Hệ thống điều hòa của cơ thể

Hệ thống điều hòa

Cơ thể người có hàng ngàn hệ thống điều hòa. Phức tạp nhất trong số đó là hệ điều hòa hoạt động di truyền trong tất cả tế bào, giúp kiểm soát các chức năng nội bào và ngoại bào. Nhiều hệ điều hòa có trong từng cơ quan nhất định để điều hòa hoạt động chức năng của chính cơ quan đó; các hệ thống điều hòa khác trong cơ thể lại kiểm soát mối liên hệ giữa các cơ quan với nhau.

Ví dụ, hệ hô hấp và hệ thần kinh cùng phối hợp kiểm soát nồng độ CO2 dịch ngoài tế bào. Tụy, gan, thận kiểm soát nồng độ glucose máu, nồng độ các ion H+, Na+, K+, photphat,...vv trong dịch ngoại bào.

Ví dụ về cơ chế điều hòa

Sự điều chỉnh nồng độ Ôxi và CO2 trong dịch ngoại bào.

Vì ôxi là một trong những chất thiết yếu cho hầu hết các phản ứng hóa học trong tế bào. Vì vậy cơ thể có sự điều hòa đặc biệt để duy trì ổn định nồng độ ôxi trong dịch ngoại bào. Cơ chế này dựa trên các đặc điểm hóa học đặc trưng của Hb. Khi máu đi qua phổi, tại đó nồng độ của O2 rất cao nên Hb sẽ kết hợp ngay với O2 và được vận chuyển đến mô. Tại các mô cơ quan nếu như nồng đọ oxi cao thì hemoglobim sẽ không giải phóng O2. Còn nếu như nồng đọ O2 thấp thì thì Hb sẽ giải phóng oxi cho dịch kẽ để lập lại sự cân bằng nồng độ O2 cho tế bào. Sự điều tiết này được gọi là chức năng đệm oxi của Hb.

Nồng độ CO2 trong dịch ngoại bào được kiểm soát theo nhiều cách khác nhau. CO2 là sản phẩm chính cuối cùng của các phản ứng oxi hóa khử trong tế bào. Nếu tất cả lượng khí CO2 tạo thành không được thải ra ngoài mà ứ đọng lại trong dich kẽthì tự nó sẽ có tác dụng làm ngừng tất cả các phản ứng cung cấp năng lượng cho tế bào.

Thật may mắn là khi nồng đọ CO2 trong máu cao hơn mức bình thường sẽ kích thích trung khu hô hấp ở hành não, làm cho người thở nhanh và sâu. Chính sự thở nhanh và sâu này làm tăng đào thải CO2 và nồng độ của CO2 nhanh chóng được đào thải khỏi máu và dịch mô.

Quá trình này tiếp tục cho đến khi nồng độ CO2 bình thường trở lại.

Sự điều hòa huyết áp động mạch.

Có rất nhiều hệ thống góp phần tạo nên sự ổn định của huyết áp động mạch. Một trong số này, là cơ chế điều hòa một cách đơn giản và hiệu quả các Baroreceptor... Ở nơi động mạch cảnh gốc chia nhánh và quai động mạch chủ, có nhiều thụ thể thần kinh nhận cảm về sự thay đổi áp lực lòng mạch được gọi là baroreceptor. Khi huyết áp động mạch tăng cao, các thụ cảm thể này bị kích thích sẽ gửi hàng loạt xung thần kinh đến ức chế trung khu vận mạch ở hành não. Khi này, xung động thần kinh từ trung khu vận mạch truyền đến hệ thống thần kinh giao cảm chi phối cho tim và mạch máu sẽ giảm so với ban đầu. Điều này sẽ giảm hoạt động co bóp của tim cũng như giãn mạch máu ngoại vi, các thụ cảm thể không bị kích thích nữa, nhờ đó đưahuyết áp động mạch về giá trị bình thường.

Hình. Kiểm soát phản hồi của áp lực động mạch bởi receptors. Thanh Tín hiệu từ cảm biến (baroreceptors) là được gửi đến tủy não, nơi chúng được so sánh với một điểm đặt tham chiếu. Khi áp lực động mạch tăng trên mức bình thường, áp suất bất thường làm tăng các xung thần kinh từ các baroreceptors đến tủy não, nơi các tín hiệu đầu vào được so sánh với điểm đặt, tạo tín hiệu lỗi dẫn đến giảm hệ thống thần kinh giao cảm hoạt động. Giảm hoạt động giao cảm gây giãn mạch máu và giảm hoạt động bơm của tim, áp lực động mạch về bình thường.

Ngược lại, giảm huyết áp động mạch dưới mức bình thường, các thụ thể không còn bị kích thích nữa, không còn các xung động lên ức chế trung khu vận mạch không nên chúng quay trở lại trạng thái bình thường. Hệ quả là gây co mạch và tăng co bóp tim và huyết áp sẽ trở lại bình thường.

Giá trị bình thường và các đặc trưng vật lý nổi bật của các chất có trong dịch ngoại bào

Bảng chỉ ra các thành phần quan trọng và tính chất vật lý nổi bật của dịch ngoại bào, cùng với giá trịkhoảng giới hạn bình thường và giới hạn sinh tồn.

Lưu ý về khoảng chuẩn đối với mỗi một giá trị. Giá trị ngoài khoảng này thường do bệnh lí, tổn thương, hay những tác động lớn của môi trường. Và điều đáng quan tâm là giá trị ngoài khoảng bình thường đều có thể gây chết. Chẳng hạn như, khi tăng thân nhiệt chỉ 11°F (7°C) so với bình thường dẫn đến chu trình xấu vềsự tăng quá trình trao đổi chất nội bào làm phá huỷ tế bào. Cũng lưu ý về phạm vi thay đổi pH trong cơ thể là pH= 7,40.5, trong đó 7,4 là pH bình thường của cơ thể. Yếu tố quan trọng khác nữa là nồng độ ion Kali. Bất cứ khi nào nồng đọ K+ giảm xuống dưới 1/3 bình thường, cơ thể người có thể bị liệt do sự dẫn truyền tín hiệu thần kinh trong nowrron bị ức chế.

Ngược lại, nếu nồng độ Ion Kali tăng từ hai lần trở lên so với bình thường thì hoạt động của cơ tim sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Bên cạnh đó, khi nồng độ ion Ca++ giảm xuống dưới một nưa giá trị bình thường thì cơ thể chúng ta có thể phải chịu đựng

Bảng. Những thành phần quan trọng và các đặc trưng vật lý của dịch ngoại bào

Sự co rút các cơ trên toàn bộ cơ thể như khi bị bệnh uốn ván vì sự phát sinh tự phát các xung động quá mức của các sợi thần kinh ngoại biên. Khi nồng độ glucose trong máucủa một người giảm xuống chỉ còn một nửa mức bình thường sẽ có biểu hiện hưng phấn tinh thần quá mức và thậm chí còn có cả co giật.

Những ví dụ này nên đưa ra một sự đánh giá giá trị cực độ và thậm chí sự cần thiết của chúng đối với các hệ thống điều hòa để giúp cơ thể con người hoạt động khỏe mạnh. Khi thiếu đi bất kì một trong số chúng cũng sẽ làm cơ thể rối loạn nghiêm trọng hoặc thậm chí dẫn đến tử vong.