực hiện làm biến đổi các điều kiện lí hoá của môi trường trong. Sự
biến đổi đó có thể lại trở thành kích thích tác động ngược trở lại bộ phận tiếp nhận
kích thích. Bất kì một bộ phận nào tham gia vào cơ chế cân bằng nội môi hoạt động
không bình thường hoặc bị bệnh đều dẫn đến mất cân bằng nội môi
II. Các phản ứng của cơ thể con người với môi trường biến đổi để duy trì
được cân bằng nội môi:
2. Cân bằng áp suất thẩm thấu
Các chất dịch trong cơ thể người và động vật (dịch mô, máu…) đều là dung dịch
nước trong đó hoà tan các chất vô cơ và hợp chất hữu cơ khác nhau và tạo nên áp suất
thẩm thấu nhất định. Điều hoà áp suất thẩm thấu ở động vật có vú đảm bảo cho thể
tích huyết tương, nồng độ của các chất hoà tan trong huyết tương và trong dịch mô
luôn hằng định. Quá trình này được tiến hành đồng thời bằng 2 cách là điều hoà hàm
- 3 -
Bộ phận tiếp nhận
kích thích (thụ quan)
Bộ phận điều khiển
(trung ương thần kinh,
tuyến nội tiết)
Bộ phận đáp ứng kích
thích
Liên
hệ
ngược
lượng nước và nồng độ chất tan của dung dịch nội mô ở một mức ổn định, tạo điều
kiện cho hoạt động sống bình thường của tế bào, mô, cơ quan và toàn bộ cơ thể.
Qua phân tích nước và muối vào và ra khỏi cơ thể hàng ngày người ta thấy quá
trình hình thành nước tiểu giữ vai trò rất quan trọng trong việc đào thải nước và muối.
Khả năng tạo ra nước tiểu cô đặc đã cho phép cơ thể sinh vật không bị mất nhiều
nước và đó là một sự thích nghi rất tốt đối với cuộc sống trên cạn. Trong số các loài
động vật có xương sống, chỉ có chim và động vật có vú mới có quai Henle là một
phần cấu trúc của thận và có khả năng cô đặc nước tiểu theo cách này. Ở người và
động vật có vú, lượng nước tái hấp thụ từ các ống góp được điều hoà một cách chính
xác, qua đó giúp cơ thể có một biện pháp điều hoà áp suất thẩm thấu quan trọng.
a. Điều hoà lượng nước: Nước cũng giống như chất đạm, vitamin, là những
chất cần thiết cho sự sinh tồn của cơ thể, là vật chất để duy trì hoạt động cơ bản nhất
của sự sống. Khi quá thừa nước (ở trong môi trường nhược trương) tế bào sẽ bị tiêu
huyết (bị nổ tung), .khi thiếu nước (ở trong môi trường nhược trương) chúng sẽ bị teo
nguyên sinh (teo nhúm lại). Nếu cơ thể không đủ nước thì chức năng chuyển hóa của
toàn bộ cơ thể sẽ bị ảnh hưởng như thiếu máu, lơ mơ, suy tuần hoàn.
Nước và các chất tan được trao đổi giữa tế bào với dịch mô, hoặc thông qua máu
với môi trường ngoài qua màng sinh chất dưới tác động của áp suất thẩm thấu, vì vậy
sự điều hoà áp suất thẩm thấu của tế bào với nội môi và giữa nội môi của cơ thể với
môi trường ngoài là vô cùng quan trọng.
Sự điều hoà lượng nước trong cơ thể phụ thuộc vào 2 nhân tố chủ yếu: áp suất
thẩm thấu và huyết áp.
+ Khi áp suất thẩm thấu tăng, huyết áp giảm do hàm lượng nước trong cơ thể
giảm qua mồ hôi và không khí thở ra, sẽ kích thích vào cơ quan nhận cảm áp suất
thẩm thấu ở cung động mạch chủ, túi động mạch cổ. Hưng phấn sẽ được truyền vào
trung khu điều hoà áp suất thẩm thấu ở vùng dưới đồi và sẽ kích thích thuỳ sau của
tuyến yên tiết hoocmon chống đa niệu ADH có tác dụng làm tăng sự tái hấp thu
nước theo cơ chế chủ động ở ống lượn xa của thận, mặt khác gây co các động mạch
thận.
Tăng tiết ADH là một phản ứng tự động có liên quan đến 2 loại thụ quan đó là
cơ quan thụ cảm thẩm thấu và cơ quan thụ cảm áp lực:
- Cơ quan thụ cảm thẩm thấu kích thích sản xuất ra ADH, đồng thời tác động
lên trung khu điều khiển của vùng dưới đồi làm tăng cảm giác khát. Con người qua
uống để cung cấp thêm nước và giảm lượng nước tiểu bài xuất. Khi hoạt động mạnh
hay lúc thời tiết nắng nóng, cơ thể sẽ điều tiết và tạo ra cơ chế bài tiết mồ hôi. Để bù
lại lượng nước đã mất ấy, chúng ta cần uống nước nhiều hơn bình thường.
Rất nhiều người chỉ đến lúc khát mới uống nước mà không biết rằng, khi cơ
thể cảm thấy khát thì nước trong nội tạng đã mất đi sự cân bằng. Tế bào trong cơ thể
đã ở vào trạng thái mất nước nhẹ. Hầu hết các hoạt động trong cơ thể đều cần đến
nước và làm giảm lượng nước sẵn có trong người. Vì vậy phải thường xuyên uống
nước. Uống ít một, nhiều lần. Người khỏe mạnh mỗi ngày cần uống từ 1.500-2.500
ml nước. Tuyệt đối không uống một lúc một lượng nước lớn để tránh phá vỡ sự cân
bằng của nước và các chất điện giải trong cơ thể.
- Các cơ quan thụ cảm áp lực nằm ở nhiều khu vực trong hệ thống tuần hoàn và
giữ vai trò quan trọng trong điều hoà huyết áp. Khi huyết áp giảm sẽ làm co toàn bộ
- 4 -
các động mạch nhỏ, làm giảm dòng máu tới thận đo đó giảm dịch lọc cầu thận. Một
nhóm cơ quan thụ cảm áp lực nằm ở thành tâm nhĩ trái, chúng tạo ra xung ức chế
quá trình sản sinh ra ADH. Khi huyết áp giảm, tác dụng ức chế này mất đi và ADH
sản sinh nhiều hơn.
+ Trái lại, khi lượng nước trong cơ thể tăng (do uống quá nhiều nước dẫn đến dư
thừa nước) làm giảm áp suất thẩm thấu và tăng huyết áp, một cơ chế ngược lại sẽ
làm tăng bài tiết nứơc tiểu để giúp cân bằng nước trong cơ thể.
Khi vùng dưới đồi bị tổn thương, việc sản sinh ADH giảm thường dẫn đến bệnh
đái tháo nhạt. Khi đó nước tiểu rất nhiều và rất loãng.
b. Điều hoà muối khoáng: NaCl là thành phần chủ yếu tạo nên áp suất thẩm
thấu của máu. Vì vậy, điều hoà muối chính là điều hoà hàm lượng Na
+
trong máu.
Nồng độ muối trong huyết tương và trong dịch mô mặc dù chịu ảnh hưởng gián tiếp
cuả ADH nhưng vẫn nằm dưới sự kiểm soát của hoocmon andosteron sinh ra từ vỏ
trên thượng thận.
+ Khi hàm lượng Na
+
giảm, kích thích vào cơ quan nhận cảm áp suất thẩm
thấu. Hưng phấn sẽ được truyền vào trung khu điều hoà áp suất thẩm thấu ở vùng
dưới đồi và kích thích lớp vỏ của tuyến trên thận tiết hoocmon andosteron để làm
tăng sự tái hấp thu chủ động ion Na
+
ở ống lượn gần. Chuỗi các quá trình dẫn đến
tăng tiết andosteron bắt đầu từ sự giảm thể tích huyết tương, kết quả tất yếu của sự
thiếu muối. Ở thận, các tế bào đặc biệt lót thành tiểu động mạch giải phóng ra enzim
renin vào trong máu. Renin xúc tác cho phản ứng biến đổi angiotensinogen – một
protein ở trong máu thành angiotensin làm cho andosteron được giải phóng ra từ
thượng thận.
Khi cơ thể bị thiếu muối kéo dài, các thụ quan thẩm thấu không còn kích thích
được tuyến yên, do đó ADH được sản xuất ra ít hơn và nước tiểu đi ra nhiều và
loãng. Bằng cách này cơ thể duy trì được áp suất thẩm thấu bằng cách giảm thể tích
dịch. Khi ra mồ hôi cả nước và muối đều bị mất đi nhưng thường chỉ có nước được
bù lại. Do đó có thể gây ra hiện tượng chuột rút, hậu quả của giảm nồng độ ion Na
+
trong dịch mô dưới mức cần thiết cho hoạt động của cơ.
+ Ngược lại, khi muối NaCl được lấy vào quá nhiều thì sẽ ức chế lớp vỏ của
tuyến trên thận tiết hoocmon andosteron để làm giảm sự tái hấp thu chủ động ion
Na
+
ở ống lượn gần. Lượng nước tiểu bị giảm xuống, đồng thời ion Na
+
không tăng
nhờ đó sẽ điều chỉnh được áp suất thẩm thấu của máu. Angiotensin cũng ảnh hưởng
đến đường kính của các tiểu động mạch và còn tác động tới não gây ra cảm giác
khát. Con người uống nhiều nước làm lượng nước tiểu được tăng lên sẽ điều chỉnh
được áp suất thẩm thấu của máu.
Như vậy, kết quả của quá trình điều hoà thần kinh – thể dịch này là đã có tác
động đến thận để làm cân bằng áp suất thẩm thấu của máu thông qua sự tái hấp thụ
nước và chất khoáng ở ống thận. Phản xạ điều hoà áp suất thẩm thấu của máu có tính
mẫn cảm rất cao. Khi áp suất thẩm thấu của máu giảm xuống 2% sẽ làm cho hàm
lượng nước được tái hấp thu chủ động ở ống lượn xa giảm xuống một nửa. Phản xạ
điều hoà áp suất thẩm thấu của máu có thời gian tiềm phục là trên dưới 30 phút. Sau
khi đã uống nhiều nước (khoảng nửa giờ), lượng nước tiểu đã tăng lên được là biểu
hiện của phản xạ điều hoà áp suất thẩm thấu của máu.
2. Điều hoà sự cân bằng nồng độ ion và duy trì nồng độ muối trong huyết tương
- 5 -
Đồng hành với nước trong cơ thể là chất điện giải hay còn gọi là các khoáng
chất. Chất điện giải đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự hằng định của áp
suất thẩm thấu các ion, kali, magiê, phốtphát là những thành phần quan trọng với dịch
lỏng trong tế bào. Còn các ion, natri, clo là thành phần không thể thiếu được của
huyết tương. Chính vì vậy khi bị mất nước và chất điện giải, cơ thể sẽ trong tình trạng
suy kiệt, nặng hơn có thể tử vong. Cơ thể thiếu chất điện giải thì người sẽ lừ đừ, nôn
mửa, co giật, bụng chướng, ruột liệt, rối loạn nhịp tim, ngưng tim, tử vong.
Sự rối loạn điện giải do mất cân bằng magiê, kali, natri, canxi tác động xấu đến
hoạt động tim mạch, gây nên các bệnh tăng huyết áp, loạn nhịp tim, nhồi máu cơ
tim Tình trạng thiếu canxi thường xảy ra ở lứa tuổi sơ sinh, trẻ thường quấy khóc,
khóc đêm, nấc cục, ọc sữa, ngủ hay giật mình, nằm hay vặn mình, uốn éo người.
Nặng hơn, chỉ một kích thích nhỏ trẻ khóc dữ, thanh quản đột ngột khép lại, ngưng
thở, rồi tử vong.
Thận có vai trò rất quan trọng trong việc điều hoà sự cân bằng nồng độ các ion
trong huyết tương. Dưới tác động của hệ thần kinh trung ương, qua sự thay đổi của
tuyến nội tiết nên đã làm cho ống thận có tác dụng là tái hấp thu một cách có chọn lọc
với muối khoáng. Do đó, duy trì được nồng độ các muối trong huyết tương không bị
thay đổi. Sự điều hoà của thận đối với nồng độ các anion: HPO
4
-
, Cl
-
và các cation
Na
+
, K
+
đã có ý nghĩa sinh lí quan trọng với đời sống.
Nếu nồng độ các muối trong huyết tương thay đổi sẽ làm hưng phấn các thụ
quan hoá học và thụ quan áp lực. Hưng phấn được truyền đến hệ thần kinh trung
ương sẽ làm thay đổi hoạt động của một số tuyến nội tiết. hoocmon vasopresin vừa
có tác dụng thúc đẩy ống thận tái hấp thu nước lại vừa ức chế sự tái hấp thụ K
+
, Cl
-
.
Vì vậy, khi vasopresin trong máu tăng lên thì lượng nước tiểu sẽ bị giảm xuống, nồng
độ của NaCl trong nước tiểu sẽ tăng lên. Ngược lại, khi hoocmon này tiết ra ít thì
lượng nước tiểu tăng nhưng nồng độ của muối NaCl lại giảm xuống.
Andosteron là hoocmon của tuyến vỏ trên thận có tác dụng làm tăng quá trình
tái hấp thu chủ động ion Na
+
ở ống lượn gần, đồng thời ức chế sự tái hấp thụ K
+
. Khi
hoocmon này tiết ít sẽ làm cho cơ thể bị mất nhiều Na
+
mà không thải được K
+
thừa
một cách có hiệu quả. Do đó, lượng K
+
trong máu quá nhiều sẽ làm cho tỉ lệ nồng độ
Na
+
và K
+
thay đổi.
Kali máu giúp duy trì cân bằng nội môi của cơ thể. Thiếu (hạ) Kali máu hay
tăng Kali máu đều có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe. Hạ Kali huyết khi Kali huyết
nhỏ hơn 3,5 mmol/l, có thể gây ra triệu chứng: mệt mỏi rã rời cơ thần kinh, táo bón
dai dẳng và chướng bụng. Nặng hơn có thể gây rối loạn nhịp tim: cơn nhịp nhanh
thất, rung thất, đưa tới tử vonghoocmon của tuyến cận giáp có tác dụnglàm tăng
cường bài tiết HPO
4
-
điều hoà một cách gián tiếp hàm lượng Ca
2+
ở trong máu.
Như vậy, thận là cơ quan quan trọng của cơ thể. Thông qua việc lọc máu sẽ tạo
ra nước tiểu, thận giúp cho cơ thể thải ra tất cả những cặn bã và các chất độc hại như
urea, creatinin, các hợp chất amin độc, phenol, indol…và các chất độc hữu cơ cũng
như vô cơ khác đã đột nhập vào có thể. Cũng thông qua việc bài tiết nước tiểu, thận
đã điều chỉnh sự cân bằng của nước và muối trong có thể, đảm bảo cho sự điều hòa
toan – kiềm của máu và duy trì hàng trăm yếu tố sinh lý khác.
Có rất nhiều nguyên nhân khác nhau dẫn tới thận bị tổn thương: viêm nhiễm,
sốt rét, ngộ độc, sỏi thận , có thể dẫn tới suy thận cấp tính hoặc mạn tính. Do có vai
- 6 -
trò quan trọng như vậy nên khi thận bị tổn thương hoặc bị suy giảm chức năng sẽ dẫn
đến hàng loạt những thay đổi trong cơ thể theo hướng bất lợi, có thể tạo nguy kịch
cho cơ thể.
3. Điều hoà sự chuyển hoá các chất.
Gan có vai trò quan trọng trong điều hoà nồng độ của nhiều chất trong huyết
tương, qua đó duy trì cân bằng áp suất thẩm thấu của máu. Một trong các chức năng
của gan là điều hoà nồng độ glucozơ và protein huyết tương.
a. Điều hoà glucozơ huyết (đường huyết)
Nồng độ glucozơ trong máu không phải bao giờ cũng hằng định, nó thay đổi
trong khoảng 0,6 – 1,4 g/l, phụ thuộc vào các điều kiện khác nhau.
+ Sau bữa ăn, gan nhận được nhiều glucozơ từ tĩnh mạch cửa gan, được điều
chỉnh bằng cách chuyển glucozơ thành glicogen dự trữ trong gan và cơ. Lượng
glicogen hình thành được điều hoà bởi hoocmon insulin. Insulin là kích thích tố do
tụy tạng tiết ra làm nhiệm vụ điều hòa, kiểm soát mức độ đường trong máu bằng cách
vận chuyển glucozơ qua màng vào tế bào gan và tế bào cơ, thay vì chạy trong huyết
quản.
Insulin giúp cơ thể chuyển hóa đường thành năng lượng và đưa đường không
dùng đến vào tích trữ trong gan và bắp thịt. Khoảng 60g glucozơ có thể dự trữ dưới
dạng glicogen ở trong gan và 150g ở trong cơ. Vượt quá giới hạn này, lượng glucozơ
dư thừa sẽ được chuyển thành các phân tử mỡ. Các phân tử mỡ rời gan qua tĩnh mạch
gan và được dự trữ lại trong các mô mỡ, đảm bảo cho nồng độ glucozơ trong máu giữ
tương đối ổn định.
+ Ở xa bữa ăn, sự tiêu dùng năng lượng cho hoạt động của các cơ quan làm
lượng glucozơ trong máu có xu hướng giảm, sẽ được gan bù đắp bằng cách chuyển
glicogen dự trữ thành glucozơ. Quá trình phân huỷ glicogen được gọi là
glicogenolysis và được điều hoà bởi 2 hoocmon glucagon tiết ra từ tuyến tuỵ và
adrenalin từ tuyến trên thận. Cả 2 hoocmon được giải phóng để đáp ứng lại sự giảm
glucozơ ở trong máu nhưng sự giải phóng adrenalin có thể được tăng cường thông
qua hệ thần kinh, do đó nó có thể làm tăng glucozơ trong máu ở thời điểm stress.
Bên cạnh quá trình trên, gan còn tạo ra những phân tử glucozơ mới từ các hợp
chất hữu cơ khác như axit lactic giải phóng từ cơ và glixerol sản sinh từ quá trình
phân huỷ mỡ, đôi khi còn sử dụng cả axitamin. Kho glicogen của gan rất hạn chế và
nó phải được bổ sung bằng các glucozơ mới và quá trình này diễn ra mất vài giờ.
Như vậy, sự điều hoà hàm lượng glucozơ trong máu được thực hiện bởi các
hoocmon tiết ra từ tuyến tuỵ tạng. Tuyến này tiết ra kích thích tố insulin, glucagon và
cả somastin. Insulin được tiết ra khi glucose máu lên cao, chẳng hạn sau khi ta ăn.
Các tế bào được insulin kích thích, hấp thụ glucose để chuyển ra năng lượng cho sinh
hoạt cơ thể. Glucose dư sẽ được insulin dưa vào dự trữ ở gan dưới hình thức
glycogen. Khi cơ thể cần glucose thì glucagon biến đổi glycogen ra glucose. Còn
somatostatin dường như có nhiệm vụ điều hòa sự sản xuất insulin và glucagon.
Khi vì lý do nào đó mà cơ thể không có đủ insulin hay insulin không hiệu lực,
glucose không vào được tế bào, sẽ tràn ngập trong máu và một số không dùng tới sẽ
được tiểu ra ngoài. Khi cơ thể không sử dụng được đường, đường sẽ tích tụ trong
máu. Trong tình trạng bình thường, thận giữ đường lại chứ không thải ra ngoài;
nhưng khi đường lên quá cao thì thận giúp hạ thấp bằng cách đẩy bớt ra ngoài một ít.
- 7 -
Đường máu cao sẽ hút nước của tế bào. Nước theo đường ra ngoài, làm ta đi tiểu
nhiều; mà tiểu nhiều thì khát nước nên phải uống nhiều nước. Cao đường trong máu
lâu năm sẽ gây ra nhiều tổn thương cho thận, mắt, thần kinh, tim mạch.
Vì đường trong máu cao nên cơ thể lấy nước từ tế bào qua để làm loãng đường,
thận phải làm việc nhiều hơn để bài tiết nước và đường thành ra suy yếu. Khi mạch
máu lớn bị ảnh hưởng thì tim não bị tổn thương có thể gây ra nhồi máu cơ tim, tai
biến mạch máu não. Máu kém lưu thông làm vết thương lâu lành, đôi khi đưa tới khô
héo ngón chân, phải cắt bỏ. Đường cao cũng có ảnh hưởng tới giây thần kinh ngoại vi
nhất là ở dưới bàn chân khiến bệnh nhân cảm thấy tê hoặc châm nhói như kiến đốt.
b. Điều hoà protein trong huyết tương
Huyết tương chứa khoảng 70g/l protein ở dạng keo. Đa số các dạng protein trong
huyết tương như fibrinogen, các globulin, albumin được sản xuất ở gan và phân huỷ
cũng ở gan, vì thế gan có thể điều hoà được nồng độ của chúng. Albumin là loại
protein có nhiều nhất trong số các protein huyết tương và có tác dụng như một hệ
đệm, đồng thời cũng giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong việc làm tăng áp suất thẩm
thấu của huyết tương cao hơn so với dịch mô, có tác dụng giữ nước và giúp cho các
dịch mô thấm trở lại máu.
Nếu bị rối loạn chức năng gan, protein huyết tương giảm, áp suất thẩm thấu giảm,
nước bị ứ lại trong các mô, gây hiện tượng phù nề.
4.Cân bằng pH nội mô
Nồng độ của ion H
+
có ảnh hưởng tới rất nhiều các phản ứng hoá học khác
nhau và giữ vai trò quan trọng trong việc quyết định hình dạng cũng như hoạt động
của các phân tử protein bao gồm cả enzim. Do đó pH là một trong những yếu tố
quan trọng nhất có liên quan đến việc điều hoà cân bằng nội mô.
pH bình thường của huyết tương người và dịch mô là 7,4 và ở một người khoẻ
mạnh pH của huyết tương thay đổi không quá 0,04 đơn vị so với trị số này. Các ion
H
+
được hình thành trong cơ thể chủ yếu từ hô hấp hiếu khí. Quá trình này sinh ra
một lượng lớn CO
2
, chúng hoà tan trong các dịch của cơ thể tạo thành H
2
CO
3
rồi lại
phân li thành các ion H
+
.
Trong huyết tương, NaHCO
3
, protein và H
2
PO
4
có tác dụng như là một hệ đệm
pH, chúng kết hợp tạm thời với các ion dư thừa và đồng thời giữ cho pH không đổi,
ion H
+
được đào thải ra khỏi cơ thể theo 2 cách. Một số ion H
+
được sử dụng khi CO
2
được phổi thải ra ngoài bởi vì quá trình này đi ngược lại những biến đổi hoá học dẫn
đến việc sản sinh ra H
+
. Ngoài ra các ion H
+
có thể được thận trực tiếp thải ra ngoài.
Sự thay đổi của nội môi rất nhỏ cũng gây những biến đổi lớn đối với tế bào. Vì
vậy điều hoà pH của nội môi tức là điều hoà cân bằng axit- bazơ. Giữ được pH
tương đối ổn định để đảm bảo mọi hoạt động sống của tế bào là nhờ hệ thống đệm.
Chất đệm là chất có khả năng lấy đi ion H
+
hoặc ion OH
-
khi các ion này xuất hiện
trong môi trường trong và làm cho pH của môi trường thay đổi rất ít.
Mỗi hệ đệm ở trong máu là do một axit yếu ít bị phân li và một muối kiềm mạnh
của axit đó tạo thành. Trong cơ thể có những hệ đệm chủ yếu sau:
+ Hệ đệm bicacbonat: NaHCO
3
/H
2
CO
3
: là hệ đệm không có khả năng đệm tối
đa nên không phải là hệ đệm tối ưu, chỉ đảm nhận khoảng 7 – 9% khả năng các hệ
đệm trong cơ thể. Tuy nhiên, hệ đệm này vẫn đóng vai trò quan trọng vì nồng độ của
cả 2 thành phần của hệ đệm đều có thể được điều chỉnh.
- 8 -
- nồng độ CO
2
được điều chỉnh bởi phổi
- nồng độ bicacbonat được thận điều chỉnh.
Tốc độ điều chỉnh pH của hệ đệm này rất nhanh.
Khi nồng độ axit trong máu đã tăng lên (ví dụ khi thức ăn có nhiều axit lactic)
thì vai trò của hệ đệm như sau: muối cacbonat trong máu sẽ trung hoà các axit và
tạo thành axit cacbonic. Axit này sẽ tạo thành khí CO
2
và H
2
O và được ra ngoài qua
phổi khi hô hấp do sự tăng nồng độ của ion H
+
trong máu sẽ kích thích trung khu hô
hấp. Kết quả là đã tạo nên sự cân bằng giữa axit cacbonic và muối bicacbonat được
phục hồi, nghĩa là độ pH luôn được ổn định.
Trong trường hợp độ bazơ trong máu tăng lên thì axit H
2
CO
3
trong máu sẽ
trung hoà, các bazơ được thay thế bằng các muối kiềm yếu và lượng muối kiềm thừa
ra sẽ được thận tăng cường hoạt động lọc để thải ra ngoài. Do vậy sự cân bằng axit –
bazơ lại được phục hồi.
+ Hệ đệm photphat: Na
2
HPO
4
/NaH
2
PO
4
: đóng vai trò quan trọng trong dịch
ống thận vì photphat tập trung nhiều ở ống thận, nên nó có khả năng đệm tối đa ở
vùng này. Tuy nhiên, nồng độ hệ đệm photphat chỉ bằng 1/6 hệ đệm bicacbonat nên
không có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh pH của nội môi nói chung.
Khi độ axit trong máu tăng lên thì nhờ tác dụng với Na
2
HPO
4
sẽ tạo thành
NaH
2
PO
4
là 1 axit yếu hơn nên làm giảm nồng độ axit ở trong máu. Còn trong trường
hợp nồng độ bazơ trong máu tăng thì nhờ tác dụng với Na
2
H
2
PO
4
sẽ tạo thành
NaHPO
4
là một muối kiềm yếu nên làm giảm nồng độ bazơ trong máu.
+ Hệ đệm proteinat: Là hệ đệm quan trọng nhất, chiếm khoảng 75 % khả
năng của các hệ đệm của máu. Hệ đệm này gồm các protein huyết tương và protein
trong tế bào hồng cầu. Protein đóng vai trò như chất đệm, giữ cho pH máu ổn định do
khả năng liên kết với H
+
và OH
-
. Các hoạt động của cơ thể rất nhạy cảm với sự thay
đổi pH máu, vì vậy vai trò duy trì cân bằng pH là rất quan trọng. Protein có nhiệm vụ
kéo nước từ trong tế bào vào mạch máu, khi lượng protein trong máu thấp, dưới áp
lực co bóp của tim, nước bị đẩy vào khoảng gian bào gây hiện tượng phù
Một số axit amin trong phân tử protein có gốc – COOH tự do. Khi pH trong
dịch cơ thể tăng lên, gốc này sẽ được ion hoá và giải phóng H
+
, đồng thời một số axit
amin trong phân tử protein có gốc –NH
2
tự do. Khi pH trong dịch cơ thể giảm xuống,
gốc này có thể nhận thêm H
+
để trở thành NH
3
.
Nhờ tác dụng của các hệ đệm trong máu mà độ pH trong máu luôn được duy trì
ở mức ổng định. Giá trị của độ pH chỉ thay đổi trong phạm vi nhỏ ± 0,2 đã có thể
gây ra những rối loạn cho nhiều quá trình sinh học trong cơ thể và thậm chí có thể
gây ra ngộ độc và dẫn đến tử vong.
5. Cân bằng nhiệt
Cơ thể có khả năng điều hoà thân nhiệt ở một giới hạn nhất định để thích ứng
với môi trường xung quanh. Khả năng này ở mỗi người khác nhau, người trưởng
thành khỏe mạnh có sức chịu đựng tốt nhất, trái lại người cao tuổi và trẻ em sức chịu
đựng kém hơn nhiều và dễ gặp nguy hiểm khi nhiễm nắng nóng.
Sự thay đổi thân nhiệt ở các động vật hằng nhiệt có thể gây rối loạn các quá
trình sinh lí. Do đó, cơ thể phải có những cơ chế đảm bảo sự cân bằng giữa quá trình
sinh nhiệt và toả nhiệt để giữ cho thân nhiệt được ổn định. Người lớn bình thường
- 9 -
duy trì lõi nhiệt của cơ thể trong phạm vi 36,5 – 37
0
C. Tuy nhiên cũng tuỳ theo từng
người, ví dụ trẻ em thường có nhiệt độ cơ thể cao hơn.
Nhiệt độ phần lõi cơ thể luôn giữ trong phạm vi trên bất chấp những thay đổi
nhiệt độ của môi trường bên ngoài nhờ những cơ chế điều hoà chính xác. Điều này
đặc biệt quan trọng trong việc ngăn ngừa nhiệt độ cơ thể quá cao. Đa số con người
lên cơn co giật ở nhiệt độ 41
0
C, trong khi đó nhiệt độ cơ thể trên 43
0
C là gây tử
vong.
Các cơ chế sinh lí của sự điều hoà nhiệt là những ví dụ điển hình của sự ổn
định nội môi. Cũng giống như các cơ chế có liên quan với sự điều hoà áp suất thẩm
thấu, các cơ chế này hoạt động và tạo ra một sự cân bằng động trong khi các điều
kiện xung quanh luôn thay đổi.
Bất kì lúc nào thì cân bằng giữa thu nhiệt và mất nhiệt đều phải được duy trì.
Điều này có thể đạt được bằng cách tăng sinh nhiệt khi trời lạnh và điều hoà mất
nhiệt khỏi cơ thể. Những điều chỉnh này thực hiện được là nhờ nhiệt độ của cơ thể
thường xuyên được các cơ quan cảm giác nhiệt gọi là các cơ quan thụ cảm nhiệt độ
tiếp nhận. Có 2 dạng cơ quan thụ cảm nhiệt ở da: Các cơ quan thụ cảm về lạnh có
đáp ứng cực đại ở nhiệt độ 30
0
C và các cơ quan thụ cảm về nóng có đáp ứng cực đại
vào khoảng 40
0
C.
Tín hiệu từ các cơ quan thụ cảm này được truyền đến vùng dưới đồi và vùng
vỏ não gây ra cảm giác lạnh và nóng. Nhiệt độ của phần lõi cơ thể được các cơ quan
thụ cảm nhiệt độ trung ương ở vùng dưới đồi tiếp nhận. Các cơ quan thụ cảm này
phản ứng lại với những thay đổi nhiệt độ của máu chỷa qua. Vùng dưới đồi được coi
là chưa 2 trung khu điều hoà nóng và lạnh nằm riêng rẽ, trung khu này ức chế hoạt
động của trung khu kia, do đó chúng không thể nào hoạt động cùng một lúc. Phụ
thuộc vào các tín hiệu đến cơ quan cảm giác, 2 trung tâm có thể tạo ra một loạt các
phản ứng:
Sinh nhiệt: Để điều hòa thân nhiệt, cơ thể có thể sinh nhiệt hoặc giảm nhiệt. Các
phản ứng hoá học của quá trình chuyển hoá tạo ra nhiệt lượng như tiêu hóa thức ăn,
chuyển hóa các chất dinh dưỡng, đặc biệt là ở các cơ quan hoạt động mạnh như gan.
Lượng nhiệt giải phóng ra theo cách này không thể nào thấp hơn một mức năng
lượng tối thiểu gọi là tốc độ chuyển hoá cơ bản.
Mặt khác sinh nhiệt được tăng cường bởi quá trình co cơ vì khi vận động, cơ bắp
sinh nhiều nhiệt do có sự gia tăng các phản ứng sinh hóa ở tế bào cơ vân. Sự co cơ
nhanh và lặp lại liên hồi gọi là sự run và là một biện pháp có hiệu quả trong việc giúp
cho cơ thể tránh tụt nhiệt độ trong điều kiện lạnh. Trong trạng thái nghỉ ngơi, các cơ
quan nội tạng, não, cơ bắp sinh nhiệt do quá trình chuyển hoá các chất.
Tốc độ chuyển hoá còn chịu ảnh hưởng của hoocmon, đáng chú ý là các chất nội
tiết tố thyroxin của tuyến giáp, adrenalin của tuyến thượng thận. Các hoocmon này
cón thể có một phần vai trò trong điều chỉnh dài hạn hay trong sự thích nghi với
những điều kiện mới nhưng chúng có vai trò rất ít trong các phản ứng ngắn hạn.
Giãn mạch và co mạch: Nhiệt độ truyền từ phần lõi nhiệt của cơ thể đến các lớp
bề mặt chủ yếu bằng đường máu. Trong những điều kiện nóng, các động mạch nhỏ đi
đến các cung mao mạch của da giãn ra cho phép một lượng lớn máu chảy qua. Phản
ứng này được gọi là giãn mạch. Các động mạch nhỏ dẫn đến các cung mao mạch co
lại bởi các cơ thắt làm cho máu chảy qua những mạch tắt nằm ở lớp dưới da. Bằng
- 10 -
cách đó hầu như nhiệt không bị mất đi. Ở một vài phần của cơ thể, máu chảy đến da
có thể giảm tới 99%, ví dụ trong trường hợp ngón tay bị lạnh.
Sự giảm nhiệt độ của cơ thể đạt được chủ yếu thông qua sự giãn mạch, do đó làm
gia tăng sự mất nhiệt nhờ sự dẫn nhiệt, sự đối lưu nhiệt hoặc sự toả nhiệt qua da.
Ra mồ hôi: Cơ thể thải nhiệt nhờ các hoạt động: truyền nhiệt từ cơ thể ra môi
trường như tắm nước lạnh, quạt điện, ở trong phòng có máy điều hòa không khí; bài
tiết mồ hôi để quá trình bay hơi của mồ hôi thoát nhiệt cho cơ thể; thoát nhiệt qua hơi
thở, qua sự bài tiết.
Sự mất nhiệt bằng con đường bay hơi từ bề mặt của da xuất hiện thường xuyên
bởi sự khuyếch tán của nước qua da. Lượng nứơc cơ thể mất đi khoảng 600 – 800
cm
3
một ngày và được gọi là ra mồ hôi không cảm thấy. Khi chịu tác động của nắng
nóng, cơ thể sẽ có các phản ứng để giảm thân nhiệt như: dãn nở mạch máu để máu
dồn nhiều tới da từ đó mà thoát nhiệt; tuyến mồ hôi hoạt động mạnh, tiết ra nhiều mồ
hôi tăng bay hơi mồ hôi để hạ nhiệt. Có các yếu tố làm gia tăng nhiệt độ cơ thể trong
môi trường nắng nóng như: sự vận động của các bắp thịt, do lao động, chạy nhảy ,
người cao tuổi, người béo phì, khát nước, người có bệnh tim mạch, mặc quần áo dày,
chật khó tỏa nhiệt.
Trong điều kiện nóng, mất nhiệt bằng con đường bay hơi được tăng cường bởi sự
tiết mồ hôi từ các tuyến. Mồ hôi là một dung dịch rất loãng chứa các muối ure và
axit lactic. Trong điều kiện cực nóng, một ngày có thể ra đến 12l mồ hôi và bay hơi
khỏi bề mặt cơ thể. Bằng cách điều chỉnh lượng mồ hôi, lượng nhiệt mất đi luôn
được kiểm soát bất chấp những thay đổi nhiệt độ của môi trường bên ngoài. Khi
nhiệt độ của môi trường bên ngoài vượt quá nhiệt độ của phần lõi, bay hơi trở thành
phương pháp mất nhiệt duy nhất.
Trong điều kiện khô hanh, một người có thể chịu được nhiệt độ 120
0
C mà nhiệt
độ ở vùng lõi không bị tăng lên. Mặt khác, nếu không khí oi bức, sự bay hơi giảm đi
hay ngừng lại nhiệt độ cơ thể tăng lên rất nhanh, ngang bằng với nhiệt độ cơ thể bên
ngoài trong phạm vi từ 40- 55
0
C.
Khi mọi nỗ lực của cơ thể mà vẫn không giảm được sức nóng do môi trường tác
động, trong cơ thể sẽ diễn ra những biến đổi sinh hoá trầm trọng có thể gây nguy
hiểm cho sức khỏe
III. Kết luận:
Để đảm bảo mọi hoạt động sống diễn ra bình thường thì môi trường trong cơ
thể luôn phải đạt trạng thái cân bằng. Đối với mỗi thành phần khác nhau có ảnh
hưởng đến cân bằng nội môi thì cơ thể có những cơ chế điều hoà khác nhau. Khi các
bô phận thực hiên chức năng điều hoà bị tổn thương hoặc bị bệnh thì sẽ ảnh hưởng
đến trạng thái cân bằng nội môi, dẫn đến những rối loạn sinh lí, trong trường hợp
nặng có thể sẽ dẫn đến tử vong. Để đạt được trạng thái cân bằng nội môi, con người
luôn cần chú ý tới chế độ ăn uống, tập luyện và vệ sinh chăm sóc sức khoẻ.
- 11 -
