bài giảng sinh lý động vật

Định nghĩa, nhiệm vụ và phân loại Định nghĩa: sinh lý học là môn khoa học nghiên cứu chức năng của các tế bào, các hoạt động, các biểu hiện của sự sống trên cơ thể người và động vật tro

Lời nói đầu

Để chào mừng 40 năm thành lập trường Đại học Sư phạm Việt Bắc cũng là 40 năm thành lập khoa Sinh - KTNN, chúng tôi biên soạn giáo trình Sinh lý người và động vật

Giáo trình có nội dung cơ bản là nghiên cứu các hiện tượng chung, các quá trình

lý học, hoá học, sinh học xảy ra trong cơ thể người và động vật Từ đó giải thích cơ chế của các quá trình nêu trên, phát hiện và ứng dụng quy luật vào điều khiển sự sống Sinh lý người và động vật có nhiều kiến thức gắn liền với thực tế sản xuất, đời sống, y học, sức khoẻ Nên khi biên soạn giáo trình, chúng tôi đã cố gắng giải quyết mối quan hệ khăng khít nêu trên

Chắc chắn giáo trình có nhiều nhược điểm do kinh nghiệm của các tác giả còn hạn chế Rất mong được sự đóng góp ý kiến của bạn đọc để giáo trình ngày một hoàn thiện hơn

CÁC TÁC GIẢ

MỤC LỤC

Trang

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1

I KHÁI NIỆM MÔN HỌC 1

II CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SINH LÝ HỌC 2

III LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN BỘ MÔN 3

CHƯƠNG II: SINH LÝ MÁU 4

I CHỨC NĂNG CỦA MÁU 4

II THÀNH PHẦN CỦA MÁU 4

III KHỐI LƯỢNG VÀ ĐẶC TÍNH CỦA MÁU 9

IV ĐÔNG MÁU, SỰ CHỐNG ĐÔNG VÀ MIỄN DỊCH CỦA MÁU 11

V CÁC NHÓM MÁU 13

CHƯƠNG III: SINH LÝ TUẦN HOÀN 16

I KHÁI QUÁT CHUNG 16

II SINH LÝ TIM 17

III SINH LÝ MẠCH 23

CHƯƠNG IV: SINH LÝ HÔ HẤP 28

I KHÁI QUÁT CHUNG 28

II HÔ HẤP NGOÀI 29

III CÁC THÔNG SỐ HÔ HẤP (CÁC CHỈ TIÊU SINH LÝ HÔ HẤP) 31

IV SỰ TRAO ĐỔI KHÍ Ở PHỔI VÀ Ở MÔ 32

V SỰ VẬN CHUYỂN KHÍ TRONG MÁU 34

VI SỰ ĐIỀU HOÀ HÔ HẤP 37

CHƯƠNG V: SINH LÝ TIÊU HOÁ 40

I KHÁI QUÁT CHUNG 40

III TIÊU HOÁ Ở DẠ DÀY 42

IV TIÊU HOÁ Ở RUỘT NON 46

V TIÊU HOÁ Ở RUỘT GIÀ 49

VI SỰ HẤP THU CÁC CHẤT 50

CHƯƠNG VI: SINH LÝ BÀI TIẾT 55

I KHÁI QUÁT CHUNG 55

II SỰ TẠO THÀNH NƯỚC TIỂU 55

III SỰ BÀI XUẤT NƯỚC TIẾU 60

IV SỰ BÀI TIẾT MỐ HÔI VÀ CHẤT NHỜN 61

V ỨNG DỤNG CỦA SINH LÝ BÀI TIẾT 62

CHƯƠNG VII: TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 63

I KHÁI NIỆM 63

II TRAO ĐỔI CHẤT 63

III CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG 70

IV ĐIỀU NHIỆT 75

CHƯƠNG VIII: SINH LÝ NỘI TIẾT 77

I KHÁI QUÁT CHUNG 77

II ĐẠI CƯƠNG VỀ HORMONE 77

III CÁC TUYẾN NỘI TIẾT CHỦ YẾU 79

IV CƠ CHẾ VÀ CÁC DẠNG TÁC ĐỘNG CỦA HORMONE 87

V VÀI DẠNG NỘI TIẾT ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG VẬT 91

CHƯƠNG: IX SINH LÝ SINH SẢN 93

I KHÁI QUÁT CHUNG 93

II SỰ SINH SẢN HỮU TÍNH Ở NGƯỜI VÀ ĐỘNG VẬT 94

III CHỨC NĂNG SINH LÝ CỦA CƠ QUAN SINH DỤC 98

IV SỰ HÌNH THÀNH GIAO TỬ 100

V SỰ THỤ TINH 102

VI SỰ LÀM TỔ VÀ PHÁT TRIỂN CỦA PHÔI THAI 104

VII SỰ ĐẺ CON VÀ NUÔI CON 106

VIII SỰ ĐIỀU HOÀ SINH SẢN BẰNG HORMONE 107

IX SỰ SINH SẢN ĐẶC BIỆT 108

X SINH ĐẺ CÓ KẾ HOẠCH VÀ CÁC BỆNH VỀ QUAN HỆ TÌNH DỤC 110

CHƯƠNG X: SINH LÝ VẬN ĐỘNG CƠ 112

I KHÁI QUÁT CHUNG 112

II CÁC LOẠI CƠ, ĐẶC ĐIỂM VÀ ĐẶC TÍNH CỦA CƠ 112

III CÁC HÌNH THỨC VÀ THỂ LOẠI CO CƠ 114

IV CƠ CHẾ PHÂN TỬ CỦA SỰ CO CƠ 116

CHƯƠNG XI: SINH LÝ HỆ THẦN KINH 120

I KHÁI QUÁT VỀ HỆ THẦN KINH 120

II SỰ PHÁT SINH XUNG ĐỘNG THẦN KINH VÀ DẪN TRUYỀN HƯNG PHẤN 121

III CHỨC NĂNG CỦA TUỶ SỐNG 125

IV CHỨC NĂNG CỦA CÁC VÙNG THÂN NÃO 127

V CHỨC NĂNG CỦA BÁN CẦU ĐẠI NÃO 131

CHƯƠNG XII: HOẠT ĐỘNG THẦN KINH CẤP CAO 135

I PHẢN XẠ VÀ CUNG PHẢN XẠ 135

II PHẢN XẠ CÓ ĐIỀU KIỆN 136

III CÁC QUÁ TRÌNH ỨC CHẾ Ở VỎ NÃO 141

IV CÁC QUY LUẬT CƠ BẢN CỦA THẦN KINH CẤP CAO 144

V GIẤC NGỦ, GIẤC MƠ VÀ THÔI MIÊN 146

VI HỆ THỐNG TÍN HIỆU 148

VII CÁC KIỂU HOẠT ĐỘNG THẦN KINH 149

CHƯƠNG XIII: SINH LÝ CƠ QUAN CẢM GIÁC 152

I KHÁI QUÁT CHUNG 152

II SINH LÝ CỦA CÁC CƠ QUAN CẢM GIÁC 155

TÀI LIỆU THAM KHẢO 165

CHƯƠNG I

MỞ ĐẦU

I KHÁI NIỆM MÔN HỌC

1 Định nghĩa, nhiệm vụ và phân loại

Định nghĩa: sinh lý học là môn khoa học nghiên cứu chức năng của các tế bào, các hoạt động, các biểu hiện của sự sống trên cơ thể người và động vật trong mối quan

hệ với môi trường sống

Nhiệm vụ của bộ môn: quan sát, mô tả hiện tượng, giải thích cơ chế, phát hiện quy luật và ứng dụng quy luật để điều khiển sự sống

Phân loại: tuỳ theo nội dung nghiên cứu mà sinh lý học được chia thành:

+ Sinh lý học đại cương: nghiên cứu các hiện tượng chung, các quá trình lý học, hoá học, sinh học xảy ra trong cơ thể người và động vật Ví dụ: nghiên cứu các quá trình trao đổi chất và năng lượng để cơ thể phát triển, nghiên cứu các phản xạ làm cơ thể thích ứng với môi trường

+ Sinh lý học chuyên khoa: nghiên cứu một khía cạnh nào đó của sự sống ở người và động vật Ví dụ:

- Nghiên cứu một hệ cơ quan: sinh lý tuần hoàn, sinh lý tiêu hoá, sinh lý hô hấp, sinh lý bài tiết, sinh lý sinh sản, sinh lý thần kinh

- Nghiên cứu một đối tượng nào đó: sinh lý cá, sinh lý ếch, sinh lý gà, sinh lý khỉ, sinh lý người

- Nghiên cứu một trạng thái của cơ thể: sinh lý thường, sinh lý bệnh, sinh lý lao động, sinh lý thể thao

2 Vai trò của sinh lý học

Sinh lý học là cơ sở của nhiều môn khoa học khác như tâm lý học, giáo dục học,

y học, hoá học, sinh thái học, di truyền học, nhân chủng học, giáo dục thể chất

+ Sinh lý học vừa là cơ sở vữa là yêu cầu của y học Người thầy thuốc muốn chữa trị được bệnh tật phải nắm vững các hoạt động sinh lý bình thường bất thường, các trạng thái bệnh lý của cơ thể người để chẩn đoán bệnh chính xác

+ Sinh lý học là cơ sở quan trọng của thể dục thể tha0, giúp nắm vững được những quy luật biến đổi sinh lý trong quá trình luyện tập để từ đó phát triển tố chất thể lực của vận động viên, thành tích thi đấu thể tha0, các phương pháp huấn luyện phù hợp…

Sinh lý học có nhiều mối quan hệ mật thiết với các môn khoa học khác:

+ Với sinh thái học: người và động vật luôn luôn chịu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường như nhiệt độ, ánh sáng, khí hậu, điện trường, từ trường Các chu kỳ xác định của thiên nhiên như ngày, đêm, tháng, mùa, năm đã tác động và tạo ra các chu kỳ sinh lý của người và động vật như chu kỳ thức, ngủ, kinh nguyệt của người, mùa di cư

của chim, mùa sinh đẻ của động vật

+ Với di truyền học: khi đã hiểu được quy luật di truyền qua nhiễm sắc thể thì sinh lý học có thể giải thích được hiện tượng sinh con trai, con gái, hoặc hiện tượng xảy thai liên quan đến sự bất đồng về yếu tố Rh của máu mẹ và máu con

+ Với toán học, lý học, hoá học: từ lâu các kiến thức lý học, hoá học đã được dùng để giải thích các chức năng của sự sống Ví dụ:

- Lomonosov (Nga) và Lavoisier (Pháp) đã chứng minh được: hô hấp là một quá trình oxy hoá, tuần hoàn máu tuân theo định luật thuỷ động học, mắt là một hệ thống thấu kính quang học

- Giavani (Ytalia) đã phát hiện luồng thần kinh thực chất là một dòng điện sống (dòng điện sinh học.)

- Các số liệu sinh lý học đã được sử lý bằng toán thống kê sinh học

+ Với các kỹ thuật, thiết bị: vì là một khoa học thực nghiệm nên với các thiết bị

kỹ thuật càng hiện đại càng giúp cho kết quả nghiên cứu sinh lý càng chính xác Ví dụ nhờ kỹ thuật vi điện tử đã đo được điện tim, điện não

II CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SINH LÝ HỌC

1 Quan sát

Các hiện tượng sinh lý có thể được:

+ Quan sát bằng giác quan: xúc giác như sờ, nắn, gõ; thính giác như nghe; thị giác như nhìn; vị giác như nếm; khứu giác như ngửi

+ Quan sát bằng các thiết bị như vô tuyến truyền hình, kính hiển vi, kính hiển vi điện tử và các thiết bị khác để đi đến định tính, định lượng những hoạt động sinh lý

2 Thực nghiệm

+ Dùng động vật để thực nghiệm với hai mức độ :

- Cấp diễn: mổ động vật trong trạng thái bất thường với thời gian ngắn

Phương pháp này đã được sử dụng từ thể kỷ II: Galien (Lamã) đã mổ lợn, khỉ sống để nghiên cứu chức năng của mạch máu và dây thần kinh

- Trường diễn: mổ động vật sống với thời gian dài để theo dõi hoạt động của chúng sau phẫu thuật I.P PHvlov đã mổ chó đặt ống thoát nước bọt, dịch tuỵ dịch vị, cho chó ăn uống và sống bình thường để nghiên cứu chức năng của các dịch tiêu hóa + Đặt giả thuyết nhằm phỏng đoán bản chất và cơ chế của các hiện tượng sinh lý

Ví dụ: W Harvey (Anh) dựa vào quan sát của mình đã xây dựng nên sơ đồ tuần hoàn,

sơ đồ này được phác hoạ dựa trên giả thuyết: trong các cơ quan có những "khe hở cho máu chảy từ động mạch sang tĩnh mạch Sau 34 năm, giả thuyết "khe hở" của Harvey

đã được M.Malpighi (Ytalia) xác minh là đúng nhờ phát hiện ra hệ mao mạch phổi với

sự hỗ trợ của kính hiển vi (1661 khi đó Harvey đã qua đời) Sau này, Engels đã đánh giá: Harvey là người đã làm cho môn sinh lý trở thành một khoa học

3 Nguyên tắc chọn đối tượng nghiên cứu

+ Nguyên tắc an toàn: có nhiều vấn đề sinh lý của con người cần được làm sáng

tỏ, nhưng để bảo đảm an toàn trước tiên phải thí nghiệm trên động vật Ví dụ : trước khi I Gagarin được đưa lên vũ trụ(12.04.1961) thì các nhà sinh lý học Xô Viết đã đưa lên vũ trụ nhiều động vật mà mở đầu là chuyến bay của chó Laika trong tàu Sputnik ngày 3.11.1957

+ Nguyên tắc từ dễ đến khó: nhiều quá trình sinh lý nếu nghiên cứu ngay trên người thì rất phức tạp do đó trước tiên cần nghiên cứu trên động vật bậc thấp Ví dụ: trí nhớ của người là một hiện tượng sinh lý đặc biệt khó nhưng trí nhớ này đã được nghiên cứu trên đối tượng đỉa phiến

III LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN BỘ MÔN

+ Những hiểu biết đầu tiên về chức năng cơ thể đã được nêu lên từ rất xa xưa: Hippocrate, Galien Hippocrate cho rằng: hoạt khí trong phổi chuyển sang máu rồi lưu thông khắp cơ thể Galien cho rằng: vật khí trong não chi phối tâm linh, vật khí trong gan và mạch chi phối dinh dưỡng, hoạt khí trong tim chi phối sự gan dạ

+ Thế kỷ XVI: Servet tìm ra tuần hoàn phổi

+ Thế kỷ XVII:

- W Harvey (1578-1657): phát hiện ra tuần hoàn máu

- R Decarte (1596-1650): nghiên cứu và phát hiện ra phản xạ

+ Thế kỷ XIX-XX:

- Sechenov (1829-1905): nghiên cứu về sinh lý thần linh và sự mệt mỏi

- I PHvlov (1849-1936): nghiên cứu về sinh lý tiêu hoá, hoạt động thần kinh cấp cao với nhiều phương phát phẫu thuật độc đáo

- Orbelei (1882- 1958): nghiên cứu về sinh lý hoạt động của hệ cơ, thần kinh giao cảm, cơ quan phân tích

Sau này còn xuất hiện nhiều nhà sinh lý học nổi tiếng khác

CHƯƠNG II SINH LÝ MÁU

I CHỨC NĂNG CỦA MÁU

Máu là một dịch lỏng được lưu thông trong một hệ thống ống kín gọi là hệ mạch máu Máu cùng với dịch bạch huyết, dịch gian bào, dịch não tuỷ, dịch màng phổi, dịch màng tim tạo nên môi trường trong (nội môi) của cơ thể Máu có các chức năng sinh

lý quan trọng sau đây:

+ Vận chuyển:

- Máu vận chuyển khí O2 từ phổi đến các tế bào của mô và khí CO2 từ các tế bào

về phổi để thải ra môi trường ngoài Chức năng này còn được gọi là chức năng hô hấp

- Máu vận chuyển các chất dinh dưỡng: axit amin, glucose, axit béo; các muối khoáng, các loại vitamin từ ống tiêu hoá tới gan rồi đi nuôi cơ thể Chức năng này còn được gọi là chức năng dinh dưỡng

- Máu vận chuyển các sản phẩm cặn bã của quá trình trao đổi chất như ure, axit uric, creatin từ các mô đến các cơ quan bài tiết như thận, da, phổi, ruột để thải ra ngoài Chức năng này còn được gọi là chức năng đào thải

+ Bảo vệ: Bạch cầu ở trong máu có khả năng:

- Tiêu diệt các vi trùng, vi khuẩn nhờ cơ chế thực bào

- Tạo kháng thể: tấn công các tác nhân xâm nhập vào cơ thể bằng phản ứng kháng nguyên - kháng thể Các phản ứng này có liên quan đến khả năng miễn dịch tự nhiên của cơ thể

II THÀNH PHẦN CỦA MÁU

Máu là một loại mô liên kết đặc biệt gồm huyết tương chiếm 55-60% thể tích máu và huyết cầu chiếm 40-45%

1 Huyết tương

Huyết tương là phần dịch lỏng của máu có màu vàng nhạt, gồm chủ yếu là nước: 90-92%, các chất khác: 8-10%: protein, gluxit, lipit, các muối khoáng, các vitamin, các enzym, honnone

a Protit huyết tương

Trong huyết tương có hơn 100 loại protein khác nhau mà fibrinogen, albumin, globulin chiếm lượng chủ yếu

+ Globulin: có ba loại chủ yếu là α, β, γ trong đó:

- α, β globulin tham gia vào vận chuyển cholesterin, hormone, các photphatit, các axit béo

- γ globulin có vai trò trong miễn dịch nó rất cần cho sự tạo kháng thể

b Gluxit huyết tương (đường huyết)

Trong huyết tương, gluxit có hai dạng đơn giản là glucose và fructose Trong trạng thái nghỉ, glucose huyết của người Việt Nam là 90 ± 13mg trong 100ml huyết tương (90 ± 13mg%)

Hàm lượng đường trong máu phụ thuộc vào trạng thái sinh lý của cơ thể, hoạt động của các tuyến nội tiết, hệ thần kinh và vào đặc điểm của loài Hàm lượng đường huyết của một số loài động vật (mg%) như sau: ngựa: 60- 110, bò cái: 40-100, cừu: 40-65, lợn: 40-250, thỏ: 100, chó: 70-100, gà mái: 130-260, vịt: 150

Đường trong máu tồn tại ở dạng tự do và dạng liên kết với protein(40- 50%) Khi vượt qua mức bình thường ở trong máu thì glucose sẽ được chuyển thành glycogen dự trữ ở gan dưới tác dụng của hormone insulin Vì vậy khi nhược năng tuyến tuỵ (thiếu insulin) thì glycogen không được tạo ra, hàm lượng đường trong máu tăng cao và bị thải ra ngoài qua nước tiểu (bệnh đái tháo đường)

c Lipit huyết tương

Trong huyết tương, lipit chiếm khoảng 0.5-1%, tồn tại dưới dạng mỡ trung tính

và các sản phẩm phân giải của nó là glyxerin, axit béo Ngoài ra còn có lipoprotein, cholesteron, photpholipit Nhờ lipoprotein mà glyxerin và axit béo được hấp thu từ ống tiêu hoá về gan rồi tới các mô Từ cholesteron mà các hormone loại steroit được tổng hợp

Khi vượt quá mức bình thường trong máu, lipit sẽ được biến đổi thành mỡ dự trữ Khi quá dư thừa nó tích tụ lại và bám vào các cơ quan như gan, thận, thành mạch máu cản trở chức năng bình thường của các cơ quan đó dẫn đến bệnh lý (bệnh xơ vữa thành mạch máu )

d Các chất điện giải

Huyết tương chứa nhiều muối khoáng với các loại lớn Na+, K+, Mg++, Ca++, Cl

-SO4 HCO3-, HPO4 Hàm lượng muối khoáng (điện giải đồ) bình thường của người Việt Nam (tính = mEq/l: Eq= 1/1000mg) là:

Nồng độ muối khoáng trong huyết tương (do các nguyên tố đa lượng quyết định) của người và động vật có vú là 0,9%; của chim: l,l%; của động vật biến nhiệt: 0,7% trong đó chủ yếu là NaCl (60%) Dung dịch có nồng độ muối khoáng tương ứng đã nêu trên được gọi là dung dịch sinh lý đẳng trương - được dùng trong các thí nghiệm sinh lý và y học

e Nitơ cặn (Nitơ phi protit)

Đó là những hợp chất hữu cơ không phải là protein, bao gồm ure, axit uric, creatin, amoniac, kiềm phun Chúng được coi là những chỉ tiêu đặc trưng cho các trạng thái bệnh lý và sinh lý khác nhau của cơ thể

Nitơ cặn là những sản phẩm của quá trình trao đổi protein trong đó có những chất gây ảnh hưởng xấu đến hoạt động của các cơ quan Định lượng Nitơ cặn có ý nghĩa rất lớp trong lâm sàng Ví dụ khi viêm thận, Nitơ cặn không được bài tiết thích đáng nên hàm lượng của nó tăng cao trong máu gây trúng độc Nitơ máu

chứa nước: 63%, chất khô: 37%

trong chất khô chứa 95% (là huyết

sắc tố - hemoglobin (Hb)

- Hàm lượng Hb được tính

bằng số gam Hb có trong 100ml

máu (g%) Hàm lượng này thay đổi

tuỳ thuộc vào tuổi tác, giới tính,

trạng thái cơ thể, điều kiện sống,

đặc điểm của loài Hàm lượng Hb

trong máu người Việt Nam:

Đây là phản ứng thuận nghịch, chiều của phản ứng do phân áp của O2 quyết định

Cụ thể, ở phổi, phân áp của O2 cao nên phản ứng diễn ra theo chiều thuận: HbO2 được tạo thành Ở mô, phân áp của O2 thấp, phản ứng diễn ra theo chiều ngược, HbO2 bị phân ly thành:

Một gam Hb có thể kết hợp tối đa với 1,34 ml O2 mà trong 100ml máu có tới 15g

mạch

Trong điều kiện bất thường, khả năng vận chuyển O2 của Hb bị giảm sút gây hậu quả nghiêm trọng Ví dụ khi hít phải khí có nhiều CO (monoxit cacbon) thì HbCO (cacboxyhemoglobin) được tạo thành:

Hb + CO → HbCO Lực hút của CO với Hb cao gấp 200 lần so với O2 nên khi Hb đã kết hợp với CO thì không còn khả năng kết hợp với O2 nữa Đó là cơ chế ngộ độc khí C0, gây ngạt thở

- Vận chuyển khí CO2 từ tế bào ra phổi do Hb dễ kết hợp với CO2 để tạo thành

HbCO2 được tạo thành Còn ở phổi phản ứng xảy ra theo chiều ngược do phân áp CO2gồm thấp nên HbCO2 bị phân ly :

Sự vận chuyển O2, CO2 còn được gọi là chức năng hô hấp của Hb Ngoài ra Hb còn có chức năng đệm: điều hoà cân bằng axit- bazơ trong máu, chẳng hạn khi axit (như H2CO3) tăng trong máu thì phản ứng đệm sẽ diễn ra:

máu trở về trạng thái cân bằng

* Tốc độ lắng của hồng cầu: nếu để nguyên máu đã pha chất chống đông, hồng cầu sẽ lắng dần xuống với tốc độ 3-9mm/h đối với nam và 7- 12mm/h đối với nữ Hồng cầu càng nhiều tốc độ tăng càng nhanh Nếu tốc độ lắng tăng nhiều lần là triệu chứng của viêm nhiễm, có thai

b Bạch cầu

này có thể thay đổi tuỳ thuộc vào:

+ Lứa tuổi: trẻ sơ sinh: 10000-25000, trẻ 5 tuổi: 4300 - 13000

+ Công thức bạch cầu của người Việt Nam:

- Bạch cầu hạt ưa bazơ: 0,5%

- Bạch cầu hạt ưa axit : 9- 11 %

- Bạch cầu hạt trung tính: 66%

- Bạch cầu mono (monocyte): 2-2,5%

- Bạch cầu limpho (limphocyte): 20-25%

+ Công thức bạch cầu thay đổi tuỳ theo trạng thái bệnh lý:

- Tỷ lệ bạch cầu hạt trung tính tăng trong những bệnh nhiễm khuẩn cấp, giảm trong các bệnh sởi, cúm, quai bị, thương hàn, sốt rét, sốt xuất huyết

- Tỷ lệ bạch cầu hạt ưa axit tăng khi bị dị ứng, hen, ký sinh trùng đường ruột

- Tỷ lệ bạch cầu hạt ưa bazơ tăng trong các bệnh viêm mãn tính

- Tỷ lệ bạch cầu limpho tăng trong các bệnh nhiễm khuẩn mãn tính

* Chức năng của bạch cầu: bảo vệ cơ thể theo cơ chế miễn dịch nhờ 2 khả năng: thực bào và tạo kháng thể

+ Thực bào các vi khuẩn, vật lạ xâm nhập vào cơ thể hoặc dọn sạch xác vi khuẩn tại các ổ viêm nhiễm, vết thương

- Bạch cầu hạt trung tính: có thể thực bào 5- 20 vi khuẩn, chuyển động theo kiểu amip, xuyên qua thành mạch máu tới nơi viêm nhiễm, thò chân giả vây quanh vật lạ và tiết enzym phân huỷ vật lạ

- Bạch cầu hạt ưa axit: khả năng thực bào yếu hơn nhưng dọn sạch các ổ viêm ở giai đoạn cuối Nó tiết ra chất precipitin làm kết tủa các protein lạ hay làm mất độc tố

do vi khuẩn tiết ra

- Bạch cầu hạt ưa bazơ: không có khả năng thực bào nhưng lại tiết ra hepHrin vào máu để ngăn cản quá trình đông máu trong lòng mạch

- Bạch cầu mono: có khả năng thực bào rất lớn: 100 vi khuẩn, bạch cầu này còn kích thích bạch cầu limpho tạo kháng thể đặc hiệu để tiêu diệt các tác nhân gây bệnh + Tạo kháng thể: do bạch cáu limpho phụ trách vì chúng sản xuất kháng thể β-

globulin và γ- globulin chống tác nhân gây bệnh Bạch cầu này có hai loạilimpho B: sản xuất β, γ-globulin lưu thông

- Limpho T; có hai dạng:

Dạng tế bào cứu trợ: giúp limpho B sản xuất kháng thể

Dạng tế bào loại bỏ: chấm dứt hoặc loại trừ cuộc chiến của cơ thể chống mầm bệnh

Trong trường hợp bị mắc bệnh AIDS (Acquired Immune Deficiency Syndrome)

mà tác nhân gây bệnh là HIV (Human Immune Virus) thì số tế bào loại bỏ vượt quá số

tế bào cứu trợ, mặt khác HIV tấn công tế bào cứu trợ do vậy việc sản xuất các kháng thể bị giảm sút làm suy giảm khả năng miễn dịch và cơ thể dần suy kiệt

c Tiểu cầu

Tiểu cầu là thể hữu hình của máu còn được gọi là tiểu thể đông máu nên nó tham gia vào quá trình đông máu

+ Giải phóng chất thrombopiastin để gây đông máu

+ Khi gặp chỗ thô ráp (mạch máu bị đứt) tiểu cầu ngưng lại thành cục góp phần đóng miệng vết thương

+ Khi bị vỡ, tiểu cầu còn tiết ra chất serotonin gây co mạch để cầm máu

III KHỐI LƯỢNG VÀ ĐẶC TÍNH CỦA MÁU

1 Khối lượng của máu

Khối lượng của máu người và động vật chiếm chừng 1/13 trọng lượng cơ thể Tỉ

lệ này thay đổi tuỳ loài:

- Ở người lượng máu chiếm khoảng 7-9% trọng lượng cơ thể

- Lượng máu ở một số động vật (tính theo % thể trọng): lợn: 4,6; thỏ:5,7; chó: 6,8; bò sữa: 8,2; gà mái:8,5

Bình thường chỉ có 1/2 lượng máu được lưu thông trong lòng mạch gọi là máu tuần hoàn, số còn lại gọi là máu dự trữ được giữ lại trong các cơ quan: lá lách: 16%; gan: 24%; mạch máu dưới da: 10% Tỉ lệ giữa máu tuần hoàn và máu dự trữ thay đổi tuỳ theo trạng thái cơ thể: khi nghỉ hoặc ngủ lượng máu dự trữ tăng lên, khi vận động lượng máu tuần hoàn tăng

2 Đặc tính của máu

a Tỉ trọng của máu

Tỉ trọng này khác nhau tuỳ loài nhưng độ chênh lệch không lớn lắm:

+ Tỉ trọng máu toàn phần của người là 1,05 trong đó tỉ trọng của huyết tương là 1,028 ; của hồng cầu là 1,1

+ Tỉ trọng của máu gia súc: lợn, bò cái, lừa, cừu: 1,04; của chó, gà, dê, bò đực, ngựa là 1,06

Do tỉ trọng của hồng cầu lớn hơn của huyết tương nên nếu để yên máu đã chứng đông thì sau một thời gian các hồng cầu sẽ lắng xuống, nổi lên trên là phần huyết tương màu vàng

b Độ quánh của máu

Độ quánh này là do sự ma sát các phần tử của máu vốn dính vào nhau, độ quánh này được quyết định bởi hàm lượng protein và số hồng cầu

Độ quánh của máu được so sánh với độ quánh của nước nguyên chất: nếu của nước là 1 thì của máu là 3-6

Độ quánh của máu người cao gấp 5 lần so với nước trong đó của huyết tương: 1,7-2,2

Độ quánh của máu tăng lên khi cơ thể bị mất nhiều nước (toát mồ hôi, đi tháo)

c Áp suất thẩm thấu của máu

Lực làm di chuyển dưng dịch đi qua màng bán thấm được gọi là áp suất thẩm thấu hay thẩm áp Áp suất thẩm thấu của máu là do muối khoáng (chủ yếu là NaCl) tạo nên và đo được 7,5 tấm Protein trong huyết tương tạo ra một thẩm áp gọi là áp suất keo với trị số 25mmHg (0,03-0,04 atm)Áp suất keo tuy nhỏ nhưng rất quan trọng vì protein huyết tương có kích thước lớn không thoát ra khỏi lòng mạch được nên nó giữ nước ở lại trong huyết tương Thẩm áp của máu giữ cho hồng cầu không bị phá huỷ

Vì vậy để phục vụ cho công tác nghiên cứu và làm thí nghiệm sinh lý, người ta phải tạo ra dung dịch sinh lý đẳng trương trong đó chứa một số muối vô cơ có nồng độ gần giống với huyết tương, có thẩm áp tương đương với thẩm áp của hồng cầu (thẩm áp của huyết tương và của hồng cầu bằng nhau thì hồng cầu giữ nguyên hình dạng và kích thước) Nếu cho hồng cầu vào dung dịch ưu trương (chứa nhiều NaCl) có thẩm áp cao hơn của hồng cầu thì hồng cầu sẽ teo lại do bị rút mất nước Trong dung dịch sinh

lý nhược trương có thẩm áp thấp hơn của hồng cầu thì hồng cầu hút nước sẽ căng phồng và vỡ ra Cả hai trường hợp trên (hồng cầu teo hoặc vỡ) đều gọi là hiện tượng tiêu huyết Dung dịch sinh lý chứa hàm lượng Nao phù hợp với máu của người là 0,9%; của ngựa: 0,927%; của bò: 0,936%; của cừu: 0,978%; của dê: 0,955%; của chó: 0,933%

- Thận thải axit và bazơ dư thừa, phổi thải CO2 ra ngoài

- Huyết tương và hồng cầu có những hệ đệm

Khi trao đổi chất tăng (lao động nặng), trong máu:

- Nếu nhiều axit lactic, axit này sẽ bị muối cacbonat trung hoà:

C2H5COOH + BHCO3 →C2H5COOB + H2CO3

(axit này bị thải qua phổi)

- Nếu nhiều kiềm thì sẽ bị H2CO3 trung hoà:

(cả hai bị thải qua thận) + Hệ đệm photphat: gồm muối photphat diaxit và muối photphat monoaxit của K hay Na: BH2PO4/ BHPO4

+ Hệ đệm protein (P): gồm các axit amin và các muối của chúng: HP/ BP Muối của hệ đệm này có thể kết hợp với 3/4 lượng H2CO3 của máu:

BP + H2CO3 → HP + BHCO3Chất đệm có tác dụng nhất chính là Hb của hồng cầu Từ huyết tương, H2CO3 sẽ thấm vào hồng cầu, tranh lấy cation kiềm của Hb (vốn là một axit yếu) và biến thành muối bicacbonat:

+ Giai đoạn l: tạo thromboplastin (thrombokinase): khi mạch máu bị đứt, tiểu cầu

va phải chỗ đứt sẽ giải phóng ra một chất ở dạng chưa hoạt động gọi là Prothromboplastin (Prothrombokinase) Dạng này được hoạt hoá bởi các yếu tố IV, V VIII IX XII và chuyển thành dạng hoạt động gọi là thromboplastin (thrombokinase) :

+ Giai đoạn 2: tạo thrombin Dưới tác dụng của thromboplastin cùng với các yếu

tố IV V, VII, X thì một chất có sẵn trong huyết tương ở dạng chưa hoạt động là Prothrombin được hoạt hoá thành enzym ngưng huyết gọi là thrombin:

+ Giai đoạn 3: tạo sợi máu- fibrin Dưới tác động của thrombin cùng với các yếu

tố IV, XIII thì một chất có sẵn trong huyết tương ở dạng hoà tan gọi là fibrinogen được biến thành sợi máu không hoà tan - fibrin Các sợi máu này kết thành một mạng lưới rối bời giữ các huyết cầu lại tạo thành cục máu đông:

Sơ đồ tóm tắt quá trình đông máu:

+ Một số tế bào lót ở mặt trong của thành mạch tiết ra chất chống đông antithrombin vì vậy chất gây đông máu - thrombin (của giai đoạn 2) cũng không được tạo thành Mặt khác gan cũng tạo ra chất chống đông máu gọi là hepHrin (chất gan) Trong kỹ thuật truyền máu hoặc lấy máu ra khỏi mạch làm thí nghiệm, để giữ cho máu khỏi đông người ta thường cho thêm vào máu một ít axit xước, axit oxalic,

các axit trên sẽ biến Có thành muối Ca không hoà tan hoặc không ở dạng ton

Một số người (chủ yếu là nam) mắc bệnh di truyền- máu khó đông do không tạo được thromboplastin hoặc do có quá ít fibrinogen nên dù chỉ một vết thương nhỏ cũng làm chảy máu rất lâu

3 Sự miễn dịch của máu

Miễn dịch là khả năng không bị mắc bệnh của cơ thể do máu có những chất kháng thể chống được các tác nhân gây bệnh Có hai loại miễn dịch:

+ Miễn dịch bẩm sinh: là khả năng mà người và động vật từ khi sinh ra đã không mắc một số bệnh do vi sinh vật gây bệnh không có khả năng sinh sản và phát triển trong cơ thể người và động vật Ví dụ vật nuôi không bị mắc bệnh hoa liễu, người không mắc bệnh dịch hạch của động vật có sừng Miễn dịch bẩm sinh được coi là dấu hiệu của loài và là kết quả của sự phát triển chủng loại

+ Miễn dịch tập nhiễm: là khả năng sau khi khỏi bệnh (hoặc đã được tiêm chủng)

cơ thể không bị mắc lại bệnh đó nữa Đó là khi có kháng nguyên lạ (vi khuẩn, virus, độc tố của chúng) xâm nhập vào cơ thể thì các bạch cầu limpho B tạo ra kháng thể với bản chất là γ -globulin Kháng thể này tiêu diệt kháng nguyên bằng cách ngưng kết, kết tủa hoặc trung hoà Các bạch cầu limpho B khu trú trong các tổ chức bạch huyết ở dạng chưa hoạt động Khi nào có kháng nguyên gây bệnh tái xâm nhập vào cơ thể, các bạch cầu này nhanh chóng nhận ra chúng và sản xuất ngay kháng thể chống bệnh Các kháng thể này có tính đặc trưng cho loài

và β

Dựa vào sự có mặt các kháng nguyên và các kháng thể, ông đã dùng tên kháng nguyên đặt cho tên nhóm máu và chia hệ thống máu ABO của người thành 4 nhóm sau:

b Sự truyền máu

Truyền máu là việc làm rất cần thiết để cứu người Trước kia vì chưa có hiểu biết đầy đủ về các nhóm máu nên truyền máu đã gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng dẫn đến tử vong

Năm 1900 Landsteiner đã tìm ra nguyên nhân thất bại của sự truyền máu vì ông

đã chứng minh được rằng: máu của

những người khác nhau thì có đặc tính

lý hoá học không giống nhau, hồng

cầu sẽ bị đông lại khi máu của người

cho không phù hợp với máu người

nhận

Muốn truyền máu người ta phải

xem xét:

+ Ngưng kết nguyên A,B của

máu người cho

+ Ngưng kết tố α, β của máu người

nhận Vì truyền máu phải tiến hành rất

từ từ, tốc độ chậm nên ngưng kết tố của

máu người cho bị dòng máu của người

nhận làm pha loãng ngay do đó không

gây nguy hiểm cho hồng cầu người

nhận

Khi truyền máu phải đảm bảo các

nguyên tắc sau:

+ Nguyên tắc tối đa (tối ưu):

truyền máu của người cùng nhóm cho

nhau: A ÆA, B ÆB, O Æ0, ABÆAB

+ Nguyên tắc tối thiểu: không cho

hồng cầu bị ngưng kết (đông lại) Từ đó

có sơ đồ truyền máu như sau:

Nhóm máu O không có kháng nguyên nên có thể truyền cho ai cũng được vì

không bị α và của huyết tương người nhận làm đông Nhóm AB vì không có kháng thể

α và β nên nhận máu của ai cũng được Tuy nhiên cũng phải chú ý đến các hệ thống nhóm máu khác đặc biệt là nhóm Rh có thể gây tai biến trong truyền máu và sản khoa

c Cách xác định nhóm máu

Trước khi truyền máu, điều không thể thiếu là phải xác định nhóm máu của người cho và nhóm máu của người nhận Muốn xác định được người ta dùng huyết thanh chuẩn hoặc hồng cầu mẫu

Phương pháp dùng huyết thanh chuẩn: giỏ hai giọt huyết thanh chuẩn chứa kháng thể α và β lên hai vị trí khác nhau của lam kính Lấy máu của người cần thử trộn đều vào các giọt huyết thanh đó Sau vài phút quan sát hiện tượng ngưng kết hồng cầu ở các giọt huyết thanh

2 Hệ thống máu Rhesus (Rh)

Người ta lấy máu của khỉ Macacus rhesus tiêm vào

máu thỏ nhiều lần, máu thỏ tạo nên một hệ thống miễn

dịch đối với hồng cầu của máu khỉ Sau đó lấy huyết

thanh của máu thỏ trộn với hồng cầu của người thì thấy

đại đa số hồng cầu của người được thử bị ngưng kết

Chứng tỏ hồng cầu của những người này có chứa kháng

nguyên giống kháng nguyên của hồng cầu khỉ và được gọi

là kháng nguyên Rh

Người có kháng nguyên Rh trên màng hồng cầu

được ký hiệu Rh+ (máu người Việt Nam có tỉ lệ Rh+ :

99,93%), người không có Rh được ký hiệu Rh Kháng thể rh (ngưng kết tố kháng Rh) không có sẵn trong máu, nó được sản xuất ra khi truyền máu của người Rh+ cho người

Rh- (Rh- tạo rh để chống lại Rh+) Tính chất không hoà hợp về Rh dễ gây tai biến khi truyền máu làm hồng cầu bị tan vỡ

Trong sản khoa, Nếu đàn ông Rh+ lấy vợ Rh- thì khi có mang, thai nhi phần lớn

là Rh+ do cha truyền cho Khi có thai lần đầu, hệ tuần hoàn của mẹ và của con được ngăn cách bởi nhau thai, hoạt động như một màng chắn, không cho hai luồng máu gặp nhau Khi sinh con lần đầu, nhau thai bong ra, giải phóng hồng cầu của bé Hồng cầu này sẽ chuyển sang hệ tuần hoàn của mẹ Bạch cầu trong máu của mẹ nhận dạng hồng cầu của trẻ như một vật lạ, cần được loại trừ Cơ thể của mẹ sẽ sản sinh ra kháng thể ra

để chống lại hồng cầu của con Khi người mẹ mang thai lần hai, kháng thể ra trong cơ thể mẹ sẽ xuyên qua nhau thai và phá huỷ hồng cầu của thai nhi đưa tới hiện tượng xảy thai

CHƯƠNG III SINH LÝ TUẦN HOÀN

I KHÁI QUÁT CHUNG

1 Đại cương về hệ tuần hoàn

Hệ tuần hoàn gồm tim, các mạch máu: động mạch, mao mạch và tĩnh mạch Đó

là một hệ thống ông kín trong đó có máu lưu thông và tải các chất dinh dưỡng, khí

CO2, các hormone tới các tế bào và chuyển sản phẩm trao đổi chất từ các tế bào đến các cơ quan bài tiết Nhờ hoạt động của tim mà máu được lưu thông không ngừng trong mạch, sự lưu thông này lại bảo đảm tính ổn định của môi trường trong

Năm 1628, W Harvey đã chứng minh: máu vận chuyển không ngừng theo vòng kín từ tim qua động mạch đến các cơ quan rồi trở về tim bằng tĩnh mạch

Ở người và động vật bậc ca0, máu được vận chuyển theo 2 vòng tuần hoàn: + Vòng tuần hoàn lớn: Từ tâm thất trái, máu động mạch (giàu O2) chảy theo động mạch chủ lên đầu, tới chi trên, xuống khoang ngực, khoang bụng, chi dưới Động mạch chủ phân chia thành động mạch vừa, nhỏ và mao mạch Sự trao đổi chất giữa máu và tế bào phải qua thành mao mạch: máu nhả O2 cho tế bào, thu nhận khí CO2 từ

tế bào và trở thành máu tĩnh mạch Máu này tập trung vào các tĩnh mạch nhỏ, vừa và cuối cùng vào tĩnh mạch chủ trên, chủ dưới về tâm nhĩ phải

theo.động mạch phổi tới hai lá phổi để thực hiện sự trao đổi khí: nhả CO2 thu nhận khí

O2 và trở thành máu động mạch Máu này theo 4 tĩnh mạch phổi trở về tâm nhĩ trái

2 Mối quan hệ giữa hệ tuần hoàn với các hệ cơ quan khác

Với da: Thay đổi lưu lượng máu trong các mạch dưới da là rất quan trọng trong điều hoà thân nhiệt

Với hệ xương: Xương kiểm soát hàm lượng can xi trong máu

Với hệ cơ: Lượng máu tăng khi co cơ sẽ nhả O2, chất dinh dưỡng cho tế bào và

thông trong mạch

Với hệ thần kinh: Hoạt động của não bộ phụ thuộc chủ yếu vào lượng máu đưa lên đầu Hệ thần kinh có vai trò kiểm soát lưu lượng máu và huyết áp Với hệ nội tiết: Các hormone của các tuyến nội tiết đều được dòng máu chuyên chở tới các cơ quan đích Ngược lại sự hoạt động của tim và mạch máu là do ảnh hưởng trực tiếp của nhiều hormone

Với hệ tiêu hoá: các chất dinh dưỡng được hệ tiêu hoá phân huỷ thành những chất đơn giản để dòng máu có thể hấp thu

Với hệ hô hấp: Hệ hô hấp nhận O2 vào dòng máu và đẩy CO2 ra khỏi mạch máu Với hệ tiết niệu: Thận lọc máu tạo thành nước tiểu để thải ta ngoài tức là làm

sạch máu, giữ cho huyết áp của máu và thành phần nội môi ổn định

Với hệ sinh dục: Huyết áp có vai trò quan trọng trong việc giữ chức năng bình thường của các cơ quan sinh dục

II SINH LÝ TIM

1 Sinh lý cơ tim

a Tính hưng phấn của cơ tim

Tính hưng phấn là khả năng đáp ứng của cơ tim đối với các kích thích

Cơ tim co bóp theo quy luật Ranvier "tất cả hoặc không có gì" - "hoặc tất hoặc không"

+ Nếu kích thích với cường độ dưới ngưỡng (thấp) thì cơ tim không co (không đáp ứng)

+ Nếu kích thích có cường độ đạt ngưỡng hoặc trên ngưỡng thì cơ tim co lại và

co ở mức tối đa nhất Sau đó có tăng ngưỡng kích thích lên nữa thì sức co tim vẫn không thay đổi Điều này được lý giải như sau: cơ tim có cấu tạo như một hợp bào, các sợi cơ tim nối với nhau bằng chất nguyên sinh Khi kích thích có cường độ đạt ngưỡng trở lên tác động thì kích thích được lan truyền tới toàn bộ các sợi cơ tim làm chúng cùng một lúc co lại

Co cơ tim:

Cường độ kích thích

b Tính tự động của tim

Đó là khả năng bóp nhịp nhàng

của cơ tim

Nếu tách rời tim khỏi cơ thể, giữ

trong điều kiện thích hợp: độ pH, nhiệt

độ các chất đinh dưỡng, khí O2 thì tim

có khả năng co bóp trong một thời gian

nhất định Khả năng này được gọi là

tính tự động của cơ tim Có được khả

năng này là nhờ trong tim tồn tại một

hệ thống dẫn truyền đặc biệt gồm các

nút (hạch) sau đây :

+ Nút xoang nhĩ (hạch Kett -

Flack) nằm ở nơi tĩnh mạch chủ trên

đổ vào tâm nhĩ phải Nó gồm một số

sợi cơ nhỏ, các nhánh tận cùng của dây

thần kinh phế vị (đôi Xi và nhánh thần kinh giao cảm Từ nút này tự phát sinh ra những nhịp gây co cơ tim nên nó còn được gọi là nút tạo nhịp tim Nút này có 2 nhánh dẫn nhịp co tới 2 tâm nhĩ và một nhánh đến một nút khác

+ Nứt nhĩ thất (hạch Aschoff-Tawara): nằm ở ngay trên lỗ nhĩ thất phải, nó hoạt động như một trạm thu phát: nhận lệnh co cơ từ nút xoang nhĩ rồi truyền lệnh xuống hai tâm thất qua bó Hiss

+ Bó Hiss: đi từ hạch Aschoff-Tawara tới vách liên thất thì chia đôi dọc theo hai bên của vách này xuống dưới và chia nhiều nhánh nhỏ tạo nên mạng Pourkinger xâm nhập vào cơ ở thành tâm thất

Nút xoang nhĩ được coi là trạm thu phát tự động cấp 1 quyết định nhịp tim 70-80 lần/phút còn nút nhĩ thất là trạm tự động cấp 2 dẫn nhịp tim 30-40 lần/ phút Bình thường tính tự động của nút nhỏ thất không được thể hiện vì bị hưng phấn của nút xoang nhĩ chi phối Chứng minh tính tự động của tim có thể thực hiện bằng các thí nghiệm thắt nút Stannius

c Tính trơ của tim

Đó là tính không đáp ứng đối với kích thích của cơ tim

+ Nếu kích thích vào giai đoạn cơ tim đang co (đang hưng phấn) thì dù kích thích

có mạnh trên ngưỡng cơ tim cũng không co thêm nữa Đó là giai đoạn trơ tuyệt đối của cơ tim Nhờ có giai đoạn này cơ tim không có hiện tượng co cứng như cơ vân Nguyên nhân là do tim vừa nhận được nhịp co truyền từ nút xoang nhĩ tới và đang co

mà phải nhận thêm một kích thích khác (điện cảm ứng) thì cơ tim không thể đáp ứng được

+ Nếu kích thích vào giai đoạn tim đang giãn, cơ tim sẽ đáp ứng lại bằng một lần

co phụ gọi là co tim ngoài hay ngoại tâm thu Sau lần co này cơ tim nghỉ với thời gian kéo dài hơn gọi là thời gian nghỉ bù Đó là giai đoạn trơ tương đối của cơ tim Nguyên nhân nghỉ bù là do nhịp co tim phát đi từ nút xoang nhĩ rơi đúng vào pha trơ tuyệt đối của lần co phụ nên nhịp co bình thường không có nữa mà phải chờ đến nhịp co bóp tiếp theo Nhờ đó tim làm việc bền bỉ, dài lâu

Hình 6 : Sự trơ của cơ tim

2 Chu kỳ tim

Tim co giãn theo từng giai đoạn nhịp nhàng đều đặn và lặp đi lặp lại gọi là chu

kỳ hoạt động của tim (chu chuyển tim)

Mỗi lần tim co lại để đẩy máu đi và giãn ra để hút máu về được gọi là chu kỳ tim

Sự co tim để đẩy máu đi được gọi là tâm thu, thời gian co tim được gọi là thì tâm thu, sự giãn tim để hút máu về được gọi là tâm trương, thời gian giãn tim được gọi là thì tâm trương

Một chu kỳ tim kéo dài 0.8s và chia làm 3 giai đoạn (fa):

+ Giai đoạn tâm nhĩ co (nhĩ thu): kéo dài 0,ls; 2 tâm nhĩ cùng co lại, hệ thống van như thất mở ra, máu từ tâm nhĩ chảy xuống tâm thất Lúc này tâm thất đang ở trạng thái giãn

+ Giai đoạn tâm thất co (thất thu): kéo dài 0,3s; hai tâm thất cùng c0, hệ thống van nhĩ thất đóng lại do áp lực mạnh, áp lực của máu tiếp tục tăng cao bắt buộc các van tổ chim mở ra, máu được dồn vào lòng các động mạch Lúc này tâm nhĩ đang ở trạng thái giãn

+ Giai đoạn nghỉ chung (tâm trương toàn bộ): kéo dài 0,4s ; 2 tâm nhĩ và 2 tâm thất đều giãn ra (nhĩ giãn trước) Khi đó trong hai tâm nhĩ đã chứa đầy máu (được dồn

từ các tĩnh mạch về) để chuẩn bị cho một chu kỳ tim tiếp theo Áp suất máu trong tâm thất giảm nhanh xuống và thấp hơn so với trong các động mạch do đó hệ thống van tổ chim đóng lại không cho máu chảy trở lại tâm thất

Phân tích một chu kỳ tim kéo dài 0,8s thì tâm nhĩ co 0,ls; nghỉ 0,7; tâm thất co 0,3s và nghỉ 0,5s; nghĩa là thời gian nghỉ nhiều hơn thời gian làm việc

Tiếng tim: trong mỗi chu kỳ thường có 2 tiếng tim:

+ Tiếng thứ nhất nghe trầm và dài, ứng với giai đoạn thất thu, do hệ thống van nhĩ thất rung lên khi đóng lại và do sự co bóp của tâm thất

+ Tiếng thứ hai nghe thanh và ngắn, ứng với giai đoạn tâm trương toàn bộ, ao các van bán nguyệt rung lên khi đóng lại Khi có bệnh ở các van tim, tiếng tim sẽ thay đổi

3 Điện tim

Mọi cơ quan của cơ thể sống khi hưng phấn đều phát sinh ra dòng điện gọi là dòng điện sinh học Khi hoạt động, tim cũng phát ra dòng điện, dòng điện này là chỉ tiêu sinh lý quan trọng trong việc tìm hiểu các đặc tính sinh lý của tim và các bệnh về tim Các biểu hiện về dòng điện tim được truyền ra bề mặt cơ thể và được ghi lại bằng máy điện rất nhậy (mv) Đồ thị ghi lại dòng điện tim gọi là điện tâm đồ Để ghi dòng điện tim người ta nối điện cực vào các phần khác nhau của cơ thể thông qua các đạo trình sau:

+ Đối với vật nuôi:

- Đạo trình 1 : một cực vào cổ chân trước trái, một cực vào cổ chân trước phải

- Đạo trình 2: một cực vào cổ chân trước phải, một vào cổ chân sau trái

- Đạo trình 3: một cực vào cổ chân trước trái và một cực vào cổ chân s au trái + Đối với người:

- Đạo trình 1 : cổ tay trái nối với cổ tay phải

- Đạo trình 2: cổ chân trái nối với cổ tay phải

- Đạo trình 3: cổ chân trái nối với cổ tay trái

Sự xuất hiện, lan truyền dòng điện tim:

Như mọi tế bào khác, ở

cơ tim nơi nào hưng phấn thì

nơi đó có điện tích (-) nơi nào

không hưng phấn thì có điện

tích (+), giữa hai nơi đó xuất

hiện hiệu điện thế

Ban đầu hưng phấn xuất

hiện từ hạch xoang nhĩ nên nơi

đây có điện thế (-) trong khi

các phần khác nhau của tim

vẫn mang điện thế (+) Trong

quá trình lan truyền hưng phấn,

điện thế (-) được chuyển dịch

từ trên xuống dưới theo hướng

đi từ đáy tim đến đỉnh tim

Phần nào hưng phấn đã đi qua

thì phần đó phục hồi điện thế

(+) Như vậy trong quá trình

hoạt động nhịp nhàng sẽ lần

lượt xuất hiện điện thế giữa các

phần kế tiếp nhau của tim

Dòng điện tim này được ghi lại

trên đồ thị - điện tâm đồ với 5

dao động sóng P Q R S T

+ Sóng P: biểu thị hưng

phấn của tâm nhĩ, kéo dài 0,1s

với chiều cao 1,6mm

+ Đoạn P-Q: biểu thị

hưng phấn được truyền từ tâm

nhĩ xuống tâm thất với thời

gian 0,12 0,2s

+ Sóng Q: biểu thị hưng phấn bắt đầu xuất hiện ở tâm thất

+ Sóng R biểu thị hứng phấn xuất hiện ở đáy của hai tâm thất với thời gian 0,ls và cao 9mm

0,05-+ Sóng S: toàn bộ 2 tâm thất cùng hưng phấn nên không có hiệu điện thế giữa các phần của tâm thất

+ Sóng T: kéo dài 0,2s biểu thị hưng phấn kết thúc không đồng đều giữa các phần của tâm thất

+ Khoảng cách QRS trùng với giai đoạn tâm thất co

+ Khoảng cách T-P ứng với thời gian nghỉ của tim (tâm trương toàn bộ)

Trong lâm sàng, dựa vào sự thay đổi thời gian và chiều cao của các sóng người ta chẩn đoán các bệnh về tim

4 Hiệu suất của tim

a Nhịp tim và thể tích co tim

* Nhịp tim là tần số co bóp của tim (số lần) trong thời gian một phút, tần số này

đo được thông qua nhịp đập Nhịp tim thay đổi phụ thuộc vào:

+ Giới tính: với người cùng tuổi, nhịp tim nữ nhanh hơn nam 7-8 lần/phút

+ Ngày đêm : mạch thưa lúc 2h-4h nhanh lúc 12h- 16h

+ Trình độ luyện tập: người luyện tập thường xuyên có nhịp tim thưa khoảng

50-55 lần/phút

* Thể tích co tim (lưu lượng tâm thu) là số lượng (thể tích) máu (tính bằng mà được đẩy vào động mạch trong một lần co tim Khi nghỉ ngơi, thể tích co tim trung bình là 70 ml máu, khi lao động, luyện tập tăng lên 200ml hoặc hơn

Thể tích phút (lưu lượng phút) là tích số của thể tích tâm thu với nhịp tim trong thời gian 1 phút: 70ml x 70 lần =4900ml (≈ 51ít/phút của người), của ngựa: 30; của bò: 35; của cừu: 4; của chó: 1,5

Khi lao động nặng, thể tích phút tăng lên 25-30 lít/phút Người có lao động và rèn luyện thì tăng chủ yếu là thể tích tâm thu còn người ít rèn luyện thì chủ yếu là tăng nhịp tim

b Công của tim

Công của tim có thể được tính bằng công thức sau:

P = áp suất động mạch

V = thể tích tâm thu Thể tích tâm thu của người là 60ml = 60g

Áp lực máu ở động mạch chủ = 105 mmHg => tương đương với 1,4m nước

Áp lực máu ở động mạch phổi = 20mmHg tương đương với 0,27m nước

Công của nhịp tim trái = 60 x 1,4 = 84 gm

Công của nhịp tim phải = 60 x 0,27 = 1,6 gm

Công của một nhịp tim là 100 gm,

Công của tim trong một phút là: 100 x 70 nhịp =7000gm = 7kgm

Công của tim 1 giờ = 420 kgm, 1 ngày = l0.080kgm

Công của tim trong một ngày có thể nâng một vật nặng 1 tấn lên cao 10m hoặc tự nâng mình lên 40km

5 Điều hoà hoạt động của tim

Hoạt động của tim được điều hoà bằng 2 cơ chế thần kinh và thể dịch

a Điều hoà bằng thần kinh

* Các xung động điều hoà nhịp tim chạy trên

2 loại dây thần kinh thuộc hệ thần kinh thực vật đó

là dây phó giao cảm và dây giao cảm

+ Dây phó giao cảm là một nhánh của đôi X

(dây thần kinh phế vị) với trung khu nằm ở hành

tuỷ, từ trung khu này xuất phát đi các sợi trước

hạch tới các hạch phó giao cảm (ở ngay gần tim),

từ hạch này có các sợi sau hạch chạy tới nút xoang

như và nút nhĩ thất

Năm 1845, Weber đã chứng minh được rằng

nếu dùng dòng điện kích thích dây phế vị thì làm

ức chế sự hoạt động của tim: giảm nhịp tim, lực co

yếu, giảm tính hưng phấn

+ Nhánh giao cảm: từ sừng bên của các đất

tuỷ N1-N3 phát đi các sợi trước tới hạch sao (một

hạch trong chuỗi hạch giao cảm nằm ở 2 bên tuỷ

sống) Từ hạch sao có các sợi sau hạch chạy tới nút xoang nhĩ, nút nhĩ thất và bó Hiss Pavlov cũng đã chứng minh: kích thích nhánh giao cảm đến tim thì làm tăng tần số, lực co bóp và tính dẫn truyền hưng phấn của tim

+ Khi bị kích thích, các đầu mút tận cùng của nhánh phó giao cảm tiết ra acetylcholin, của nhánh giao cảm tiết ra adrenalin và noradrenalin, đó là những chất hoá học trung gian dẫn truyền hưng phấn Acetylcholin rất nhanh chóng bị phân huỷ còn adrenalin tồn tại lâu hơn do đó tác dụng của nhánh giao cảm đến tim được kéo dài hơn

* Các phản xạ cũng có tác dụng điều hoà hoạt động của tim:

+ Phản xạ giảm áp:

- Huyết áp tăng sẽ kích thích lên cơ quan thụ cảm áp lực nằm ở cung động mạch chủ làm phát sinh xung động truyền theo nhánh Cyon (một nhánh hướng tâm của dây phế vị) (đôi X) về trung khu ức chế hoạt động của tim nằm ở hành tuỷ

- Huyết áp tăng còn kích thích cơ quan thụ cảm áp lực nằm ở gốc của động mạch

cổ (cảnh) làm phát sinh xung động truyền theo nhánh Hering một nhánh hướng tâm của dây lưỡi hầu (đôi IX) cùng về trung khu ức chế Từ trung khu này có xung động ly tâm theo nhánh phó giao cảm tới tim làm tim đập chậm lại, huyết áp giảm xuống

- Phản xạ Goltz (phản xạ ruột-tim): đánh mạnh vào vùng bụng làm phát sinh xung động theo dây thần kinh tạng về trung khu ức chế của dây X ở hành tuỷ cũng làm

tim đập chậm lại

Phản xạ Asone - Dainini (phản xạ mắt - tim): ép mạnh vào 2 cầu mắt làm phát sinh xung động theo nhánh hướng tâm của dây V về tới hành tuỷ và xung động ly tâm theo nhánh phó giao cảm tới tim làm giảm nhịp c0, hạ huyết áp

+ Phản xạ tăng áp:

- Phản xạ Bainbridge (phản xạ tim-tim): khi chuẩn bị đổ vào tâm nhĩ phải, áp ực máu ở gốc của tĩnh mạch chủ trên và chủ dưới tác động vào áp thụ quan làm phát sinh xung động đến trung khu giao cảm nằm ở sừng bên của các đất tuỷ N1-N3 Nhánh giao cảm làm tâm thất tăng cường co bóp đẩy máu vào các động mạch (tức là tăng huyết áp động mạch) để giải quyết sự ứ máu ở tĩnh mạch chủ và tâm nhĩ phải

Khi cơ thể hoạt động, O2 trong máu giảm, CO2 tăng lên cũng kích thích cho tim đập nhanh lên và làm tăng huyết áp

b Điều hoà băng thể dịch

Các cơ quan tiết vào máu một số chất làm thay đổi hoạt động của tim:

+ Adrenalin: một hormone do lớp tuỷ của tuyến thượng thận tiết ra có tác dụng tăng lực co bóp, tăng nhịp tim

+ Thyroxin: hormone của tuyến giáp cùng tim đập nhanh Do vậy người bị ưu năng tuyến giáp tim đập nhanh liên tục dễ dẫn đến suy tim

+ Các chất điện phân:

lượng thấp thì tim đập chậm và yếu

- K+: nếu tăng nồng độ trong máu sẽ làm giảm lực co tim, nếu quá nhiều làm tim ngừng đập ở trạng thái tâm trương, nhưng nếu thiếu thì lại gây nguy hiểm:

III SINH LÝ MẠCH

1 Nguyên tắc chuyển động máu trong mạch

Máu chuyển động được trong mạch là tuân theo định luật thuỷ động học: khối lượng chất lỏng (Q) chảy qua một cái ông trong một đơn vị thời gian phụ thuộc vào sự chênh lệch áp suất giữa đoạn đầu (Pl) với đoạn cuối (P2) và lực cản (R) của dòng:

Đối với dòng máu, nếu sự chênh lệch áp suất giữa động mạch- tĩnh mạch càng lớn và lực cản của dòng máu càng nhỏ thì khối lượng máu chảy qua mạch trong một đơn vị thời gian càng nhiều:

Lực cản của dòng lại ph

ụ thuộc vào lực ma sát giữa các phần tử của máu với nhau và với thành mạch

Lực này được tính theo công thức:

D: đường kính của mạch ; K: hệ số tỷ lệ Công thức trên cho thấy: lực cản của dòng máu tỷ lệ thuận với độ nhớt của máu, chiều dài của mạch và tỷ lệ nghịch với đường kính mạch Khối lượng máu đi từ tim ra động mạch và trở về tim qua tĩnh mạch vốn bằng nhau nhưng thiết diện của các hệ mạch khác nhau nên tốc độ máu chảy trong các đoạn không giống nhau Động mạch chủ có đường kính lớn nhất, càng đi xa tim động mạch càng chia nhiều nhánh nhỏ Mao mạch có đường kính nhỏ nhất nhưng tổng thiết diện của chúng lớn hơn thiết diện của động mạch chủ tới 600 lần nên tốc độ máu chảy trong mao mạch là chậm nhất Tốc độ máu chảy (tính bằng mm/s) ở động mạch chủ: 500-600, động mạch vừa: 150-

200, động mạch nhỏ: 5, ở mao mạch: 0,3-0,5; tĩnh mạch vừa: 60-140, tĩnh mạch chủ:

200

2 Tuần hoàn máu trong động mạch

Cơ tim co bóp một cách nhịp nhàng tạo nên lực đẩy máu chảy vào trong động mạch Khi chảy, máu có sức ép tác động lên thành động mạch, sức ép này được gọi là huyết áp Thành động mạch cũng có sức ép ngược trở lại (lực cản máu) gọi là thành

áp Trong hệ mạch, máu chịu sự tác động của hai lực đối lập nhau: lực đẩy máu của tim và lực cản máu của thành mạch Tuy nhiên lực đẩy máu của tim đã thắng nên máu chảy trong hệ mạch với một huyết áp nhất định và tốc độ nhất định

Huyết áp (đơn vị tính: mmHg) có các dạng sau:

+ Huyết áp tối đa (huyết áp tâm thu): được tạo nên do tim co bóp, ở người Việt Nam là 90-140 mmHg

+ Huyết áp tối thiểu (huyết áp tâm trương) : được tạo nên do tim giãn ra (nó biểu hiện sức cản của động mạch), đo được 50-90

+ Huyết áp hiệu số: là độ chênh lệch giữa huyết áp tối đa và huyết áp tối thiểu (nó biểu hiện phần nào sự hoạt động của tim) có trị số khoảng 40mmHg Khi hiệu số này giảm (kẹt HA) Æ máu bị ứ trệ

+ Huyết áp trung bình là trị số không dao động của huyết áp (Khoảng 85mmHg)

80-Huyết áp của một số vật nuôi

Gia xúc Vị trí đo Huyết áp tâm thu Huyết áp tâm trương

Huyết áp ở động mạch thì cao còn ở các mao mạch và tĩnh mạch thì thấp, động mạch chủ: 120 -140, động mạch lớn: 110-120, động mạch nhỏ: 40- 60, mao mạch: 20-

40, tĩnh mạch lớn: 10-15 Nhờ sự chênh lệch huyết áp này mà máu chảy liên tục từ tim

ra động mạch tới mao mạch qua tĩnh mạch rồi về tim Trước khi máu dồn về tâm nhĩ phải, huyết áp ở tĩnh mạch chủ dưới chỉ bằng không nên hiệu số Pđm-Ptm càng lớn Huyết áp phụ thuộc và các yếu tố sau:

+ Lứa tuổi: huyết áp tối đa ở trẻ sơ sinh: 40, trẻ một tháng tuổi: 80, trẻ 15 tuổi đến người 50 tuổi: 100-120 Tuổi càng cao huyết áp càng có chiều hướng tăng lên + Trạng thái: khi lao động, lúc luyện tập thể tha0, huyết áp tâm thu tăng tới 200 hoặc hơn nhưng huyết áp tối thiểu ít thay đổi

+ Thần kinh: bị kích động, cảm xúc mạnh đều làm tăng huyết áp Khi huyết áp động mạch tăng thì sự cung cấp máu cho các cơ quan cũng được tăng cường

3 Tuần hoàn máu trong mao mạch

Mao mạch dẫn máu từ động

mạch nhỏ sang tĩnh mạch bé nghĩa là

trong một mao mạch, dòng máu được

chảy từ tiểu động mạch sang tiểu tĩnh

mạch Thành của mao mạch chỉ có

một lớp tế bào rất mỏng, màng của các

tế bào này có nhiều lỗ màng, qua đó

nước và các chất hoà tan đi từ mao

mạch tới dịch mô vào tế bào do huyết áp thuỷ tĩnh của tiểu động mạch cao : Ptt=35mmHg Huyết áp này ở tiểu tĩnh mạch giảm xuống còn 10mmHg làm cho nước

từ dịch mô trở lại về mao mạch, trong nước chứa sản phẩm của quá trình trao đổi chất Nghĩa là trong điều kiện bình thường có bao nhiêu lượng nước đi từ mao mạch tới dịch

mô thì cũng có bấy nhiêu lượng nước đi từ dịch mô trở lại mao mạch Tuy nhiên trong hai dòng nước chảy theo hai hướng ngược chiều nhau ấy có mang theo các chất.khác nhau tạo nên sự trao đổi chất

Protein trong huyết tương của mao mạch tạo nên áp suất keo (Pk) và khoảng 25mmHg, áp suất này có xu thế giữ nước, protein và các chất có kích thước lớn hơn lỗ màng ở lại trong mao mạch

Trong cơ thể người, số lượng mao mạch rất lớn khoảng 160 tỷ với tổng thiết diện cũng rất lớn nên tốc độ máu chảy trong mao mạch lại rất chậm, 0,3- 0,5 mm/s; điều đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi chất giữa máu và tế bào Số lượng, kích thước của các mao mạch trong các cơ quan khác nhau tuỳ theo mức độ trao đổi chất của từng

khoảng 3000 mao mạch, lúc nghỉ ngơi chỉ 30-300 mao mạch là có máu chảy qua, lúc

cơ hoạt động thì số này tăng lên 2500

4 Tuần hoàn máu trong tĩnh mạch

So với động mạch, tĩnh mạch có số lượng nhiều hơn, thành mỏng hơn, có nhiều xoang chứa máu, tiết diện rộng hơn nên tốc độ máu chảy trong tĩnh mạch tương đối chậm Máu chảy trong tĩnh mạch về được đến tim là do các nguyên nhân sau:

+ Sức đẩy của cơ tim: sức đẩy này gây ra huyết áp để dồn máu vào lòng mạch Huyết áp này giảm dần từ động mạch Æ mao mạchÆ tĩnh mạch Ra khỏi mao mạch, huyết áp chỉ còn 15-30mmHg nhưng vẫn cao hơn các đoạn tiếp theo và cao hơn tâm nhĩ

+ Lực hút của tim: khi tim giãn, huyết áp trong tâm thất giảm xuống thấp tạo nên lực hút từ nhĩ xuống thất (máu chảy từ nhĩ xuống thất), từ tĩnh mạch vào tâm nhĩ (máu chảy từ tĩnh mạch vào tâm nhĩ)

+ Sức hút của lồng ngực: khi hít khí vào, lồng ngực được giãn rộng ra, huyết áp tĩnh mạch khi đó giảm xuống thấp (0mmHg) tạo điều kiện cho máu được chảy qua tĩnh mạch về tim

+ Sự co bóp của các cơ bắp: lực hút của trái đất làm cho máu khó chảy ngược theo phương pháp thẳng đứng Trong lòng các tĩnh mạch ở tay, thân và chi dưới có nhiều van bán nguyệt làm nhiệm vụ giữ máu lại Khi các cơ bắp ở quanh các tĩnh mạch

đó co lại sẽ ép lên các van đó làm cho máu được đẩy lên các đoạn tĩnh mạch phía trên theo hướng về tim

5 Sự điều hoà vận mạch

a Điều hoà bằng thần kinh

* Điều hoà bằng dây thần kinh:

Trung tâm vận mạch nằm ở phần mái (sau)

của hành tuỷ gồm trung khu co mạch và trung

khu giãn mạch Bình thường trung khu co mạch ở

trạng thái hưng phấn nhẹ giữ cho mạch máu có

thể co hoặc giãn dưới ảnh hưởng của các xung

động do các dây thần kinh vận mạch chuyển đến

Các dây này gồm:

+ Dây thần kinh co mạch: thuộc hệ thần

kinh giao cảm, nó.chịu sự điều khiển của trung

khu co mạch ở hành tuỷ và trung khu giao cảm ở

sừng bên của tuỷ sống Khi cắt dây giao cảm thì

các mạch máu do dây này chi phối mới bị giãn ra

Thí nghiệm của Claude- Bemard (1851): cắt dây

giao cảm ở một bên cơ thể, lập tức mạch máu tai

thỏ ở bên đó giãn ra, máu dồn về nhiều làm tai

thỏ nóng và đỏ lên Khi kích thích đầu ngoại vi của dây bị cắt ấy thì mạch máu co lại

và tai thỏ nhợt đi

+ Dây thần kinh giãn mạch: thuộc hệ phó giao cảm và cả hệ giao cảm

- Dây giãn mạch thuộc hệ phó giao cảm làm giãn mạch ở khoang ngực, khoang bụng

- Dây giãn mạch thuộc hệ giao cảm làm giãn mạch hệ cơ vân (cơ bắp)

* Điều hoà bằng phản xạ:

+ Các phản xạ giảm nhịp tim thường có tác dụng làm giảm mạch: khi huyết áp tăng ở quai động mạch chủ sẽ làm xuất hiện xung động về hành tuỷ gây ức chế trung khu co mạch, hưng phấn trung khu giãn mạch nên nhịp tim giảm xuống và giãn mạch

ở các nội quan Huyết áp tăng ở xoang động mạch cảnh cũng làm giảm nhịp tim và giãn mạch ở thận Nếu kích thích lạnh ngoài da gây ra phản xạ co tiểu động mạch và mao mạch da, khích thích đau đớn gây phản xạ co các mạch máu cơ quan khoang bụng

+ Các phản xạ tăng nhịp tim thường đi kèm với sự co mạch: khi huyết áp giảm, các thụ quan về áp lực ở quai động mạch chủ và xoang động mạch cảnh sẽ ít bị kích thích hơn lúc bình thường làm tim tăng nhịp và mạch máu co lại

- Renin: do thận tiết ra, gây co mạch và tăng huyết áp toàn thân

- Serotonin: được tạo nên khi tiểu cầu bị vỡ, làm co mạch nơi bị đứt ngăn máu chảy qua vết thương

cũng gây co mạch, khi trời lạnh cũng làm các tĩnh mạch ngoại vi co lại

+ Các chất làm giãn mạch:

- Acetylcholin: do đầu mút của các sợi thần kinh phó giao cảm tiết ra, làm giãn mạch cục bộ tại nơi tiết ra

- Histamin: được dạ dày, ruột tiết ra, làm giãn tiểu động mạch và mao mạch

- Cocain, cafein làm giãn các tĩnh mạch riêng amyl nitrit làm giãn các động mạch nhỏ nên thường được dùng trong điều trị co thắt động mạch vành tim

Ngoài ra, nồng độ O2 giảm trong máu làm giãn các tĩnh mạch ngoại vi

CHƯƠNG IV SINH LÝ HÔ HẤP

I KHÁI QUÁT CHUNG

1 Ý nghĩa sinh học của hô hấp

Hệ hô hấp của động vật bậc cao gồm 2 phần: đường dẫn khí và nơi trao đổi khí Đường dẫn khí có khoang mũi, hầu, thành quản, khí quản và phế quản còn nơi trao đổi khí là phổi

Hô hấp là quá trình trao đổi khí không ngừng giữa cơ thể động vật với môi trường bên ngoài vì động vật luôn cần lấy O2 và luôn cần thải CO2 Nhờ lấy được O2 qua hô hấp mà trong cơ thể động vật quá trình oxy hoá các chất dinh dưỡng luôn được diễn ra để tạo nên năng lượng và nhiệt độ cho cơ thể sử dụng Một trong những sản phẩm của sự oxy hoá là CO2 - loại khí độc hại mà cơ thể phải thải qua hô hấp ra môi trường ngoài Vì vậy, hô hấp là một nhu cầu không thể thiếu được của động vật, sự gián đoạn về hô hấp trực tiếp gây ảnh hưởng xấu đến chức năng của tế bào Ví dụ: sau khi thiếu O2 vài phút, tế bào thần kinh hoạt động không bình thường

Hô Hấp thực chất gồm hai quá trình phức tạp:

+ Hô hấp ngoài: là quá trình đưa O2 qua cơ quan hô hấp vào máu và thải CO2 từ máu ra môi trường ngoài Sự vận chuyển các chất khí trong hô hấp ngoài là do máu đảm nhận

+ Hô hấp trong: là quá trình oxy hoá các hợp chất hữu cơ trong tế bào để giải phóng năng lượng và tạo ta CO2 Hô hấp trong là quá trình sinh hóa diễn ra ở mức độ

tế bào (nên chương này không đề cập đến)

2 Mối quan hệ giữa hệ hô hấp với các hệ cơ quan khác

Với da: Kích thích các cơ quan thụ cảm ở da có thể làm thay đổi tần số hô hấp Với hệ xương: Các xương sườn, xương ức, các đất sống ngực gắn với các cơ hô hấp sẽ tham gia vào các cử động hô hấp

Với hệ cơ: Hệ hô hấp thải khí CO2 mà chất khí này được tạo ra từ co cơ

Với hệ thần kinh: Não bộ kiểm soát sự hoạt động của hệ hô hấp còn hệ hô hấp lại giúp kiểm tra độ pH của môi trường trong

Với hệ nội tiết: Hormone được coi là những chất kiểm soát sự sản xuất hồng cầu

mà hồng cầu lại vận chuyển khí O2 và CO2

Với hệ tiêu hoá: Hệ hô hấp và hệ tiêu hoá cùng được mở thông ra ngoài và cùng bài xuất chất thải

Với hệ tiết niệu: Thận và phổi cùng phối hợp hoạt động để duy từ độ pH của máu Thận có thể bù lại lượng nước đã bị mất qua sự thở ra

Với hệ sinh dục: Tần số hô hấp được tăng cường trong quá trình hoạt động sinh dục

II HÔ HẤP NGOÀI

Hô hấp ngoài bao gồm quá trình cơ học lấy O2 vào phế nang gọi là sự hít vào và đẩy CO2 ra khỏi phổi gọi là sự thở ra Hít vào và thở ra là hai quá trình diễn ra có chu

có thể được nâng lên, hạ xuống Hô Hấp có hai động tác là hít vào và thở ra

a Cơ chế hít vào

Hít vào có hai mức độ nông sâu: hít vào bình thường và hít vào hết sức

+ Hít vào bình thường (thông thường):

- Cơ hoành bình thường cong lên trên áp vào đáy lồng ngực Khi c0, cơ hoành hạ xuống nén các cơ quan trong khoang bụng về phía dưới, nhờ đó lồng ngực được giãn

nở theo chiều trên dưới Cơ hoành hạ xuống được lem sẽ làm thể tích lồng ngực tăng lên 250cm3

- Các cơ liên sườn ngoài được bố trí ở khoảng trống giữa các xương sườn Khi các cơ này co sẽ làm cho đầu gắn với sụn sườn của xương sườn được kẻo lên phía trên nên lồng ngực được nở theo chiều trước- sau và trái- phải

- Khi lồng ngực nở ra, nhờ áp suất âm ở khoang màng phổi mà áp suất khí trong

+ Thở ra hết sức: Có sự tham gia của các cơ liên sườn trong và cơ thành bụng

- Các cơ liên sườn trong: được bố trí ở khoảng trống giữa các xương sườn phía trong các cơ liên sườn ngoài Khi co các cơ này sẽ làm cho các xương sườn hạ thêm xuống nên lồng ngực thu nhỏ hơn

- Các cơ thành bụng gồm cơ thẳng bụng, cơ ngang bụng, cơ chéo bụng ngoài, cơ chéo bụng trong Khi co, chúng dồn nén mạnh đẩy nội quan trong bụng lên trên tác

tống ra ngoài nhiều hơn

2 Các kiểu và một số dạng hô hấp đặc biệt

phải duy trì sự lưu thông không khí trong bộ máy hô hấp bằng phương pháp nhân tạo trên nguyên tắc là gây ra những động tác hô hấp: nâng ngang các xương sườn, dồn cơ hoành lên trên, ép lòng ngực để tạo động tác thở ra

3 Áp suất trong khoang màng phổi

Màng phổi bọc ngoài phổi và được tạo nên từ hai lá: lá thành ở ngoài dính vào mặt trong của các xương sườn và các cơ liên sườn, lá tạng ở trong bám vào mặt ngoài của phổi Giữa hai lá này có một khoang gọi là khoang màng phổi chứa dịch màng phổi

Áp suất trong khoang màng phổi luôn nhỏ hơn áp suất khí trời ép khí trời = 760mmHg) nên gọi là áp suất âm Ở người trưởng thành khi thở ra, áp suất này

là 753mmHg (-7mmHg) còn khi hít vào là -9mmHg

Áp suất trong khoang màng phổi được hình thành là do:

+ Kích thước của lồng ngực tăng nhanh hơn kích thước của phổi

+ Màng phổi có khả năng hấp thụ cao các chất khí

+ Lực đàn hồi của phổi làm phổi ép vào thành lồng ngực với áp suất thấp hơn áp suất khí quyển

Áp suất âm trong khoang màng phổi tạo điều kiện cho dòng máu trong các tĩnh mạch chủ chảy về tim được dễ dàng

III CÁC THÔNG SỐ HÔ HẤP (CÁC CHỈ TIÊU SINH LÝ HÔ HẤP)

1 Dung tích sống

Dung tích sống (dung tích phổi, hoạt lượng) là một chỉ tiêu đánh giá sức chứa khí của phổi Lượng khí vào ra phổi nhiều hay ít phụ thuộc vào mức độ nông sâu của cử động hô hấp

+ Bình thường, khi hít vào hoặc thở ra mỗi lần có khoảng 500ml khí vận chuyển, khí này được gọi là khí lưu thông Tuy nhiên, khi hít vào có khoảng 350ml khí là đến các phế nang, 150ml còn lại thì nằm trong các ống dẫn khí không tham gia vào sự trao đổi khí nên được gọi là khoảng chết Khi thở ra, 150ml khí của khoảng chết này cùng với 350ml khí trong phổi đi ra bị tống khỏi cơ thể và 150ml khí từ phế nang lại chiếm các ống dẫn khí

+ Sau khi đã hít vào bình thường, nếu gắng sức hít nữa sẽ lấy thêm vào phổi khoảng 1500ml khí, khí này được gọi là khí bổ xung (khí phụ)

+ Sau khi đã thở ra bình thường, nếu cố thở ra nữa sẽ thải thêm được khoảng 1500ml khí nữa, khí này được gọi là khí dự trữ

+ Sau khi đã thở ra hết sức, phổi không hoàn toàn xẹp xuống mà còn chứa khoảng 1000- 1500ml khí, khí này được gọi là khí cặn

+ Dung tích sống là tổng của 3 loại khí: khí lưu thông, khí bổ xung và khí dự trữ: 500+1500+1500=3500ml khí Vậy dung tích sống là lượng khí thở ra hết sức sau khi

2 Nhịp hô hấp và thông khí phổi

* Nhịp hô hấp: mỗi lần hít vào và thở ra được gọi là nhịp hô hấp hay nhịp thở Nhịp này thay đổi phụ thuộc vào:

+ Loài động vật: trâu: t8-21 lần/phút, bò: 10-30 lần/phút, lợn: 20-30 lần/phút, chó: 10-30 lần!phút, người lớn: 16-20 lần/phút

+ Giới tính: Phụ nữ thở nhanh hơn nam giới 1-2 nhịp/phút

+ Trạng thái: khi lao động, hoạt động thể thao nhịp hô hấp có thể đạt 35-40 1ần/phút, nhịp này còn tăng lên khi xúc động hay lúc nhiệt độ môi trường tăng, khi ngủ nhịp hô hấp chậm lại bằng 4/5 lúc bình thường

* Thông khí phổi: là lượng không khí ra vào phổi trong một đơn vị thời gian Thông khí phút (thể tích phút) của phổi: là tích số của khí lưu thông với nhịp hô hấp trong một phút Ví dụ: người khoẻ mạnh có lượng khí lưu thông là 0,5 hi, nhập thở: 16 1ần/phút thì thông khí phút của phổi: 0,5 lít x 16 = 8 lít Khi lao động nhẹ, thể tích phút của phổi tăng lên 30 lít/phút, khi lao động nặng có thể đến 60-100 lít/phút

IV SỰ TRAO ĐỔI KHÍ Ở PHỔI VÀ Ở MÔ

1 Cơ chế trao đổi khí

Muốn hiểu được quá trình trao đổi các chất khí trong cơ thể động vật trước tiên phải có khái niệm về phân áp (P) của từng loại khí có trong hỗn hợp khí, nghĩa là trong phân áp chung của hỗn hợp khí thì mỗi loại khí đều có phân áp riêng Phân áp riêng của từng loại khí được tính theo công thức sau:

100

.V

P

p A = Trong đó: - PA: Phân áp riêng của từng loại khí

- P: phân áp chung của hỗn hợp khí

- V: tỷ lệ (%) của khí A có trong hỗn hợp khí

Từ công thức trên có thể tính được phân áp riêng của O2 (Po2) của CO2 (Pco2) và các loại khí khác ở trong phế nang, trong máu tĩnh mạch tới phổi, trong máu động mạch tới mô và trong tế bào

Sự trao đổi các chất khí qua diện tích thở được thực hiện tuân theo quy luật khí

động học: các chất khí khuếch tán từ nơi có phân áp cao đến nơi có phân áp thấp do sự chênh lệch phân áp khí ở các nơi khác nhau

2 Sự trao đổi các khí ở phổi

Thành phần của không khí liên quan đến hô hấp bao gồm: O2, CO2, Nitơ và các khí khác Các thành phần này có tỷ tệ khác nhau ở trong khí hít vào khí thở ra và khí phế nang:

Không khí O 2 (%) CO 2 (%) Nitơ (%)

Khí hít vào tương đương với khí trời Khí phế nang khác với khí hít vào vì tỷ lệ

O2 thấp hơn, CO2 nhiều hơn và bão hoà hơi nước Áp suất khí trời là 760mmHg, phân

áp hơi nước trong phế nang là 47mmHg, do vậy phân áp hỗn hợp khí trong phế nang là: 760-47=713mmHg Từ đó tính ra phân áp của riêng từng loại khí trong phế nang là:

Áp dụng công thức trên người ta cũng tính được phân áp của từng loại khí trong máu tĩnh mạch đến phổi (máu ở mao mạch bao quanh phế nang):

Phân áp khí Máu tĩnh mạch Phế nang

46-40=6mmHg

Theo định luật khí động học, ở phổi:

- O2 khuếch tán từ phế nang qua màng phế

nang, thành mao mạch phổi vào máu (hồng cầu)

Trên thực tế chỉ cần chênh lệch Po2=35mmHg là

đủ để mỗi phút có 6,7ml khí O2 khuếch tán qua

mỗi cm2 của tế bào phế nang

mạch phổi, thành phế nang ra phế nang Trên

thực tế chỉ cần sự chênh lệch Pco2 = 0,03mmHg

là cũng đủ để mỗi phút có 256 ml khí CO2 khuếch tán qua mỗi cm2 tế bào phế nang vì khuếch tán của CO2 nhanh gấp 25-36 lần so với O2

Bề mặt tiếp xúc của mao mạch và phế nang rất lớn nên thời gian máu chảy qua mao mạch phổi là đủ để O2 và CO2 khuếch tán cho đến khi đạt cân bằng phân áp giữa phế nang và máu

3 Sự trao đổi khí ở mô

Đó là sự trao đổi khí O2 và CO2 giữa máu động mạch tới mô và tế bào chất của

mô Áp dụng công thức trên người ta cũng tính được phân áp riêng của từng loại khí ở

mô

Bảng trên cho thấy phân áp của khí O2 và CO2 ở trong máu động mạch tới mô và trong nguyên sinh chất của tế bào sự chênh lệch lớn Do đó ở mô:

qua màng tế bào tới nguyên sinh chất để tham

gia vào qua trình oxy hoá các chất hữu cơ

(chính là quá trình hô hấp trong)

- CO2: sản phẩm được tạo thành từ quá

trình oxy hoá, do có phân áp cao trong nguyên

sinh chất đã khuếch tán từ tế bào qua,lỗ màng

ra dịch gian bào qua thành mao mạch mô vào

máu làm máu này trở thành máu tĩnh mạch

V SỰ VẬN CHUYỂN KHÍ TRONG MÁU

Các chất khí trong máu được vận chuyển dưới hai dạng: dạng hoà tan vật lý và dạng kết hợp hoá học

1 Sự vận chuyển khí O 2

Dạng hoà tan: hàm lượng O2 hoà tan trong máu rất thấp: 0,3% (0,3ml khí O2/100

ml máu)

trong phân tử hemoglobin-Hb tạo thành oxyhemoglobin

phân ly khỏi HbO2 Mức độ kết hợp O2 với Hb và mức độ phân ly O2 khỏi HbO2 Phụ thuộc vào phân áp O2 và phân áp CO2 các mức độ đó được biểu hiện trên đồ thị của Barcroft trục tung biểu thị tỷ lệ % của HbO2 trục hoành biểu thị Po2 tính bằng mmHg

O2 kết hợp với Hb ở mao mạch phổi và O2 tách khỏi HbO2 ở mao mạch mô

- Ở mao mạch phổi: do O2 từ phế nang vào máu làm Po2 trong máu tăng cao nên

có tới 98% Hb kết hợp với O2 thành HbO2 Ngược lại, CO2 từ máu đi ra phế nang nên Pco2 trong máu giảm xuống

thúc đẩy HbO2 phân ly để nhường O2 cho tế bào, do đó tỷ lệ % của HbO2 trong máu giảm nhanh

2 Sự vận chuyển khí CO 2

CO2/100ml máu)

Dạng kết hợp:

+ Khoảng 55-58% CO2 (55-58% CO2 trong 100 ml máu) kết hợp với K và Na tạo thành muối bicacbonnat ở trong hồng cầu và huyết tương

* Tại mao mạch mô:

+ Trong hồng cầu:

CO2 từ tế bào qua dịch gian bào, thành mao mạch tới huyết tương tới hồng cầu

Ở đây CO2 kết hợp với H2O tạo thành H2CO3 với xúc tác của cacboanhydrase, enzym này xúc tác cho cả sự tạo thành và sự phân ly H2CO3

+ Trong huyết tương:

- HCO3 từ hồng cầu đi ra kết hợp với Na tạo thành muối bicacbonat nam: HCO3

- H2O từ huyết tương khuếch tán vào hồng cầu để cùng CO2 tạo nên H2CO3-

- Cl- Cũng từ huyết tương đi vào hồng cầu bù cho lượng HCO3- đi ra

* Tại mao mạch phổi:

+ Do chênh lệch phân áp nên sau khi tách khỏi HbCO2 thì CO2 khuếch tán từ hồng cầu ra huyết tương, qua thành mao mạch phổi, thành phế nang, ra túi khí

với HHb thành HHbO2, HHbO2 là axit mạnh hơn H2CO3 nên nó lấy K+ của muối KHCO3:

HHbO2 + KHCO3 ⇔ KHbO2 + H2CO3

+ Với xúc tác của cacboanhydrase, H2CO3 lại bị phân ly thành H2O và CO2:

CO2 tiếp tục khuếch tán ra phế nang