- Cơ chế duy trì cân bằng nội môi có sự tham gia của các bộ phận: bộ phận tiếp nhận kích thích, bộ phận điều khiển, bộ phận đáp ứng kích thích.
+ Bộ phận tiếp nhận kích thích: thụ thể hoặc cơ quan thụ cảm. Bộ phận này tiếp nhận kích thích từ môi trường và hình thành xung thần kinh truyền về bộ phận điều khiển.
+ Bộ phận điều khiển: trung ương thần kinh hoặc tuyến nội tiết. Bộ phận này điều khiển hoạt động của các cơ quan bằng cách gửi đi các tín hiệu thần kinh hoặc hoocmôn.
+ Bộ phận đáp ứng kích thích: là các cơ quan như gan, thận, phổi, tim, mạch máu,…Bộ phận này dựa trên tín hiệu thần kinh hoặc hoocmôn hoặc tín hiệu thần kinh và hoocmôn để tăng hay giảm hoạt động nhằm đưa môi trường trong trở về trạng thái cân bằng và ổn định.
+ Sự trả lời của các bộ phận đáp ứng kích thích làm biến đổi các điều kiện lí hóa 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. Sự tác động ngược trở lại như vậy gọi là liên hệ ngược.
I.3.4. Một số cơ chế cân bằng nội môi ở người và các động vật bậc cao- Cơ chế điều hòa áp suất thẩm thấu:
+ Thông qua cơ chế điều hòa lượng nước lấy vào và lượng nước thải ra với sự tham gia của cơ quan tiêu hóa thông qua ăn uống và cơ quan bài tiết thông qua sự bài tiết nước tiểu nhiều hay ít, chủ yếu là thận.
+ Thông qua cơ chế đảm bảo cân bằng các chất điện giải và các chất tan trong huyết tương với sự tham gia của thận, gan và tuyến tụy.
- Cơ chế điều hòa pH nội môi:
Nhờ các hệ đệm bicacbonat, hệ đệm photphat, hệ đệm prôtêinat.
- Cơ chế điều hòa thân nhiệt:
Giữ cho thân nhiệt ổn định bằng cơ chế đảm bảo sự cân bằng của các quá trình sinh nhiệt và tỏa nhiệt.
- Cơ chế điều hòa huyết áp:
Nhờ cơ chế điều chỉnh nhịp tim, co dãn của thành mạch…
Từ những cơ sở lí luận trên, tôi đã hệ thống câu hỏi của chuyên đề cân bằng nội môi để dùng trong giảng dạy và ôn luyện cho học sinh lớp chuyên sinh.
II. Xây dựng hệ thống câu hỏi
II. 1. Câu hỏi tự luận ở mức độ nhận biếtCâu 1. Thế nào là cân bằng nội môi?
Câu 2. Cân bằng nội môi có ý nghĩa gì?
Câu 3. Hãy kể 3 ví dụ về mất cân bằng nội môi.
Câu 4. Em hãy kể tên và nêu vai trò của các thành phần tham gia vào cơ chế duy trì cân bằng nội môi?
Câu 5. Trình bày cơ chế điều hòa nước và muối khoáng của thận.
Câu 6. Trình bày vai trò của gan trong sự điều hòa glucôzơ và prôtêin huyết tương?
Câu 7. Trình bày sơ đồ cơ chế điều hòa đường huyết trong cơ thể.
Câu 8. Nêu tên 2 hoocmôn chính tham gia điều hòa hàm lượng đường huyết. Nguồn gốc và chức năng cơ bản của 2 hoocmon đó.
Câu 9. Cơ thể có cơ chế nào để duy trì độ pH của máu ổn định.
Câu 10. Trình bày cơ chế điều hòa thân nhiệt khi trời nóng, lúc trời lạnh, khi hoạt động mạnh.
Câu 11. Sự điều hòa huyết áp theo cơ chế thần kinh diễn ra như thế nào?
Câu 12. Nêu cơ chế điều hòa huyết áp bằng thể dịch?
Câu 13. Trình bày sự điều hòa huyết áp bằng cơ chế thần kinh và thể dịch trong trường hợp huyết áp tăng cao và huyết áp hạ.
II. 2. Câu hỏi tự luận ở mức độ thông hiểuCâu 1. Điều gì sẽ xảy ra khi cân bằng nội môi bị phá vỡ?
Câu 2. Giải thích cơ chế liên hệ ngược trong quá trình điều hòa cân bằng nội môi? Cho ví dụ minh họa.
Câu 3. Cảm giác khát thường xảy ra khi nào và được điều hòa như thế nào?
Câu 4. Tại sao khi ta ăn nhiều đường nhưng lượng đường trong máu vẫn luôn giữ được ở mức ổn định?
Câu 5. Hợp chất natribicacbonat (NaHCO3) có vai trò sinh lí gì trong cơ thể người và động vật có vú?
Câu 6. Tại sao các hoạt động trong cơ thể luôn diễn ra nhưng không làm thay đổi pH nội môi?
Câu 7. Trong các hệ đệm: bicacbonat, phôtphat, prôtêinat, hệ đệm nào mạnh nhất đối với sự cân bằng pH nội môi? Vì sao.
Câu 8. Tại sao pH trung bình của máu chỉ dao động giới hạn hẹp: 7,35 – 7,45?
Câu 9. Khi lao động nặng, lượng CO2 sản sinh ra nhiều thì hiện tượng gì xảy ra?
II. 3. Câu hỏi tự luận ở mức độ vận dụng
Câu 1. Khi ta uống nhiều nước thì lượng nước tiểu thải qua thận tăng lên. Tại sao?
Câu 2. Hoạt động của thận được điều tiết như thế nào trong những trường hợp sau đây?
a. Áp suất thẩm thấu trong máu tăng cao sau bữa ăn có quá nhiều muối.
b. Khối lượng máu giảm do cơ thể bị mất nước.
Câu 3. Khi cơ thể bị mất nhiều mồ hôi do lao động nặng nhọc thì nồng độ các hoocmôn ADH và anđôsteron trong máu có thay đổi không? Tại sao.
Câu 4. Vì sao khi uống nhiều rượu thường cảm thấy khát nước và mất nhiều nước qua nước tiểu?
Câu 5. Tại sao nói vùng dưới đồi, tuyến yên, tuyến thượng thận và thận có vai trò quan trọng trong cơ chế điều hòa áp suất thẩm thấu của cơ thể?
Câu 6. Do gan bị bệnh nên nồng độ prôtêin huyết tương giảm, điều này có ảnh hưởng đến lượng nước tiểu đầu không? Tại sao?
Câu 7. Tại sao những người bị tiểu đường lại thường tiểu tiện nhiều?
Câu 8. Tại sao những người bị bệnh đái tháo đường có pH máu thấp hơn người bình thường?
Câu 9. Một số động vật như chó mèo có ít tuyến mồ hôi. Bằng cách nào chúng điều hòa thân nhiệt khi trời nóng.
Câu 10. Khi trời nóng, da bạn thường ửng hồng, bạn uống nhiều nước hơn nhưng khi trời lạnh da bạn thường tái đi và bạn ăn nhiều hơn. Hãy giải thích tại sao?
Câu 11. Một người bị nôn mửa, không ăn và uống trong vòng 24 giờ, dạ dày bị mất nhiều dịch axit. Cơ thể người bệnh có những đáp ứng nào để điều chỉnh cân bằng nội môi giữ pH máu và huyết áp ổn định?
Câu 12. Khi lao động quá mức, pH của máu hơi ngả về tính axit. Giải thích? Nếu để tình trạng lao động quá sức này kéo dài thì hậu quả sẽ thế nào?
Câu 13. Một người không bị bệnh tiểu đường, không ăn uống gì để đi xét nghiệm máu. Khi xét nghiệm máu, bác sĩ thông báo nồng độ glucagôn cao, nồng độ insulin thấp. Bệnh nhân đó rất lo lắng. Nếu em là bác sĩ, em sẽ giải thích cho bệnh nhân đó như thế nào?
Câu 14. Khi tiêu chảy kéo dài, cơ thể mất nhiều nước, huyết áp giảm. Trong trường hợp này cơ thể phản ứng thế nào? Trình bày cơ chế phát sinh phản ứng đó.
Câu 15. Bệnh cao huyết áp (160/100) ở một người đàn ông là do nồng độ aldosteron cao. Hãy cho biết, nồng độ aldosteron cao trong máu của người này còn gây ra những thay đổi nào đối với pH máu, nồng độ K+ trong máu, thể tích dịch ngoại bào và tiết renin? Giải thích.
Câu 16. Hãy nêu những điểm khác nhau về thành phần cấu tạo của 2 cơ chế duy trì huyết áp và duy trì nồng độ glucôzơ.
II. 4. Câu hỏi trắc nghiệm nhiều lựa chọn ở mức độ vận dụng
Câu 1. Sự xuất hiện glucôzơ trong nước tiểu
A. là hiện tượng sinh lí bình thường
B. chứng tỏ có bệnh thận.
C. xảy ra chỉ khi các vật chuyển glucôzơ bị quá tải.
D. là kết quả của hạ đường huyết.
Câu 2. Một người bị phù chân có khả năng liên quan đến hiện tượng nào nhiều nhất trong các hiện tượng sau?
A. Giảm hàm lượng prôtêin huyết tương
B. Uống nhiều nước.
C. Tăng đường kính động mạch.
D. Mất máu, dẫn đến nước đi ra từ tế bào bù lại lượng máu đã mất.
Câu 3. Hệ đệm có hiệu quả nhất trong dịch nội bào là
A. phôtphat. B. bicacbonat. C. axit cacbônic. D. prôtêin.
Câu 4. Khi người ta ở ngoài trời nắng hanh trong vài giờ đồng hồ và không được uống nước, điều gì sau đây sẽ xảy ra?
A. Áp suất thẩm thấu của máu giảm. B. Tái hấp thu ở ống thận giảm.
C. Nồng độ urê trong nước tiểu giảm. D. Thùy sau tuyến yên tăng tiết ADH.
Câu 5. Khi xét nghiệm máu một bệnh nhân, người ta thấy nồng độ glucagôn cao nồng độ insulin thấp. Giải thích nào sau đây nhiều khả năng đúng nhất?
A. Bệnh nhân đã uống một lượng lớn nước ngọt trên đường đến bệnh viện.
B. Bệnh nhân mắc bệnh đái tháo đường.
C. Bệnh nhân đã không ăn gì vài giờ đồng hồ trước đó.
D. Do đo sai lượng hoocmôn.
Câu 6. Rượu khi đi vào cơ thể làm tăng lượng nước tiểu vì rượu
A. ức chế sản sinh anđôsteron, do đó giảm tái hấp thu nước và Na+.
B. kích thích sản sinh anđôsteron làm tăng hấp thu Na+ và giảm tái hấp thu nước ở ống thận.
C. kích thích sản sinh và giải phóng ADH.
D. ức chế sản sinh và giải phóng ADH.
Câu 7. Nguyên nhân nào sau đây làm tăng đường huyết?
A. Insulin tham gia chuyển hóa đường. B. Glucagôn tham gia chuyển hóa đường.
C. Anđôstêron tham gia chuyển hóa đường. D. Do gan ngừng tổng hợp glicôgen dự trữ.
Câu 8. Điều nào quan trọng nhất gây ra sự mất cân bằng áp suất thẩm thấu của máu?
A. Lượng nước trong máu. B. Nồng độ đường trong máu.
C. Nồng độ Na+ trong máu. D. Nồng độ khí CO2 trong máu.
III. Đáp án của một số câu hỏi- Với các câu hỏi tự luận nhận biết và thông hiểu đã có trong tài liệu sách giáo khoa và bài giảng của giáo viên. Giáo viên có thể hướng dẫn các em tự trả lời các câu hỏi nhận biết và thông hiểu.
- Với các câu hỏi tự luận vận dụng, tôi xin nêu ra các ý chính theo hệ thống đáp án sau:
Câu 1. Khi ta uống nhiều nước thì lượng nước tiểu thải qua thận tăng lên. Tại sao?
- Uống nhiều nước làm áp suất thẩm thấu máu giảm, giảm kích thích lên vùng dưới đồi, giảm tiết ADH, tính thấm ở ống thận giảm, giảm lượng nước tái hấp thu → tăng thải nước tiểu.
- Uống nước nhiều làm tăng huyết áp, tăng áp lực lọc ở cầu thận, tăng thải nước tiểu.
Câu 2. Hoạt động của thận được điều tiết như thế nào trong những trường hợp sau đây?
a. Áp suất thẩm thấu trong máu tăng cao sau bữa ăn có quá nhiều muối.
b. Khối lượng máu giảm do cơ thể bị mất nước.
a. + Áp suất thẩm thấu của máu tăng cao kích thích lên vùng dưới đồi làm tăng giải phóng ADH ở tuyến yên.
+ ADH kích thích ống lượn xa và ống góp tái hấp thu nước.
+ Vùng dưới đồi còn gây cảm giác khát, động vật tìm nước để uống.
b. Khối lượng máu giảm làm giảm huyết áp đến thận
+ Bộ máy cận quản cầu tiết Renin.
+ Renin làm Angiotensin kích thích vỏ thượng thận tiết alđôstêron tăng tái hấp thu Na+ (kèm theo nước ở ống lượn xa).
+ Angiotensin còn làm co động mạch nhỏ đến thận làm giảm lọc ở cầu thận .
Câu 3. Khi cơ thể bị mất nhiều mồ hôi do lao động nặng nhọc thì nồng độ các hoocmôn ADH và anđôsteron trong máu có thay đổi không? Tại sao.
- Mất mồ hôi nhiều làm nồng độ các hoocmôn ADH và aldosteron trong máu tăng lên.
- Giải thích:
Mất mồ hôi dẫn đến thể tích máu giảm và áp suất thẩm thấu máu tăng.
+ Thể tích máu giảm làm tăng tiết rênin, thông qua angiotensin làm tăng tiết aldosteron.
+ Áp suất thẩm thấu máu tăng sẽ kích thích vùng dưới đồi làm tăng giải phóng ADH từ tuyến yên.
Câu 4. Vì sao khi uống nhiều rượu thường cảm thấy khát nước và mất nhiều nước qua nước tiểu?
- Hoocmôn ADH kích thích tế bào ống thận tăng cường tái hấp thu nước trả về máu nên lượng nước tiểu giảm.
- Rượu làm giảm tiết ADH. Vì vậy làm giảm tái hấp thu nước ở ống thận. Lượng nước không được tái hấp thu ở ống thận sẽ đi theo nước tiểu ra ngoài.
- Mất nước làm áp suất thẩm thấu tăng cao kích thích lên vùng dưới đồi gây ra cảm giác khát.
Câu 5. Tại sao nói vùng dưới đồi, tuyến yên, tuyến thượng thận và thận có vai trò quan trọng trong cơ chế điều hòa áp suất thẩm thấu của cơ thể?
Vì:
- Vùng dưới đồi: trung tâm cảm nhận sự thay đổi áp suất thẩm thấu của có thể đồng thời kích thích hoạt động tiết hoocmôn của tuyến yên.
- Tuyến yên: thông qua việc tăng hoặc giảm tiết ADH, sẽ kích thích ống thận tăng hoặc giảm tái hấp thu nước, làm cân bằng áp suất thẩm thấu trong cơ thể.
- Tuyến thượng thận: thông qua tăng hoặc giảm tiết aldosteron dẫn đến tăng hoặc giảm tái hấp thu Na+ ở các ống thận làm cân bằng áp suất thẩm thấu trong cơ thể.
- Thận có vai trò lọc, bài tiết nước tiểu.
Câu 6. Do gan bị bệnh nên nồng độ prôtêin huyết tương giảm, điều này có ảnh hưởng đến lượng nước tiểu đầu không? Tại sao?
Nồng độ prôtêin huyết tương giảm làm giảm áp suất keo dẫn đến tăng áp lực lọc ở cầu thận, kết quả là lượng nước tiểu đầu tăng.
Câu 7. Tại sao những người bị tiểu đường lại thường tiểu tiện nhiều?
- Nồng độ đường trong máu cao tạo ra áp lực thẩm thấu cao kéo nước từ dịch mô vào máu làm tăng thể tích máu dẫn đến tăng áp lực lọc máu ở cầu thận.
- Nồng độ đường cao trong máu tạo ra áp lực thẩm thấu cao kéo nước từ dịch mô vào ống thận làm tăng lượng nước tiểu.
Câu 8. Tại sao những người bị bệnh đái tháo đường có pH máu thấp hơn người bình thường?
Khi bị bệnh đái tháo đường glucôzơ vào tế bào ít. Do nguồn cơ chất cung cấp năng lượng chủ yếu là glucôzơ không đáp ứng đủ, nên các tế bào cơ thể sử dụng nguồn cơ chất là lipit. Tăng phân giải lipit tạo ra nhiều axit hữu cơ dẫn đến pH máu giảm.
Câu 9. Một số động vật như chó mèo có ít tuyến mồ hôi. Bằng cách nào chúng điều hòa thân nhiệt khi trời nóng.
- Tăng mất nhiệt: há miệng, thè lưỡi, thở nhanh nên hơi nước mang theo nhiệt từ phổi ra ngoài qua hô hấp.
- Nhiệt độ trong máu tăng lên: kích thích trung khu chống nóng giảm quá trình ôxi hóa các chất trong tế bào → tăng mất nhiệt.
Câu 10. Khi trời nóng, da bạn thường ửng hồng, bạn uống nhiều nước hơn nhưng khi trời lạnh da bạn thường tái đi và bạn ăn nhiều hơn. Hãy giải thích tại sao?
- Khi trời nóng, lượng máu tới dưới da để tỏa nhiệt nhiều hơn nên da hồng hơn nhưng ngược lại khi trời lạnh, máu tới da ít hơn nên da hơi tái.
- Khi trời nóng ta uống nhiều nước vì quá trình thoát mồ hôi qua da tăng lên, ta bị mất nước nhiều.
- Khi trời lạnh ta ăn nhiều vì cơ thể tiêu tốn nhiều năng lượng hơn để duy trì thân nhiệt.
Câu 11. Một người bị nôn mửa, không ăn và uống trong vòng 24 giờ, dạ dày bị mất nhiều dịch axit. Cơ thể người bệnh có những đáp ứng nào để điều chỉnh cân bằng nội môi giữ pH máu và huyết áp ổn định?
- Cơ thể bị mất nước dẫn tới huyết áp giảm nên tăng cường tái hấp thu nước ở thận.
- Tăng cảm giác khát dẫn tới uống nước bù để duy trì huyết áp.
- Do mất nhiều dịch vị có tính axit → pH máu giảm kích thích trung khu hô hấp thay đổi nhịp hô hấp điều chỉnh CO2 và pH máu.
- Dịch gian bào và nước từ các tế bào đi vào máu.
- Co các mạch ngoại vi.
Câu 12. Khi lao động quá mức, pH của máu hơi ngả về tính axit. Giải thích? Nếu để tình trạng lao động quá sức này kéo dài thì hậu quả sẽ thế nào?
- Lao động quá mức làm hô hấp tế bào tăng lên để đáp ứng nhu cầu năng lượng cho cơ thể → lượng CO2 nhiều hơn bình thường sẽ hòa tan trong huyết tương tạo thành H2CO3, → phân li thành H+, HCO3- → nồng độ H+ trong máu tăng → làm pH máu giảm thấp.
- Hậu quả: nếu lao động kéo dài, pH máu giảm thấp, không kịp phục hồi pH trở lại thì sẽ dẫn đến ngất xỉu, hôn mê và có thể tử vong.
Câu 13. Một người không bị bệnh tiểu đường, không ăn uống gì để đi xét nghiệm máu. Khi xét nghiệm máu, bác sĩ thông báo nồng độ glucagôn cao, nồng độ insulin thấp. Bệnh nhân đó rất lo lắng. Nếu em là bác sĩ, em sẽ giải thích cho bệnh nhân đó như thế nào?
- Bệnh nhân đó không nên lo lắng vì:
+ Tham gia điều hòa lượng glucôzơ trong máu có sự tham gia của 2 hoocmôn ở tuyến tụy là: insulin và glucagôn.
+ Khi nồng độ glucôzơ trong máu cao thì tuyến tụy tiết insulin chuyển hóa glucôzơ thành glicôgen → giảm đường huyết.
+ Khi nồng độ glucôzơ trong máu thấp thì tuyến tụy tiết glucagôn chuyển hóa glicôgen thành glucôzơ → tăng đường huyết.
+ Do bệnh nhân không ăn uống nên hàm lượng glucôzơ trong máu giảm. Hàm lượng glucôzơ trong máu sẽ được gan bù lại nhờ chuyển glicôgen dự trữ thành glucôzơ. Vì thế khi xét nghiệm máu thì cho kết quả là nồng độ glucagôn cao, nồng độ insulin thấp.
Câu 14. Khi tiêu chảy kéo dài, cơ thể mất nhiều nước, huyết áp giảm. Trong trường hợp này cơ thể phản ứng thế nào? Trình bày cơ chế phát sinh phản ứng đó.
- Phản ứng của cơ thể:
+ Tăng cường khát nước dẫn đến uống thêm nước bù lại lượng nước bị mất → duy trì huyết áp.
+ Tái hấp thu nước ở ống thận để giảm lượng nước tiểu.
- Cơ chế:
+ Mất nước dẫn đến áp suất thẩm thấu tăng kích thích vùng dưới đồi và tuyến yên tiết ADH → kích thích ống lượn xa và ống góp tái hấp thu nước → giảm lượng nước tiểu
+ Mất nước làm áp suất thẩm thấu tăng → vùng dưới đồi → cảm giác khát → tìm nước uống.
Câu 15. Bệnh cao huyết áp (160/100) ở một người đàn ông là do nồng độ aldosteron cao. Hãy cho biết, nồng độ aldosteron cao trong máu của người này còn gây ra những thay đổi nào đối với pH máu, nồng độ K+ trong máu, thể tích dịch ngoại bào và tiết renin? Giải thích.
- Nồng độ aldosteron cao làm cho pH máu tăng, nồng độ K+ giảm, thể tích dịch ngoại bào tăng và không tiết renin.
- Giải thích:
+ Aldosteron kích thích ống thận tăng tái hấp thu Na+, tăng thải K+ và H+ vào nước tiểu. Tăng Na+ và tăng thải H+ làm pH máu tăng, tăng thải K+ vào nước tiểu làm K+ trong máu giảm.
+ Aldosteron kích thích ống thận tăng tái hấp thu Na+ kèm theo nước, dẫn đến tăng huyết áp và tăng thể tích dịch ngoại bào.
+ Huyết áp cao không gây tiết renin. Huyết áp giảm gây tăng renin, angiotensin II, Angiotensin II gây tăng aldosteron kích thích ống thận tăng tái hấp thu Na+ và nước đồng thời gây co mạch làm giảm lượng máu qua thận, giảm lọc ở cầu thận. Ngoài ra phản ứng đông máu làm giảm mất máu.
Câu 16. Hãy nêu những điểm khác nhau về thành phần cấu tạo của 2 cơ chế duy trì huyết áp và duy trì nồng độ glucôzơ.
