Tiểu luận cao học- cơ sở hóa lí trong sinh học

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 -