Tài liệu bồi dưỡng thường xuyên môn sinh học thpt những kiến thức cơ bản về sinh lý máu hệ tuần hoàn (phần 1) phục vụ giảng dạy sinh học thpt

1 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG BÌNH    TÀI LIỆU BỒI DƢỠNG THƢỜNG XUYÊN MÔN SINH HỌC THPT (Lƣu hành nội bộ) 2 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG BÌNH    NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ SINH LÝ MÁU – HỆ TUẦN[.]

1

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG BÌNH

-   -

TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG THƯỜNG XUYÊN

MÔN SINH HỌC THPT

(Lưu hành nội bộ)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG BÌNH

-   -

NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN

VỀ SINH LÝ MÁU – HỆ TUẦN HOÀN (PHẦN 1) PHỤC VỤ GIẢNG DẠY SINH HỌC THPT

Quảng Bình, 2016

NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN NHẤT VỀ SINH LÝ MÁU - HỆ TUẦN

HOÀN (PHẦN 1) PHỤC VỤ GIẢNG DẠY SINH HỌC THPT

I Chư ́ c năng của máu:

Máu là dịch lỏng tuần hoàn trong khắp cơ thể động vật thực hiện các chức

năng chủ yếu sau đây:

1 Vâ ̣n chuyển các chất cho quá trình chuyển hóa

- Vận chuyển khí O2 từ cơ quan trao đổi khí (phổi, mang, ) đến các tế bào

và vận chuyển khí CO2 từ các tế bào đến cơ quan trao đổi khí để thải ra ngoài

- Vận chuyển các chất dinh dưỡng hấp thu từ hê ̣ tiêu hóa đưa đến các tế bào

- Vận chuyển các chất bài tiết (urê, axít uric, ) đến các cơ quan bài tiết để

thải ra ngoài

2 Bảo vệ cơ thể

- Bạch cầu trong máu tiêu hủy các vi sinh vật gây bệnh xâm nhập

- Các yếu tố đông máu, trong đó có yếu tố đông máu tiểu cầu tham gia chống

mất máu

3 Điều ho ̀a sự ổn đi ̣nh của môi trường trong

- Điều hòa thân nhiê ̣t, giữ thân nhiê ̣t ổn đi ̣nh

- Điều hòa pH, nhờ hê ̣ thống đê ̣m có trong máu

- Hoocmôn (do các tuyến nô ̣i tiết tiết vào máu) tham gia điều hòa thể di ̣ch các

quá trình sinh lí, như điều hòa áp suất thẩm thấu, điều hòa thân nhiệt

II Mô ̣t số tính chất lí hóa của máu

1 Khối lượng máu

Khối lượng máu tính theo % khối lượng cơ thể là khác nhau ở các loài

động vật (bảng 1)

Bảng 1 Khối lượng máu tính theo % khối lượng cơ thể

Động vật % khối lượng cơ thể

Cá Lợn

Bò

Gà

3,0 4,6 8,0 8,5

Chó Ngựa Người

8,9 9,8 8,0

2 Thể tích máu

Người trưởng thành có khoảng 4 đến 6 lít máu (tùy theo khối lượng cơ thể),

trong đó có gần 50% là máu dự trữ (gan 20%; lách 16%; dưới da 10%) Máu dự trữ

được huy động trong trường hợp mất máu, lao động, sốt, ngạt thở

3 Tỉ trọng của máu

Tỉ trọng của máu là 1,050 – 1,060 Tỉ trọng của máu phụ thuộc vào số lượng

tế bào máu và nồng độ các chất trong huyết tương

4 Độ nhớt của máu

Nếu coi độ nhớt của nước tinh khiết là 1 thì độ nhớt của máu là 4,5 và của

riêng của huyết tương là 2,2 Độ nhớt của máu phụ thuộc chủ yếu vào số lượng tế

bào máu và nồng độ protein huyết tương Trường hợp số lượng tế bào máu và nồng

độ protein huyết tương tăng lên thì độ nhớt của máu sẽ tăng lên Điều này gây trở

ngại cho sự lưu thông của máu và hoạt động của tim, nếu kéo dài dẫn đến suy tim

và tăng huyết áp

5 Hematocrit

Hematocrit là tỉ lệ giữa thể tích hồng cầu và thể tích máu toàn phần Hematocrit của người trưởng thành (sau 1 giờ để lắng): nam là 44 % ± 3% và nữ là

41 % ± 3%

6 Áp suất thẩm thấu

Áp suât thẩm thấu của máu phần lớn là do nồng độ các muối khoáng hòa tan

trong máu (chủ yếu là NaCl) và một phần nhỏ là do các protein huyết tương tạo

nên Mặc dù áp suất thẩm thấu do protein huyết tương tạo nên không lớn, khoảng

25 – 28 mmHg, nhưng lại có vai trò quan trọng trong trao đổi nước giữa mao mạch

và mô

Sự ổn định của áp suất thẩm thấu của máu có ý nghĩa sinh lí rất lớn

Nếu áp suât thẩm thấu của huyết tương lớn hơn của hồng cầu, thì nước sẽ từ

hồng cầu đi ra huyết tương, kết quả là kích thước hồng cầu giảm đi, hồng cầu teo

nhỏ lại Thí nghiệm: Cho hồng cầu người hoặc thú vào dung dịch có áp suất thầm thấu lớn hơn của hồng cầu, ví dụ dung dịch muối NaCl > 0, 96 %, thì hồng cầu teo

nhỏ lại Dung dịch muối NaCl > 0, 96 % gọi là dung dịch ưu trương

Nếu áp suât thẩm thấu của huyết tương nhỏ hơn của hồng cầu, thì nước sẽ

từ huyết tương đi vào hồng cầu, kết quả là kích thước hồng cầu tăng lên, hồng cầu căng phồng to lên Thí nghiệm: Cho hồng cầu người hoặc thú vào dung dịch có áp suất thầm thấu nhỏ hơn của hồng cầu, ví dụ dung dịch muối NaCl < 0, 96 %, thì

hồng cầu phồng to lên Dung dịch muối NaCl < 0, 96 % gọi là dung dịch nhược

trương Nếu giảm dần nồng độ muối NaCl thì hồng cầu càng phồng to hơn lên và

cuối cùng bị vỡ ra, hiện tượng đó gọi là huyết tiêu

Nếu áp suất thẩm thấu của hồng cầu và huyết tương bằng nhau, thì lượng nước đi từ huyết tương vào hồng cầu và từ hồng cầu ra huyết tương sẽ bằng nhau, kết quả là kích thước và hình dạng hồng cầu vẫn giữ nguyên Thí nghiệm: Cho hồng cầu người hoặc thú vào dung dịch muối NaCl = 0, 96 %, thì hồng cầu vẫn giữ

nguyên hình dạng và kích thước Dung dịch muối NaCl = 0, 96 % gọi là dung dịch

đẳng trương và còn được gọi là nước muối sinh lí

Trong thực tế, để giữ được lâu các mô hoặc các cơ quan bên ngoài cơ thể hoặc khi cần bổ sung một lượng dịch vào cơ thể trong trường hợp cơ thể giảm

huyết áp, người ta có thể sử dụng nước muối sinh lí, nhưng sử dụng dung dịch sinh

lí thì tốt hơn

Dung dịch sinh lí có áp suât thẩm thấu tương đương với áp suất thẩm thấu của

máu, dung dịch sinh lí thường được sử dụng là dung dịch sinh lí Rinh gơ (bảng 2)

Bảng 2 Dung dịch sinh lí Rinh gơ

Thành phần Động vật hằng nhiệt Động vật biến nhiệt

NaCl KCl CaCl2 NaHCO3 Nước cất

0,90 gam 0,02 gam 0,02 gam 0,02 gam

100 ml

0,60 gam 0,02 gam 0,02 gam 0,02 gam

100 ml

7 pH ma ́ u

pH máu của người hơi kiềm, dao động trong khoảng 7,35 – 7,45 pH của một số động vật thể hiện trên bảng 3

Bảng 3 pH máu của một số động vật

Động vật pH máu Chó, ngựa

Trâu, bò Lợn

Dê, cừu Thỏ

Gà

7,40 7,45 7,47 7,49 7,58 7,42

Độ pH máu phụ thuộc và nồng độ các ion H+ và OH- có trong máu Các hoạt động của tế bào, cơ quan luôn sản sinh ra các chất như CO2, axit lắctic…dẫn đến biến động pH máu và ảnh hưởng đến hoạt động của tế bào, cơ quan Tuy nhiên, pH máu luôn duy trì được sự ổn định chủ yếu là nhờ các hệ đệm trong máu cùng với

sự tham gia điều hòa của phổi và thận Hệ đệm duy trì được sự ổn định của pH máu là nhờ khả năng lấy đi các ion H+ và OH- khi các ion này xuất hiện trong máu Trong máu có ba hệ đệm chính đó là hệ đệm bicacbonat, hệ đệm phốt phát và hệ đệm protein

Hệ đệm bicacbonát: gồm axit cacbonic và muối bicacbonat natri hoặc kali và được viết dưới dạng sau:

H2CO3

BHCO3 (B là Na+ hoặc K+)

Hệ đệm phốt phát: gồm photphat điaxit và photphat mônoaxit và được viết dưới dạng sau:

BH2PO4

Hệ đệm protein: Protein của huyết tương có cả các gốc axit –COOH và gốc kiềm –NH3OH nên có thể hoạt động như hệ thống đệm, tham gia điều chỉnh pH khi có biến động Hệ đệm protein là hệ đệm mạnh nhất

Ngoài các hệ đệm trong máu, phổi và thận cũng đóng vai trò quan trọng trong điều hòa pH nội môi Phổi tham gia điều hòa pH bằng cách thải CO2, vì khi lượng CO2 tăng lên sẽ làm tăng H+ trong máu Thận tham gia điều hòa pH nhờ khả năng thải H+

, HCO3-

II Huyết tương

Máu gồm hai thành phần chính, đó là huyết tương và tế bào máu (hình 1)

Hình 1 Thành phần chính của máu

Để tách được hai thành phần này, người ta lấy máu vào ống nghiệm và cho thêm chất chống đông máu vào sau đó đem li tâm, máu sẽ phân chia thành hai phần:

- Phần ở trên có màu vàng nhạt, hơi đục đó là huyết tương Phần này chiếm

55 % thể tích máu

- Phần ở dưới đặc hơn, màu đỏ thẫm, đó là các tế bào máu, phần này chiếm

45 % thể tích máu Màu đỏ của phần ở dưới là do hồng cầu Nằm giữa hai phần có một lớp mỏng màu trắng đó là bạch cầu và tiểu cầu

Huyết tương là di ̣ch lỏng có màu vàng nha ̣t , gồm có nước và chất tan Nước chiếm 92 % tổng lượng huyết tương, còn các chất tan chiếm 8 % Các chất tan gồm nhiều thành phần (các ion, protein huyết tương…) với vai trò khác nhau (bảng 4)

Bảng 4 Thành phần và chức năng của huyết tương

HUYẾT TƯƠNG Thành phần Chức năng chính

Nước (chiếm 92 % tổng lượng

huyết tương)

Dung môi cho các chất khác

Các ion (cation và anion):

Na+

Ca2+

Mg2+

K+

Cl

-I

-HCO3-

PO4 3-

Cân bằng thẩm thấu, đệm pH, điều hòa tính thấm màng

Các protein huyết tương (chiếm

7 - 9 % khối lượng huyết tương):

- Albumin (chiếm 60 % tổng số

protein huyết tương)

- Globulin α và β

- Globulin γ (kháng thể)

- Fibrinogen (chiếm 4 % tổng

số protein huyết tương)

Cân bằng thẩm thấu, đệm pH, vận chuyển một số chất

Vận chuyển một số chất

Bảo vệ cơ thể

Tham gia đông máu

Các chất được máu vận chuyển:

Chất dinh dưỡng (glucozơ, axit béo, vitamin…)

Hoocmôn

Cholesteron

Các sản phẩm thải chuyển hóa

Các khí hô hấp (O2 và CO2 )

IV Tế ba ̀o máu

Tế bào máu còn gọi là yếu tố hữu hình , gồm hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu

(hình 2)

Hình 2 Các loại tế bào máu

1 Hồng cầu

a) Hình thái và cấu tạo

Hồng cầu (erythrocytes) của người và thú là tế bào mất nhân và ti thể , có

hình đĩa lõm hai mặt , đường kính 7,5 μm, chiều dày 1 μm ở trung tâm và 2 μm ở

ngoại vi (hình 3) Hình đĩa lõm làm tăng diện tích bề mặt, tăng cường độ khuếch

tán của ôxi qua màng Hình đĩa lõm còn làm hồng cầu trở nên mềm dẻo dễ đi qua

các mao mạch nhỏ và khó bị vỡ Không có nhân và ty thể có tác dụng giảm tiêu thụ

ôxi khi vận chuyển

( a ) ( b )

Hình 3 Hồng cầu người nhìn dưới kính hiển vi (a) và phóng to (b)

Hồng cầu chim , bò sát, lưỡng cư và cá có hình bầu du ̣c và có nhân Ở hầu hết các loài đô ̣ng vâ ̣t có xương sống và nhiều loài đô ̣ng vâ ̣t không xương sống ,

trong hồng cầ u có chứa sắc tố hô hấp hemôglôbin Hemôglôbin (Hb) cấu ta ̣o từ globin và hem Globin là mô ̣t loa ̣i protein được cấu tạo từ 4 chuỗi polipeptit, trong đó có 2 chuỗi α (mỗi chuỗi có 141 axit amin) và 2 chuỗi β (mỗi chuỗi có 146 axit amin) Mỗi chuỗi polypeptit gắn vớ i mô ̣t nhân hem tạo thành một tiểu đơn vị Như

vậy, một phân tử hemoglobin được tạo thành từ bốn tiểu đơn vị (hình 4)

Hình 4 Cấu trúc của phân tử hemoglobin

Cấu trúc của hem giống nhau ở các loài động vật Hem được cấu tạo bởi bốn vòng pyrol nối với nhau bằng các cầu nối metyl , ở giữa có nguyên tử sắt hóa trị hai (hình 5) Mỗi nguyên tử sắt có thể ta ̣o liên kết không bền vững với mô ̣t phân tử O2 Do phân tử hemoglobin có chứa sắt làm cho máu có màu đỏ

Hình 5 Cấu tạo hóa học của hem

b) Số lượng