Cơ chế sinh lý điều nhiệt cơ thể

2013-04-06 11:51 AM

Điều hoà thân nhiệt là quá trình cơ thể điều chỉnh, cân đối cường độ sinh nhiệt và thải nhiệt sao cho nhiệt độ trung tâm duy trì gần điểm chuẩn 37oC. Khi nhiệt độ cơ thể tăng cao hơn mức này, tốc độ thải nhiệt cao hơn sinh nhiệt để đưa thân nhiệt trở về 37oC.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Nhiệt độ cơ thể được điều hoà bởi cơ chế feedback thần kinh.

Khái niệm về điểm chuẩn (set-point) 

Điều hoà thân nhiệt là quá trình cơ thể điều chỉnh, cân đối cường độ sinh nhiệt và thải nhiệt sao cho nhiệt độ trung tâm duy trì gần điểm chuẩn 37oC. Khi nhiệt độ cơ thể tăng cao hơn mức này, tốc độ thải nhiệt cao hơn sinh nhiệt để đưa thân nhiệt trở về 37oC. Ngược lại, khi thân nhiệt giảm dưới điểm chuẩn, tốc độ sinh nhiệt sẽ cao hơn thải nhiệt.

Các nơ-ron vùng trước chéo thị giác-dưới đồi trước

Vùng trước chéo thị giác-dưới đồi trước có nhiều nơ-ron nhạy cảm nóng và một ít nơ-ron nhạy cảm lạnh. Những nơ-ron này có chức năng như những cảm biến nhiệt để kiểm soát thân nhiệt.

Khi vùng này bị kích thích nóng sẽ gây tăng tiết mồ hôi và giãn mạch da giúp chống nóng, đồng thời các quá trình sinh nhiệt cũng bị ức chế. Vì vậy, nó cũng được xem là một trung tâm điều nhiệt.

Các receptor nhiệt ở da và tổ chức

Các receptor nhiệt ở da bao gồm receptor nhận cảm lạnh và nóng, trong đó receptor nhận cảm lạnh nhiều hơn gấp 10 lần.

Các receptor nhiệt còn tìm thấy ở các tổ chức bên trong cơ thể như tuỷ sống, khoang bụng và quanh tĩnh mạch lớn. Nó cũng phát hiện lạnh là chủ yếu. Tuy nhiên khác với receptor ở da, nó tiếp xúc với nhiệt độ trung tâm hơn là nhiệt độ ngoại vi.

Vùng dưới đồi sau - Tích hợp các tín hiệu

Các tín hiệu nhận cảm nhiệt ngoại biên tham gia điều nhiệt chủ yếu là thông qua vùng dưới đồi. Vùng mà các tín hiệu này kích thích nằm ở hai bên rìa của vùng dưới đồi sau. Các tín hiệu nhiệt trung ương từ vùng trước chéo thị giác-dưới đồi trước cũng được truyền về vùng dưới đồi sau. Tại đây, tất cả các tín hiệu nhận cảm nhiệt được tổng hợp lại để kiểm soát quá trình sinh nhiệt và giữ nhiệt của cơ thể giúp điều hoà thân nhiệt.

Các cơ chế đáp ứng

Khi các trung tâm điều nhiệt của vùng dưới đồi phát hiện được thân nhiệt quá nóng hoặc quá lạnh, nó sẽ điều khiển các quá trình sinh nhiệt và thải nhiệt sao cho thích hợp.

Cơ chế chống nóng

Giãn mạch da: Có thể xảy ra ở nhiều vùng của cơ thể làm da đỏ ửng. Giãn mạch xảy ra do sự ức chế trung tâm giao cảm (gây co mạch) ở vùng dưới đồi sau.

Bay hơi mồ hôi: Khi nhiệt độ cơ thể cao hơn 37oC, tốc độ thải nhiệt do bay hơi mồ hôi sẽ tăng nhanh. Sự bài tiết mồ hôi được điều khiển bởi thần kinh giao cảm (nơ-ron giao cảm này tiết acetylcholine thay vì norepinephrine).

Giảm sinh nhiệt: Ức chế sự run cơ và sự sinh nhiệt hoá học.

Cơ chế chống lạnh

Co mạch da: Do trung tâm giao cảm ở vùng dưới đồi sau bị kích thích. Co mạch có tác dụng giảm mức mang nhiệt từ trung tâm cơ thể ra da nên giảm thải nhiệt.

Phản xạ dựng lông: Kích thích giao cảm gây nên phản xạ dựng lông có giá trị chống lạnh ở loài thú. Con người không thể dựng lông nhưng khi lạnh sẽ có hiện tượng sởn da gà. Hiện tượng này không có giá trị chống lạnh, nó là vết tích của phản xạ dựng lông.

Tăng sinh nhiệt:

Run cơ: được điều khiển bởi trung tâm run cơ nằm ở phần sau vùng dưới đồi. Bình thường nó bị ức chế bởi các tín hiệu từ vùng trước chéo thị giác-dưới đồi trước nhưng trở nên hoạt động khi nhận tín hiệu lạnh từ da và tuỷ sống.

Sinh nhiệt hoá học do tác dụng giao cảm: sự kích thích giao cảm hoặc norepinephrine và epinephrine trong máu có thể làm tăng ngay lập tức tốc độ chuyển hoá tế bào. Đó là sự sinh nhiệt hoá học, xảy ra do tác dụng khử song hành quá trình phosphoryl hoá-oxy hoá, kết quả là chỉ tạo nhiệt mà không hình thành ATP. Sự sinh nhiệt hoá học còn liên quan chặt chẽ với một loại mỡ nâu chịu sự chi phối của thần kinh giao cảm.

Sinh nhiệt hoá học do tăng tiết thyroxine: thyroxine làm tăng sinh nhiệt hoá học do tăng chuyển hoá tế bào. Trong thực nghiệm, người ta nhận thấy sự tăng chuyển hoá này không xảy ra ngay mà phải cần vài tuần để tuyến giáp phì đại và tiết nồng độ thyroxine thích ứng. Sự đáp ứng của tuyến giáp đối với lạnh ở người vẫn chưa được biết rõ. Tuy nhiên, những người vùng địa cực có chuyển hoá cơ bản cao bất thường.

Bài viết cùng chuyên mục

Vai trò của vùng dưới đồi điều hòa nhiệt độ cơ thể

Nhiệt độ của cơ thể được điều chỉnh hầu như hoàn toàn bởi cơ chế điều khiển thần kinh, và hầu hết mọi cơ chế này tác dụng thông qua trung tâm điều hòa nhiệt nằm ở vùng dưới đồi.

Khuếch tán khí hô hấp: chênh lệch áp suất gây nên khuếch tán khí

Ngoài sự khác biệt áp suất, một số yếu tố khác ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán khí trong dịch, là độ tan của khí trong dịch, diện tích mặt cắt ngang của dịch, khoảng cách khí phải khuếch tán, trọng lượng của khí, và nhiệt độ dịch.

Hormon điều hòa hoạt động của não

Bên cạnh điều khiển điều hòa hoạt động của não bởi xung động thần kinh, còn cơ chế sinh lý khác. Cơ chế này là tiết các hormon kích thích hay ức chế chất dẫn truyền thần kinh đến bề mặt não.

Tốc độ cung cấp máu cho cơ

Sự thay đổi lưu lượng máu trong quá trình co cơ. Lưu lượng tăng và giảm với mỗi cơ. Ở cuối thời kì co cơ, tốc độ máu tăng cao một vài giây và quay trở lại trạng thái bình thường trong vài phút sau đó.

Cơ chế kích thích cơ bản các tuyến tiêu hóa

Điều hòa sự bài tiết của các tuyến bằng các hormone. Tại dạ dày và ruột, một vài hormone tiêu hóa khác nhau giúp điều hòa thể tích và đặc tính của các dịch bài tiết.

Ngừng tim trong rối loan nhịp tim

Giảm oxy máu khiến cho sợi cơ tim và sợi dẫn truyền mất điện thế màng bình thường và tính dễ kích thích này làm cho nhịp tự động biến mất.

Receptor: sự nhậy cảm khác nhau của các receptor

Mỗi loại cảm giác cơ bản mà chúng ta có thể biết được như đau, sờ, nhìn, âm thanh và nhiều loại khác được gọi là một phương thức cảm giác.

Rung nhĩ: rối loạn nhịp tim

Rung nhĩ có thể trở lại bình thường bằng shock điện. Phương pháp này về cơ bản giống hệt với shock điện khử rung thất- truyền dòng diện mạnh qua tim.

Hoạt động nhu động đẩy đi của đường tiêu hóa

Nhu động là một đặc tính cố hữu của nhiều ống cơ trơn hợp bào; kích thích tại bất cứ điểm nào tại ruột có thể tạo một vòng co cơ ở lớp cơ vòng sau đó di chuyển dọc theo ống ruột.

Chức năng của hệ limbic: vị trí chủ chốt của vùng dưới đồi

Cấu trúc giải phẫu của hệ limbic, cho thấy phức hợp kết nối của các thành phần nội liên kết trong não. Nằm ở giữa những cấu trúc này là vùng dưới đồi, kích thước vô cùng nhỏ.

Trao đổi chất của cơ tim

ATP này lần lượt đóng vai trò như các băng tải năng lượng cho sự co cơ tim và các chức năng khác của tế bào. Trong thiếu máu mạch vành nặng, ATP làm giảm ADP, AMP và adenosine đầu tiên.

Hệ thống cột tủy sau: giải phẫu dải cảm giác giữa

Các sợi thần kinh đi vào cột tủy sau tiếp tục không bị gián đoạn đi lên hành tủy sau, là nơi chúng tạo synap trong nhân cột sau. Từ đây, các nơ-ron cấp hai bắt chéo ngay sang bên đối diện của thân não và tiếp tục đi lên qua dải cảm giác giữa đến đồi thị.

Điều chỉnh lượng thức ăn ăn vào và dự trữ năng lượng của cơ thể

Duy trì sự cung cấp năng lượng đầy đủ trong cơ thể quan trọng đến nỗi mà rất nhiều các cơ chế kiểm soát ngắn hạn và dài hạn tồn tại không chỉ điều chỉnh năng lượng hấp thu mà cả năng lượng tiêu thụ và năng lượng dự trữ.

Xung lực của động mạch

Áp lực bơm máu ở góc động mạch chủ đưuọc biểu diễn trên hình. Với một người lớn trẻ khỏe, huyết áp ở đầu mỗi nhịp đập sẽ gọi là huyết áp tâm thu, vào khoảng 120mmHg.

Say độ cao: phù phổi và phù não

Thi thoảng, một người ở độ cao quá lâu sẽ bị say núi mạn, thường sẽ xảy ra các hiện tượng: (1) Khối lượng hồng cầu và hematocrit tăng cao đặc biệt. (2) áp lực động mạch phổi tăng cao thậm chí cao hơn mức tăng bình thường do quen khí hậu.

Điều hòa bài tiết Aldosterol

Điều hòa bài tiết aldosterol ở tế bào lớp cầu gần như độc lập hoàn toàn với điều hòa bài tiết cảu costisol và androgen ở lớp bó và lớp lưới.

Chức năng của vùng hải mã: vùng kéo dài của vỏ não

Hải mã và các cấu trúc nằm cạnh thùy thái dương và thùy đỉnh, được gọi là khối hải mã liên kết chủ yếu gián tiếp với nhiều phần của vỏ não cũng như các cấu trúc cơ bản của hệ limbic – thể hạnh nhân, vùng dưới đồi, vách trong suốt và thể vú.

Block nút nhĩ thất: chặn đường truyền tín hiệu điện tim

Thiếu máu nút nhĩ thất hoặc bó His thường gây chậm hoặc block hẳn dẫn truyền từ nhĩ đến thất. Thiếu máu mạch vành có thể gây ra thiếu máu cho nút nhĩ thất và bó His giống với cơ chế gây thiếu máu cơ tim.

Mãn kinh ở phụ nữ

Khi mãn kinh, cơ thể người phụ nữ phải điều chỉnh từ trạng thái sinh lý được kích thích bởi estrogen và progesterone sang trạng thái không còn các hormone này.

Hệ thống Purkinje tâm thất của tim: dẫn truyền nhanh

Sự truyền tải nhanh điện thế hoạt động bởi các sợi Purkinje được cho là gây ra bởi một tính thấm rất cao của các khoảng trống tiếp giáp ở các đĩa xen kẽ giữa các tế bào kế tiếp cấu tạo nên các sợi Purkinje.

Cơ chế hô hấp trong khi vận động

Phân tích nguyên nhân gây ra sự gia tăng thông khí trong quá trình vận động, một trong những nguyên nhân gây tăng thông khí là do tăng CO2 máu và hydrogen ions, cộng với sự giảm O2 máu.

Hệ thống Renin Angiotensin: đáp ứng lại bằng tốc độ và cường độ co mạch

Renin là một enzyme protein phát hành bởi thận khi huyết áp động mạch giảm quá thấp. Đổi lại, nó làm tăng huyết áp động mạch theo nhiều cách, do đó giúp điều chỉnh lại sự giảm huyết áp.

Sợi thần kinh: sự tương quan về trạng thái

Một số tế bào thần kinh trong hệ thần kinh trung ương hoạt động liên tục vì ngay cả trạng thái kích thích bình thường cũng trên ngưỡng cho phép.

Chức năng sinh lý của hormone chống bài niệu (ADH)

Khi có mặt ADH, tính thấm của ống góp với nước tăng lên rất nhiều và cho phép hầu hết nước được tái hấp thu qua thành ống, do đó duy trì được lượng nước trong cơ thể và cô đặc nước tiểu.

Hấp thu ở đại tràng và hình thành phân

Phần lớn hấp thu ở đại tràng xuất hiện ở nửa gần đại tràng, trong khi chức năng phần sau đại tràng chủ yếu là dự trữ phân cho đến một thời điểm thích hợp để bài tiết phân và do đó còn được gọi là đại tràng dự trữ.