BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC CẦN THƠ
GIÁO TRÌNH
SINH LÝ HỌC
Học phần 1
BỘ MÔN SINH LÝ
NĂM 2014
1
MỤC LỤC
STT NỘI DUNG
SỐ
TRANG
Nhập môn Sinh lý học 01
Chương 1. Sinh lý đại cương 05
1 Đại cương về cơ thể sống
05
2 Sinh lý thân nhiệt
14
3 Sinh lý tế bào 20
4 Vận chuyển vật chất qua màng tế bào
30
5 Điện thế màng tế bào
38
Chương 2. Sinh lý điều hòa hoạt động cơ thể bằng cơ chế thể dịch 46
6 Sinh lý dịch cơ thể
46
7 Đại cương về hormon
60
8 Sinh lý vùng hạ đồi 71
9 Sinh lý tuyến yên
74
10 Sinh lý tuyến giáp
81
11 Sinh lý tuyến cận giáp
87
12
Sinh lý tụy nội tiết
89
13 Sinh lý tuyến thượng thận
93
14 Một số hormon địa phương và hoạt chất sinh học
98
Chương 3. Sinh lý điều hòa hoạt động cơ thể bằng cơ chế thần kinh 103
15 Sinh lý nơron và synap
103
16 Sinh lý cảm giác
112
17
Sinh lý vận động
131
18 Sinh lý phản xạ
136
19 Sinh lý hệ thần kinh tự chủ
144
20
Sinh lý t
hần kinh cao cấp
152
1
NHẬP MÔN SINH LÝ HỌC
Mục tiêu:
1. Trình bày được định nghĩa, đối tượng của sinh lý học.
2. Phân tích được mối liên quan giữa sinh lý học với các ngành khoa học tự
nhiên và các chuyên ngành Y học khác.
3. Xác định được phương pháp nghiên cứu và học tập sinh lý học
1. ĐỊNH NGHĨA VÀ ĐỐI TƯỢNG CỦA SINH LÝ HỌC
1.1. Định nghĩa
Sinh lý học là ngành khoa học nghiên cứu về các hoạt động chức năng
của cơ thể sống, tìm cách giải thích vai trò của các yếu tố vật lý, hóa học, về
nguồn gốc, sự phát triển và sự tiến hóa của sự sống ở sinh vật.
Sinh lý học y học nghiên cứu về các hoạt động chức năng của từng tế
bào, từng cơ quan, hệ thống cơ quan trong mối quan hệ giữa chúng với nhau
và giữa cơ thể với môi trường, nghiên cứu về sự điều hòa chức năng để đảm
bảo cho cơ thể tồn tại, phát triển một cách bình thường và thích ứng được với
sự biến đổi của môi trường sống.
Đặc biệt, sinh lý học y học xác định được các chỉ số biểu hiện các hoạt
động chức năng của các cơ quan, hệ thống cơ quan và có thể đo lường được
chúng trong trạng thái hoạt động bình thường, nhằm giúp các nhà lâm sàng
học có tiêu chuẩn so sánh và đánh giá tình trạng bệnh lý, đồng thời có thể đề
xuất những biện pháp nhằm đảm bảo và nâng cao sức khỏe cho con người.
1.2. Đối tượng
Đối tượng của sinh lý học y học là cơ thể người bình thường.
2. VỊ TRÍ CỦA SINH LÝ HỌC
Sinh lý học là một ngành sinh học, nó liên quan đến nhiều ngành khoa
học khác nhau:
- Sinh lý học kế thừa khoa học cơ bản toán, vật lý, hóa học và sử dụng
những kiến thức toán, vật lý, hóa học để nghiên cứu những hoạt động chức
năng và điều hòa chức năng trong cơ thể.
- Trong y học, sinh lý học liên quan chặt chẽ với các ngành khoa học
hình thái như giải phẫu học, mô học, liên quan đến các ngành hóa sinh học, lý
sinh học.
2
- Sinh lý học y học là môn học cơ sở rất quan trọng đặc biệt gắn liền
với sinh lý bệnh và dược lý. Sinh lý học góp phần cho dự phòng, chẩn đoán,
điều trị và theo dõi bệnh.
3. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÔN SINH LÝ HỌC
Lịch sử phát triển sinh lý học đi song song với lịch sử phát triển của các
ngành khoa học tự nhiên và luôn gắn liền với sự thay đổi về quan niệm triết
học. Có thể chia lịch sử phát triển sinh lý học thành 3 giai đoạn khác nhau.
3.1. Giai đoạn hình thành
Ngay từ thuở khai sinh, nhân loại đã luôn đứng trước câu hỏi lớn về sự
tồn tại của chính bản thân. Những quan niệm triết học ban đầu là những luận
thuyết huyền bí của tôn giáo về linh hồn và thể xác. Cùng với việc ghi nhận
các hiện tượng xảy ra bên trong và bên ngoài bản thân mình, các nhà triết học
đã bắt đầu giải thích một số hiện tượng của cơ thể sống. Trước Công nguyên
5 thế kỷ, một thầy thuốc người Hy lạp là Hippocrate đã đề xướng “Thuyết
hoạt khí”, thuyết này cho rằng hoạt khí trong phổi, chuyển sang máu rồi lưu
thông khắp cơ thể, làm cơ thể hoạt động, tắt thở là chết. Đến thế kỷ thứ II,
Galien đã phát triển thuyết này để giải thích một số hiện tượng khác. Đó là
những nền móng đầu tiên của sự ra đời sinh lý học.
3.2. Giai đoạn hoàn thiện
Vào khoảng thế kỷ XVI đến nửa đầu thế kỷ XX, nền kinh tế các nước
châu Âu phát triển, chế độ tư bản ra đời, khoa học tự nhiên có những tiến bộ
quan trọng, đặc biệt là cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật lần thứ nhất đã tạo
điều kiện cho sinh lý học định hình rõ nét. Các phát minh khoa học hoàn thiện
dần những hiểu biết về cấu tạo, chức năng của các cơ quan trong cơ thể. Một
số nghiên cứu điển hình như Luigi Galvani phát hiện điện sinh vật, Schwann
tìm ra tế bào động vật, Claude Bernard đưa ra quan niệm hằng tính nội môi,
Pavlov với thuyết phản xạ có điều kiện….
3.3. Giai đoạn phát triển
Từ khoảng giữa thế kỷ XX trở lại đây, những bước nhảy vọt trong
nghiên cứu sinh học phân tử đã đem lại một diện mạo mới cho sinh lý học.
Phát minh về cấu trúc xoắn kép của acid nucleic của Watson và Crick (1953);
phát minh về ARN thông tin của Jacob và Monod (1965); phát minh về mã di
truyền của Nirenberg, Holdey, Khorana; phát minh về cơ chế tác dụng của
hormon của Sutherland… đã giải thích các hiện tượng sinh lý học dưới góc độ
3
phân tử. Không dừng lại ở đó, một số nghiên cứu đã bắt đầu đề cập đến vai
trò của điện tử trong các quá trình sinh lý. Thế kỷ XXI, với những kỳ vọng về
thế kỷ của công nghệ sinh học sẽ tiếp tục đưa sinh lý học tiến xa hơn nữa.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ HỌC TẬP SINH LÝ HỌC
4.1. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp chủ yếu được sử dụng để nghiên cứu sinh lý học là quan
sát và thực nghiệm ở các mức độ khác nhau:
- Trên cơ thể toàn vẹn (in vivo)
- Trên cơ quan nào đó đã cắt sự chi phối của hệ thần kinh nhưng vẫn
giữ nguyên sự nuôi dưỡng bằng đường mạch máu (insitu).
- Trên một cơ quan hoặc tế bào đã tách rời ra khỏi cơ thể và nuôi dưỡng
trong môi trường thích hợp giống môi trường trong cơ thể (in vitro).
Và gần đây là thực hiện việc tách chiết các phân tử sinh học … các
nhà sinh lý học có thể ghi nhận được những hoạt động chức năng , những thay
đổi chức năng của tế bào, cơ quan của cơ thể bằng những phương tiện đo
lường chính xác. Từ những quan sát đó, các nhà khoa học có thể tìm hiểu hoạt
động và cơ chế điều hòa hoạt động của cơ thể.
Nghiên cứu, học tập sinh lý học chúng ta phải luôn luôn trả lời 3 câu
hỏi:
- Cái gì, hiện tượng gì đã xảy ra?.
- Nó đã diễn ra như thế nào?.
- Tại sao nó xảy ra và diễn biến như thế?.
4.2. Phương pháp học tập
Trước hết phải có kiến thức cơ bản về hình thái học (giải phẫu và mô
học) vì cấu trúc và chức năng có mối liên quan chặt chẽ với nhau, trong đó
chức năng quyết định cấu trúc. Đồng thời phải có kiến thức về sinh học, hóa
học, lý học, đặc biệt hóa sinh học và lý sinh học vì nhờ đó ta có thể hiểu biết
căn kẽ và giải thích được bản chất các hoạt động chức năng và điều hòa chức
năng của cơ thể.
Để học tốt môn sinh lý học cũng cần có sự so sánh, liên hệ chức năng
của các cơ quan, hệ thống cơ quan với nhau và đặt chúng trong mối liên hệ
giữa cơ thể với môi trường. Các hiểu biết về sinh lý học sẽ càng sáng tỏ hơn
khi áp dụng kiến thức sinh lý học để giải thích các hiện tượng, các biểu hiện
4
trong trường hợp bệnh lý, cơ chế tác dụng của thuốc và thực hành thăm dò
chức năng.
Câu hỏi lượng giá:
1. Sinh lý học tập trung nghiên cứu:
a. Cấu trúc đại thể và vi thể của cơ
thể
b. Cơ chế và điều hòa hoạt động
chức năng của cơ thể
c. Diễn tiến bệnh lý của cơ thể
d. Cơ chế tác dụng của thuốc
2. Sinh lý học không thể tách rời
các môn học:
a. Toán, vật lý, hóa học
b. Hóa sinh, lý sinh
c. Sinh lý bệnh và dược lý
d. Tất cả đều đúng
3. In vitro là thực nghiệm trên:
a. Cơ thể toàn vẹn
b Cơ quan đã cắt sự chi phối của hệ
thần kinh.
c Cơ quan đã tách rời ra khỏi cơ
thể.
d. Trên các phân tử sinh học
5
Chương 1
SINH LÝ ĐẠI CƯƠNG
Con người là một sinh vật đa bào mà mỗi tế bào vừa là đơn vị cấu tạo
vừa là đơn vị chức năng của cơ thể. Một cơ thể sống có những đặc điểm riêng
của nó, để có thể hiểu về hoạt động chức năng của từng cơ quan và hệ thống
cơ quan, trước hết cần nắm những điểm chung nhất của một cơ thể sống.
ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠ THỂ SỐNG
Mục tiêu:
1. Trình bày ba đặc điểm chính của sự sống
2. Trình bày được các dạng năng lượng, quá trình tổng hợp năng lượng và các
hình thức tiêu hao năng lượng trong cơ thể.
3. Trình bày được các nguyên tắc chung trong điều hòa hoạt động cơ thể.
1. ĐẶC ĐIỂM CỦA CƠ THỂ SỐNG
Cơ thể sống có 3 đặc điểm chính:
1.1. Khả năng thay cũ đổi mới
Khả năng thay cũ đổi mới là hoạt động chuyển hóa, gồm 2 quá trình:
- Quá trình đồng hóa: thu nhận vật chất biến thành chất dinh dưỡng để
cơ thể xây dựng hình thể, tồn tại và phát triển.
- Quá trình dị hóa: phân giải vật chất, tạo ra năng lượng để cơ thể hoạt
động và đào thải các sản phẩm chuyển quá ra khỏi cơ thể.
Hai quá trình này là 2 mặt thống nhất của chuyển hóa. Chuyển hóa
ngừng là cơ thể chết. Hoạt động chuyển hóa cần những hợp chất giàu năng
lượng như ATP và các men sinh học
1.2. Khả năng chịu kích thích
Khả năng chịu kích thích là khả năng của cơ thể đáp ứng với những
kích thích của môi trường sống. Biểu hiện đáp ứng có thể là hưng phấn hoặc
ức chế.
- Hưng phấn là biểu hiện của tế bào, cơ quan khi chuyển từ trạng thái
nghỉ sang trạng thái hoạt động.
- Ức chế là biểu hiện kiềm hãm hoặc làm ngưng trệ hoàn toàn trạng thái
hoạt động của tế bào, cơ quan trong cơ thể.
6
Khả năng chịu kích thích vừa là biểu hiện của sự sống vừa là điều kiện
tồn tại của sự sống.
1.3. Khả năng sinh tồn nòi giống
Khả năng sinh tồn nòi giống là khả năng sinh sản giống mình, do mã di
truyền quyết định.
2. NĂNG LƯỢNG CHO SỰ SỐNG
2.1. Các dạng năng lượng của cơ thể
Trong cơ thể có 5 dạng năng lượng, 4 dạng năng lượng sinh công là
hóa năng, cơ năng, thẩm thấu năng, điện năng và 1 dạng năng lượng không
sinh công là nhiệt năng.
- Hóa năng:
+ Nguồn gốc: tồn tại trong liên kết của các phân tử hóa học cấu tạo nên
cơ thể đặc biệt là dạng hợp chất giàu năng lượng ATP.
+ Ý nghĩa: giữ các phân tử có hình dạng cố định trong không gian.
Năng lượng sẽ được giải phóng khi phân tử bị phá vỡ để sinh công hóa học,
số năng lượng giải phóng khác nhau tuỳ loại liên kết.
- Động năng hay cơ năng:
+ Nguồn gốc: sinh ra do sự trượt lên nhau của các sợi actin và myosin
trong tế bào cơ.
+ Ý nghĩa: năng lượng được dùng để sinh công cơ học tạo ra sự co cơ
dẫn đến một hình thái chuyển động như: vận chuyển máu trong bộ máy tuần
hoàn, vận chuyển khí trong bộ máy hô hấp, vận chuyển thức ăn trong bộ máy
tiêu hóa…
- Thẩm thấu năng:
+ Nguồn gốc: sinh ra từ sự chênh lệch nồng độ chất ở hai bên màng tế
bào.
+ Ý nghĩa: năng lượng được dùng để sinh công thẩm thấu tạo ra hiện
tượng thẩm thấu.
- Điện năng:
+ Nguồn gốc: sinh ra do sự chênh lệch nồng độ ion ở hai bên màng tế
bào.
+ Ý nghĩa: năng lượng được dùng để sinh công điện tạo ra dòng điện
sinh học.
- Nhiệt năng:
7
+ Nguồn gốc: sinh ra từ các phản ứng chuyển hóa trong cơ thể. Trung
bình khoảng 80% năng lượng sinh ra từ các phản ứng chuyển hóa này trở
thành nhiệt năng.
+ Ý nghĩa: để đảm bảo duy trì thân nhiệt ổn định. Ngoài ra, tế bào sống
không có bộ máy sử dụng nhiệt để sinh công nên đây còn là dạng năng lượng
thoái hóa cần thường xuyên thải ra ngoài cơ thể.
2.2. Chuyển hóa năng lượng
Chuyển hóa năng lượng là sự biến đổi các dạng năng lượng trong cơ
thể từ dạng này sang dạng kia theo định luật bảo toàn năng lượng.
2.2.1. Tổng hợp năng lượng
Cơ thể không tự sinh ra năng lượng mà phải lấy cơ sở từ hóa năng thức
ăn chuyển thành các dạng năng lượng cần cho sự sống.
Thức ăn là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho cơ thể. Ba chất
sinh năng chính trong thức ăn là: protid, glucid, lipid.
Quá trình tổng hợp năng lượng diễn ra qua 2 giai đoạn:
- Quá trình phosphoryl-oxy hóa khử: là quá trình chuyển từ hóa năng
thức ăn thành dạng năng lượng dự trữ ATP. Quá trình này gồm hai giai đoạn:
+ Oxy hóa khử: xảy ra ở bào tương và ty thể của tế bào. Đây là giai
đoạn đốt cháy hay thoái hóa các chất sinh năng tạo ra năng lượng tự do, CO
2
và H
2
O. CO
2
và H
2
O sau đó sẽ được đào thải ra khỏi cơ thể,
+ Phosphoryl hóa: năng lượng tự do từ giai đoạn oxy hóa khử được sử
dụng để phosphoryl hóa ADP tạo ra hợp chất giàu năng lượng ATP.
- Quá trình hình thành các dạng năng lượng cơ thể: ATP là dạng năng
lượng trung gian được tế bào tích trữ và sử dụng để tạo thành các dạng năng
lượng của cơ thể:
+ Hóa năng: ở mạng lưới nội bào tương của tế bào ATP cung cấp năng
lượng cho các phản ứng tổng hợp các chất tạo hình, dự trữ, thực hiện chức
năng và bài tiết. Như vậy hóa năng của ATP đã chuyển thành hóa năng của
các chất đó.
+ Động năng hay cơ năng: ở màng tế bào ATP cung cấp năng lượng
cho sự vận chuyển vật chất qua màng tế bào; ở các sợi co rút của tế bào ATP
cung cấp năng lượng cho sự co cơ tạo nên sự chuyển động trong tuần hoàn,
hô hấp, tiêu hóa, cơ… Như vậy hóa năng của ATP đã chuyển thành động
năng của sự vận động trong cơ thể.
8
+ Thẩm thấu năng: ở màng tế bào ATP cung cấp năng lượng cho sự
vận chuyển vật chất qua màng tế bào và duy trì sự chênh lệch nồng độ chất
hai bên màng tạo nên hiện tượng thẩm thấu. Như vậy hóa năng của ATP đã
chuyển thành thẩm thấu năng của sự thẩm thấu.
+ Điện năng: ở màng tế bào ATP cung cấp năng lượng cho sự vận
chuyển ion qua màng tế bào tạo nên điện thế nghỉ, điện thế hoạt động của
màng. Như vậy hóa năng của ATP đã chuyển thành điện năng của các dòng
điện sinh học.
+ Nhiệt năng: trong tất cả các phản ứng chuyển hóa trên bao giờ cũng
có trung bình khoảng 80% năng lượng của các chất tham gia phản ứng biến
đổi thành nhiệt năng, hiệu suất sử dụng còn lại khoảng 20% để tạo ra các
công hóa học, cơ học, thẩm thấu hay điện
2.2.2. Tiêu hao năng lượng trong cơ thể
Năng lượng dù tiêu hao ở bất cứ dạng nào cuối cùng đều thải ra ngoài
dưới dạng nhiệt. Các dạng năng lượng tiêu hao bao gồm:
- Năng lượng tiêu hao cho duy trì cơ thể: đây là năng lượng cần cho sự
tồn tại bình thường của cơ thể, không thay đổi thể trọng, không sinh sản.
Năng lượng tiêu hao cho duy trì cơ thể bao gồm các dạng:
+ Năng lượng tiêu hao cho chuyển hóa cơ sở: chuyển hóa cơ sở là các
hoạt động cần thiết cho cơ thể tồn tại trong điều kiện cơ sở: không vận cơ,
không tiêu hóa, không điều nhiệt. Như vậy đây là sự chuyển hóa năng lượng
cho các hoạt động như thần kinh, hô hấp, tim mạch, bài tiết… khi cơ thể ở
trạng thái hoàn toàn bình thường. Đơn vị đo chuyển hóa cơ sở: Kcal/m
2
da/giờ hoặc KJ/m
2
da/giờ. Các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển hóa cơ sở:
. Tuổi: tuổi càng cao thì chuyển hóa cơ sở càng giảm. Riêng ở tuổi dậy
thì và trước dậy thì chuyển hóa cơ sở giảm ít hơn.
. Giới: chuyển hóa cơ sở ở nam cao hơn nữ cùng độ tuổi.
. Nhịp ngày đêm: chuyển hóa cơ sở cao nhất vào lúc 13-16 giờ chiều và
thấp nhất vào lúc 1-4 giờ sáng.
. Chu kỳ kinh nguyệt và thai nghén: nửa sau chu kỳ kinh nguyệt và khi
có thai chuyển hóa cơ sở cao hơn bình thường.
. Trạng thái tình cảm: lo lắng và căng thẳng làm tăng chuyển hóa cơ sở;
ngược lại khi ngủ, bệnh nhân trầm cảm chuyển hóa cơ sở lại giảm.
9
. Các yếu tố bệnh lý: ưu năng tuyến giáp làm tăng chuyển hóa cơ sở và
ngược lại; sốt làm chuyển hóa cơ sở tăng, suy dinh dưỡng làm chuyển hóa cơ
sở giảm.
+ Năng lượng tiêu hao cho vận cơ: trong vận cơ, hóa năng tích luỹ
trong cơ bị tiêu hao: 25% chuyển thành công cơ học, 75% tỏa ra dưới dạng
nhiệt. Mức tiêu hao năng lượng trong vận cơ được dùng làm cơ sở để xác
định khẩu phần ăn theo nghề nghiệp. Đơn vị đo năng lượng tiêu hao trong vận
cơ: Kcal/kg thể trọng/phút. Các yếu tố ảnh hưởng đến tiêu hao năng lượng
trong vận cơ:
. Cường độ vận cơ: cường độ vận cơ càng lớn thì tiêu hao năng lượng
càng cao. Đây là cơ sở để phân loại lao động thể lực thành loại nhẹ, trung
bình, nặng, cực nặng.
. Tư thế vận cơ: năng lượng tiêu hao không chỉ do tạo ra công mà còn
do các cơ phải co để giữ cho cơ thể ở những tư thế nhất định trong lúc vận cơ.
Số cơ co càng nhiều thì tiêu hao năng lượng càng lớn. Tư thế càng dễ chịu
thoải mái số cơ co càng ít, năng lượng tiêu hao càng ít. Đây là cơ sở cho việc
chế tạo công cụ phương tiện lao động phù hợp với người lao động và công
việc.
. Mức độ thông thạo: càng thông thạo công việc thì mức độ tiêu hao
năng lượng cho vận cơ càng ít do giảm bớt số cơ co không cần thiết.
+ Năng lượng tiêu hao cho điều nhiệt: để giữ cho thân nhiệt được hằng
định đảm bảo tốc độ các phản ứng hóa học diễn ra bình thường, cơ thể phải
tiêu hao năng lượng cho điều nhiệt gồm sinh nhiệt và thải nhiệt.
+ Năng lượng tiêu hao cho tiêu hóa: tiêu hóa có vai trò cung cấp năng
lượng cho cơ thể nhưng bản thân tiêu hóa cũng làm tiêu hao năng lượng của
cơ thể cho các hoạt động: cơ học, bài tiết, hóa học, hấp thu. Tác dụng động
lực đặc hiệu của thức ăn (SDA: specific dynamic action) là phần trăm của
mức tiêu hao năng lượng do tiêu hóa tăng lên so với mức tiêu hao trước khi
ăn:
. SDA của protid là 30.
. SDA của glucid là 6.
. SDA của lipid là 14.
. SDA của chế độ ăn hỗn hợp là 10.
10
- Năng lượng tiêu hao cho sự phát triển cơ thể: năng lượng tiêu hao cho
sự phát triển cơ thể là năng lượng dùng cho việc tổng hợp các thành phần tạo
hình, dự trữ của cơ thể để:
+ Tăng chiều cao, tăng trọng lượng cơ thể đặc biệt ở tuổi đang trưởng
thành.
+ Rèn luyện cơ thể, thể dục thể thao.
+ Thay thế các mô già, chết.
+ Hồi phục cơ thể sau khi bị bệnh.
Năng lượng tiêu hao để tăng thêm 1g thể trọng là 5Kcal.
- Năng lượng tiêu hao cho sinh sản: năng lượng tiêu hao cho các hoạt
động sinh sản như:
+ Trong thời kỳ mang thai: năng lượng tiêu hao khoảng 60.000-80.000
Kcal cho việc tạo thai, nuôi và phát triển thai, dự trữ cho việc nuôi con sau khi
sanh.
+ Trong thời kỳ nuôi con: năng lượng tiêu hao khoảng 500 Kcal cho
việc tổng hợp và bài tiết sữa.
2.3. Điều hòa chuyển hóa năng lượng
2.3.1. Điều hòa chuyển hóa năng lượng ở mức tế bào
Điều hòa theo cơ chế feedback âm tính: phản ứng sinh năng → ATP →
ADP + P
- Khi tế bào không hoạt động: hàm lượng ADP trong tế bào thấp, tất cả
các phản ứng sinh năng lượng trong tế bào giảm đi.
- Khi tế bào hoạt động: hàm lượng ADP trong tế bào tăng, các phản
ứng sinh năng lượng sẽ tăng lên.
Như vậy hàm lượng ATP trong tế bào luôn được duy trì ổn định.
2.3.2. Điều hòa chuyển hóa năng lượng ở mức cơ thể
2.3.2.1. Điều hòa chuyển hóa năng lượng bằng cơ chế thần kinh
- Kích thích thần kinh giao cảm làm tăng chuyển hóa năng lượng.
- Vùng hạ đồi có các trung tâm điều nhiệt nên cũng ảnh hưởng đến
chuyển hóa năng lượng.
Ngoài ra các phần khác của hệ thần kinh cũng đều ảnh hưởng đến
chuyển hóa năng lượng.
2.3.2.2. Điều hòa chuyển hóa năng lượng bằng cơ chế thể dịch
Các hormon sau làm tăng chuyển hóa năng lượng:
11
- Hormon T
3
, T
4
của tuyến giáp: tăng chuyển hóa năng lượng của hầu
hết các mô trong cơ thể.
- Hormon catecholamin của tủy thượng thận; cortisol của vỏ thượng
thận; insulin, glucagon của tuyến tụy: tăng huy động năng lượng từ glucid.
- Hormon GH của tuyến yên: tăng huy động năng lượng từ lipid.
- Hormon sinh dục: làm tăng đồng hoá protid tích lũy năng lượng.
hormon sinh dục nam làm tăng mạnh hơn hormon sinh dục nữ.
3. CÁC NGUYÊN TẮC CHUNG ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CƠ THỂ
Con người luôn chịu sự tác động của môi trường sống, cả môi trường
tự nhiên và môi trường xã hội trong điều kiện các môi trường này biến động
không ngừng. Do đó, để có thể tồn tại và phát triển, con người cần luôn thích
ứng với những biến động của môi trường. Nhờ các hệ thống điều hòa chức
năng nhanh nhạy, cơ thể sống đã duy trì hằng định nội môi, tạo những điều
kiện cần thiết cho các tế bào trong cơ thể hoạt động, giữ vững sự thống nhất
hoạt động giữa các tế bào, giữa các cơ quan, hệ thống cơ quan trong cơ thể và
giữa cơ thể với môi trường.
Quá trình điều hòa hoạt động cơ thể được thực hiện theo một số nguyên
tắc chung như sau:
3.1. Điều hòa theo ba cấp
Điều hòa chức năng được tiến hành theo ba cấp là:
- Điều hòa chức năng ở cấp tế bào: điều hòa hoạt động của gen, điều
hòa quá trình tổng hợp năng lượng…
- Điều hòa chức năng ở cấp cơ quan và hệ thống cơ quan: điều hòa hoạt
động của tim, gan, thận….
- Điều hòa chức năng ở cấp cơ thể: phối hợp hoạt động của các cơ quan
tạo sự thích nghi của cơ thể với môi trường sống.
3.2. Điều hòa bằng hai cơ chế
Điều hòa chức năng được thực hiện nhờ hai cơ chế là cơ chế thần kinh
thông qua hệ thần kinh và cơ chế thể dịch thông qua các dịch cơ thể.
- Điều hòa bằng cơ chế thần kinh: thực hiện thông qua các phản xạ. Có
hai loại phản xạ là phản xạ có điều khiện và phản xạ không điều kiện.
- Điều hòa bằng cơ chế thể dịch: thực hiện thông qua các tính chất của
các dịch cơ thể. Có hai loại dịch cơ thể là dịch nội bào và dịch ngoại bào.
3.3. Điều hòa theo phương thức ngược
12
Hầu hết các cơ chế điều hòa chức năng trong cơ thể được diễn ra theo
phương thức điều hòa ngược (feedback). Điều hòa ngược là kiểu điều hòa mà
mỗi khi có một sự thay đổi hoạt động chức năng nào đó, chính sự thay đổi đó
sẽ có tác dụng ngược trở lại để tạo ra một loạt các phản ứng liên hoàn nhằm
điều chỉnh hoạt động chức năng đó. Có 2 kiểu điều hòa ngược:
- Điều hòa ngược âm tính: có tác dụng làm tăng nồng độ của một chất
hoặc tăng hoạt động của một cơ quan khi nồng độ chất đó hoặc hoạt động của
cơ quan đó giảm và ngược lại. Về bản chất, điều hòa ngược âm tính tạo sự ổn
định nên là kiểu điều hòa chính thường xảy ra ở tất cả các tế bào cũng như cơ
quan. Nhờ phương thức điều hòa này hằng tính nội môi luôn được duy trì. Thí
dụ: khi huyết áp tăng sẽ có một loạt các phản ứng làm giảm nhịp tim và sức
co bóp của cơ tim để điều chỉnh huyết áp trở lại bình thường và ngược lại.
- Điều hòa ngược dương tính: khi một yếu tố nào đó hay hoạt động của
một cơ quan nào đó đang tăng thì một loạt các phản ứng xảy ra, kết quả làm
tăng yếu tố đó hoặc tăng hoạt động của một cơ quan đó. Ngược lại, khi giảm
lại càng giảm thêm. Như vậy, về bản chất, điều hòa ngược dương tính làm
mất sự ổn định nhưng cần thiết cho cơ thể. Đây là kiểu điều hòa ít gặp, chỉ
xảy ra ở một thời điểm nhất định sau đó sẽ quay về kiểu điều hòa ngược âm
tính. Ví dụ: khi một sản phụ chuyển dạ sinh, cơn co tử cung sẽ bắt đầu từ đáy
lan xuống cổ tử cung. Từ đây có một tín hiệu quay ngược trở lại đáy tử cung
làm cơn co càng mạnh thêm và cứ như thế cho đến khi sổ thai ra bên ngoài.
3.4. Điều hòa theo hai tiến trình
Thông thường quá trình điều hòa sẽ tiến hành theo hai tiến trình:
- Điều hòa cấp thời: xảy ra nhanh nhưng thường chưa triệt để.
- Điều hòa lâu dài: xảy ra chậm sau đó nhưng thường triệt để.
Câu hỏi lượng giá:
1. Tính chất sau không phải là đặc
điểm của cơ thể sống:
a. Khả năng thay cũ đổi mới
b. Khả năng chịu kích thích
c. Khả năng tăng trưởng
d. Khả năng sinh tồn nòi giống
2. Dạng năng lượng sau đây không
sinh công trong cơ thể:
a. Cơ năng
b. Thẩm thấu năng
c. Điện năng
d. Nhiệt năng
13
3. Oxy hóa khử là quá trình:
a. Thoái hóa các chất sinh năng tạo
ra năng lượng tự do, CO
2
, H
2
O
b. Đào thải CO
2
và nước ra khỏi cơ
thể
c. Tổng hợp ATP để dự trữ năng
lượng cho cơ thể
d. Chuyển hóa ATP thành các dạng
năng lượng của cơ thể
4. Tiêu hao năng lượng cho duy trì cơ
thể là tiêu hao năng lượng trong điều
kiện:
a. Không vận cơ, không tiêu hóa,
không điều nhiệt.
b. Không sinh sản, không phát triển
cơ thể.
c. Không vận cơ, không sinh sản,
không điều nhiệt.
d. Không vận cơ, không phát triển
cơ thể.
5. Hoạt động sau không phải là
chuyển hóa cơ sở:
a. Thần kinh
b. Hô hấp
c. Tim mạch
d. Tiêu hóa
6. Chọn câu sai. Điều hòa ngược
dương tính có đặc điểm:
a. Làm mất sự ổn định
b. Ít xảy ra
c. Không có ích cho cơ thể
d. Được tiếp nối bằng điều hòa
ngược âm tính
14
SINH LÝ THÂN NHIỆT
Mục tiêu:
1. Trình bày được các loại thân nhiệt và các yếu tố ảnh hưởng đến thân nhiệt.
2. Trình bày được quá trình sinh nhiệt.
3. Trình bày được các hình thức thải nhiệt của cơ thể.
4. Phân tích được các cơ chế điều hòa thân nhiệt.
1. THÂN NHIỆT
- Định nghĩa: thân nhiệt là nhiệt độ của cơ thể. 2 loại thân nhiệt:
+ Thân nhiệt trung tâm: là nhiệt độ các phần sâu trong cơ thể như gan,
não, các tạng…Thân nhiệt trung tâm thường được giữ ổn định quanh trị số
37
0
C. Đây là nhiệt độ có ảnh hưởng trực tiếp tới tốc độ các phản ứng hóa học
xảy ra trong cơ thể, là mục đích của hoạt động điều nhiệt. Thân nhiệt trung
tâm thường được đo ở 3 nơi: ở trực tràng là hằng định nhất, ở miệng thấp hơn
ở trực tràng 0,2-0,5
0
C và dao động nhiều hơn, ở nách thấp hơn ở trực tràng
0,5-1
0
C và dao động nhiều hơn nữa.
+ Thân nhiệt ngoại vi: là nhiệt độ da, chịu ảnh hưởng của nhiệt độ môi
trường và thường thấp hơn thân nhiệt trung tâm. Thân nhiệt ngoại vi có thể
dùng để đánh giá hiệu quả hoạt động điều nhiệt. Thân nhiệt ngoại vi thay đổi
tuỳ theo vị trí đo trên da.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến thân nhiệt:
+ Tuổi: tuổi càng cao thân nhiệt càng giảm, tuy nhiên càng về sau mức
giảm càng ít hơn.
+ Nhịp ngày đêm: thân nhiệt thấp nhất vào lúc 1-4 giờ sáng và cao nhất
vào lúc 14-17 giờ chiều.
+ Chu kỳ kinh nguyệt và thai nghén: nửa sau chu kỳ kinh nguyệt thân
nhiệt tăng 0,3-0,5
0
C, trong tháng cuối thai kỳ thân nhiệt có thể tăng thêm 0,5-
0,8
0
C.
+ Vận cơ: cường độ vận cơ càng lớn thân nhiệt càng cao.
+ Nhiệt độ môi trường: trong môi trường quá nóng hoặc quá lạnh thân
nhiệt ngoại vi cũng tăng lên hoặc giảm đi tuy không nhiều.
15
+ Tình trạng bệnh: nhìn chung các bệnh nhiễm khuẩn làm tăng thân
nhiệt, bệnh tả làm giảm thân nhiệt. Thân nhiệt cũng thay đổi theo hoạt động
của tuyến giáp.
2. QUÁ TRÌNH SINH NHIỆT
2 nguồn gốc sinh nhiệt của cơ thể:
- Phản ứng chuyển hóa: sự sinh nhiệt này diễn ra thường xuyên, cung
cấp một lượng nhiệt lớn đóng vai trò quan trọng trong cơ thể. Các hoạt động
chuyển hóa sinh nhiệt gồm:
+ Chuyển hoá cơ sở: các yếu tố làm tăng chuyển hoá cơ sở đều làm
tăng sinh nhiệt, mức tăng này có lên đến 150%.
+ Vận cơ: trong co cơ 75% năng lượng tiêu hao dưới dạng nhiệt. Đặc
biệt cóng và run là những nguyên nhân sinh nhiệt quan trọng bởi vì trong hình
thức co cơ này có đến 80% năng lượng mất đi dưới dạng nhiệt.
+ Tiêu hóa: sinh nhiệt do tác dụng động lực đặc hiệu của thức ăn
(SDA).
Trong các hoạt động sinh nhiệt trên thì chuyển hóa cơ sở, cóng và run
là những hình thức sinh nhiệt tự nhiên, còn lại là sinh nhiệt bằng hành vi.
- Môi trường: nhiệt năng truyền từ những vật có nhiệt độ cao hơn thân
nhiệt vào cơ thể như không khí nóng, vật nóng, mặt trời Tuy nhiên sự sinh
nhiệt này không thường xuyên và lượng nhiệt do nó cung cấp không lớn.
Nguồn nhiệt năng này ảnh hưởng chủ yếu đến thân nhiệt ngoại vi.
3. QUÁ TRÌNH THẢI NHIỆT
Nhiệt sinh ra trong cơ thể đến đâu sẽ được truyền ra bề mặt ngoài da
hoặc niêm mạc đường hô hấp để thải ra ngoài đến đấy nhờ hệ thống mạch
máu. 2 cơ chế thải nhiệt là truyền nhiệt và bốc hơi nước.
3.1. Thải nhiệt bằng cách truyền nhiệt
Truyền nhiệt là phương thức trong đó nhiệt năng được truyền từ vật
nóng sang vật lạnh. Như vậy muốn thải nhiệt ra bên ngoài bằng cách truyền
nhiệt thì cơ thể phải có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường xung quanh.
Có 3 hình thức truyền nhiệt: bức xạ, trực tiếp và đối lưu.
3.1.1. Truyền nhiệt bức xạ
- Định nghĩa: truyền nhiệt bức xạ là sự truyền nhiệt giữa các vật không
tiếp xúc với nhau. Nhiệt được truyền dưới dạng tia bức xạ điện từ (tia hồng
ngoại).
16
- Khối lượng nhiệt truyền tỷ lệ thuận với chênh lệch nhiệt độ giữa hai
vật, không chịu ảnh hưởng của nhiệt độ khoảng không ở giữa. Nhưng khối
lượng nhiệt mà vật lạnh nhận được phụ thuộc vào màu sắc của nó: màu đen
hấp thu toàn bộ, màu trắng phản chiếu toàn bộ.
3.1.2. Truyền nhiệt trực tiếp
- Định nghĩa: truyền nhiệt trực tiếp là sự truyền nhiệt giữa các vật tiếp
xúc nhau.
- Khối lượng nhiệt truyền tỷ lệ thuận với diện tích tiếp xúc, mức chênh
lệch nhiệt độ và thời gian tiếp xúc giữa hai vật.
3.1.3. Truyền nhiệt đối lưu
- Định nghĩa: truyền nhiệt đối lưu là sự truyền nhiệt giữa các vật tiếp
xúc với nhau, nhưng trong đó vật lạnh luôn luôn chuyển động, khiến cho ở
điểm tiếp xúc chênh lệch nhiệt độ được duy trì.
- Khối lượng nhiệt truyền tỷ lệ thuận với căn bậc hai của tốc độ chuyển
động của vật lạnh.
3.2. Thải nhiệt bằng cách bốc hơi nước
Thải nhiệt bằng cách bốc hơi nước dựa trên cơ sở là nước trong lúc
chuyển từ thể lỏng sang thể khí phải hút nhiệt vào. Một lít nước bốc hơi sẽ lấy
đi một nhiệt lượng bằng 580Kcal. Nhiệt độ môi trường càng cao thì sự thải
nhiệt bằng bốc hơi nước càng tăng với điều kiện nước thoát ra được bề mặt và
bề mặt thoáng gió.
Có 2 hình thức bốc hơi nước: qua da và qua đường hô hấp.
3.2.1. Bốc hơi nước qua đường hô hấp
- Nước bay hơi ở đường hô hấp là nước do các tuyến ở niêm mạc
đường hô hấp bài tiết ra để làm ẩm không khí vào phổi.
- Lượng nhiệt toả ra bằng phương thức bốc hơi nước qua đường hô hấp
phụ thuộc vào thể tích thông khí phổi. Trong môi trường nóng thông khí phổi
có tăng lên nhưng bốc hơi nước qua đường hô hấp không có ý nghĩa quan
trọng trong phản ứng chống nóng của loài người.
3.2.2. Bốc hơi nước qua da
Bốc hơi nước qua da dưới hai hình thức:
- Thấm nước qua da: lượng nước thấm qua da trung bình một ngày đêm
là 0,5 lít. Lượng nước này cùng với lượng nước bốc hơi qua đường hô hấp
tổng cộng khoảng 0,6lít/ngày giúp thải một nhiệt lượng khoảng 12-
17
16Kcal/giờ. Đây là lượng nước mất thường xuyên, không cảm thấy và không
thay đổi theo nhiệt độ của cơ thể và không khí.
- Bài tiết mồ hôi: lượng mồ hôi bài tiết trong một giờ thay đổi từ 0 lít
trong môi trường lạnh lên đến tối đa 1,5-2 lít trong môi trường nóng. Mồ hôi
chỉ giúp thải nhiệt khi bốc hơi được trên da nên bề mặt da cần thoáng. Lượng
mồ hôi bốc hơi trên da cũng thay đổi tùy thuộc vào độ ẩm của không khí và
tốc độ gió.
4. ĐIỀU HÒA THÂN NHIỆT
Điều hòa thân nhiệt gọi tắt là điều nhiệt. Đây là một hoạt động chức
năng nhằm giữ cho thân nhiệt hằng định trong khi nhiệt độ của môi trường
sống luôn thay đổi. Nhờ đó sẽ giữ tốc độ các phản ứng hóa học diễn ra trong
cơ thể tương đối hằng định. Do vậy có thể coi điều nhiệt như một mặt của sự
đảm bảo hằng định nội môi.
Thân nhiệt được điều hòa trên nguyên tắc: lượng nhiệt sinh ra trong cơ
thể bằng lượng nhiệt toả ra khỏi cơ thể cùng trong một khoảng thời gian.
Nguyên tắc này được thực hiện nhờ hoạt động của một cung phản xạ phức tạp
với trung tâm là vùng hạ đồi và đường truyền ra vừa là đường thần kinh vừa
là đường thể dịch. Trung tâm điều nhiệt bình thường luôn giữ một mức “điểm
chuẩn” (set point) =37
0
C để đảm bảo cho thân nhiệt ổn định.
4.1. Cơ chế chống nóng của cơ thể
Những kích thích của môi trường nóng, thông qua phản xạ điều nhiệt,
gây giảm quá trình sinh nhiệt và tăng quá trình thải nhiệt.
- Giảm quá trình sinh nhiệt: giảm các phản ứng chuyển hoá trong cơ
thể. Đây là nguyên nhân gây cảm giác mệt mỏi trong môi trường nóng.
Nhưng chuyển hoá cũng là cơ sở của các hoạt động sống nên không thể giảm
nhiều được. Do đó giảm sinh nhiệt không quan trọng bằng tăng thải nhiệt
trong cơ chế chóng nóng.
- Tăng quá trình thải nhiệt: là cơ chế chống nóng chủ yếu nên chống
nóng còn gọi là điều nhiệt vật lý. Cơ chế như sau: dãn mạch máu dưới da,
tăng lượng máu đến da khiến da đỏ lên trong môi trường nóng. Máu đến da
tăng sẽ dẫn đến:
+ Tăng truyền nhiệt: do máu làm tăng nhiệt độ da.
+ Tăng bài tiết mồ hôi: có thể dẫn đến mất nước và muối.
4.2. Cơ chế chống lạnh của cơ thể
18
Những kích thích của môi trường lạnh, thông qua phản xạ điều nhiệt,
gây giảm quá trình thải nhiệt và tăng quá trình sinh nhiệt.
- Giảm quá trình thải nhiệt: co mạch máu dưới da, giảm lượng máu đến
da khiến da tái đi trong môi trường lạnh. Máu đến da giảm sẽ dẫn đến giảm
truyền nhiệt và bài tiết mồ hôi. Nhưng máu đến da ít cũng ảnh hưởng xấu tới
việc nuôi da làm cho da bị dầy lên, nổi mẩn ngứa, nốt phỏng và hoạt tử nếu
môi trường quá lạnh. Do đó giảm quá trình thải nhiệt không quan trọng bằng
tăng sinh nhiệt trong cơ chế chống lạnh. Đồng thời với phản xạ co mạch da
còn có phản xạ dựng lông do co cơ chân lông gây hiện tượng sởn da gà. Phản
xạ này là di tích của phản xạ chống lạnh của động vật, ở loài người nó không
có giá trị chống lạnh.
- Tăng sinh nhiệt: là cơ chế chống lạnh chủ yếu nên chống lạnh còn gọi
là điều nhiệt hoá học. Cơ chế như sau:
+ Tăng chuyển hoá tế bào do:
Thần kinh giao cảm và catecholamin của tủy thượng thận: có tác dụng
làm tăng tốc độ chuyển hoá năng lượng của tế bào để sinh ra nhiệt mà không
dự trữ dưới dạng ATP gọi là nhiệt hoá học. Lượng nhiệt hoá học sinh ra tỷ lệ
thuận với lượng mỡ nâu. Ở người, mỡ nâu có nhiều ở trẻ em tập trung chủ
yếu xung quanh xương bả vai, đây là nguồn tạo nhiệt quan trọng của trẻ.
T
3
-T
4
của tuyến giáp: có tác dụng làm tăng tốc độ chuyển hoá năng
lượng trong tất cả các tế bào sinh ra nhiệt. Tác dụng của T
3
-T
4
chậm nhưng
kéo dài hơn catecholamin.
+ Tăng trương lực cơ: xảy ra sau tăng chuyển hoá tế bào. Tăng trương
lực cơ gây ra hiện tượng “cóng”.
+ Run cơ: xảy ra sau cùng. Đây là một phản xạ có trung tâm nằm ở
vùng dưới đồi. Khi cơ thể bị nhiễm lạnh, các tín hiệu lạnh từ da sẽ được
truyền về kích thích trung tâm gây phản xạ run cơ. Khi run cơ tối đa có thể
giúp cơ thể sinh nhiệt cao hơn bình thường 4-5 lần.
4.3. Điều hòa thân nhiệt bởi hành vi
Loài người ngoài các cơ chế điều nhiệt sinh học của cơ thể còn có các
cơ chế điều nhiệt do hành vi tích luỹ từ cuộc sống:
- Cải tạo vi khí hậu: mùa hè mở cửa đón gió, dùng quạt, ngăn các
nguồn bức xạ, đội mũ, trồng cây lấy bóng mát, dùng máy điều hòa… Mùa
đông: đóng cửa, dùng lò sưởi…
19
- Chọn quần áo thích hợp: mùa hè mặc quần áo màu sáng để phản chiếu
tia bức xạ, quần áo mỏng, rộng và chất liệu vải dễ thấm mồ hôi (cotton) để dễ
thải nhiệt. Mùa đông mặc quần áo màu thẫm, vải dầy, xốp tạo một lớp không
khí dầy không di động bao quanh để chống thải nhiệt, hoặc quần áo bằng lông
thú, lông nhân tạo.
- Chọn chế độ ăn thích hợp: mùa hè nên ăn ít thức ăn giàu năng lượng
như lipid hoặc thức ăn có SDA cao như protid để giảm sinh năng, uống nhiều
nước. Chế độ ăn mùa đông thì ngược lại. Ngoài ra còn có một số loại thức ăn
có thể giúp giải nhiệt hoặc gây nóng.
- Rèn luyện: rèn luyện để quen chịu nóng hay chịu lạnh là một biện
pháp chủ động mang lại hiệu quả lớn.
Câu hỏi lượng giá:
1. Vị trí đo sau không được dùng để
đánh giá thân nhiệt trung tâm:
a. Trán
b. Miệng
c. Nách
d. Trực tràng
2. Các yếu tố làm tăng thân nhiệt,
NGOẠI TRỪ:
a. Vận cơ
b. Nửa sau chu kỳ kinh nguyệt
c. Thai nghén
d. Nhiễm khuẩn tả
3. Điều kiện để cơ thể thải nhiệt
bằng truyền nhiệt là:
a. Nhiệt độ cơ thể lớn hơn nhiệt độ
môi trường
b. Nhiệt độ cơ thể bằng nhiệt độ
môi trường
c. Nhiệt độ cơ thể nhỏ hơn nhiệt độ
môi trường
d. Trong mọi điều kiện
4. Trong điều kiện bình thường,
lượng nước mất hàng ngày không
nhìn thấy và không ý thức được là:
a. 0,1 lít/ngày
b. 0,5 lít/ngày
c. 0,6 lít/ngày
d. 0-2 lít/ngày
5. Cơ chế chống nóng của cơ thể:
a. Giảm sinh nhiệt, giảm thải nhiệt
b. Giảm sinh nhiệt, tăng thải nhiệt
c. Tăng sinh nhiệt, giảm thải nhiệt
d. Tăng sinh nhiệt, tăng thải nhiệt
20
SINH LÝ TẾ BÀO
Mục tiêu:
1. Xác định được các thành phần chính của một tế bào và cấu trúc màng tế
bào
2. Trình bày được các chức năng của màng tế bào.
3. Trình bày được chức năng của các bào quan trong tế bào.
1. ĐẠI CƯƠNG
Cơ thể con người được cấu tạo bởi hàng triệu triệu tế bào. Tế bào là
đơn vị cấu tạo và cũng là đơn vị chức năng của cơ thể. Muốn hiểu chức năng
sinh lý của các cơ quan trong cơ thể, trước hết cần tìm hiểu cấu trúc và chức
năng của tế bào. Mọi hoạt động chức năng của cơ thể đều có cơ sở tại tế bào
và các rối loạn chức năng cũng có cơ sở ở tế bào.
Các tế bào được biệt hóa thành từng hệ: hệ tiêu hóa, hệ tuần hoàn, hệ
hô hấp, hệ thần kinh, nhưng hoạt động của chúng vẫn mang những nét
chung.
- Số lượng tế bào: cơ thể người có khoảng 100.000 tỉ tế bào, trong đó:
+ Hồng cầu: khoảng 3.800.00-4.200.000 tế bào.
+ Bạch cầu: khoảng 6.000-7.000 tế bào.
+ Tế bào não: khoảng 14 tỉ tế bào
- Thành phần tế bào: tế bào được cấu tạo bởi những chất khác nhau gọi
là nguyên sinh chất (protoplasm) gồm 5 thành phần cơ bản:
+ Nước: chiếm 70 - 85% khối lượng tế bào (trừ tế bào mỡ) và là môi
trường dịch chính trong tế bào.
+ Các chất điện giải: K
+
, Mg
++
, P, SO
4
, HCO
3
-
, Ca
++
, Cl
-
, Na
+
Các
chất này cung cấp chất vô cơ cho các phản ứng nội bào và vận hành một số cơ
chế của tế bào, ví dụ: co cơ cần Ca
++
.
+ Protein: chiếm 10-20% khối lượng tế bào. Protein tham gia vào nhiều
thành phần cấu trúc và chức năng của tế bào.
+ Lipid: chiếm khoảng 2% khối lượng tế bào, riêng tế bào mỡ chứa đến
95% triglycerid và là kho dự trữ năng lượng của cơ thể. Lipid không hòa tan
trong nước vì vậy được sử dụng để tạo màng bào tương tế bào và các bào quan.
21
+ Carbohydrat: ít, chiếm khoảng 1% khối lượng tế bào nói chung,
3% ở tế bào cơ, 6% ở tế bào gan. Carbohydrat đóng nhiều vai trò quan trọng.
- Cấu trúc tế bào: tế bào chứa dịch bên trong gọi là dịch nội bào và
được cấu trúc thành 2 phần chính:
+ Màng tế bào: màng bào tương bao quanh tế bào và màng các bào
quan.
+ Các bào quan: các thể nằm trong tế bào như nhân, ty thể, tiêu thể
Hình 1: Cấu trúc tế bào
2. SINH LÝ MÀNG TẾ BÀO
2.1. Cấu trúc chức năng của màng tế bào
Trong tế bào, màng đóng vai trò chủ yếu vì nó chiếm khoảng 80% khối
lượng tế bào. Màng tế bào dày khoảng 7,5-10nm và gồm các loại: màng bào
tương (màng bề mặt tế bào) và màng các bào quan (màng lưới nội nguyên
sinh, màng ty thể, màng Golgi, màng nhân ).
2.1.1. Thành phần lipid của màng tế bào
22
Lipid chiếm khoảng 42% thành phần màng tế bào, trong đó: 25% là
phospholipid, 13% là cholesterol và 4% là các lipid khác. Lớp lipid giúp màng
tế bào mềm mại, có thể uốn khúc và trượt qua lại dễ dàng, đồng thời tạo khả năng
hòa màng. Thành phần lipid gồm chủ yếu là:
- Phospholipid:
+ Cấu hình: các phân tử phospholipid tạo thành lớp lipid kép mỏng.
+ Chức năng: lớp phospholipid kép là đơn vị cấu trúc cơ bản của màng
sinh học, các thành phần khác sẽ khảm vào trong đó. Bên cạnh đó lớp
phospholipid cũng tham gia vận chuyển các chất qua màng bằng khoảng kẽ
giữa các phân tử phospholipid hoặc bằng cơ chế hòa màng.
- Cholesterol:
+ Cấu hình: cholesterol phần nhiều ở dạng este hóa.
+ Chức năng: quyết định tính lỏng của màng.
Hình 2. Cấu trúc màng bào tương tế bào
2.1.2. Thành phần protein của màng tế bào
Protein chiếm khoảng 55% thành phần màng tế bào. Các phân tử
protein được khảm vào trong lớp phospholipid kép thành những khối cầu.
Dựa vào liên kết trong cấu trúc màng, protein được chia làm hai loại:
- Protein xuyên màng:
+ Cấu hình: protein này nằm xuyên qua màng.
+ Chức năng: protein xuyên màng chủ yếu là các protein vận chuyển
(gồm 3 loại là protein kênh, protein mang có tính chất enzym và protein mang
không có tính chất enzym), protein kháng nguyên và các protein nhận diện.
23
- Protein ngoại vi:
+ Cấu hình: protein này bám vào một bên màng, thường là mặt trong.
+ Chức năng: protein ngoại vi là các protein enzym, ngoài ra cũng có
thể là các cấu trúc sợi và ống siêu vi nằm dưới màng tạo bộ khung cho màng
và thực hiện chức năng co rút.
2.1.3. Thành phần glucid của màng tế bào
Glucid chiếm khoảng 3% thành phần của màng tế bào và bao phủ bề
mặt ngoài của tế bào thành một lớp áo lỏng lẻo, được gọi là glycocalyx.
- Cấu hình: các glucid màng được chia thành hai loại:
+ Các glycoprotein và glycolipid: là những phân tử oligosaccharid gắn
thành nhánh với bề mặt ngoài của 100% protein xuyên màng tạo thành
glycoprotein hoặc với 1/10 lipid màng tạo thành glycolipid.
+ Proteoglycan: là những đại phân tử tạo bởi các carbohydrat bao
quanh lõi protein nhỏ gắn lỏng lẻo bên ngoài tế bào.
- Chức năng: lớp áo glycocalyx có 4 chức năng chính là đẩy các phân
tử tích điện âm do tính tích điện âm, làm các tế bào dính vào nhau, hoạt động
như những receptor của hormon và tham gia vào các phản ứng miễn dịch.
2.2. Chức năng của màng tế bào
Màng tế bào thực hiện một số chức năng chính như phân cách với môi
trường xung quanh, vận chuyển chọn lọc các chất qua màng tế bào, tác nhân
tạo ra điện thế màng, kết dính tế bào, tương tác tế bào, trao đổi thông tin giữa
các tế bào.
2.2.1. Phân cách với môi trường xung quanh
Màng tế bào phân cách các thành phần bên trong tế bào, trong các bào
quan với môi trường xung quanh do đó tạo cho tế bào thành một tổ chức sống
độc lập tương đối với môi trường xung quanh.
2.2.2. Vận chuyển chọn lọc các chất qua màng tế bào
Tuy tế bào là một tổ chức sống độc lập nhưng nó vẫn có mối liên hệ với
môi trường xung quanh thông qua hoạt động vận chuyển các chất qua màng tế
bào. Đây là sự vận chuyển có chọn lọc qua lại màng tùy theo nhu cầu của tế
bào. Có hai cách thức vận chuyển: vận chuyển qua các phân tử cấu tạo lên
màng tế bào và vận chuyển bằng một đoạn màng tế bào. Sự vận chuyển cũng
có thể đơn giản xảy ra theo hai chiều ở bất kỹ màng tế bào nào hoặc cũng có
